ما هي العوامل التي تحد عادة من السرعة القصوى لمحامل الكرات ذات الأخدود العميق PU

العوامل المهنية المحددة لسرعة الحد بو الكرات الأخدود العميق

يتم استخدام محامل الكرات ذات الأخدود العميق PU (البولي يوريثين) على نطاق واسع في تطبيقات محددة نظرًا لخصائصها الممتازة في تقليل الاهتزاز والضوضاء ومقاومة التآكل. ومع ذلك، بالمقارنة مع المحامل التقليدية المصنوعة من الفولاذ بالكامل، فإن سرعتها المحددة تخضع عادةً لقيود أكثر صرامة بسبب خصائص الطبقة الخارجية من البولي يوريثان. يوضح التحليل الاحترافي أن السرعة المحددة لمحامل الكرات ذات الأخدود العميق PU تخضع في المقام الأول للعوامل الأربعة التالية.

القيود الديناميكية الحرارية لمواد PU

العامل المحدد الأساسي لمحامل الكرات ذات الأخدود العميق PU يكمن في حساسية مادة البولي يوريثين للحرارة ودرجة الحرارة.

1. توليد الحرارة الاحتكاكية وتراكم درجات الحرارة

عندما يعمل المحمل بسرعة عالية، يتم توليد الحرارة عن طريق الاحتكاك بين العناصر المتداول والمجاري المائية، وكذلك عن طريق التشوه المرن واستعادة الطبقة الخارجية PU. في محامل الكرات ذات الأخدود العميق PU، تكون الطبقة الخارجية للـ PU موصلًا سيئًا للحرارة، وكفاءة تبديد الحرارة أقل بكثير من الحلقة الخارجية المعدنية.

تأثير تراكم الحرارة: من الصعب تبديد الحرارة المتولدة بسرعة، مما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة التشغيل الإجمالية للمحمل بشكل حاد.

تليين درجة الحرارة: الخواص الميكانيكية لمواد البولي يوريثان (خاصة البولي يوريثين الحراري (TPU)) حساسة للغاية لدرجة الحرارة. بمجرد تجاوز درجة حرارة التزجج أو درجة حرارة انحراف الحرارة المحددة (عادةً أقل بكثير من درجة حرارة الفولاذ)، ستنخفض الصلابة ومعامل المرونة والقدرة على التحمل للطبقة الخارجية من البولي يوريثان بسرعة.

التشوه الدائم: تعمل درجات الحرارة المرتفعة أيضًا على تسريع الشيخوخة الحرارية والتشوه الدائم لمادة البولي يوريثان، مما يؤدي إلى تقليل دقة شكل الحلقة الخارجية، مما يزيد من تفاقم الاهتزاز والاحتكاك، مما يخلق حلقة مفرغة تؤدي في النهاية إلى فشل المحمل وتحد من التشغيل عالي السرعة.

2. مقاومة للحرارة لاصقة

قوة الرابطة بين الطبقة الخارجية للـ PU وحلقة المحمل الفولاذية الداخلية حساسة أيضًا لدرجة الحرارة. يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى فشل المادة اللاصقة، أو إزالة الترابط، أو تقشير PU. بمجرد أن تنفصل الطبقة الخارجية PU عن الحلقة الفولاذية، فإن المحمل سوف يفقد قدرته التشغيلية تمامًا. لذلك، تصبح درجة حرارة التشغيل القصوى للمادة اللاصقة أحد الاختناقات التي تحد من السرعة القصوى للمحمل.

الإجهاد الديناميكي والخصائص المرنة

في حين أن الخصائص المرنة لمواد البولي يوريثان توفر فوائد تخميد الاهتزاز، فإنها تصبح محددًا رئيسيًا للسرعة تحت الضغط الديناميكي العالي.

1. التباطؤ المرن وفقدان الطاقة

تتعرض الطبقة الخارجية PU لتشوه مرن تحت الحمل. أثناء التدحرج المستمر عالي السرعة، يحدث هذا التشوه المرن والانتعاش عند ترددات عالية. يُظهر البولي يوريثين تأثيرًا كبيرًا في التباطؤ، مما يعني فقدان الطاقة أثناء عملية التشوه والاسترداد، وكلها تتحول إلى حرارة.

مضاعفة الحرارة: مع زيادة السرعة، يزداد تردد التشوه، مما يؤدي إلى زيادة غير خطية في فقدان الطاقة وتوليد الحرارة. وهذا مصدر رئيسي آخر لتراكم الحرارة الداخلية، مما يحد بشكل مباشر من الحد الأقصى للسرعة.

2. قوة الطرد المركزي والتشوه

بالنسبة للمحامل الكروية ذات الأخدود العميق المتوسطة والكبيرة من البولي يوريثان، فإن قوة الطرد المركزي على الطبقة الخارجية من البولي يوريثان تزيد بشكل ملحوظ عند السرعات العالية للغاية. على الرغم من أن كثافة مادة البولي يوريثان أقل من كثافة الفولاذ، إلا أن قوى الطرد المركزي العالية يمكن أن تسبب تمددًا شعاعيًا أو زحفًا في الحلقة الخارجية.

مشكلات استقرار الأبعاد: يمكن أن يؤدي هذا التشوه إلى تعطيل التوافق الدقيق بين المحمل وفتحة التثبيت، مما يؤدي إلى تشغيل غير مستقر للمحمل، وزيادة الاهتزاز، وحتى إمكانية فك ارتباط المحمل عن مقعد التثبيت، مما يحد من السرعة الآمنة من منظور التصميم الميكانيكي.

تصميم وتشحيم محامل الصلب الداخلي

إن السرعة القصوى لمحمل كروي ذو أخدود عميق PU محدودة أيضًا بتصميم وصيانة المحمل الفولاذي الداخلي.

1. التخليص الداخلي والقفص

تعتمد محامل الكرات ذات الأخدود العميق PU عادةً على تصميمات محملات الكرات ذات الأخدود العميق القياسية. يؤثر الخلوص الشعاعي الداخلي ونوع القفص بشكل مباشر على السرعة القصوى.

اختيار الخلوص: أثناء التشغيل عالي السرعة، ترتفع درجات حرارة المحمل، مما يؤدي إلى تمدد الحلقة الداخلية الفولاذية والعناصر المتدحرجة، مما يؤدي إلى تقليل الخلوص. يمكن أن يؤدي التخليص غير المناسب (على سبيل المثال، إزالة C2 صغيرة جدًا) إلى الاستيلاء على درجات حرارة عالية. ولذلك يجب اختيار درجة الخلوص المناسبة للسرعات العالية.

مادة القفص: تختلف السرعات القصوى للأقفاص الفولاذية والبلاستيكية (مثل النايلون). تميل أقفاص النايلون إلى التليين والتشوه عند درجات الحرارة المرتفعة، مما يحد من السرعة القصوى للمحمل.

2. طريقة التشحيم والتشحيم

السرعة القصوى لمحمل كروي ذو أخدود عميق PU محدودة أيضًا بظروف التشحيم الخاصة به.

عمر الشحوم: يتأكسد الشحوم الموجود في المحامل المشحمة مسبقًا ويتحلل بسرعة عند درجات حرارة عالية، مما يؤدي إلى تقصير عمر الشحوم، مما يؤدي إلى فشل التشحيم وزيادة حادة في الاحتكاك. لذلك، يجب التحكم في السرعة بشكل صارم ضمن نطاق درجة حرارة التشغيل القصوى للشحم.

الأحمال الخارجية وظروف التشغيل

الظروف الخارجية لها تأثير شامل على السرعة القصوى لمحامل PU.

1. الأحمال الشعاعية والمحورية

يعد الحمل الديناميكي المكافئ الذي يتحمله المحمل عاملاً رئيسياً في تحديد السرعة المسموح بها.

حد التحميل العالي: تزيد الأحمال العالية من ضغط التلامس بين العناصر المتدحرجة والمجاري المائية، مما يزيد من التشوه المرن للطبقة الخارجية من البولي يوريثان ويولد المزيد من الحرارة. لمنع التعب السريع أو تلف الطبقة الخارجية من البولي يوريثان بسبب الضغط الزائد، يجب تقليل السرعة القصوى وفقًا لذلك.

2. بيئة تبديد الحرارة

تؤثر درجة الحرارة المحيطة وظروف تبديد الحرارة للمحمل بشكل مباشر على نطاق التشغيل المستقر. في ظروف درجات الحرارة المحيطة العالية، ينخفض ​​هامش ارتفاع درجة حرارة المحمل، ويجب تقليل السرعة لمنع ارتفاع درجة الحرارة والفشل. التصميم الجيد لتبديد الحرارة (مثل الهياكل المعدنية المحيطة أو تبريد الهواء القسري) يمكن أن يزيد من السرعة المسموح بها إلى حد معين.