ایروبیرینگ و کاربرد آن در صنعت نساجی

تهیه و تدوین: قاسم حیدری، فوق لیسانس تکنولوژی نساجی

یاتاقان ها وظیفه نگهداری شفت های متحرک با حرکت دورانی یا رفت و برگشتی را بر روی یک تکیه گاه برعهده دارند. این نگه داشتن می تواند حول شفت باشد تا از حرکت سطح مقطعی شفت جلوگیری کند و یا نگهداری شفت از حرکت محوری به سمت جلو و عقب را بر عهده داشته باشد. با قفل شدن بلبرینگ بر روی شفت و استفاده از خارهای حلقه ای که در داخل شیارهای تعبیه شده بر روی شفت قرار می گیرند و با طراحی بلبرینگ ها به طوری که هم نیروی چرخش محوری و هم حرکت محوری را کنترل نماید.

یاتاقان های چرخشی می توانند شامل بلبرینگ ها یا نیدل برینگ ها و رول برینگ ها باشند یا از بوش های ضد سایش بهره گرفته شود. همچنین یاتاقان های محوری نیز می توانند شامل بلبرینگ های کف گرد باشند و یا حتی از نیروی ایرودینامیکی یا مغناطیسی جهت کنترل کامل شفت صورت گیرد. در صورتیکه عدم تغییر قطر شفت جهت جای خار و قفل کردن بلبرینگ اجتناب ناپذیر باشد، از دنده و مهره چکنت و یا قفل کننده های محوری مخروطی می توان بهره گرفت.

در ماشین های ریسندگی اپن اند، بعلت تامین سرعت خیلی بالای روتورها (حدود ۱۰۰هزار دور در دقیقه) با توئین دیسک به قطر ۷۰ میلیمتر و شفت روتور ۶ میلیمتر صورت می گیرد تا نسبت انتقال سرعت حدود ۱۰ انجام شود که یاتاقن های توئین دیسک با سرعت یک دهم معادل ۱۰ هزار دور بر دقیقه چرخش نمایند.

در چرخش روتور هیچ اعمال نیرو در راستای محور روتور بر شفت روتور وجود ندارد. اما عدم وجود تکیه گاه، حرکت در راستای محور روتور محیا می باشد و ممکن است به هر دلیلی این حرکت صورت بگیرد و روتور در راستای محور جابجا شود. پس ثابت نگه داشتن روتور در راستای محور نیز لازم می باشد.

ایروبیرینگ ها یاتاقان های هوایی هستند که بجای استفاده از غلتنده هایی مثل ساچمه ها یا نیدل ها و رول های چرخان، از یک لایه نازک هوا (بالشتک هوا) بین دو قسمت ثابت و متحرک استفاده می شود. مزایای ایروبیرنگ شامل: صفر بودن اصطکاک، عدم سایش و خوردگی، عملکرد بدون ایجاد صدا و لرزش، عدم نیاز به روان کننده ها می باشد.

جنس پیشانی ایروبیرینگ باید از جنس شفت روتور نرمتر باشد تا هنگام عدم عملکرد صحیح ایروبیرینگ، شفت روتور آسیب نبیند. جنس پیشانی ایروبیرینگ که پیشانی شفت روبروی آن قرار دارد از جنس زغال فشرده یا پلاستیک فشرده می باشد تا در هنگام سایش انتهای روتور با ایروبیرینگ خود ایروبیرینگ صدمه ببیند و تعویض گردد.

یکی از مزایای ایروبیرینگ این است که دیگر نیازی به روانکاری و خنک کاری نیست و خود هوای فشرده وظیفه خنک کاری روتور را بر عهده دارد و بعلت عدم سایش و تماس و وجود هوای فشرده بین دو سطح، روانکاری سایش وجود ندارد. خنک کاری روتور توسط جریان هوای مکشی حرکت الیاف از هوزینگ زننده به داخل روتور نیز تامین گردد. تنها باید هوای فشرده مورد نیاز تامین گردد که کیفیت مطلوب داشته باشد تا از رفتگی سوراخ های ایروبیرنگ و زنگ زدگی روتور جلوگیری بعمل آید.

حجم هوای فشرده لازم مصرفی برای اپن اند با ۳۰۰ روتور حدود یک نیم متر مکعب در دقیقه با فشار ۶ بار می باشد سیستم اعلان هشدار حساس نیز باید تعبیه گردد که در صورت قطع و یا کاهش فشار هوای فشرده، ماشین به سرعت متوقف گردد تا از صدمه دیدن ایروبیرینگ ها جلوگیری گردد. وجود روغن و رطوبت و ناخالصی ها در هوای فشرده باعث کاهش عملکرد صحیح ایروبیرینگ ها می شود.

طراحی دیسک های دوقلو و تسمه روتور و یاتاقان های تویین دیسک به گونه ای است که تسمه با نیروی خیلی زئی به سمت عقب و داخل اسپین باکس هل داده می شود و ایروبیرنگ وظیفه جلوگیری از حرکت روتور به سمت عقب را تامین می نماید با توجه به نیروهای اعمال شده به شفت روتور، در صورتیکه فاصله بین روتور و ایروبیرنگ ۰.۵ میلیمتر تنظیم گردد. شفت در جای تنظیم شده باقی می ماند در واقع با توجه به نیروهای اعمال شده به طرف ایروبیرنگ و از طرف ایروبیرینگ شفت در فاصله ۰.۵میلیمتری ایروبیرینگ نگهداری می شود.

در این مطلب، ایروبیرینگ مورد استفاده در صنعت نساجی-ریسندگی روتور بعنوان یاتاقان محوری روتور معرفی شد که در اپن اندهای ریتر استفاده شده است. در بعضی از ماشین آلات مانند اپن اند اشلافهورث از یاتاقان های مغناطیسی بهره گرفته شده است که در مطالب بعدی ارائه خواهد شد.