موضوع مقاله: یاتاقان | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # یاتاقان | مقدمه: یاتاقان‌ها را می‌توان به صورت گسترده‌ای بر طبق حرکت یا براساس اصول کاریشان و همچنین جهت بارهای اعمالی که می‌توانند تحمل کنند، طبقه‌بندی کرد. | ## بخش 1: یاتاقان | گرچه هیچ مدرک قاطعی وجود ندارد اما این فناوری ممکن است به قدمت ساخت هرم گیزا باشد. یاتاقان‌های خطی مدرن از اصول مشابهی استفاده می‌کنند با این تفاوت که بعضی مواقع از ساچمه به جای غلتک استفاده می‌شود. اجزای نخستین ساچمه‌های ساده و غلتکی، چوب بوده است اما سرامیک، یاقوت کبود و شیشه نیز کاربرد داشتند. آهن، برنز، بابیت و فولادهای دیگر، سرامیک‌ها و پلاستیک (برای مثال نایلون، پلی‌اکسی‌متیلن، تفلون و UHMWPE) همگی امروز معمولند. یک ساعت جیبی مرصع برای کاهش اصطکاک از سنگ‌ها استفاده می‌کند و با این کار اجازه می‌دهد که زمان دقیق‌تر نگه داشته‌شود. برای مثال، امروزه هنوز هم می‌توان یاتاقان‌های چوبی را در آسیاب‌های آبی قدیمی دید که آب، سرد و روانکاری‌اش را تأمین می‌کند. یاتاقان‌های چرخشی برای بسیاری از کاربردها مورد نیازند، از کاربردهای سنگین در محور چرخ‌ها و شفت‌های ماشینها گرفته تا قسمت‌های دقیق ساعت‌ها. ساده‌ترین یاتاقان چرخشی یاتاقان بوش است که فقط یک سیلندر است که بین چرخ و محورش وارد می‌شود، این ساختار به‌وسیله یاتاقان غلتشی ادامه پیدا کرد که در آن بوش به‌وسیله تعدادی غلتک سیلندری جایگزین شد. اولین یاتاقان غلتکی اتاق‌دار عملی در اواسط دهه ۱۷۴۰ میلادی به‌وسیله جان هریسون که ساعت‌ساز بود ابداع شد. این وسیله از یاتاقان برای یک حرکت نوسانی بسیار محدود استفاده می‌کرد ولی او همچنین در همان زمان از یک یاتاقان مشابه در یک وسیله واقعاً دوار در یک ساعت معمولی نیز استفاده کرد. گفته می‌شود لئوناردو دا وینچی یک نوع یاتاقان ساچمه‌ای را در حدود سال ۱۵۰۰ شرح داده است. مسئله‌ای در ارتباط با بلبرینگ‌ها، مالش ساچمه‌ها در مقابل یک دیگر است که موجب اصطکاک مضاعف می‌شود. ایده فردریش فیشر در سال ۱۸۸۳ برای فرزکاری و سنگ زدن ساچمه‌ها در اندازه‌ها و گردی یکسان به کمک وسیله‌ای با ماشین تولید مناسب، اساس خلق یک صنعت مستقل بلبرینگ‌سازی را ایجاد داد. یک حق امتیازی که به عنوان اولین حق امتیاز گزارش شده است، به یک تعمیرکار دوچرخه پاریسی در اوت ۱۸۶۹ رسید. این یاتاقان‌ها سپس در دوچرخه‌ای که به‌وسیله جیمز مور در اولین دوره مسابقات جهانی دوچرخه‌سواری در جاده پاریس-روان در نوامبر ۱۸۶۹ به مقام قهرمانی رسید، گنجانده‌شد. طراحی مدرن یاتاقان خودتنظیم به اسون وینگوئیست از شرکت تولیدکننده بلبرینگ اس‌کی‌اف در سال ۱۹۰۷ مربوط می‌شد. | ## بخش 2: یاتاقان | در طول یک سده، شرکت آنقدر رشد کرد که یاتاقان‌ها را از همه نوعی درست می‌کرد، به‌خصوص فولاد و ارائه محصولات و خدمات مربوطه‌اش. توجه او در طراحی یاتاقان بر کوچک بودن سطح مقطع تا حداقل مقدار ممکن بود که بتواند در یک طراحی بسته جمع بشود. بعد از جنگ جهانی دوم او به همراه گرهارد هیدریچ، شرکت فرانک و گرهارد'' را تأسیس کرد تا به تولید و بسط بلبرینگ کاسه سیمی سرعت ببخشد. شرکت تیمکن، شرکت اس‌کی‌اف، گروه شافلر (خصوصی)، شرکت ان‌اس‌کی، و شرکت یاتاقان‌سازی ان‌تی‌ان در حال حاضر بزرگ‌ترین تولیدکنندگان یاتاقان در جهانند. 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. چگونگی کاهش اصطکاک یاتاقان‌های ساده به طرز گسترده‌ای استفاده می‌شوند و از سطوح برای تماس سایشی استفاده می‌کنند. به‌خصوص با وجود روان‌کاری، آن‌ها معمولاً عمر و اصطکاک کاملاً قابل قبولی می‌دهند. از سوی دیگر، یاتاقان‌های با اصطکاک کم معمولاً به خاطر راندمان‌شان، کاهش فرسایش و استفاده گسترده در سرعت‌های بالا را تسهیل می‌کنند، دارای اهمیت‌اند. اصولاً یک یاتاقان می‌تواند اصطکاک را با امتیاز شکلش، با موادش یا با معرفی و داشتن یک سیال بین سطوح یا جدا کردن سطوح با یک میدان الکترومغناطیسی، کاهش دهد. با کمک شکل معمولاً مزایایش را با استفاده از غلتک‌ها یا کره‌ها یا با شکل‌دادن یاتاقان‌های خمشی حاصل می‌کند. (یک مثال می‌تواند استفاده از پلاستیک باشد که اصطکاک سطحی کمی دارد) به کمک یک سیال با بهره بردن از ویسکوزیته کم یک لایه سیال مانند یک روانساز یا یک واسطه فشرده شده که از برخورد دو سطح جلوگیری کند؛ یا با کاهش نیروی عمودی بین آن‌ها. به کمک میدان‌ها با استفاده از میدان‌های الکترومغناطیسی، مانند میدان مغناطیسی، تا از برخورد سطوح جامد جلوگیری کند. مثال این قسمت برای زمانی است که یک اتاقک از پلاستیک ساخته شده باشد و بین توپ‌ها (غلتک‌ها) که با شکل‌شان اصطکاک را کم می‌کنند، فاصله ایجاد کند و تکمیل‌شان کند. حداقل شش نوع معمول وجود دارد: یاتاقان ساده که معمولاً بوش، یاتاقان‌های سرمحور، یاتاقان بوش، یاتاقان‌های خان‌دار، یا یاتاقان‌های ساده نامیده می‌شوند. یاتاقان غلتشی مانند یاتاقان‌های ساچمه‌ای (بلبرینگ‌ها) و یاتاقان‌های غلتکی (رولربرینگ‌ها). یاتاقان مرصع که نیروها در آن به‌وسیله پیچیدن جزئی خارج از مرکز محور، تحمل می‌شود. | ## بخش 3: یاتاقان | حرکت‌ها حرکت‌های معمولی که یاتاقان‌ها اجازه آن را می‌دهند عبارتند از: چرخش محوری؛ مانند چرخش میله محور. نیروها می‌توانند به صورت نیروی غالب شعاعی، محوری (یاتاقان کف‌گرد) یا ممان عمود بر محور اصلی یا افقی باشند. سرعت به‌طور نمونه به عنوان حداکثر سرعت سطحی نسبی تعریف می‌شود که واحدش اغلب ft/s یا m/s می‌باشد. یاتاقان‌های چرخشی به عنوان نمونه، عملکرد را به صورت DN توصیف می‌کنند که D قطر (اغلب به mm) یاتاقان و N سرعت چرخش با واحد دور بر دقیقه است. یاتاقان‌های غلتشی سریعتر هستند، به دنبال آن یاتاقان‌های لغزشی و سرانجام یاتاقان‌های مغناطیسی قرار دارند که در نهایت به‌وسیله نیروی مرکزگرا و با غلبه بر مقاومت مواد، محدود می‌شوند. لقی و الاستیسیته بعضی کاربردها نیروهای یاتاقان‌ها را در جهات متنوعی به کار می‌برد و تنها لقی یا شیب محدودی را به عنوان نیروی متغیر اعمالی می‌پذیرد. برای مثال ساچمه‌ها در یاتاقان‌های ساچمه‌ای (بلبرینگ‌ها) مانند یک لاستیک سفت می‌ماند و تحت بار، از دایره به یک شکل جزئی مسطح تبدیل می‌شود. کاسه بلبرینگ نیز الاستیک است و یک فرورفتگی را در محلی که ساچمه‌ها بر روی آن فشار می‌آورند ایجاد می‌کند. عمر یاتاقان‌های غلتشی آماری است اما به‌وسیله بار، دما، نگهداری و تعمیر، ارتعاش، روانکاری و سایر فاکتورها تعیین می‌شود. بعضی از ساعت‌های جان هریسون هنوز هم بعد از صدها سال کار می‌کنند چرا که از چوب پاک‌چوبه در ساختشان استفاده شده است. تعمیر و نگهداری یاتاقان‌های بسیاری احتیاج به تعمیرات دوره‌ای دارند تا از خرابی پیش از موعد جلوگیری شود. گرچه بعضی از آن‌ها نظیر یاتاقان‌های لغزشی یا مغناطیسی ممکن است احتیاج به نگهداری کمتری داشته‌باشند. بیشتر یاتاقان‌ها در عملکرد در دورهای بالا نیازمند روانکاری و تمیزکاری دوره‌ای هستند و ممکن است احتیاج به تنظیمات مجدد داشته‌باشند تا اثر فرسایش را به حداقل برسانند. گونه‌های یاتاقان نوعتوصیفسختیسرعتعمرنکاتیاتاقان ساده (بوش)استفاده از روانکار بین دو سطح متحرک و ثابتخوب، در صورتی که میزان ساییدگی کم باشد. | ## جمع‌بندی | مقداری لقی معمولاً وجود دارد.کم/ متوسط (غالباً نیاز به خنک‌کاری دارد)متوسط (بسته به نوع روانکار)ساده‌ترین نوع یاتاقان، استفاده وسیع از آن، اصطکاک نسبتاً زیادیاتاقان غلتشیبه‌کارگیری ساچمه یا غلتک برای کاهش اصطکاکخوب، وجود اندکی لقیمتوسط−زیاد (غالباً نیاز به خنک‌کاری دارد)متوسط (بسته به نوع روانکار، غالباً نیاز به تعمیر و مراقبت دارد)مورد استفاده برای بارهای بیشتر و اصطکاک کمتر نسبت به یاتاقان سادهیاتاقان مرصعیاتاقان حول نقطه‌ای خارج از مرکز بر روی نشیمنگاه می‌گردد.کم به علت انعطاف‌پذیریکمخوب، نیاز به تمیزکاری و روانکاری دارد.عمدتا برای سرعت‌های کم و دقت‌های بالا مانند ساعت استفاده می‌شود.یاتاقان لغزشیمحور درون یک سیال می‌گردد.خیلی زیادخیلی زیاد، محدودیت سرعت معمولاً ناشی از نشت‌بندها است.می‌توان عمر این نوع یاتاقان را بی‌نهایت دانست؛ گاهی هنگام آغاز به کار و خاموش کردن دستگاه اندکی فرسایش ایجاد می‌شود.غبار و سنگریزه می‌توانند باعث خرابی این نوع یاتاقان گردند.