جنس برینگها Material for rolling bearings
کارکرد و ضریب اطمینان برینگ ها تا حد زیادی به جنس اجزاء متشکله برینگ بستگی دارد.
فولاد حلقه ها و اجزاء غلتشی برینگ Steels for bearing rings and rolling elements
این فولادها باید به حد کافی سخت بوده، مقاومت خستگی و سایش بالا داشته باشد. پایداری ابعادی و ساختاری فولاد نیز در دمای کاری باید مناسب باشد.
فولادهای سخت کاری عمقی شده Through- hardening steels
این فولادها غالباً شامل 1% کربن و 1.5% کروم هستند. در برینگ هایی که مقطع عرضی بزرگ دارند منگنز و مولیبدن هم به فولاد اضافه می کنند.
فولادهای سخت کاری سطحی شده Case- hardening steels
این فولادها یا کروم- نیکلی هستند یا کروم- منگنز دارند. درصد کربن آنها 0.15% است.
تجربه نشان داده است که عملاً بین فولادهای سخت کاری سطحی شده با آن دسته که سخت کاری عمقی شده اند از لحاظ طول عمر تفاوتی وجود ندارد. مسئله مهم تمیز بودن فولاد و اجرای دقیق فرآیند ساخت آن و نیز طراحی برینگ است.
فولاد در برینگهای مقاوم در برابر حرارت Steels for temperature – resistant bearings
برینگ ها معمولاً تا دمای + 125ºC می توانند کارکرد داشته باشند. جهت کارکرد در دماهای بالاتر، برینگ باید تحت عملیاتی حرارتی خاصی قرار گیرد تا دچار تغییر ابعاد نشود.
جهت کاربرد برینگ در دماهای بالاتر از 300ºC باید از فولادهای مخصوص استفاده کرد.
فولاد در برینگهای مقاوم در مقابل خوردگی Steels for Corrasion – resistant bearings
در برینگهایی که در محیط های خورنده کاربرد دارند از فولادهای ضد زنگ کرومی یا کروم – مولیبدونی استفاده می کنند. در این فولادها به علت کاهش سختی، ظرفیت تحمل بار برینگ به اندازه فولادهای معمول نیست و برینگ تا زمانی خاصیت ضد خوردگی خود را حفظ می کند که سطح آن خراشیده نشود.
جنس قفسه Material for Cages
هدف از قرار دادن قفسه در داخل برینگ جلوگیری از تماس مستقیم اجزاء غلتشی با یکدیگر و در نتیجه کاهش گرما و اصطکاک است.
کاربرد دیگر آن نگهداری اجزاء غلتشی در مواردی است که برینگ از حلقه های قابل تفکیک تشکیل شده باشد. در برینگ های نظیر رولبرینگ های استوانه ای یا سوزنی، اجزاء غلتشی را به گونه ای هدایت می کند تا اصطکاک به حداقل برسد. از استفاده های دیگر آن نگهداری گریس در داخل برینگ است.
قفسه ممکن است در روی اجزاء غلتشی، حلقه درونی، حلقه بیرونی متمرکز شود. در سرعتها و شتابهای بالا، تمرکز بر روی حلقه درونی یا بیرونی به نوع اول ترجیح داده می شود.
از آنجائیکه قفسه تحت بارهای مختلف قرار گرفته و با مواد شیمیایی گوناگون تماس دارد انتخاب آن از اهمیت خاصی برخوردار است.
متداولترین قفسه ها از لحاظ جنس به صورت زیر طبقه بندی می شوند:
قفسه های پلی آمیدی (فیبری) Polyamide cages
در بعضی از برینگ ها نظیر بلبرینگ های خود تنظیم با ابعاد کوچک و متوسط، قفسه را از جنس پلی آمید تقویت شده با فیبر شیشه ای می سازند.
ترکیبی مناسب از استحکام همراه با خاصیت الاستیکی، تطابق بهتر با گریس، اصطکاک و سایش کمتر ناشی از تماس با اجزاء غلتشی، امکان سرعت بالا در برینگ به خاطر سبک بودن قفسه و دقت ابعادی بالا به خاطر استفاده از روش قالبگیری تزریقی در ساخت آنها، از مزایای اینگونه قفسه ها به شمار می رود.
از محدودیت های این نوع قفسه ها مسئله دما است. این قفسه ها در دماهای بالاتر از 120ºC و زیر 40 نباید مورد استفاده قرار گیرند. از این قفسه ها در خلاء نیز نباید استفاده کرد.
قفسه های فولادی Steel cages
نوع پرس شده این قفسه ها در اکثر بلبرینگ های شیار عمیق، رولبرینگ های بشکه ای و مخروطی کاربرد دارند.
این قفسه ها نسبتاً استحکامی بالا و وزن کمی دارند. جهت کاهش اصطکاک و سایش ممکن است تحت عملیات سخت کاری سطحی نیز قرار گیرند.
در برینگ های بزرگ از نوع ماشینکاری شده آنها استفاده می شود؛ و نیز در مواردی که احتمال تک خوردگی فصلی Season cracking در مورد قفسه های برنجی وجود دارد، از این نوع قفسه استفاده می شود.
محدوده دمای این قفسه ها تا 300ºC است و روغنهای معدنی و مصنوعی بر آنها بی اثر هستند. در صورت وجود رطوبت خطر زنگ زدگی وجود دارد.
قفسه های برنجی Brass cages
نوع پرس شده این قفسه ها برای بعضی از سری های کوچک و متوسط برینگها کاربرد دارد. اغلب روانکارها از لحاظ شیمیایی بر آن بی اثر هستند و در دمای بالاتر از 300 درجه سانتیگراد نباید استفاده شوند. آمونیاک باعث ترک خوردگی فصلی در این نوع قفسه ها می شود.
علاوه بر قفسه های فوق الذکر، قفسه های ویژه ای از جنس پلاستیک های مخصوص، آلیاژهای سبک یا چدنهای مخصوص نیز در بعضی موارد ممکن است تولید شوند.