بلبرینگ های فلنجی: انتخاب اساسی برای تراز مسکن ساده

یک یاتاقان شعاعی استاندارد هیچ ساخته ای ندارد که از لغزش خود از طریق سوراخ مستقیم جلوگیری کند. برای قرار دادن آن به صورت محوری، یک طراح به طور سنتی یک شانه را در محفظه ماشین می کند، یک پله کوچک که حلقه بیرونی روی آن قرار می گیرد، یا یک حلقه نگهدارنده در سمت دور اضافه می کند. هر دو راه حل کار می کنند، اما هر دو عملیات ماشینکاری را اضافه می کنند، پشته تحمل روی محفظه را سفت می کنند، و تعداد راه هایی را که مونتاژ می تواند در طول تولید به خطا برود، افزایش می دهد.

یک بلبرینگ فلنجی این نیاز را با دراز کردن یک لبه نازک از یک انتهای حلقه بیرونی، به اندازه بزرگتر از سوراخی که در آن قرار دارد، برطرف می‌کند. به همین دلیل است که یاتاقان‌های فلنجی در مجموعه‌های الکترومکانیکی فشرده به‌طور پیوسته ظاهر می‌شوند، جایی که هر مرحله ماشینکاری اضافه‌شده هزینه را افزایش می‌دهد و هر تحمل اضافه‌شده احتمال ناهماهنگی شفت چرخش را افزایش می‌دهد.

مورد اقتصادی در مقیاس روشن تر می شود. یک شانه ماشینکاری شده تنها چند ثانیه به چرخه تولید در یک نمونه اولیه با حجم کم اضافه می کند، اما در طول یک دوره تولید ده ها هزار واحدی، همان عملیات به سهم معناداری از کل زمان و هزینه ماشینکاری تبدیل می شود. همچنین ابعادی را اضافه می‌کند که باید به تلورانس حفظ شود، که احتمال خراب شدن یک قطعه و خراب شدن یا کار مجدد را افزایش می‌دهد. یاتاقان فلنجی مسئولیت قرار گرفتن را به خود یاتاقان منتقل می‌کند، قطعه‌ای که قبلاً با تحمل محدود ساخته شده است، به جای اینکه از تامین‌کننده مسکن بخواهد یک بعد مهم اضافی را نگه دارد.

بلبرینگ فلنجی با استفاده از سیستم‌های ABEC و ISO 492 یکسانی که برای یاتاقان‌های استاندارد اعمال می‌شود برای سوراخ، قطر بیرونی و دقت کار درجه‌بندی می‌شوند، اما فلنج یک نیاز هندسی اضافی را اضافه می‌کند که در یاتاقان‌های ساده وجود ندارد. مربع بودن صفحه فلنج، به این معنی که سطح فلنج چقدر بر محور یاتاقان عمود است، و ثبات ضخامت فلنج، هر دو بر میزان یکنواختی یاتاقان ها در مقابل وجه بدنه تأثیر می گذارد. فلنجی که مربع نباشد می‌تواند یک زاویه خمیدگی کوچک را به کل مجموعه وارد کند، که به صورت لرزش یا سایش ناهموار نشان می‌دهد، حتی اگر درجه ابعاد هسته یاتاقان در غیر این صورت بالا باشد.

به همین دلیل، خریدارانی که بلبرینگ‌های فلنجی را برای کاربردهای دقیق مشخص می‌کنند، باید تحمل مربعات فلنج را جدا از درجه عمومی ABEC یا ISO تأیید کنند، زیرا هر سازنده‌ای این مقدار را به‌طور پیش‌فرض منتشر نمی‌کند، و صرفاً به دلیل انتخاب درجه دقیق هسته بالاتر، به‌طور خودکار بهبود نمی‌یابد.

یک راه عملی برای درخواست این در مشخصات این است که مستقیماً از سازنده درخواست کنید تا حداکثر مقدار خروجی فلنج را نسبت به محور سوراخ اندازه گیری کند، به جای اینکه فرض کنیم یک درجه ABEC یا ISO به تنهایی این ویژگی را پوشش می دهد. تولیدکنندگان با تجربه در تولید بلبرینگ فلنجی دقیق، این داده‌ها را در دسترس خواهند داشت و تامین‌کننده‌ای که قادر به ارائه آن نیست، باید به عنوان سیگنالی برای تأیید کیفیت فلنج از طریق بازرسی ورودی قبل از تعهد به یک سفارش تولید بزرگ در نظر گرفته شود.

در روباتیک و اتوماسیون، یاتاقان های فلنجی به طور گسترده در مراحل گیربکس و ماژول های مشترک استفاده می شود که در آن یک محفظه با سوراخ مستقیم ساختار اطراف را ساده نگه می دارد و در عین حال موقعیت نشستن قابل اعتماد و قابل تکرار را به یاتاقان می دهد. در موتورها و محرک‌های کوچک، یاتاقان‌های فلنجی که مستقیماً در محفظه‌های مهر و موم شده یا قالب‌گیری شده نصب می‌شوند، نیاز به ویژگی نگهدارنده جداگانه را از بین می‌برند، که زمانی اهمیت دارد که خود محفظه در حجم بالا تولید شود و هر مرحله ماشینکاری اضافه شده در هر واحد تولید شده چند برابر شود.

لوازم الکترونیکی مصرفی و وسایل سرگرمی، از جمله وسایل نقلیه RC و هواپیماهای بدون سرنشین کوچک، از یاتاقان های فلنجی استفاده می کنند، زیرا بدنه ها اغلب از پلاستیک قالب گیری می شوند، جایی که ماشینکاری یک شانه داخلی دقیق بسیار دشوارتر و پرهزینه تر از قالب گیری یک سوراخ مستقیم ساده است. در محفظه‌های ابزار پزشکی و دوربین یا مکانیزم‌های نوری، فلنج نیز با عمل به عنوان یک مانع نوری در برابر گرد و غبار و زباله‌هایی که در امتداد شفت مهاجرت می‌کنند، یک هدف ثانویه را ایفا می‌کند و هر نوع مهر و موم را که به خود یاتاقان نصب می‌شود، تکمیل می‌کند.

یاتاقان‌های فلنجدار معمولاً قیمت واحد نسبتاً کمی را نسبت به یاتاقان‌های غیرفلنج دار معادل، معمولاً بین ده تا بیست و پنج درصد دارند، که نشان‌دهنده مرحله شکل‌دهی یا ماشینکاری اضافی مورد نیاز برای تولید خود فلنج و بازرسی اضافی مورد نیاز برای تأیید مربع بودن فلنج است. به‌طور مجزا، این حق بیمه مانند هزینه اضافه به نظر می‌رسد، اما باید با آنچه جایگزین می‌شود، مقایسه شود، نه تنها با قیمت ثابت.

یک شانه ماشینکاری شده در یک محفظه فلزی معمولاً پس از در نظر گرفتن سایش ابزار، زمان چرخه و نقطه بازرسی اضافه شده، به ازای هر واحد بیشتر از قیمت پرمیوم فلنج است، و زمانی که محفظه یک قطعه پلاستیکی قالب‌گیری شده است، شکاف بیشتر می‌شود، زیرا سوراخ مستقیم یک ویژگی قالب بسیار ساده‌تر از یک شانه داخلی با ارتفاع پله کنترل‌شده است. برای تولید با حجم بالا، این مقایسه معمولاً به نفع بلبرینگ فلنجی است. برای کار با حجم کم یا نمونه اولیه، تفاوت کوچکتر است و هر یک از این رویکردها بسته به محدودیت‌های ابزار و طراحی موجود می‌تواند معقول باشد، و یک تیم طراحی باید این مقایسه را بر اساس حجم تولید واقعی خود انجام دهد نه اینکه نتیجه را بدون بررسی اعداد نقل‌شده واقعی از هر دو مسیر تولید، فرض کند.