تاریخچه بلبرینگ

تاریخچه بلبرینگ :

تاریخچه بلبرینگ و اختراع بلبرینگ های غلتشی به شکل المان های چوبی موضوعی است که به اجسام متحرک دوران باستان بر می گردد و اختراع چرخ ها از آن زمان رقم خورد. برای مثال  2600 سال قبل از میلاد مسیح مصریان برای به حرکت درآوردن سنگ های عظیم الجثه برای ساخت اهرام‌ها از غلتک‌های استوانه‌ای چوبی استفاده میکردند. در واقع مصریان از بلبرینگ های غلتشی به شکلی از تنه درخت در زیر ارابه های خود استفاده می کردند. آن ها این موضوع را در دیوار نگاری های خود نمایش داده اند به شکلی که بلوک های بزرگ سنگی را بر روی ارابه ها با اجسام چوبی روغن کاری شده که از بلبرینگ های ساده (البته اون موقع به این اسم شناخته نمیشده) تشکیل شده بودند، حمل میکردند. در واقع به زبان ساده تر بگیم طبق عکس اول اینطوری بوده که قبل از پیدایش بلبرینگ و رولبرینگ برای جابجایی قطعات سنگ بزرگ به یک مقصد مشخص در ابتدا الوار های چوبی را در مسیر فرضی حرکت قطعات سنگ می چیدند و سپس به صورت عمودی روی الوارها ، الوار های دیگری قرار می دادند سپس چند نفر شروع به کشیدن سنگ از روی الوار ها می کردند ( مطابق شکل بالا ) و سپس هنگامی که قطعات سنگ به انتهای هر الوار چوبی می رسیدند چند نفر مسئول بود تا الوار های پشتــی را به جلوی مسیر حرکت سنگ منتقل کند تا قطعات سنگ به مقصد مورد نظر برسند . (یه طوری دقیق می گم انگار بالا سر کارگرها بودم اونجا) و این شد که در طول تاریخ رفته رفته بیرینگ ساخته شد حالا چطوری؟ سوال خوبیه اینطوری که  با ساخت ارابه ها‌ی آهنی که به چرخ مجهز بودند در حدود ۶۰۰ تا ۷۰۰ سال قبل از میلاد مسیح  ، انسان ها توانستند به شکل موثر موفق به غلبه بر اصطکاک برای شروع حرکت شدند اما مشکل همچنــان وجود داشت چرا که زمانی که بار روی ارابه زیاد بود کشیدن آن بــه سادگی امکان پذیر نبود . با آغاز انقلاب صنعتــی و پیدایش موتور بخار مسئله غلبه بر اصطکاک برای افزایش راندمان دستگاه های دوار بار دیگر مطرح شد و اولین نمونه های بلبرینگ و رولبرینگ صنعتــی ساخته و آزمایش شداند که به میزان قابل توجهی توانستند راندمان دستگاه های دوار را افزایش بدهند .

در واقع باید گفت که، پیدایش بلبرینگ و رولبرینگ اکتشاف اتفاق نیافتاده است بلکه بلبرینگ و رولبرینگ ها به تدریج  و با کار مداوم و اصلاح نمونه های قبلی بدست آمده است لذا بلبرینگ و رولبرینگ ها مانند لامپ یا خودرو و…. به تدریج تکمیل شده اند و به مرور با توجه به احتیاجات و اصلاحات به شکل امروزی تبدیل شده اند. انسان ها در طول زمان های مختلف با چالش جابجایی لوازم سنگین روبرو بوده اند لذا اولین تلاش های انسان های دوران قدیم منجر به اختراع چرخ شد ، تاریخچه بلبرینگ و پیدایش بلبرینگ و رولبرینگ نتیجه تلاش انسان ها برای مقابله با مقاومت اصطکاکی بوده است.

پس بیرینگ ما اهمیت زیادی در زندگی نوع بشر داشته و خواهد داشت و با ایجاد شدنش تاثیرات زیادی در صرفه جویی مردم در زمان و انرژی داشته و تغییرات  خیلی مهم و مثبتی با خودش داشته. این تاثیر در زمان و انرژی رو در ساخت اهرام مصر و در مقاطع بعدی هم می توان شهود کرد. حالا که بحث زمان و صرفه جویی در انرژی شد می خواهیم یه مقاله به تاریخچه بلبرینگ واختراعات و وجود بیرینگ در غالب اختراعات مهم و تاثیراتشان بر زندگی بشر بنویسم فکر کنم جالب باشه.

این به تاریخچه بیرینگ که به کجاها برمیگشت حالا بنظرم خوبه که چندتا از اولین ها در حوزه تولید و ساخت بیرینگ را بیاریم البته پس در مقاله بعدی با ما باشید…………

اولین نوع بیرینگ ها

همونطور که قولشو داده بودیم می خوایم چندتا از اولین بیرینگ ها را توضیح بدیم. اولین مثال پیدا شده از المان بلبرینگ های غلتشی یک بلبرینگ چوبی می باشد که در یک میز دوار در بقایای باقی مانده از کشتی های رومن نمی (RomanNemi) یافت شده اند. این کشتی های شکسته به 40 سال قبل از میلاد مسیح بر می گردد. در واقع می توان رومیان باستان را از اولین سازندگان بلبرینگ دانست. داستان کشف شدن این بیرینگ هم بدین صورت بود، هنگامي كه در سال 1928 درياچة “نمي ” (Nemi) خشك شد بر روي يكي از دو كشتي پاروئي كه از زمان امپراطور بزرگ روم كاليگولا باقي مانده بود بلبرينگي يافت شد كه تكيه گاههاي آن از چوب ساخته شده بود و داراي ساچمه هاي برنزي بود، كه از نظر شكل نيز شبيه بلبرينگ هاي امروزي بوده است. احتمالا اين بلبرينگ در زير مجسمه بسيار بزرگي براي حمل و يا چرخش آن قرار داده شده بود.

از دیگر اولین ها در حوزه بلبرینگ به لئوناردو داوینچی بر می گردد. وی در بین سالهای 1498 و1500 در نمودار طراحی هلیکوپترش وسیله‌ای شبیه بلبرینگ را که برای کاهش اصطکاک بین دو صفحه طراحی و با استفاده از چوب آن را ساخت. این اولین باری است که این قطعه در صنایع هوایی به کار گرفته شده است. با این وجود آگوستینو راملی (Agostino Ramelli) اولین کسی است که طرح اولیه ای از بلبرینگ های غلتشی و کف گرد ارائه داده است. این موضوع به این شکل بیان شده که قرار دادن ساچمه های و یا المان های غلتشی می توانند باعث کاهش اصطکاک داخل قفسه بلبرینگ شوند. یک بلبرینگ کامله قفسه بندی شده در قرن 17 ام میلادی توسط داوینچی توصیف شد. مي توان گفت كه تا حدود اواخر قرن نوزدهم و تا زمان اختراع دوچرخه و چرخ خياطي، ماشين بخار، ماشين آلات نساجي و غيره اقدامات چنداني در تكميل و ساخت برينگ ها صورت نگرفته بود .

  طراحی داوینجی 1452-1519

John Harrison

اولین بال بیرینگ (بلبرینگ) کاربردی در دهه 1740 میلادی توسط جان هریسون (John Harrison) برای ساعت دریایی H3 اختراع شد. هریسون از این نوع بیرینگ برای حرکت های نوسانی (oscillating motion) مختلفی استفاده کرد.

تاریخچه بیرینگ در صنعت

به نظر میرسد طراحی مدرن و تاریخچه بلبرینگ به اواخر قرن هجدهم بازمیگردد. فیلپ وان، یک مخترع و آهنگر اهل ولز، نخستین طراحی برای بلبرینگ را در کارمادین، شهری در ولز انگلستان، در سال 1794 ثبت کرد. در این مدل، بلبرینگ ها درون یک مجموعه محوری در امتداد یک مسیر (یا ball race) حرکت می کردند. در واقع اولین طرح مدرن از یک بال بیرینگ می باشد که ساچمه ها درون شیاری در محوری مونتاژ شده می چرخند.

Philip One

بیرینگ ها نقش اساسی در پیدایش انقلاب صنعتی داشته اند و به موجب آنها ماشین های صنعتی جدید، با بازدهی بالایی کار کردند. اینجا باز مشهوده که اختراع و تولید بیرینگ چه تاثیر مثبت و مهمی در زمان و صرفه جویی در انرژی برای بشر داشته است. بازم بحث زمان شد و بازم لازم شد یه داستان در مورد رابطه بین بیرینگ و اختراعات بشر و صرفه جویی در انرژی و زمان بنویسم. به عنوان مثال، آنها دیدند که استفاده از بیرینگ ها برای نگه داشتن چرخ و محور به میزان بالایی اصطکاک را کاهش می دهد و موجب می شود با کشیدن یک جسم به علت اصطکاک کمتر مسافت بیشتری را طی کند.

اولین بیرینگ های ساده و غلتشی چوبی و کمی بعد از آن برنز ساخته شدند. در طول این تاریخ بیرینگ ها از مواد مختلفی چون سرامیک، یاقوت کبود، شیشه، استیل، برنز، سایر فلزها و پلاستیک ساخته شدند که همه این مواد برای ساخت بیرینگ ها امروزه استفاده می شود. حتی سازندگان ساعت های دقیق، ساعت های گرانبهایی را با استفاده از بیرینگ های ساده از جنس یاقوت کبود ساختند که با کاهش اصطکاک دقت بیشتری در نگه داشتن زمان را به آنها می دهد.

اولین ثبت اختراع بیرینگ های شعاعی در تاریخ 5 آگوست 1869 به جولز شوراری (Jules Suriray) یک تعمیرکار دوچرخه پاریسی، بر میگردد. این بیرینگ ها در دوچرخه برنده اولین رقابت های دوچرخه سواری پاریس-روان (Paris-Rouan) در نوامبر سال 1869 مورد استفاده قرار گرفته شده بود.

شروع به کار کمپانی FAG

از دیگر اولین ها در زمینه بیرینگ مربوط به کمپانی FAG می باشد که با یک ایده ی خیلی مبتکرانه پا به صنعت گذاشت. در سال 1883 فردریش فیشر (Friedrich Fischer) موسس کمپانی FAG به وسیله دستگاه مناسب تولید روشی را برای ساختن ساچمه های بال بیرینگ های (توپ های فولادی) در اندازه های یکسان و گردی دقیق و شکل دهی همه اجزای بلبرینگ ها برای ساخت یک صنعت مستقل ساخت بیرینگ ها، ارائه داد. این اختراع به عنوان پایه و اساس صنعت رولبرینگ ها شناخته می شود.

 شرکت تیمکن با بلبرینگ مخروطی شروع به کار کرد

در راستای همین رقابت رد حوزه ابداع بیرینگ شرکت بعدی TIMKEN بود. هنری تیمکن (Henry Timken) مخترع و مبتکر ساخت درشکه ها در قرن 19ام، اختراع بیرینگ غلتشی مخروطی را در سال 1898 به ثبت رساند. در سال بعدی او شرکتی را برای تولید اختراعش تشکیل داد، بیش از یک قرن این شرکت برای ساخت همه انواع بیرینگ ها رشد کرد.

SKF و ابداع بلبرینگ خودتنظیم

در اواخر قرن نوزدهم با گسترش صنعت دوچرخه سازي اولين تقاضا براي ياتاقانهاي بدون اصطكاك بود لذا در همين عرصه كارخانه هائي در انگلستان و آلمان شروع به ساختن ساچمه هاي فولادي كردند كه تقريبا در همين زمان نيز بلبرينگ به نسبت خيلي كم براي كارهاي مهندسي در امريكا ساخته مي شد. با اينكه دانش بشر در زمينه برينگ ها در سطح ابتدائي بود اما نياز به وجود اجسامي كه بتواند خصوصيات مربوطه را داشته باشند و به مقدار بسيار زيادي بر نيروي اصطكاك فائق آيد بيشتر احساس مي شد. بعدها دانشمندي بنام Robert stribeck تحقيقات اساسي در مورد مهندسي برينگ انجام داد در همين زمان بود كه گسترش صنعت اتومبيل سازي بهترين زمينه تقاضا براي اين محصول بود. بنابراين در عرض ده سال يعني از سال 1902 الي 1912 بيش از هفت نوع برينگ كه امروزه نيز مورد استفاده قرار ميگيرد ساخته شد . با ايجاد تحول اساسي در تكنولوژي طي سده هاي نوزدهم و بيستم به جهت گسترش نيازهاي بشري و پيشرفت سريع تكنولوژي در عرصه هاي صنايع ماشين هاي ابزار و افزار، صنايع خودروسازي، وسايل خانگي، سازه هاي فضائي و بسياري از صنايع ديگر اين محصول نيز روزبروز تكامل يافته تر شد. چرا كه اين محصول رابطه تنگاتنگي با كارآئي دستگاهها و خودروهاي ساخته شده و ارتباط نزدیکی با ارتقا سطح تكنولوژي بشري دارد. البته توليد برينگ ها به صورت انبوه، مدرن و استاندارد به سال 1907 بر مي گردد.    

SKF هم در زمینه ابداع بیرینگ عقب نموند و در اين سال مهندسي در يك كارخانه نساجي به سبب بروز مشكلاتي كه از شكستن برينگها در اثر خمش شفت متوجه خط توليد مي شد به فكر ساخت برينگي افتاد كه بتواند خود را با خمش شفت مطابقت دهد كه اين شخص Dr. Sven Wingquist دكتر سوان وينكوئيست بنيانگذار شركت بلبرينگ  SKF  سوئد بوده كه به اخـتراع بلبرينـگ هاي خود تنـظيم دست يافت. بال بیرینگ های شرکت SKF در سال 1907 ارائه شد و او اختراع شماره 25406 سوئدی را با این طرح از آن خود کرد.

طراحی بلبرینگ هایی با سطح مقطع کوچک توسط Franke

در این مقطع تاریخی رقابت فقط به ابداع بیرینگ نبود بلکه ریزه کاری های دیگه ای هم داشت و یک نمونه اون، اریک فرانک (Erich Franke) بود که راهگاهای سیمی بیرینگ ها را در سال 1934 اختراع و ثبت کرد. تمرکز او بر طراحی بیرینگ ها با کوچکترین سطح مقطع بود. بعد از جنگ جهانی دوم، او به کمک جرارد هیدرچ (Gerhard Heydrich)، کمپانی Franke & Heydrich KG که امروزه با عنوان Franke GmbH شناخته می شود برای جلو بردن و تولید اختراع خود، تاسیس کرد.

و ابداعات و رقابت در حوزه ساخت بیرینگ ها کماکان ادامه داشت. تحقیقات گسترده ریچارد استریک (Richard Stribeck) بر روی بال بیرینگ های استیل نشان داد که خواص ماده رایج استفاده شده 100Cr6 (AISI 52100) برای ساخت آنها، ضریب اصطکاک نسبتی از یک تابع فشار را نشان می دهد.

در همین مابین بود که شرکت بیرینگ سازی ZWZ وارد میدان شد و در سال 1938 تاسیس و اولین بیرینگ های خود را در سال 1949 وارد بازار کرد و رفته رفته به هلدینگ و جزو برندهای دسته اول دنیا تبدیل شد.

باد وایسکارور (Bud Wisecarver) بنیانگذار شرکت بیشاپ وایسکارور (Bishop-Wisecarver)، بیرینگ های شیار V شکل را برای چرخ ها در سال 1968 طراحی و در سال 1972 ثبت اختراع کرد، این محصولی نوعی بیرینگ با زوایای داخلی و خارجی V شکل می باشد.

در اوایل دهه 1980 میلادی، رابرت شرودر موسس پاسیفیک بیرینگ، اولین بیرینگ بیو متریال ساده را اختراع کرد که اندازه آن با بال بیرینگ های خطی قابل تغییر بود. این بیرینگ پوسته فلزی (آلومینیوم، استیل و یا استیل ضد زنگ) داشت و از لایه ای با جنس تفلون تشکیل شده بود که با لایه نازکی از چسب به آن متصل می شد.

امروزه انواع بلبرینگ های  در کاربردهای فراوانی مورد استفاده قرار می گیرند و در تمامی صنعت ها به عنوان یک قطعه ضروری و مهم مورد توجه قرار گرفته اند. به عنوان مثال می توان بیرینگ های سرعت بالای استفاده شده در دریل های دندانپزشکی، بیرینگ های صنایع هوافضا در مریخ نورد و همچنین بیرینگ های استفاده شده در گیربکس، چرخ و اتومبیل ها، بیرینگ استفاده شده در سیستم های هم محور کردن صنایع اپتیک و چرخ های دوچرخه را نام برد. حال بحثی که اینجا مطرح می شود و خیلی هم مهم هست اینکه بیرینگهای مورد استفاده فیک نباشند چون همونطور که بیرینگ خوب موجب تسریع در زمان می شود بیرینگ فیک هم موجب هدر رفتن زمان زیادی برای شرکتها و کارخانه ها می شود پس باید در انتخاب بیرینگ دقت لازم را کرد و صرف تنها چند برند که متاسفانه فیک آن امروزه در بازار زیاد شده اکتفا نکرد در این راستا شرکت کارپیل اندیش درصدد است با معرفی دو برند ZWZ, TMB به بازار ایران و گرفتن نمایندگی انحصاری این دو در خاورمیانه به بهبود صنعت و کار در کشور کمک کند.

این داستان ادامه دارد………..