کفگرد غلتکی: استوانهای 811/812 و کروی 292/293/294
به‌روزرسانی ۷ آبان ۱۴۰۵
کفگرد غلتکی استوانهای 811 و 812 و کفگرد کروی 292، 293 و 294؛ مقایسه با کفگرد ساچمهای 511 تا 514، حداقل بار، روانکاری و کاربردها.
وقتی نیروی اصلی در راستای محور شفت است، مثل وزن یک قلاب جرثقیل یا فشار مارپیچ یک اکسترودر، بلبرینگ‌های شعاعی معمولی جواب نمی‌دهند و باید سراغ کفگرد (Thrust bearing) رفت. کفگرد ساچمهای ساده‌ترین عضو این خانواده است، اما وقتی بار محوری سنگین میشود، کف‌گردهای غلتکی وارد کار می‌شوند.
این راهنما دو خانواده‌ی اصلی کفگرد غلتکی را معرفی میکند: کفگرد غلتکی استوانهای سری 811 و 812 و کفگرد غلتکی کروی سری 292، 293 و 294. برای اینکه تفاوت‌ها روشن شود، از کفگرد ساچمهای شروع می‌کنیم.
نقطه‌ی شروع: کفگرد ساچمهای 511 تا 514
کفگرد ساچمهای از یک واشر شفت، یک واشر پوسته و یک ردیف ساچمه با قفسه ساخته میشود و قطعات آن از هم جدا می‌شوند. شماره‌ی آن با رقم 5 شروع میشود. سری 511 سبک‌ترین است و به ترتیب 512، 513 و 514 سنگین‌تر می‌شوند. دو رقم آخر کد قطر داخلی است، با همان قاعده‌ی ضرب در 5.
برای قطر 25 میلی‌متر ابعاد d×D×H طبق کاتالوگ چنین است: 51105 برابر 25×42×11، 51205 برابر 25×47×15، 51305 برابر 25×52×18 و 51405 برابر 25×60×24.
ویژگی‌های اصلی این نوع:
- فقط بار محوری میگیرد و هیچ بار شعاعی را تحمل نمی‌کند.
- سری‌های 511 تا 514 یک‌طرفه‌اند؛ برای بار محوری در دو جهت، سری 522، 523 و 524 با یک واشر شفت در وسط ساخته میشود. مثلا 52205 برای شفت 20 با قطر خارجی 47 و ارتفاع کل 28 میلی‌متر است.
- دور مجاز آن از بلبرینگ‌های شعاعی پایین‌تر است.
- همیشه به حداقل بار محوری نیاز دارد.
- نسخه‌های 532، 533 و 534 واشر پوسته‌ی کروی دارند و همراه واشر نشیمن U کمی خطای نصب را جبران می‌کنند.
وقتی بار محوری از توان کفگرد ساچمهای فراتر می‌رود، یا ضربه‌ای است، باید سراغ نوع غلتکی رفت.
کفگرد غلتکی استوانهای 811 و 812
در این نوع، بهجای ساچمه، غلتک‌های استوانهای کوتاه به‌صورت شعاعی بین دو واشر تخت قرار گرفته‌اند. به همین دلیل ظرفیت بار محوری آن خیلی بالاتر از کفگرد ساچمهای هم‌اندازه است، بار ضربه‌ای را بهتر تحمل میکند و سفتی محوری بالایی دارد. شماره‌ی این خانواده با رقم 8 شروع میشود.
مثال: 81210 با قطر داخلی 50، قطر خارجی 78 و ارتفاع 22 میلی‌متر. سری 811 قطر خارجی و ارتفاع کمتری نسبت به 812 دارد. پسوند TN یا TV قفسه‌ی پلی‌آمید و M قفسه‌ی برنجی را نشان می‌دهد.
قطعات این کفگرد جدا هم عرضه می‌شوند:
- K 811 یا K 812: قفسه همراه غلتک‌ها
- WS 811 یا WS 812: واشر شفت
- GS 811 یا GS 812: واشر پوسته
محدودیت‌های مهم کفگرد استوانهای:
- هیچ بار شعاعی نمی‌گیرد.
- ناهم‌راستایی را تحمل نمی‌کند. سطح نشیمن هر دو واشر باید صاف و دقیقا عمود بر محور شفت باشد.
- دور مجاز آن کم است و برای کار سنگین با سرعت پایین ساخته شده است.
کفگرد غلتکی کروی 292، 293 و 294
کفگرد کروی، که در بازار به آن کفگرد بشکه‌ای هم می‌گویند، غلتک‌های بشکه‌ای نامتقارن دارد که با زاویه نسبت به محور قرار گرفته‌اند. مسیر غلتش واشر پوسته کروی است. این هندسه سه مزیت می‌دهد که دو نوع قبلی ندارند:
- بار محوری بسیار سنگین را در یک جهت تحمل میکند.
- چون خط تماس غلتک‌ها مایل است، همزمان مقداری بار شعاعی هم میگیرد. طبق کاتالوگ NTN نسبت بار شعاعی به محوری نباید از 0.55 بیشتر شود.
- خودتنظیم است و کجی شفت را تحمل میکند. NTN حدود 1 تا 2 درجه و کاتالوگ ZKL حدود 2 تا 3 درجه را بسته به سری ذکر کرده‌اند.
در میان کف‌گردهای غلتکی، این نوع دور مجاز بالاتری دارد. شماره‌ی آن با 29 شروع میشود و رقم سوم سری را نشان می‌دهد: 292 سبک‌تر، 293 متوسط و 294 سنگین‌تر. مثال: 29320 با قطر داخلی 100، قطر خارجی 170 و ارتفاع 42 میلی‌متر.
پسوندها در برندها متفاوت است:
- SKF: حرف E برای طراحی پرظرفیت، مثل 29320 E
- FAG: پسوند E1، مثل 29320-E1
- NACHI: پسوند E یا EX
- NSK و NTN: نمونه‌هایی با EM و قفسه‌ی برنجی؛ طبق کاتالوگ بررسی شود
- ZKL: J برای قفسه‌ی ورقی، M برای برنجی و ترکیب‌هایی مثل EJ و EM
این کفگرد معمولا با روغن روانکاری میشود. NTN حتی در دور کم هم روغنکاری را توصیه میکند. اگر به هر دلیل از گریس استفاده شود، دور مجاز پایین‌تر می‌آید.
محدوده‌ی اندازه و برندها
کف‌گردهای غلتکی در اغلب برندهای اصلی با همان شماره‌گذاری ISO عرضه می‌شوند؛ پس 29320 در SKF، FAG، NSK، NTN، KOYO، NACHI و ZKL از نظر ابعاد اصلی هم‌خانواده است و تفاوت در پسوند، طرح داخلی و قفسه است. دامنه‌ی اندازه‌ها هم گسترده است. در کاتالوگ ZKL سری 811 و 812 از قطر داخلی 15 تا 630 میلی‌متر و کفگرد کروی از 50 تا 1120 میلی‌متر آمده است. در کاتالوگ عمومی NSK و NTN کفگرد کروی از قطر 60 میلی‌متر شروع میشود و در کاتالوگ سایز بزرگ NTN تا 1400 میلی‌متر ادامه دارد.
Timken نام‌گذاری مستقل خود را دارد؛ مثلا TP برای کفگرد استوانهای، TPS برای نوع خودتنظیم آن و TTHD برای کفگرد مخروطی که در قلاب جرثقیل به کار می‌رود. این کدها با سری‌های ISO هم‌شماره نیستند و معادل‌یابی آن‌ها فقط با ابعاد و کاتالوگ ممکن است.
حداقل بار: نکته‌ای که اغلب فراموش میشود
همه‌ی کف‌گردها برای کار درست به یک حداقل بار محوری دائمی نیاز دارند. در کفگرد ساچمهای، اگر بار کم و دور بالا باشد، نیروی گریز از مرکز ساچمهها را به سمت بیرون مسیر هل می‌دهد و آن‌ها بهجای غلتیدن روی واشر میلغزند. در کفگرد کروی هم سازندگان بر وجود حداقل بار محوری دائمی تأکید دارند.
در عمل، این یعنی در طرح‌هایی که بار محوری گاهی صفر یا معکوس میشود، باید با پیش‌بار، کفگرد را همیشه کمی تحت فشار نگه داشت. مقدار دقیق این حداقل بار را باید از فرمول کاتالوگ همان سازنده و برای همان سایز محاسبه کرد.
مقایسه‌ی سه خانواده
| ویژگی | کفگرد ساچمهای 511 تا 514 | کفگرد استوانهای 811 و 812 | کفگرد کروی 292، 293، 294 |
|---|---|---|---|
| بار محوری | متوسط | سنگین | بسیار سنگین |
| بار شعاعی | ندارد | ندارد | دارد، تا نسبت محدود |
| تحمل کجی | ندارد، مگر نوع با واشر کروی | ندارد | دارد |
| دور مجاز | بالاتر از نوع استوانهای | کم | نسبتا بالا در میان کف‌گردهای غلتکی |
| کاربرد نمونه | جک، میز گردان، صندلی گردان | پرس، اکسترودر کوچک، گیربکس عمودی | پمپ عمودی، اکسترودر، قلاب جرثقیل |
کاربردها
- قلاب جرثقیل: کفگرد ساچمهای در قلاب‌های سبک‌تر و کفگرد کروی در بارهای سنگین‌تر.
- اکسترودر پلاستیک: بار محوری بزرگ و یک‌طرفه است؛ کفگرد استوانهای در اندازه‌های کوچک و کفگرد کروی در اندازه‌های بزرگ‌تر.
- پمپ‌های عمودی و توربین آبی: بار محوری سنگین روی کفگرد کروی می‌افتد و خودتنظیمی آن خطای هم‌راستایی را جبران میکند.
- گیربکس‌های عمودی و حلزونی: کفگرد استوانهای با سفتی محوری بالا.
- جک و پرس: بار محوری سنگین با دور کم.
- شفت پروانه‌ی کشتی و میکسرهای عمودی: کفگرد کروی.
دو خانواده‌ی دیگر هم هستند که فقط اشاره می‌کنیم. کفگرد سوزنی AXK ارتفاع بسیار کمی دارد و برای فضاهای فشرده مناسب است؛ توضیح آن در راهنمای «بلبرینگ سوزنی» آمده است. کفگرد مخروطی هم برای بارهای خیلی سنگین و ضربه‌ای مثل پیچ‌های پایین‌آور نورد ساخته میشود، ولی شماره‌گذاری آن در هر برند متفاوت است و فقط با شماره‌ی دقیق سازنده یا نقشه تأمین میشود.
اشتباه‌های رایج
- استفاده از کفگرد ساچمهای یا استوانهای در جایی که بار شعاعی هم وجود دارد.
- نصب برعکس واشرها؛ واشر با سوراخ تنگتر باید روی شفت و واشر گشادتر روی پوسته بنشیند.
- جایگزینی 811 یا 812 با کفگرد ساچمهای 512 همابعاد، که ظرفیت را خیلی کم میکند.
- جایگزینی کفگرد کروی با 811 یا 512، در حالی که این‌ها نه بار شعاعی می‌گیرند و نه کجی را تحمل می‌کنند.
- نشیمن غیرعمود یا ناصاف برای کفگرد استوانهای.
- روانکاری کفگرد کروی با گریس بدون در نظر گرفتن کاهش دور مجاز.
چطور سفارش بدهیم
این اطلاعات را به فروشنده بدهید:
- شماره‌ی کامل قبلی همراه با پسوند، مثلا 29320 E یا 81210 TN
- اگر شماره پاک شده: قطر داخلی، قطر خارجی و ارتفاع کل
- جهت بار محوری: یک‌طرفه یا دوطرفه
- آیا بار شعاعی هم وجود دارد و تقریبا چقدر
- دور کاری
- روانکاری با روغن یا گریس
- برای 811 و 812: کل مجموعه را می‌خواهید یا فقط قفسه، واشر شفت یا واشر پوسته
- نوع دستگاه، مثلا اکسترودر، پمپ عمودی یا قلاب
برای انتخاب بین کفگرد ساچمهای، استوانهای و کروی یا پیدا کردن معادل در برندهای دیگر، مشخصات کار را برای تیم فروش ما بفرستید یا در گفتگوی آنلاین سایت بپرسید تا گزینه‌ی مناسب را پیشنهاد کنیم.
پرسش‌های متداول
کفگرد ساچمهای 51205 بار شعاعی تحمل میکند؟
خیر. کفگرد ساچمهای فقط بار محوری میگیرد. اگر بار شعاعی هم وجود دارد، باید کنار آن یک بلبرینگ شعاعی گذاشت یا نوع دیگری انتخاب کرد.
کفگرد کروی 29320 چقدر بار شعاعی میگیرد؟
کفگرد کروی میتواند همزمان با بار محوری مقداری بار شعاعی هم بگیرد. طبق کاتالوگ NTN نسبت بار شعاعی به بار محوری نباید از 0.55 بیشتر شود.
آیا میتوانم 81210 را با 51210 همابعاد عوض کنم؟
جایگزینی کفگرد غلتکی استوانهای با کفگرد ساچمهای ظرفیت بار محوری را بهشدت کم میکند. پیش از هر جایگزینی، بار و دور کاری را با کارشناس بررسی کنید.
چرا کفگرد به حداقل بار محوری نیاز دارد؟
اگر بار محوری خیلی کم باشد، غلتندهها بهجای غلتیدن میلغزند و در کفگرد ساچمهای نیروی گریز از مرکز ساچمهها را از مسیر بیرون میراند. نتیجه سایش و خرابی زودرس است.
کفگرد کروی را میشود گریس زد؟
این کفگرد معمولا با روغن روانکاری میشود. اگر از گریس استفاده شود، دور مجاز کمتر است و NTN حتی در دور کم روغنکاری را توصیه میکند.
کدام واشر کفگرد روی شفت مینشیند؟
واشری که سوراخ تنگتر دارد واشر شفت است و با شفت میچرخد. واشر با سوراخ گشادتر روی پوسته مینشیند. نصب برعکس باعث سایش سریع میشود.