رولربرینگ های سوزنی

رولربرینگ های سوزنی Needle roller bearing
با پوسته کشیده شده و انتهای باز
با پوسته کشیده شده و انتهای بسته
رولربرینگ سوزنی با حلقه داخلی
رولربرینگ سوزنی بدون حلقه داخلی
در رولربرینگ های سوزنی، غلتک ها به شکل استوانه بوده، ولی قطر آنها به نسبت طولشان کوچک است که علیرغم این ویژگی از قدرت تحمل بار بالایی برخوردار بوده و در مصارفی که فضای موجود کوچک باشد، مناسب هستند.
عدم تماس انتهای غلتک ها با لبه های برینگ موجب اجتناب از تمرکز تنش در گوشه ها می شود. این نوع رولربرینگ ها در انواع مختلف:
با پوسته کشیده شده drawn cup needle roller bearings که می توانند به صورتهای ته باز open end و ته بسته closed end باشند و نیز رولربرینگ های سوزنی با حلقه داخلی یا بدون ترتیب مورد بررسی قرار می گیرند:
رولربرینگ های سوزنی با پوسته کشیده شده Drawn cup needle roller bearings
همانگونه که از نام آن پیداست، حلقه بیرونی آنها نازک بوده و کشش عمیق شده است. ضخامت آنها کم و قدرت تحمل زیادی دارند و باید با انطباق تداخلی نصب شوند.
در انواع ته باز و ته بسته (جهت نصب در انتهای شافت) تولید می شوند و حلقه داخلی بطور یکپارچه ندارند، ولی برای اکثر شماره ها حلقه داخلی به صورت مجزا نیز تولید می شود.
فضای خالی زیاد داخل آنها برای روانکاری امکان طولانی کردن فواصل روانکاری را فراهم کرده است. اکثریت آنها به صورت یک ردیفه بوده، ولی بعضی از اندازه های آن به صورت دو ردیفه نیز موجود است.

Dimensions for drawn cup needle roller bearings
Deviations fromNominal insidediameter		Gauge ringBorediameter	Outsidediameter	BearingInsidediameter
low	high	(measured)	D	FW
	mµ	mm		mm
+۶+۱۰+۱۰	+۲۴+۲۸+۲۸	۶,۴۸۴۷,۹۸۴۸,۹۸۴	۶,۵۸۹	۳۴۵
+۱۰+۱۳+۱۳	+۲۸+۳۱+۳۱	۹,۹۸۴۱۰,۹۸۰۱۱,۹۸۰	۱۰۱۱۱۲	۶۷۸
+۱۳+۱۳+۱۶+۱۶	+۳۱+۳۱+۳۴+۳۴	۱۲,۹۸۰۱۳,۹۸۰۱۵,۹۸۰۱۷,۹۸۰	۱۳۱۴۱۶۱۸	۹۱۰۱۲۱۲
+۱۶+۱۶+۱۶	+۳۴+۳۴+۳۴	۱۸,۹۷۶۱۹,۹۷۶۲۰,۹۷۶	۱۹۲۰۲۱	۱۳۱۴۱۵
+۱۶+۱۶+۱۶	+۳۴+۳۴+۳۴	۲۱,۹۷۶۲۲,۹۷۶۲۳,۹۷۶	۲۲۲۳۲۴	۱۶۱۷۱۸
+۲۰+۲۰+۲۰	+۴۱+۴۱+۴۱	۲۵,۹۷۶۲۷,۹۷۶۳۱,۹۷۲	۲۶۲۸۳۲	۲۰۲۲۲۵
+۲۰+۲۰+۲۵	+۴۱+۴۱+۵۰	۳۴,۹۷۲۳۶,۹۷۲۴۱,۹۷۲	۳۵۳۷۴۲	۲۸۳۰۳۵
+۲۵+۲۵+۲۵	+۵۰+۵۰+۵۰	۴۶,۹۷۲۵۱,۹۶۷۵۷,۹۶۷	۴۷۵۲۵۸	۴۰۴۵۵۰
+۳۰+۳۰	+۶۰+۶۰	۶۲,۹۶۷۶۷,۹۶۷	۶۳۶۸	۵۵۶۰

عدم تماس انتهای غلتک با گوشه حلقه بیرونی موجب تعدیل تنشها می شود
اندازه گیر

Shaft and housing toleranes
		Tolerances	Housing material1)
Shaft seatingFor inner ring	Raceway onThe shaft	Housing boreSeating2)
k5 (j6)k5 (j6)	h5 (h6)h5 (h6)	N6 (n7)R6 (R7)	Steel, cast ironLight alloy

بیشتر آنها سوراخ مخصوص روانکاری نیز دارند. (پسوند AS1). رولربرینگ های سوزنی با کاسه نمد لاستیکی نیز تولید می شوند که جنس آن از لاستیک مصنوعی یا پلی اورتان است و در دمای -۲۰ºc الی +۱۰۰ºc کارکرد دارند. ناهمراستایی زاویه ای به علت طراحی خاص آنها تا حدودی امکان پذیر است.
از آنجائیکه سنجش دقت ابعاد رولربرینگهای سوزنی قبل از نصب در داخل محفظه و بر روی شافت امکان پذیر نیست از یک اندازه گیر Gauge ring با جداره ضخیم استفاده می شود.
جدول اندازه های این حلقه، مناسب برای هر قطر داخلی رولربرینگ سوزنی FW در جدول صفحه قبل آورده است. رولربرینگ را در داخل حلقه مزبور جا زده و سپس با استفاده از درن اندازه گیر measuring mandrel مقدار انحراف از اندازه اسمی قطر داخلی رولربرینگ سنجیده می شود.
محدوده مجاز این انحراف نیز در جدول آورده شده است، لذا در مواردیکه از دور رولربرینگ در کنار هم استفاده شود، اگر بخواهیم توزیع بار یکسان روی آنها داشته باشیم، مقدار انحراف از اندازه اسمی قطر داخلی هر دوی آنها باید یکسان باشد.
اکثریت این نوع رولربرینگ ها با پنجره ساچمه های فولادی نازک یا معمولی تولید می شود و در موارد ویژه نوع فیبری آنها نیز ممکن است موجود باشد.
به علت نازک بودن دیواره این نوع رولربرینگ ها، دقت ابعادی سوراخ محفظه از اهمیت خاصی برخوردار است. در صورتیکه تلورانس محفظه مطابق مقادیر جدول بالا باشد، رولربرینگ به انطباق تداخلی لازم خواهد رسید. محل قرار گرفتن برینگ بر روی شافت نیز باید با دقت ماشینکاری شود.
بار حداقل Minimum load
حداقل باری که باید جهت جلوگیری از مشکلاتی نظیر سر خوردن غلتک ها بر روی شیار خود همیشه بر برینگ وارد شود، از این رابطه بدست می آید:
Frm=0.02 C
بار حداقل شعاعی، Frm=N
بار دینامیکی مبنا بر حسب نیوتن، که در جداول مشخصات رولربرینگ ها داده می شود C= اگر وزن قطعات و نیروهای خارجی به حد مقدار فوق نرسید، باید به طریقی این نیرو را ایجاد کرد.
بار دینامیکی معادل بر برینگ Equivalent dynamic bearing load
رولربرینگ های سوزنی با پوسته کشیده شده فقط باید تحت بار شعاعی باشند:P=Fr
بار استاتیکی معادل بر برینگ Equivalent static bearing load
فقط اعمال بار شعاعی مجاز است:Po=Fr
مقادیر ضریب اطمینان استاتیکی (So) همیشه باید مساوی یا بزرگتر از ۳ باشد.
رولربرینگ های سوزنی Needle roller bearings
این نوع رولربرینگها اصولاً از جنس فولادهای کربن – کرومی بوده و ضمن دارای بودن ضخامت کم از قدرت تحمل بار زیادی برخوردار هستند و بسته به نوع کاربرد ممکن است حلقه داخلی داشته یا نداشته باشند.
در صورت امکان، بکار نبردن حلقه داخلی از کاربرد آن بهتر است، زیرا در اینصورت می توان قطر شافت را بزرگتر اختیار کرد و در نتیجه سیستم از استحکام بیشتری برخوردار خواهد بود، اما به هر حال در مواردیکه نتوان محل قرار گرفتن برینگ بر روی شافت را به اندازه مناسب سخت کاری و سنگ زنی کرد، باید از حلقه داخلی نیز استفاده شود.
این نوع رولربرینگ در انواع یک ردیفه و گاهی دو ردیفه، با تنوع در لبه های یکپارچه داخلی یا بیرونی و در بعضی موارد با شیار و سوراخ مخصوص روانکاری تولید می شوند. بعضی از انواع این رولربرینگها با کاسه نمد لاستیکی نیز تولید می شوند.
اصلاح در خط تماس بین شیار و غلتک مسئله تنشهای لبه ای را به حداقل رسانده و امکان یک ناهمراستایی زاویه ای کوچک بین شافت و محفظه را فراهم می کند. پنجره ساچمه آنها می تواند از جنس ورقه فولادی نازک یا معمولی و در بعضی سریها فیبری باشد.
شیار غلتک در حلقه داخلی آنها پرداخت شده و بعد از نصب نیز باید پرداخت دقیق شوند. در آن دسته از رولربرینگها که حلقه داخلی ندارند، انتخاب تلورانس مناسب برای شافت موجب رسیدن به لقی مناسب در برینگ بعد از نصب می شود. در جدول بالا کلاسهای مناسب این تلورانسها آورده شده اند.

Shaft tolerances for needle roller bearingsWithout inner ring
Tolerance for shaft raceway to giveRadial internal clearance				Norminaldiameter
Greater thanNormal	Normal	Less thanNormal	incl.	FWOver
–			mm
g6f6f6	h5h5g5	k5k5k5	۶۵۸۰۱۶۰	-۶۵۸۰
e6e6e6	g5g5f6	k5j5j5	۱۸۰۲۰۰۲۵۰	۱۶۰۱۸۰۲۰۰
e6d6	f6f6	h5g5	۳۱۵۴۰۰	۲۵۰۳۱۵

بار حداقل Minimum load
جهت اجتناب از بروز مسائلی نظیر سرخوردن غلتک ها بر روی شیار خود، رولربرینگها باید همیشه تحت یک حداقل بار قرار داشته باشند که از رابطه ذیل حاصل می شوند:
Frm=0.02C
بار حداقل شعاعی، Frm=N
بار دینامیکی مبنا بر حسب نیوتن، که در جداول مشخصات برینگ ها داده می شود C=اگر وزن قطعات مجاور و نیروهای خارجی به مقدار نیروی محاسبه شده از فرمول بالا نرسید باید به طریقی این نیرو ایجاد شود.
بار دینامیکی معادل Equivalent dynamic bearing load
رولربرینگ های سوزنی باید فقط تحت بار شعاعی باشند:P=Fr بار شعاعی
بار استاتیکی معادل Equivalent static bearing load
رولربرینگ های سوزنی باید فقط تحت بار شعاعی باشند:Po=Fr