رولبرینگ های سوزنی

با اختراع دکتر گئورگ شفلر معایب جدی مربوط به غلتک های سوزنی کامل را که قبلاً به صورت استاندارد مورد استفاده قرار می گرفت، حذف شد: غلتک های سوزنی دراز در طول چرخش بیرینگ (کج شدن) تمایل به حرکت در جهت عرضی داشتند که باعث گیر کردن یاتاقان می شد. علاوه بر این، مقدار قابل توجهی اصطکاک لغزشی بین غلتک‌های سوزنی مخالف چرخش ایجاد می شد. توسعه قفسه سوزنی جدید بر این معایب غلبه کرد و مزایایی مانند سرعت بسیار بالاتر و اصطکاک کمتر را تحقق بخشید. این امر به مهندسان این امکان را می‌دهد تا کاربردهای بیرینگی دیگر را با رولبرینگ های سوزنی هدایت شونده با قفسه جایگزین و عملکرد کاربردهای خود را به طور قابل توجهی بهبود بخشند.

به طور خاص، رولبرینگ های سوزنی سهم ارزشمندی در توسعه خودروهای کوچک، با کارایی بالا و مقرون به صرفه داشتند. ماتیاس زینک، مدیرعامل شرکت فناوری‌های خودرو در Schaeffler می‌گوید: «بدون رولبرینگ‌های سوزنی مطمئن، پیشرانه‌های خودروهای مدرن امروز هم غیرقابل تصور هستند. استفاده از رولبرینگ سوزنی در مهندسی مکانیک و کارخانه، ماشین آلات ساختمانی و کشاورزی و در فناوری نوار نقاله نیز به تدریج مطرح شد.

شکل 1. ماکت اولین غلتک سوزنی با هدایت قفسه Schaeffler.

نقش در بازارهای آینده

رولبرینگ های سوزنی در آینده همچنان نقش کلیدی ایفا خواهند کرد. در e-mobility، رولبرینگ های سوزنی برای عملکرد وسایل نقلیه برقی حیاتی هستند. در مجموعه‌ غلتک سوزنی و قفسه، چیدمان بیرینگ‌ها تسهیل شده است، زیرا ارتفاع آنها با قطر غلتک‌های سوزنی مطابقت دارد. علاوه بر این، آنها ظرفیت تحمل بار بالایی دارند و در مقایسه با سایر طرح های باربری ارزان هستند. رولبرینگ سوزنیKZK  (قفسه های پین میل لنگ) به عنوان مثال در محورهای الکترونیکی با طراحی هم محوری استفاده می شود. یک مثال کاربردی، درایو محور e شفلر است که از سال 2018 برای آئودی e-tron تولید شده است.

در صنعت نیز، جایی که ربات های سبک وزن به طور فزاینده ای مورد تقاضا هستند، استفاده از رولبرینگ های سوزنی امکان طراحی مفصل سبک و فشرده را با کوچک کردن اندازه فراهم می کند. رولبرینگ های سوزنی حداقل تنوع و بالاترین سطح ایمنی را ارائه می دهند. جدیدترین نمونه، رولبرینگ سوزنی تماسی زاویه ای XZU از Schaeffler است که هم به عنوان بیرینگ بازویی مفصلی در روبات ها و ربات های سبک وزن و هم به عنوان آرایش یاتاقان اصلی در گیربکس جدید RTWH دقیق، یک بیرینگ کاهنده‌ی آماده نصب برای اتصالات رباتی استفاده می شود.

شکل 2. مثالی از کاربرد برای رولبرینگ های سوزنی: درایو محور Schaeffler که از سال 2018 برای آئودی e-tron تولید شده است.

شکل 3. رولبرینگ سوزنی تماس زاویه ای XZU از Schaeffler در روبات ها استفاده می شود.

توسعه فناوری

در مقایسه با یک رولبرینگ سوزنی ماشین کاری شده از دهه 1950، عمر عملیاتی رولبرینگ هایی با ابعاد مشابه پانزده برابر افزایش یافته و ظرفیت تحمل بار استاتیکی سه برابر شده است. چگالی توان، که به لطف غلتک سوزنی و مونتاژ قفسه ای بسیار بهبود یافته است، پتانسیل کوچک سازی قابل توجهی را برای کاربردهایی ارائه می دهد که نیاز به صرفه جویی انرژی و منابع دارند.

همچنین انواع این دسته از بیرینگ ها بسیار گسترش یافته است: امروزه، مجموعه رولبرینگ سوزنی Schaeffler شامل بیش از 15000 نوع برای برآورده کردن طیف گسترده ای از نیازها است. از زمان ثبت اختراع در 70 سال پیش، Schaeffler در مجموع بیش از 100 میلیارد رولبرینگ سوزنی فروخته است. طول سیم های مورد استفاده در تولید 60 میلیارد رولبرینگ سوزنی در سال برای 18 بار پیچیدن سیم به دور خط استوای زمین کافی است! روزانه تقریبا 170 میلیون غلتک سوزنی از این سیم تولید می شود.

منبع:

https://www.schaeffler.com