تراست بیرینگ (Thrust Bearing) یا بلبرینگ کف گرد چیست؟

در دنیای مکانیک، همه چیز حول محور چرخش میگردد. اما چرخش همیشه ساده نیست. گاهی اوقات نیروها فقط وزن قطعات نیستند؛ بلکه نیروهای هل دهنده قدرتمندی هستند که میخواهند قطعات را از جای خود خارج کنند.

تصور کنید یک صندلی اداری گردان دارید. وقتی روی آن مینشینید و میچرخید، چه چیزی وزن شما را تحمل میکند و اجازه میدهد صندلی نرم بچرخد؟ یک بلبرینگ معمولی نمیتواند این فشار مستقیم از بالا را تحمل کند. این وظیفه قطعه ای به نام تراست بیرینگ (Thrust Bearing) یا در اصطلاح بازار ایران، بلبرینگ کف گرد است. برای آشنایی با انواع بلبریگ به وب سایت رهاگیربکس مراجعه کنید. در این مقاله بررسی میکنیم که این قطعه چیست، چه تفاوتی با بقیه بیرینگ ها دارد و چرا در گیربکس های صنعتی نقشی حیاتی بازی میکند.

تفاوت حیاتی: بار شعاعی در برابر بار محوری

برای درک کار تراست بیرینگ، باید دو نوع فشار (بار) در فیزیک مکانیک را بشناسید:

1. بار شعاعی (Radial Load): فشاری که عمود بر محور چرخش وارد میشود. مثل وزن خودرو که روی چرخ ها میافتد. بلبرینگ های معمولی (شیار عمیق) استاد تحمل این بار هستند.
2. بار محوری (Axial Load یا Thrust): فشاری که در امتداد محور شفت وارد میشود. مثل وقتی که با دریل دیوار را سوراخ میکنید؛ شما به دریل فشار میآورید تا به جلو برود. این نیرو میخواهد اجزای داخلی دریل را به عقب هل دهد.

تراست بیرینگ مخصوصاً برای تحمل نوع دوم، یعنی بار محوری طراحی شده است. این قطعه اجازه میدهد دو قطعه نسبت به هم بچرخند، در حالی که فشار سنگینی آن ها را به هم میفشارد.

انواع تراست بیرینگ ها (کف گردها)

بسته به اینکه چقدر بار داریم و سرعت چرخش چقدر است، مهندسان از انواع مختلفی استفاده میکنند:

 

۱. تراست بال بیرینگ (Thrust Ball Bearing)

این مدل از ساچمه های گرد (Ball) استفاده میکند.

• ساختار: شبیه ساندویچ است؛ دو واشر فولادی شیاردار در بالا و پایین، و ساچمه ها در وسط.
• کاربرد: بارهای سبک تا متوسط و سرعت های بالا. (مثال: در گیربکس های کوچک و ابزار دقیق).

 

۲. تراست رولر بیرینگ (Cylindrical Roller Thrust)

به جای ساچمه، از استوانه هایی (رولر) استفاده میکند که خوابیده چیده شده اند.

• مزیت: سطح تماس استوانه ها بیشتر از ساچمه است، بنابراین بار بسیار سنگین تری را تحمل میکنند.
• کاربرد: گیربکس های سنگین صنعتی، جرثقیل ها و اکسترودرها.

 

۳. تراست بیرینگ مخروطی (Tapered Roller Thrust)

این ها پادشاه تحمل بارهای سنگین هستند. رولرهای مخروطی شکل باعث میشوند این بیرینگ بتواند فشارهای وحشتناک محوری را تحمل کند. در توپی چرخ خودروها و گیربکس های هلیکال بزرگ از این مدل استفاده میشود.

 

چرا گیربکس های صنعتی به تراست بیرینگ نیاز دارند؟

شاید بپرسید در یک گیربکس که فقط میچرخد، نیروی هُل دهنده (محوری) از کجا میآید؟ پاسخ در شکل چرخ دنده ها است.

• در گیربکس های هلیکال (شافت مستقیم): دندانه های این گیربکس ها مورب هستند. وقتی دو دنده مورب به هم نیرو وارد میکنند، علاوه بر چرخاندن هم، همدیگر را به طرفین هل میدهند (مثل پیچ و مهره). اگر تراست بیرینگ نباشد، شفت گیربکس از پوسته بیرون میزند!
• در گیربکس های حلزونی: ماردون فولادی وقتی میچرخد، فشار محوری بسیار زیادی ایجاد میکند (شبیه به جک سوسماری). برای اینکه ماردون سر جای خود بماند و فقط بچرخد، نیاز به یک کف گرد قوی در انتهای شفت دارد.

شرکت های پیشرو در تولید گیربکس، مانند مجموعه مهندسی رها گیربکس، در طراحی محصولات خود (به ویژه گیربکس های اکسترودر و هلیکال)، از بهترین نوع تراست بیرینگ ها استفاده میکنند. این کار باعث میشود گیربکس بتواند زیر بارهای سنگین، بدون لقی محوری (End Play) و با کمترین استهلاک کار کند.

 

سایر کاربردهای شگفت انگیز

• کشتی ها: پروانه کشتی آب را به عقب هل میدهد تا کشتی به جلو برود. طبق قانون نیوتن، آب هم پروانه (و شفت متصل به آن) را با نیروی هزاران تن به سمت جلو هل میدهد. یک تراست بیرینگ غول پیکر در موتورخانه کشتی وجود دارد که این فشار را تحمل میکند و آن را به بدنه کشتی منتقل میکند تا کشتی به حرکت درآید.
• خودرو: وقتی پدال کلاچ را فشار میدهید، قطعه ای به نام "بلبرینگ کلاچ" به خورشیدی دیسک فشار میآورد. این قطعه یک تراست بیرینگ است.

 

نتیجه گیری

تراست بیرینگ یا بلبرینگ کف گرد، قهرمان تحمل فشارهای محوری است. هر جا دیدید محوری میچرخد اما همزمان تحت فشار سنگین از روبرو است، بدانید که یک تراست بیرینگ در آنجا مشغول کار است.

انتخاب صحیح این قطعه در طراحی ماشین آلات و گیربکس ها، تفاوت بین یک دستگاه بادوام و دستگاهی است که مدام شفت و دنده میشکند.