ژورنال بیرینگ
در صنایع مختلف، به‌ویژه در سیستم‌های مکانیکی که در آنها شافت‌ها، محور‌ها و قطعات چرخان حرکت می‌کنند،
یاتاقانها نقش کلیدی در کاهش اصطکاک، افزایش عمر مفید تجهیزات و بهبود کارایی کلی سیستم‌ها دارند. یکی
از انواع یاتاقانها که در بسیاری از دستگاه‌ها و ماشین‌آلات صنعتی به‌ویژه در ماشین‌های سنگین و توربینها مورد
استفاده قرار می‌گیرد، «ژورنال بیرینگ» (Journal Bearing) است . این یاتاقان ها به دلیل ساختار ساده و عملکرد
کارآمد، در بسیاری از صنایع مهم از جمله نفت و گاز، صنعت خودروسازی ، نیروگاه ها و تجهیزات سنگین استفاده
می‌شوند. در این مقاله، به بررسی جزئیات طراحی، نحوه عملکرد،مزایا و کاربردهای ژورنال بیرینگ پرداخته خواهد
شد.
تعریف و ساختار
ژورنال بیرینگ ها یکی از انواع یاتاقان های هیدرودینامیکی هستند که برای تحمل بار های محوری و شعاعی در
شافت‌های چرخان استفاده می‌شوند. این یاتاقانها عمدتاً از دو بخش اصلی تشکیل شده‌اند :شافت (یا ژورنال)
که در داخل یاتاقان میچرخد ومحفظه‌ای که شافت در آن قرار دارد وبه‌طور معمول از مواد مقاوم به سایش ساخته
میشود. مهم‌ترین ویژگی این یاتاقان ها ، تشکیل یک فیلم هیدرودینامیک روغنی است که از تماس مستقیم فلز
به فلز جلوگیری میکند . این فیلم باعث کاهش اصطکاک و سایش ، افزایش کارایی و عمر مفید یاتاقان میشود.
ساختار ژورنال بیرینگ به طور معمول شامل یک سطح داخلی به شکل حلقه است که باروانکار پر میشود. شافت
به‌طور آزادانه در این حلقه میچرخد و یک فیلم نازک روانکار به طور مداوم بین سطح یاتاقان و شافت ایجاد میشود.
این فیلم به عنوان یک مانع بین شافت و یاتاقان عمل کرده و به جلوگیری از تماس مستقیم و کاهش اصطکاک
کمک میکند.
عملکرد ژورنال بیرینگ
عملکرد ژورنال بیرینگ بر اساس اصول هیدرودینامیک استوار است . زمانی که شافت شروع به چرخش میکند،
روغن یا روانکار در محفظه یاتاقان وارد میشود و یک فیلم روانکاری نازک ایجاد میکند . این فیلم از تماس مستقیم
فلز به فلز بین شافت و یاتاقان جلوگیری کرده و اصطکاک را کاهش میدهد . در نتیجه ،انرژی کمتری برای چرخش
شافت نیاز است و همچنین عمر مفید یاتاقان و شافت افزایش می‌یابد.ژورنال بیرینگها به‌ویژه در شرایطی که بار
های شعاعی و محوری بر یاتاقان وارد میشود، به‌خوبی عمل می کنند.این یاتاقان ها قادرند بار های سنگین را
تحمل کرده و در سرعت های بالا بدون ایجاد گرمای زیاد عمل کنند .ازآنجایی که فیلم روانکاری در این یاتاقانها به
طور مداوم در حال تغییر و بهینه‌سازی است ، عملکرد آن ها در برابر تغییرات بار و سرعت نیز به طور موثری تنظیم
میشود.
مزایای استفاده از ژورنال بیرینگها
کاهش اصطکاک و سایش:یکی ازاصلی‌ترین مزایای ژورنال بیرینگ ها، کاهش قابل توجه اصطکاک و سایش است.
به‌طور طبیعی،ایجاد یک فیلم هیدرودینامیک روانکاری در این یاتاقانها باعث می‌شودتا تماس مستقیم بین سطوح
فلزی شافت و یاتاقان کاهش یابد، که این امر به کاهش سایش و افزایش عمر مفید تجهیزات کمک میکند.تحمل
بارهای سنگین:ژورنال بیرینگها میتوانند بارهای سنگین و فشارهای بالا را تحمل کنند. این یاتاقان ها به‌ویژه برای
ماشین‌آلات : سنگین و سیستم های صنعتی که نیاز به تحمل بارهای بزرگ دارند، بسیار مناسب هستند.عملکرد
در سرعت های بالا:این یاتاقانها میتوانند در سرعت های بالا به‌خوبی عمل کنند . فیلم هیدرودینامیک که در اثر
حرکت شافت تشکیل میشود ، باعث میشود که یاتاقان در شرایط سرعت بالا دچار مشکلات حرارتی یا اصطکاک
شدیدنشود.ساده بودن طراحی و هزینه کم:یکی دیگر از مزایای ژورنال بیرینگها، طراحی ساده و هزینه نسبتاً پایین
آنها است. این یاتاقانها از موادساده‌ای مانند برنز، فولاد یا آلیاژهای مقاوم به سایش ساخته می‌شوند که موجب
کاهش هزینه تولید ونگهداری آنها میشود.پایداری در شرایط دمایی بالا:روانکاری مناسب در ژورنال بیرینگها اجازه
میدهد تا در دما های بالا نیز به خوبی عمل کنند . این ویژگی به‌ویژه در صنایع نفت و گاز، نیروگاه ها و سایر صنایع
سنگین که با حرارت زیاد روبه‌رو هستند، اهمیت دارد.
کاربردهای ژورنال بیرینگ
در صنعت نفت و گاز، ژورنال بیرینگ‌هابه‌طور گسترده‌ای در پمپ‌ها،کمپرسورها وسیستم‌های حفاری مورداستفاده
قرار میگیرند.این یاتاقان‌هابه دلیل توانایی تحمل بارهای سنگین و عملکرد پایدار درشرایط مختلف، در تجهیزات مورد
استفاده در این صنعت بسیار محبوب هستند.صنایع خودروسازیک :در موتور های احتراق داخلی و دیگر بخش‌های
ماشین‌آلات خودروسازی ، ژورنال بیرینگها برای تحمل بارهای محوری و شعاعی به‌کار میروند. این یاتاقانها به‌ویژه
درشافت های موتور وسیستم‌های انتقال قدرت کاربرد دارند.نیروگاه‌ها:در نیروگاه‌ها،ژورنال بیرینگها به‌عنوان یاتاقان
های اصلی برای توربین ها و ژنراتور ها استفاده می‌شوند . این یاتاقان ها قادر به تحمل سرعت های بالا و بار های
سنگین هستند که در توربینها وسیستم‌های بزرگ تولیدبرق وجود دارند.ماشین‌آلات صنعتی سنگین: ژورنال بیرینگ
ها در بسیاری از ماشین‌آلات صنعتی سنگین مانند آسیاب ها، پرس‌ها و تجهیزات معدن استفاده می شوند. در این
دستگاه ها، یاتاقان ها باید بار های سنگین و فشارهای بالا را تحمل کنند که ژورنال بیرینگ ها میتوانند به‌خوبی این
وظیفه را انجام دهند.
چالش‌ها و محدودیت‌های ژورنال بیرینگها
با وجود مزایای فراوان، ژورنال بیرینگها دارای چالش‌ها و محدودیت‌هایی نیز هستند:
نیاز به روانکاری مداوم:عملکرد صحیح ژورنال بیرینگ ها به طور کامل به سیستم روانکاری وابسته است. این یاتاقان
ها نیاز به تأمین روانکاری مناسب و به طور مداوم دارند تا از سایش و آسیب دیدن جلوگیری شود . حساسیت به
آلودگی:روانکارهای آلوده یاناخالص میتوانند عملکرد یاتاقانها را تحت تأثیرقرار دهند و باعث افزایش اصطکاک و سایش
شوند. بنابراین، مراقبت‌های دقیق و فیلتر کردن روانکار اهمیت زیادی دارد.محدودیت در سرعت‌های خیلی بالا:اگرچه
ژورنال بیرینگ ها قادر به تحمل سرعت های بالا هستند، اما درسرعت‌های خیلی زیاد ممکن است مشکلاتی مانند
ناپایداری فیلم هیدرودینامیک به وجود آید.
نتیجه‌گیری
ژورنال بیرینگها به‌عنوان یک گزینه مناسب برای کاهش اصطکاک، تحمل بارهای سنگین وافزایش کارایی سیستم
های چرخان دربسیاری ازصنایع کاربرد دارند.با توجه به مزایای آنها ازجمله طراحی ساده، هزینه پایین، توانایی تحمل
فشارو بارهای زیاد و عملکرد مناسب در سرعت‌های بالا، این یاتاقانها همچنان در تجهیزات صنعتی و سیستم‌های
مکانیکی پیچیده به‌کار میروند. انتخاب و نگهداری مناسب از ژورنال بیرینگها، به‌ویژه از لحاظ روانکاری، می‌تواند تأثیر
چشمگیری در عملکرد بلندمدت و کارایی تجهیزات صنعتی داشته باشد.