آموزش مقدماتی: آشنایی با یاتاقان موتور

در موتور هر جایی که دو سطح داشته باشد از یاتاقان استفاده می شود این نوع یاتاقانها را یاتاقانهای استوانه ای می گویند زیرا مانند یک استوانه دور یک شفت گردنده قرار می گیرد چون لنگهای میل لنگ اجازه نمیدهند که یاتاقانها مانند یک بوش کامل مدور وارد محورهای ثابت و متحرک میل لنگ شوند لذا این بوشها به صورت دو قطعه نیم دایره ای ساخته می شود


ساختمان یاتاقان


پوسته یاتاقان از فولاد یا برنز ساخته شده است این فولاد استحکام و مقاومت لازم را به یاتاقان می دهد در روی این قسمت یک یا چند لایه مواد یاتاقانی به ضخامت چند هزارم اینچ قرار گرفته است علت استفاده از مواد نرم در یاتاقان این است که در صورت تاثیر عوامل خارجی فقط مواد یاتاقانی از بین میرود و میل لنگ سالم خواهد ماند یاتاقانها دارای شیار روغن بوده و این شیار روغن را در تمام سطح یاتاقان پخش می کند


مواد یاتاقان


مواد یاتاقان ها الیاژفلزات سرب قلع مس انتیموان یا فلزات سرب قلع جیوه کالیم الومینیوم به نسبتهای معین ترکیب می شوند یا بابیت که در موتورهای سبک بکار می رود از یک لایه پوسته فولادی و یک لایه بابیت ساخته شده است در ساختمان بابی از دو فلز اصلی قلع و سرب استفاده شده است در بعضی از یاتاقانها نسبت به نوع موتور دو یا سه لایه مواد یاتاقانی روی پوسته قرار دارد و در موتورهای سنگین به چهار لایه در یاتاقان نیز می رسد


طرز قرار گرفتن لایه ها بر روی پوسته فولادی به شرح زیر است

الف – مواد یاتاقانی الیاژمس و سرب
ب : لایه نیکل
ج: لایه الیاژسرب قلع مس
د: مواد گردی قلع


خصوصیات یک یاتاقان خوب


ساختن یک یاتاقان ایده ال ساده نیست زیرا بالا بردن یک خاصیت در یاتاقان ایجاد معایب دیگر در ان می کند در هر حال یاتاقان خوب باید دارای مشخصات زیادی باشد که بطور خلاصه به ان اشاره می شود:

الف : مقاومت یاتاقان در مقابل فشار حمل بار و ضربات ناشی از احتراق موتورهای امروزی چون نسبت تراکمی بالا دارند بنابراین نیروی زیادی به یاتاقان وارد می شود که حدود 200کیلوگرم بر سانتی متر مربع می باشد که یاتاقان این بار را باید تحمل کند

ب: نرمی و قابلیت فرو بردن ذرات خارجی در یاتاقان


ذرات چرک و گرد غبار و خاک با هوا وارد موتور می شود کاملا توسط صافی هوا گرفته نمی شود و با رغن حرکت کرده و مقداری از ان همراه روغن از داخل یاتاقان خارج نمی شود ماده یاتاقان طوری باید باشد که بتواند این مواد خارجی را در خود فرو ببرد تا یاتاقان و شفت از خراش برداشتن و سائیده شدن مصون بماند پس یاتاقان به اندازه کافی باید نرم باشد تا خاصیت فرو بردن مواد خارجی را در خود داشته باشد


ج: مقاومت در برابر خستگی در یاتاقان


هرگاه فلزی در معرض تنش های مداوم قرار بگیرد انعطاف پیدا کرده و خم می گردد سپس این فلز سخت شده ترک برداشته و یا شکسته می شود لذا یاتاقانها که در معرض بارهای زیاد هستند بایستی بتواند در مقابل این بارهای متغیر ایستادگی کنند بدون این که به حد خستگی برسد و تمایل به ترک یا شکستگی از خود نشان ندهند


د : مقاومت در برابر خوردگی در یاتاقان


در اثر احتراق مواد خورنده تولید می شود که برای فلزات مفید نیست همچنین بنزین های بدون سرب خاصیت شیمیایی روغن را تغییر داده و حالت خورندگی یاتاقانها را افزایش می دهد ماده یاتاقان باید در مقابل این خورندگی مقاومت داشته باشد در قدیم از یاتاقانهای مسی و سربی استفاده می شد ولی امروزه از یاتاقانهای الومینیومی سربی استفاده می شود این نوع یاتاقان در مقابل خورندگی بهتر مقاومت می کند


ه : مقاومت در مقابل سائدیگی در یاتاقان


ماده یاتاقان باید به اندازه کافی سخت و محکم باشد تا به سرعت سائیده نشود از طرف دیگر باید به اندازه کافی نرم باشد تا توانایی فرو بردن و انطباق داشته باشد

ز: قابلیت هدایت حرارتی


کلیه یاتاقانها در اثر گردش میل لنگ ایجاد حرارت می کنند لذا مواد یاتاقانی بایستی قابلیت هدایت حرارتی بیشتری داشته باشد تا بتواند حرارت را انتقال دهند یاتاقان


روغن کاری یاتاقان ها


از مدار اصلی روغن مسیری به کپه های ثابت روی بلوک راه دارد که روغن از ان مسیر وارد سوراخ مجرای روغن میل لنگ شده و سطح کلیه یاتاقانها را روغن کاری می نماید این روغن بصورت قشر نازکی (فیلم روغن) به سطوح متحرک محور میل لنگ و سطوح ثابت یاتاقان می چسبد و در اثر فشار مدار روغن میل لنگ در بستری از روغن بصورت شناور می چرخد در ابتدای کار میل لنگ در اثر نیروی وزن خود در روی کف یاتاقان قرار دارد به محض روشن شدن موتور روغن در اثر چسبندگی به سطوح تماس مانند گوه ای میل لنگ را بلند کرده و در وسط یاتاقان نگه می دارد اصطکاکی که به این صورت ایجاد می شود اصطکاک غلظتی روغن بوده و اگر به علت تشکیل نشدن قشر روغن فلز میل لنگ با فلز یاتاقان تماس بگیرد نیروی اصطکاک بالا رفته و گرمای یاتاقان بحدی می رسد که بابیت را ذوب کرده و صدای ناشی از یاتاقان سوزی بگوش می رسد بین پوسته یاتاقانها و میل لنگ خلاصی مجازی وجود دارد که اصطلاحا این خلاصی را فاصله روغن نیز می گویند هر چه این خلاصی بیشتر باشد روغن به سرعت از یاتاقان ها خارج می شود اندازه این خلاصی در موتورهای مختلف متفاوت بوده و حدودا یک هزارم اینچ یا سه صدم میلیمتر بیشتر معمول است در صورتی که ان خلاصی دو برابر گردد مقدار ریزش روغن 5 برابر می شود افزایش خلاصی روغن سبب نرسیدن روغن به یاتاقانها مجاور می گردد زیرا پمپ روغن فقط مقدار معینی از روغن را می تواند جابجا کند در نتیجه بیشتر روغنها از یاتاقان های نزدیک مجرای روغن بیرون ریخته و به یاتاقانهای دورتر کمتر روغن می رسد کاهش خلاصی روغن در یاتاقانها سبب می شود که عمل روغنکاری صحیح انجام نگرفته و سائیدگی انها سریع تر شود همچنین مقدار روغن که به دیواره سیلندر پاشیده می شود کافی نبوده و روغنکاری دیواره سیلندر و رینگ ها بخوبی انجام نمیشود در ضمن زمانی که لقی یاتاقانها زیاد باشد بجز اینکه روغن ریزی موتور زیاد می شود و فشار روغن پایین می اید و افزایش روغن به دیواره سیلندر زیاد می شود که باعث روغن سوزی موتورمی گردد

یاتاقانهای پین دار و یاتاقانهای خاردار


در بعضی از موتورها یاتاقانهای اصلی بوسیله سوراخی که دارند در پین جا یاتاقانی قرار می گیرند که از چرخش یاتاقان جلوگیری شود در ضمن در بیشتر موتورها از یاتاقانهای استفاده می شود که یک طرف پوسته یاتاقان بصورت خاردار ساخته می شود که در شیار جا یاتاقان قرار گرفته و حرکت چرخشی ان را ضامن می کند


پیش بینی لبه اضافی یاتاقان


پوسته یاتاقانها باید به خوبی با جا یاتاقانی تماس بگیرد تا اولا بطور کامل گرمای ایجاد شده را از طریق جا یاتاقانی انتقال دهد و نسوزد ثانیا با داشتن تکیه گاه مناسب می تواند نیروی وارده را به جایاتاقانی متصل نموده و خراب نشود برای اطمینان از تکیه نمودن کامل پوسته یاتاقان بهتر است لبه های نیمه یاتاقانی پایین را به اندازه دو صدم تا هفت صدم میلیمتر از لبه های کپه یاتاقانی بلندتر تنظیم کنند با این عمل در صورت سفت کردن یاتاقان نیروی اولیه به پوسته یاتاقان وارد شده و ان را بخوبی به تکیه گاهش می فشارد یک چنین یاتاقانی نیروی وارد به محور را بطور یکنواخت در جهت شعاعی به جا یاتاقانی انتقال می دهد


عیب های یاتاقانها


1- خراشهای بوجود امده توسط ذرات خارجی:


الف: خراشهای بوجود امده در امتداد سطح داخلی یاتاقان


ب: پدید امدن حفره های بر روی سطح داخلی یاتاقان


علل پیدایش


الف : الودگی روغن


ب: تمیز نکردن دقیق قطعات موتور هنگام مونتاژ ان


2- وارد شدن بار به لبه های یاتاقان


شکل ظاهری : ایجاد شدن خراشهای شدید در یک طرف هر دو نیم یاتاقان علل پیدایش


الف: مخروطی بودن محل تماس میل لنگ با یاتاقان متحرک


ب: مخروطی بودن نشیمن یاتاقان ثابت


ج: بزرگتر از حد معمول بودن شعاع گردی میل لنگ


د: خوب موازی نبودن صحیح میل لنگ


ه : کج بودن شاتون


3- بوجود امدن خراشهای شدید در قسمت میانی و همچنین امکان ترک برداشتن لایه روئی یاتاقان کنده و جمع شدن لایه روئی یاتاقان


شکل ظاهری


الف: سائیدگی شدید موضعی در قسمت میانی یاتاقان بطوریکه وارد شدن بار بیش از حد مجاز بر یاتاقان به ترک برداشتن و ایجاد شکاف در لایه روئی یاتاقان می انجامد ب: جابجایی موضعی فلز سطح روئی یاتاقان


علل پیدایش


الف : محدب بودن محل تماس میل لنگ با یاتاقان متحرک


ب: محدب بودن نشیمن یاتاقان ثابت


4- ایجاد سائیدگی هایی به شکل نوار نازک در قسمت انتهایی یاتاقان شکل ظاهری


سائیدگی شدید به صورت اثری نازک در قسمت انتهایی یاتاقان بدین ترتیب که بین لبه یاتاقان و اثر بوجود امده به علت سائیدگی اثری دیگر از منتبح از حرکت میل لنگ مشاهده نمی شود اثرهای بوجود امده به علت سائیدگی می توانند در یک انتهای یاتاقان ظاهر شوند علل پیدایش میل لنگهای که ناصحیح صیقل داده شده اند


5- جابجا شدن کپه شاتون


شکل ظاهری : سائیدگی لایه روی یاتاقان بر اثر ایجاد اصطکاک شدید در اطراف سطح های بر روی هم افتاده دو نیم یاتاقان بطور قرینه


علل پیدایش


جابجا شدن کپه شاتون بر اثر اشتباه مونتاژ کردن ان


6- زنگ زدگی


شکل ظاهری


خورده شدن و از بین رفتن سطح روئی یاتاقان بصورت سوراخهای پراکنده و یا بطور کامل علل پیدایش


الف : بکار بردن مواد اضافی در روغن که هماهنگی لازم را با نحوه عمل روغن ندارد ب: الوده شدن روغن توسط ورود احتمالی مواد قلیایی از طریق واشرها ج: بموقع عوض نکردن روغن


7- اشتباه قرار دادن یاتاقان در محل نشستن ان در رابطه با سوراخها تامین کننده روغن شکل ظاهری


سائیده شدن و خوردگی شدید سطح داخلی یاتاقان بعلت نرسیدن روغن لازمه به ان علل پیدایش


توجه نکردن و عدم دقت کافی در هنگام قرار دادن و مونتاژ کردن یاتاقانها 8- اشتباه مونتاژ کردن در رابطه با میله کوتاه (خار) نگهدارنده یاتاقان شکل ظاهری


به علت بلندتر از حد معمول بود میله کوتاه (خار) نگهدارنده در محل جا افتادن این خار در پشت یاتاقان همین امر موجب اصطکاک زیاد و سائیدگی موضعی در همین قسمت سطح روئی یاتاقان می گردد


علل پیدایش


اشتباه مونتاژکردن و بلندتر از حد لازم بودن (خار)نگاه دارنده یاتاقان