کاربرد یاتاقان های لغزشی در صنایع بزرگ همچون شرکت های نفتی ، صنایع نیروگاهی، کارخانجات تولید سیمان، پالایشگاهها و … بسیار زیاد است. در ادامه این پست ابتدا یاتاقان لغزشی را بررسی می کنیم و سپس فرایند طراحی آن را در نرم افزار Autodesk Inventor را خواهیم گفت.
اساس کار یاتاقان (Bearing) و دلیل استفاده آنها چیست؟
بطور خلاصه می توان گفت که هنگامی که دو جسم روی هم می‌لغزند، اصطکاک بین آنها نیرویی ایجاد می‌کند که سرعت آنها را کاهش می دهد. ولی اگر همان دو جسم بتوانند نسبت به هم بغلتند، اصطکاک بین آنها به میزان زیادی کاهش خواهد یافت. یاتاقان وسیله‌ای است که آن دو جسم را مقید می‌کند در گام اول، نسبت به هم فقط نوع خاصی از حرکت را داشته باشند و در گام دوم، اصطکاک بین قطعات متحرک کاهش یابد.
یاتاقان طوری طراحی می‌شود که مثلاً به یک قسمت، اجازه حرکت آزادانه خطی بدهد و به طور همزمان، به قسمتی دیگر اجازه دهد به دور یک محور دوران کند. حتی ممکن است قطعه‌ای دیگر را از حرکت در یک جهت منع کند. این قطعات مکانیکی را می‌توان با توجه به نوع عملکرد، شکل مجاز حرکت و جهت نیروی وارده به اجزای مختلف، دسته‌بندی کرد. به طور کلی، یاتاقانها به دو غلتشی و لغزشی تقسیم بندی می‌شوند. در یاتاقان‌های غلتشی، حرکت سطوح نسبت به هم از نوع غلتشی است. ولی در یاتاقان‌های لغزشی، سطوح نسبت به هم لغزش دارند.
نرم افزار اینونتور برای مدل سازی و طراحی بلبیرینگ های غلتشی محیط مجزا و قابل دسترسی را در بخش Design Accelerator دارد که علاوه بر مدلسازی بلبیرینگ بر اساس استاندارد های مهندسی بلبیرینگ را بر اساس نیروها و گشتاور وارد شده ودور و طول عمر و پارامترهای دیگر تحلیل می کند . درادامه این پست کاربرد یاتاقان های یاتاقان لغزش ( Plane Bearing ) و نحوه محاسبه آن در نرم افزار اتودسک اینونتور بررسی می گردد.در نرم افزار اینونتور یاتاقان لغزشی در بخش محاسبه گر مکانیکی Engineer Handbook قرار گرفته است که امکان انچام تحلیل استاتیکی را برای آن مهیا کرده است.
در یاتاقان لغزشی یک محور در داخل سوراخ یاتاقان قرار می گیرد . به خاطر لغزیدن محور در سطح یاتاقان اصطکاک لغزشی ناخواسته ای به وجود می آید البته با قرار دادن لایه ای از مواد روانکاری بین سطوح زبانه و یاتاقان می توان مقدار اصطکاک را به میزان قابل ملاحظه ای کاهش داد. .از جمله معایب یاتاقان های غلتشی نسبت به یاتاقان غلتشی ضریب اصطکاک زیاد آنها است. ضریب اصطکاک این یاتاقان ها حدود ۱۰ تا ۱۵ برابر یاتاقان های غلتشی است که موجب فرسایش و کاهش طول عمر است. اصطکاک زیاد موجب افزایش گرمای سیستم می گردد که نیاز به سیستم خنک کاری پر هزینه ای دارد. همچنین عیب این نوع یاتاقان ها در بالا بودن مقاومت شروع به کارشان می باشد.یاتاقان ها لغزشی بر خلاف یاتاقان های غلتشی نیرو های وارده زیادی را می توانند تحمل کنند و بسیارآرام و بدون صدای می باشند، حساسیتی در قبال ضربه و ارتعاشات ندارند و بدون محدودیت در تعداد دور عمل می کنند. از ویژگی دیگر این یاتاقان ها اینکه مونتاژ و پیاده کردن آنها راحت است و نسبت به دقت حرکت محور می تواند قابل تنظیم باشد.
این یاتاقانها برای تکیه نمودن وحفظ کردن اجزاء چرخشی در هر دو جهت شعاعی و محوری بکار می روند محافظ شعاعی معمولا شامل پوستهای سیلندر شکل از مواد و ابعاد مناسب می باشد که در محفظه صلب نصب وثابت شده اند. محافظ محوری معمولا رینگهای صلبی هستند که در محفظه یاتاقان نصب شده اند و بوشهای متحریکی را بصورت سفت و محکم به اجزاء چرخشی سوار شده ، تحمل می کند گاهی اوقات این بوشها را بصورت کروی یا مخروطی می سازند تا محافظت محوری و شعاعی را برای یاتاقان مهیا سازند.
محاسبگر یاتاقان لغزشی Plane Bearing Calculator در محیط مونتاژ نرم افزار و در سربرگ Design قرار دارد که مطابق شکل زیر انتخاب و یا بررسی یاتاقان را در قسمت Type می توان انجام داد. نرم افزار اتودسک اینونتور جهت
با انتخاب ابعاد ژورنال یا محور دوران و صافی سطح بین نگه دارنده و ژورنال ، روش خنک سازی و نوع روغن کاری و روان سازی در پنجره Plane Bearing Calculator بررسی شده و در نهایت ظرفیت یاتاقان و میزان دما و خروجی های دیگر محاسبه می شود.
نکته آخر اینکه در کلاس های آموزش نرم افزار اینونتور که در انجمن اینونتور ایران بصورت حضوری و یا آموزش آنلاین برگزار می گردد کلیه جزئیات فرایند محاسبات بررسی و توضیح داده می شود.
