یاتاقان واژهای است که تقریبا همه ما کم و بیش با آن آشنا هستیم میدانیم که یاتاقان بخشی از موتور خودرو و از قطعات فنی موتور است. یاتاقانها باعث اتصال، هدایت و پشتیبانی شاتون به میل لنگ میشوند که در مقابل یکدیگر حرکت میکنند. به این ترتیب، حرکات ضربه ای – خطی پیستون و میل لنگ را می توان به حرکات چرخشی- دایره ای میل لنگ تبدیل کرد. انواع یاتاقان ها، یاتاقان چگونه کار میکند؟ یاتاقان زدن یعنی چه علایم یاتاقان زدن اتومبیل چیست؟ دانستن تمام این جزئیات و پاسخ این سؤالها، تا حد زیادی لازم است. پس به بررسی همه این جزئیات میپردازیم تا از وارد شدن آسیبهای احتمالی به یاتاقان خودروی خود جلوگیری کنیم.
یاتاقان چیست؟
یاتاقان (Bearing) وسیلهای است که حرکت بین دو جسم را ممکن میکند. این قطعه بیرینگ هم نامیده میشود و به شکل نیمدایره است. در موتور خودرو، برای به حرکت در آمدن خودرو باید حرکت بالا و پایین پیستون توسط میللنگ به حرکت چرخشی تبدیل شود. برای برقراری ارتباط بین میل لنگ با موتور خودرو و تبدیل شدن حرکت پیستون به میللنگ و جلوگیری از آسیبهای ناشی از این نزدیکی، از یاتاقان استفاده میشود. یاتاقان هم در صنعت و هم در موتور ماشین استفاده میشود.
ساختمان یاتاقان تشکیل شده از یک لایه بیرونی و یک با چند لایه داخلی. لایه ی بیرونی یاتاقان از جنس فولاد یا برنز مقاوم در برابر حرارت و ضربه است. لایه های داخلی یاتاقان از مواد یاتاقانی تشکیل شده است . مواد یاتاقانی از ترکیب آلیاژ فلزات قلع، آنتیموان، مس و سرب یا جیوه، قلع، گالیم و آلومینیوم به دست میآید. این ترکیبات متفاوت بر وزن یاتاقان تاثیر دارند و در موتورهای مختلف براساس تعداد یاتاقانی که مورد استفاده قرار میگیرد و تاثیری که بر وزن نهایی آن میگذارند انتخاب میشوند. تعداد لایههای مواد یاتاقانی نیز به نوع و وزن موتور بستگی دارد و این مواد در دو، سه یا چهار لایه روی پوسته خارجی قرار داده میشوند. مواد یاتاقانی از متریالهای نرم تهیه میشوند تا نقش ضربهگیر را نیز برای میللنگ ایفا کنند.
تاریخچه یاتاقان
اولین تصور از یاتاقان به دوره زمانی مصر باستان، حدود 2600 سال قبل از میلاد بر میگردد. مصریان باستان از اولین افرادی بودند که از نوعی یاتاقان غلتکی برای جابجایی قطعات سنگی بزرگ برای ساخت اهرام استفاده کردند. این به آنها اجازه می داد تا سنگ ها را بسیار راحت تر حمل کنند و منجر به ساخت سریعتر اهرام مصر شد. این اصل در طول سالها تکرار شد و اجداد ما از اصول اولیه یاتاقان برای کمک به زندگی روزمره خود استفاده می کردند. به عنوان مثال، نمونه ای از یک یاتاقان چوبی که قدمت آن به حدود 40 سال قبل از میلاد می رسد، کشف شده است. این یاتاقان برای پشتیبانی از یک میز چرخشی استفاده می شد که امکان حرکت صاف و آسان را فراهم می کرد. این یاتاقان در بقایای غرق شده یک کشتی رومی در دریاچه نمی ایتالیا پیدا شد.
گفته میشود لئوناردو دا وینچی یک نوع یاتاقان ساچمهای را در حدود سال ۱۵۰۰ ساخته است. مشکل این یاتاقان ها، قرارگیری ساچمهها در مقابل یک دیگر بود که موجب اصطکاک مضاعف میشود.
از این اصطکاک میتوان بوسیله محبوس کردن ساچمهها درون یک قفس جلوگیری کرد. یاتاقان غلتشی اتاقدار در اصل بهوسیله گالیله در قرن هفدهم ساخته شد. اولین امتیاز حق ثبت یاتاقان غلتشی متعلق به فیلیپ وگان از کارمارتن در ۱۷۹۴ بود. ایده فردریش فیشر در سال ۱۸۸۳ برای فرزکاری ساچمهها در اندازهها و گردی یکسان به کمک وسیلهای با ماشین تولید مناسب، اساس خلق یک صنعت مستقل یاتاقان سازی را ایجاد داد.
امروزه، یاتاقانها در کاربردهای متنوعی به کار میروند. یاتاقانهای فوق سریع در قطعات دستی دندانپزشکی به کار میرود، یاتاقانهای هوافضایی در مریخنورد به کار رفتهاند و یاتاقانهای خمشی در سیستمهای همتراز نوری استفاده شدهاند.
تفاوت یاتاقان و بلبرینگ در چیست؟
اصطلاح یاتاقان برای اشاره به انواع بلبرینگهای مکانیکی و صنعتی کاربرد دارد. انواع مختلفی از یاتاقانها در ماشینها مورد استفاده قرار میگیرند که بلبرینگها یکی از آنها هستند. به این ترتیب بلبرینگها یکی از انواع یاتاقانها هستند که در کنار رولبرینگها، رایجترین انواع یاتاقان محسوب میشوند. اما یاتاقانها به بلبرینگها محدود نمیشوند و در بخش های مختلف ماشین و دستگاههای گوناگون، هر جا که نیاز به انتقال انرژی چرخشی وجود داشته باشد از یاتاقان ها برای عملکرد صحیح تر استفاده میشود.
انواع یاتاقان در موتور خودرو
در موتور خودرو دو نوع یاتاقان بر اساس وظیفه و محل قرارگیری وجود دارد که به دو دسته ی یاتاقانهای ثابت و متحرک تقسیم میشوند. این دو یاتاقان هر کدام با یکی از محورهای ثابت و متحرک میللنگ در ارتباط هستند. محور اصلی یا ثابت میللنگ به بدنه ی سیلندر متصل است و تنها حول محور خودش میچرخد. محور متحرک یاتاقان به شاتون متصل است و حول محور اصلی و ثابت میگردد. یاتاقانها دو تکه هستند و از دو نیمدایره که به هم پیچ میشوند تشکیل شده اند.
یاتاقانهای ثابت
یاتاقان ثابت یا یاتاقان اصلی (main bearing) نقش تکیهگاه میللنگ را دارند و با اتصال حول محور ثابت میللنگ ، جای آن را نسبت به پیستون و بدنه سیلندر تنظیم میکنند. میللنگ حرکت دورانی دارد و تمایل به حرکت رفت و برگشتی هم نشان میدهد، یاتاقان ثابت این حرکت رفت و برگشتی را که همان لقی میللنگ است کنترل میکند و از ضربههای احتمالی به آن جلوگیری مینماید. یکی از دو نیمدایره یاتاقان ثابت که یاتاقان میللنگ هم نامیده میشود، از یک سمت به بدنه سیلندر متصل است و نیمدایره دیگر پس از پیچیدن حول محور میللنگ به آن پیچ میشود. هر میللنگ دارای حداقل دو یاتاقان ثابت است.
در موتورهای ۴ سیلندر که رایجترین نوع موتور در صنعت خودروسازی است، ۵ یاتاقان ثابت، میللنگ را نگه میدارند. این یاتاقانها دارای منفذ هستند تا روغن و روان کنندهها از طریق این منافذ به میللنگ رسیده و حرکت چرخشی میللنگ را سادهتر میکند. حد فاصل این منافذ شیارهایی وجود دارد تا روغن در آنها جریان یابد.
یاتاقانهای متحرک
بین شاتون و میللنگ یاتاقان متحرک وجود دارد. این یاتاقان موقعیت شاتون نسبت به میللنگ را تنظیم میکند و از ضربههای احتمالی بین این دو جلوگیری مینماید.یاتاقان متحرک که به یاتاقان شاتون نیز معروف است در ساختار بسیار شبیه یاتاقان ثابت است با این تفاوت که میللنگ در آن آزاد است و حرکت رفت و برگشت پیستون را به حرکت دورانی تبدیل میکند. یکی از نیمدایرههای یاتاقان متحرک به شاتون وصل است و دیگری پس از پیچیدن حول محور میللنگ به آن پیچ میشود. این یاتاقانها تنها شیاردار هستند و در آنها منفذی وجود ندارد.
وظایف یاتاقان ماشین در موتور خودرو چیست؟
یاتاقانها انواع مختلفی دارند و براین اساس وظایف متعددی نیز دارند. اما در موتور خودرو چند وظیفه ثابت برای یاتاقان ماشین تعیین شده است. ۲ وظیفه اصلی یاتاقان در موتور به شرح زیر هستند:
- جلوگیری از برخورد پیستون و میللنگ و ایجاد آسیب به هریک و یا فرسایش آنها در اثر این برخوردها (کاهش اصطکاک بین این دو)
- کاهش اصطکاک بین شاتون و میللنگ، جلوگیری برخورد و ضربه به آنها و آسیبهای ناشی از این برخورد. تنظیم لقی میللنگ و شاتونها و سهولت در حرکت روان آنها.
عوامل خرابی یاتاقانها در موتور خودرو چیست؟
۱- وجود گرد و غبار در محفظه موتور
ورود گردو خاک به محفظه موتور می تواند آسیب جدی ای بر یاتاقان بگذارد پس درپایان تعمیرات موتور، موتور خودرو تمیز شود تا مشکلی رخ ندهد زیرا این گرد و خاک پشت یاتاقان و میل لنگ قرار می گیرد و باعث خراشیدگی و آسیب به یاتاقان می شود.
۲- کمبود روغن موتور
روغن کاری یاتاقان ها مهم است، زیرا باعث جلوگیری از اصطکاک بین دو فلز می شود. بر روی سطح منحنی شکل یاتاقان ها یک منفذ وجود دارد که روغن به راحتی از آن عبور میکند و تمامی نقاط میان یاتاقان و میل لنگ را میپوشاند. در صورت کمبود روغن ویا ناکافی بودن روغن آسیب های جدی و جبران ناپذیری به یاتاقان وارد میشود.
۳- استفاده از روغن موتورهای بی کیفیت
یکی دیگر از عوامل تخریب کننده یاتاقان ها استفاده از روغن موتور بی کیفیت در موتور خودرو می باشد. روغن موتور بی کیفیت چون دارای املاح و ریزگرد های بسیار زیادی هستند، در طولانی مدت منجر به خراشیدگی یاتاقان می شود و در کارکرد و بهره وری موتور تاثیر منفی دارد. هر گونه ترک خوردگی و زدگی در یاتاقان می بایست مورد بررسی قرار گرفته و یاتاقان را در اسرع وقت تعویض نمود.
۴- نصب غیر استاندارد یاتاقان در موتور
اگر یاتاقان ها به صورت ناهماهنگ کنار هم قرار بگیرند منجر به نرسیدن روغن به بقیه اجزا خواهد میشود و یا در صورت درست قرار نگرفتن درپوش بلبرینگ در جای خود منجر به آسیب های جدی به یاتاقان خواهد بود. پس در این موارد حتما به یک مکانیک خبره مراجعه کنید.
آشنایی با انواع یاتاقان از نظر ساختار
| اسم یاتاقان | نحوه عملکرد یاتاقان | میزان مقاومت | سرعت | طول عمر | توضیحات بیشتر |
|---|---|---|---|---|---|
| یاتاقان ساده | باعث حرکت راحت تر میان دو سطح ثابت و محرک میشود. | مقاومت نسبتا خوبی دارد تا جایی که میزان اصطحکاک کم باشد و میزانی لقی دارد. | سرعت پایین و به خنک سازی نیاز دارد | متوسط | ساده ترین نوع یاتاقان است و اصطحکاک نسبتا زیادی دارد. |
| یاتاقان غلتشی | یاتاقانهای ساچمهای مثل بلبرینگ و یاتاقان غلتکی مثل رولبرینگ. یاتاقانهای غلتشی یا ضد اصطکاکی. تشکیل شده از دو عدد حلقه و یک سری ساچمه غلطکی. بین ساچمهها توسط قفسهای از صفحات موازی برنجی، پلاستیکی و یا هر ماده مناسب دیگر جدا از هم نگهداری میشوند. | مقاومت متوسط | سرعت متوسط | متوسط بسته به نوع روانکار نیاز به تعمیر و نگهداری دارد | مورد استفاده برای بارهای سنگین دارای اصطکاک کمتر نسبت به یاتاقان ساده |
| یاتاقان مرصع | یاتاقان حول نقطهای خارج از مرکز بر روی پایه میگردد. | کم به علت انعطافپذیری | کم | عمر نسبتا زیاد نیاز به تمیزکاری و روانکاری دارد. | برای سرعتهای کم و دقتهای بالا مورد استفاده قرار میگیرد. |
| یاتاقان لغزشی | در این نوع یاتاقان نیرو محور توسط یک سیال یا گاز تامین میشود. | مقاومت بسیار بالا | سرعت بسیار بالا | عمر این نوع یاتاقان را بینهایت است. گاهی دچار اندکی فرسایش می شود. | غبار و سنگریزه میتوانند باعث خرابی این نوع یاتاقان شود. |
| یاتاقان مغناطیسی | در این یاتاقان نیرو توسط یک میدان مغناطیسی تامین میشود | مقاومت نسبتا بالا | سرعت زیاد | عمر طولانی | مصرف انرژی بالا، بدون نیاز به تعمیر و نگهداری. |
| یاتاقان خمشی | حرکت با تغییر شکل در ماده صورت میگیرد. | مقاومت کم | سرعت بسیار بالا | عمر خیلی طولانی یا کوتاه، بسته به نوع مصرف. | دارای دامنه حرکت محدود |
یاتاقان زدن چیست ؟
هرعاملی که باعث دفرمه شدن یاتاقانها شود بطوری که یاتاقانها بیش از حد از میل لنگ فاصله بگیرند و یا بیش از حد به میل لنگ بچسبند باعث میشود روغن موتور دیگر فضای بین یاتاقان و میل لنگ را پر نکند که در این وضعیت میگویند موتور یاتاقان زده است. البته یاتاقان زدن ممکن است ناشی از اختلال در روغن کاری هم باشد. این مساله مشابه این است که اول مرغ وجود داشته یا تخم مرغ. دفرمه شدن قطعات باعث اختلال در روغن کاری میشود و برعکس هم اختلال در روغن کاری باعث افزایش دما و اصطکاک در بین میل لنگ و یاتاقان و شاتون شده و به دفرمه شدن یاتاقان ها منجر می شود که در این حالت میگویند موتور یاتاقان زده است
اگر یاتاقان به میل لنگ چسبیده باشد، موتور به سختی و سنگینی حرکت میکند و این امر باعث از کار افتادن موتور میشود.
همچنین اگر یاتاقان در اثر فرسوده شدن و یا اصطکاک زیاد دفرمه شود و ضخامت خود را از دست دهد، میل لنگ نمیتواند بدون لرزش به کار خود ادامه دهد، که در این صورت صدایی مانند تق تق ایجاد میکند که نشانه ی خرابی یاتاقان است.
اگر موتور برای مدت طولانی در شرایطی که یاتاقان ها دارای مشکل هستند کار کند، تکه های یاتاقان به سرعت در سیستم روغن کاری به گردش در می آیند و در سراسر میل لنگ پخش می شوند و به میل بادامک آسیب می رسانند. ضایعات یاتاقان نیز به داخل سیلندرها پرتاب می شود، جایی که با سرعت به پیستون می زند و به رینگ ها آسیب می رساند. وقتی این اتفاق افتاد، کل مجموعه چرخان ممکن است گیر کند و از حرکت بایستد.
دلایل یاتاقان زدن موتور چیست؟
دلایل مختلفی می تواند باعث یاتاقان زدن شود که در ادامه به چند مورد از آن اشاره میکنیم:
۱- استفاده از روغن موتور بی کیفیت و تعویض دیر هنگام روغن موتور
استفاده از روغن موتور بیکیفیت و همچنین تعویض دیرهنگام روغن باعث میشود تا جرم روغن رسوب کرده و به قطعات نفوذ کند، که در این صورت قطعات موتور دچار جرم گرفتگی میشود. زمانی که در روغنکاری قطعات، مشکلی ایجاد شود موتور نمیتواند به صورت صحیح کار کرده و این عدم کارکرد صحیح باعث میشود تا یاتاقانها در شرایط نامناسب و غیراستاندارد قرار بگیرند که نهایتا منجر به یاتاقان زدن میشود.
۲- افزایش بیش از حد دمای موتور خودرو
بیآب ماندن و یا درست کارنکردن فن رادیاتور باعث میشود تا دمای موتور بالا رفته و زمانی که یاتاقانها بیش از اندازه گرم میشوند به درستی عمل نکرده و موجب یاتاقان زدن موتور شود.
۳- فرسوده بودن قطعات موتور
عمربالای یاتاقانها، معیوب بودن و شکسته شدن آنها باعث میشود تا یاتاقان وظیفه خود را به درستی انجام نداده و در کار موتور اختلال ایجاد شده و در نهایت سبب یاتاقان زدن شود.
۴- اختلال در سیستم روانکاری و پمپ روغن
خراب بودن پمپ روغن باعث میشود تا روغن به درستی به قطعات نرسد و در نهایت باعث یاتاقان زدن موتور شود.
جمع بندی
یاتاقان ها نقش مهمی در صنعت ایفا می کنند. هدف همه یاتاقانها و زیرمجموعههای آن یعنی رولبرینگ و بلبرینگها، روانتر کردن حرکت مکانیکی ماشین و جلوگیری از آسیب در اثر تماس قطعات با هم، حفظ انسجام سیستم مکانیکی در سرعتهای بالا و جلوگیری از گرمشدن ماشینآلات و همچنین کاهش سرو صدای حاصل در حین فعالیت آنها است.
یاتاقان ها برای انواع خاصی از کاربری و با تحمل بارهای متفاوت مورد استفاده قرار میگیرند. هیچ صنعتی بدون یاتاقان ها (رولبرینگ یا بلبرینگها) قادر به تضمین سلامت قطعات داخلی سیستم مکانیکی خود نیست. برای افزایش عمر مفید قطعات مکانیکی لازم است از یاتاقان های باکیفیت استفاده کنید و همچنین استفاده از روغن با کیفیت برای روغن کاری یاتاقانها را فراموش نکنید که عدم روغن کاری میتواند خسارات زیادی به بارآورد. یاتاقان ها بدون شک به تکامل و تغییر ادامه خواهند داد و معیشت ما را با راحت تر کردن چرخش در بین اجزای صنعتی، بهبود خواهند بخشید.
واردات مستقیم قطعات یدکی انواع ماشینهای چینی با کیفیت اصلی و بهترین قیمت. برای مشاهده و خرید لوازم مورد نیاز خود کلیک کنید و یا برای دریافت مشاوره رایگان، با ما تماس بگیرید.
