لي على متابعة:
دليل لاختيار محامل المحرك
باعتبارها واحدة من المكونات الأساسية للمحركات الكهربائية، محامل المحرك لقد كانت دائمًا قضية مهمة في مجال تصنيع السيارات. يرتبط اختيار المحامل المناسبة ارتباطًا مباشرًا بعدة جوانب مثل استقرار التشغيل وعمر الخدمة وتكلفة صيانة المحرك. لذلك، عند تصنيع محرك، يجب على المرء الاختيار من بين العديد من نماذج المحامل بناءً على ظروف العمل الفعلية ومتطلبات الأداء. تم تصميم محامل المحرك لنقل الحمل بشكل مستمر من العمود إلى المحرك ودعم الدوار. غالبًا ما يؤدي فشل هذه المحامل إلى إصلاحات باهظة الثمن للمحرك. لا يوجد حل عالمي مضاد للاحتكاك "مقاس واحد يناسب الجميع" للمحركات الكهربائية. يتميز كل نوع من أنواع المحامل بخصائص أداء محددة وبالتالي فهو مناسب لظروف تشغيل محددة. قد يؤدي عدم التطابق بين المحامل وتطبيقات المحرك إلى حدوث مشكلات خطيرة. تستعرض هذه المدونة التصميم والنوع والاعتبارات وما إلى ذلك عند اختيار محامل المحرك، وتقدم لك اقتراحات بناءة لاختيار المحرك المناسب.
يمكن للمحركات التي تزيد قوتها عن 125 حصانًا، وسرعاتها التي تتجاوز 1,200 دورة في الدقيقة، والمجهزة بمحامل كروية ذات أخدود عميق مصممة لمهام توصيل الحزام المباشر، أن تؤدي إلى التحميل الزائد الميكانيكي والفشل المبكر.
إن وضع محرك مصمم للأحزمة شديدة التحمل على حمل مزدوج قد لا يوفر حملاً شعاعيًا كافيًا على العناصر الدوارة للمحمل. يمكن أن تنزلق أو تنزلق على المجاري المائية، مما يتسبب في ارتفاع درجات الحرارة وربما الفشل الكامل للتزييت.
إذا تم تحميل المحامل الأسطوانية بشكل ناقص (حتى مع تحميل الحزام)، فقد يحدث عطل مبكر للمحرك بسبب نفس ظاهرة الانزلاق.
يؤدي تركيب المحركات ذات المحامل الأفقية في التطبيقات الرأسية إلى إضافة أحمال محورية إضافية غير مقصودة ويمكن أن يتسبب في فقدان الشحوم في المحامل.
إذا لم تتم معالجة تدفق التيار الشارد عبر المحامل (غالبًا ما يتم مواجهته في المحركات الكبيرة ذات السرعة المتغيرة)، فقد يؤدي ذلك إلى تلف التآكل الجلفاني، مما يؤدي إلى فشل المحمل المبكر.
تصميم تحمل المحرك
تُستخدم المحامل الدوارة (الكرات والبكرات) في المحركات الكهربائية لدعم ووضع الدوار، والحفاظ على فجوة الهواء صغيرة ومتسقة، ونقل الحمل من العمود إلى إطار المحرك. يجب أن تدعم المحامل التشغيل بسرعة عالية ومنخفضة، وتقليل الاحتكاك، وتقليل الضوضاء، وإطالة عمر الخدمة وتوفير الطاقة. نظرًا لأن تصميم واستخدام المحركات الكهربائية يختلف باختلاف الصناعات، فهناك أنواع عديدة من المحامل المستخدمة لدعمها. تشمل أنواع المحامل المناسبة للمحركات الكهربائية محامل كروية ذات أخدود عميق، ومحامل كروية ذات تلامس زاوي، ومحامل أسطوانية، ومحامل أسطوانية مدببة، ومحامل أسطوانية كروية، ومحامل دفع أسطوانية كروية. كل محمل له خصائص التكوين والأداء الخاصة به. تحتوي المحركات الكهربائية عادةً على ترتيبات تحمل موضعية وغير محددة لدعم الجزء المتحرك بشكل قطري ولوضع الجزء المتحرك بشكل محوري بالنسبة للجزء الثابت. تحدد المحامل موضع العمود وتدعم الأحمال المحورية، في حين تسمح المحامل غير المحددة للعمود بالتحرك محوريًا والتعويض عن ظروف التحميل الزائد عندما يتوسع العمود حرارياً.
الكرات تُستخدم بشكل شائع في التطبيقات غير المتعلقة بالحزام في المحركات التي تصل قوتها إلى 150 حصانًا. يمكنهم تحمل الأحمال الشعاعية والمحورية. بالنسبة للمحركات الصغيرة المستخدمة في الآلات الأفقية، فإن الأكثر شيوعًا هو محامل كروية ذات أخدود عميق مثبتة على عمود كعب في تكوين محمل متقاطع للتحكم في حركة العمود. في معظم المحركات الكهربائية المتوسطة والكبيرة المستخدمة في الآلات الأفقية، يتم استخدام محامل كريات الأخدود العميق كمحامل تحديد موقع، في حين أن المحامل غير الموضعية قد تكون محامل أسطوانية، اعتمادًا على الحمل والسرعة ودرجة الحرارة وبيئة التطبيق. تستوعب المحامل غير المحددة أي توسع محوري ناتج عن الحرارة أو تفاوتات الماكينة.
الزاوي الاتصال الكرات تم تصميمها لتحمل الأحمال المحورية العالية والسماح بالتشغيل السلس بسرعات عالية داخل المحركات الكهربائية. يمكن تهيئتها كصفوف مفردة أو مزدوجة واستخدامها في عدد من تصميمات الأقفاص المختلفة. تعتمد الآلات العمودية عادةً على محامل كريات ذات أخدود عميق أو محامل كروية ذات تلامس زاوي أو محامل دفع أسطوانية كروية، اعتمادًا على الأحمال الرأسية ووزن العمود والدوار والسرعة ودرجة الحرارة وبيئة التشغيل.
محامل أسطوانية هي بالضبط ما تحتاجه المحركات عند التعامل مع الأحمال المحورية العالية للغاية. إنها تعمل بكفاءة بسرعات متوسطة وعالية، وتأتي في مجموعة متنوعة من تكوينات التصميم المختلفة. يتم استخدامها غالبًا في المحركات الكهربائية التي تعمل بالحزام أو التروس.
محامل مختومة
المحامل المختومة عبارة عن تصميم محمل شائع الاستخدام في المحركات الصغيرة المصممة للحد من تعرض المحمل للتلوث. لا يمكن تشحيم هذه المحامل بشحم جديد بمجرد تركيبها. وهذا يعني أن عمرها الافتراضي محدود ويجب مراقبتها بعناية حتى يمكن استبدالها على الفور في حالة ظهور مشكلات.
محامل محمية
المحامل المحمية هي تصميم آخر للمحامل يستخدم للحد من تلوث العناصر المتداول من التثبيت إلى تشغيل المحرك. يمكن إعادة تشحيم هذه المحامل بالشحم المملوء، ولكن إذا لم يتم تخفيف الضغط الداخلي، فقد يتسبب ذلك في ضغط الدرع على القفص أو العناصر المتدحرجة، مما يسبب مشاكل كبيرة.
أحد العوامل التي يجب أن تضعها دائمًا في الاعتبار عند اختيار محامل المحرك هو نوع تصميم المحامل الأفضل للمحرك الذي تستخدمه لهذه المهمة. إذا لم تكن متأكدًا من تصميم المحمل الأفضل لبيئة عملك، فاتصل بخبير محامل المحرك لتحديد إعداد المحمل والمحرك الأفضل بالنسبة لك.
تأثير التحميل
تعتبر طبيعة الحمل أحد العوامل الرئيسية في اختيار المحامل. تتطلب المحامل دائمًا حدًا أدنى معينًا من الحمل للسماح للعناصر المتداول بالتدوير بشكل صحيح وتشكيل طبقة تشحيم أفضل في منطقة التلامس المتداول. وبخلاف ذلك، قد يحدث انزلاق، مما يؤدي إلى ارتفاع درجات حرارة التشغيل وتدهور مواد التشحيم. وبطبيعة الحال، يجب أن يوفر المحمل قدرة تحميل كافية لتحقيق عمر خدمة مرضي في التطبيق. يجب أخذ جميع الأحمال في الاعتبار - ليس فقط الوزن المعني والقوى المولدة بواسطة الطاقة المرسلة، ولكن أيضًا أحمال الاقتران وأحمال الحزام المتصلة بحمل المحرك. بالنسبة للأحمال المزدوجة، عادةً ما يتم توصيل عمود المحرك بالعمود الذي يقود الحمل عبر أداة توصيل مرنة. لا يخلق هذا النوع من الحمل أي أحمال محورية أو شعاعية على محامل المحرك، بخلاف وزن دوار المحرك ومجموعة العمود. (ومع ذلك، يمكن أن تؤدي المحاذاة الخاطئة الناتجة عن التثبيت غير الصحيح إلى زيادة الأحمال الشعاعية.)
بشكل عام، يمكن للمحامل الأسطوانية التعامل مع الأحمال الثقيلة ويمكن للمحامل الكروية التعامل مع الأحمال الخفيفة. يمكن أن تكون الأحمال أحمالًا شعاعية، أو أحمالًا محورية، أو مزيجًا من الاثنين معًا. بعض المحامل، مثل المحامل الأسطوانية، مصممة عمومًا لتحمل الأحمال الشعاعية فقط؛ المحامل الأخرى، مثل محامل كروية الاتصال الزاوي، مناسبة في المقام الأول لحمل الأحمال المحورية. يمكن للمحامل الأسطوانية أن تتحمل فقط الأحمال الشعاعية النقية والحد الأدنى من الأحمال المحورية. يمكن للمحامل الشعاعية الأخرى (مثل المحامل المستدقة والمحامل الكروية) أن تحمل أحمالًا محورية بالإضافة إلى الأحمال الشعاعية، ولكن هناك أيضًا اعتبارات تتعلق بالحد الأدنى للحمل.
يمكن للمحامل الكروية ذات الاتصال الزاوي أن تدعم الأحمال المحورية المعتدلة بسرعات عالية نسبيًا. بالنسبة للأحمال المحورية المتوسطة والثقيلة التي تعمل في اتجاه واحد، حدد محامل الدفع الأسطوانية الكروية. سيتم تحديد قدرة المحمل على حمل الأحمال المحورية من خلال زاوية التلامس أو حركة الحمل داخل المحمل (كلما زادت الزاوية، كان المحمل مناسبًا للأحمال المحورية). يمكن لمحامل الكرات ذات التلامس الزاوي ذات الصف الواحد والمحامل الأسطوانية المدببة أن تتحمل الحمل المحوري في اتجاه واحد فقط. في التطبيقات التي تعمل فيها الأحمال المحورية بالتناوب، يجب دمج هذه المحامل مع محمل آخر قادر على تحمل الأحمال المحورية. عندما تعمل الأحمال الشعاعية والمحورية في وقت واحد، تحدث الأحمال المجمعة. في هذه الحالات، حلول المحامل الأكثر شيوعًا هي محامل الاتصال الزاوي أحادية الصف ومزدوجة الصف والمحامل الأسطوانية المستدقة ذات الصف الواحد (على الرغم من أن محامل الكرات ذات الأخدود العميق قد تكون مناسبة أيضًا، اعتمادًا على نسبة الأحمال المحورية إلى الأحمال الشعاعية).
سرعة.
تؤثر سرعة الدوران على درجة حرارة التشغيل، والتي تؤثر بدورها على المحمل وعمر مادة التشحيم. لذلك، فإن القفص ومواد التشحيم ودقة التشغيل وخلوص المحمل وتردد الرنين للنظام وتوازن الأجزاء الدوارة كلها عوامل مهمة في اختيار المحمل. بالنسبة للتطبيقات عالية السرعة، غالبًا ما تكون المحامل الكروية مناسبة من المحامل الأسطوانية. في التطبيقات فائقة السرعة، قد توفر المحامل الدقيقة أو المحامل الهجينة فوائد.
درجة الحرارة.
ستحد درجات حرارة تشغيل المحامل المسموح بها في تطبيقات المحركات من سرعة تشغيل المحامل الدوارة. تعمل أنواع المحامل ذات الاحتكاك المنخفض وحرارة المحمل الداخلية المنخفضة بشكل جيد في التشغيل عالي السرعة. عندما يكون الحمل حمولة شعاعية نقية، يمكن لمحامل الكرات الأخدود العميق تحقيق أعلى سرعة؛ عندما يتم الجمع بين الحمل والحمل، يمكن للمحامل الكروية ذات الاتصال الزاوي تحقيق أعلى سرعة. هذا ينطبق بشكل خاص على المحامل ذات العناصر الدوارة الخزفية.
التشحيم
في ظل ظروف السرعة ودرجة الحرارة العادية، عادة ما يتم تشحيم محامل المحرك بالشحم. يتيح الشحم تصميمات أبسط وفعالة من حيث التكلفة للمساكن والسدادات، ويسمح لمادة التشحيم بالالتصاق بشكل أفضل بالأسطح الحرجة، ويوفر حماية موثوقة ضد التلوث مقارنة بالزيت. يعتمد العمر المتوقع للشحم على مجموعة متنوعة من العوامل، بما في ذلك نوع المحمل، ونوع الشحم، واتجاه وسرعة المحرك، ودرجة حرارة تشغيل المحمل. عادة ما تكون المحامل الكروية الصغيرة في المحركات الكهربائية القياسية مجهزة بأختام أو واقيات ويتم تشحيمها مدى الحياة - ولا تحتاج إلى إعادة تشحيمها، ولكن يمكن استبدالها أثناء فترات خدمة المحرك العادية. بغض النظر عن الحجم، فإن المحركات الكهربائية للخدمة الشاقة عادةً ما تكون مجهزة بمحامل مفتوحة وإعادة تشحيم. (إذا كان عمر الشحم أقصر من عمر المحمل المتوقع، فمن الواضح أن المحامل ستحتاج إلى إعادة تشحيم بينما لا يزال الشحم يعمل كما هو متوقع.)
في بعض الأحيان، تجعل سرعة الدوران أو درجة حرارة التشغيل استخدام الشحم غير عملي أو مستحيل لأن عمر الشحم أو وقت إعادة التشحيم قصير جدًا. تتطلب هذه المواقف تزييت الزيت. بشكل عام، يتم تشحيم المحركات الكهربائية الكبيرة فقط بالزيت، ويرجع ذلك جزئيًا إلى الحاجة إلى موانع تسرب معقدة والمخاطر المحتملة لتسرب النظام.
بيئة التشغيل
يمكن أن تؤثر عوامل مثل درجة الحرارة المحيطة ودرجة حرارة التشغيل والرطوبة ووجود ملوثات مثل الغبار أو الأوساخ أو المعدن أو الخشب أو الجزيئات البلاستيكية على نوع المحمل الذي تختاره وما إذا كان المحمل يحتاج إلى الحماية أو الغلق. تعتبر الرطوبة ضارة بشكل خاص للمحامل، لذلك يجب دائمًا اتخاذ خطوات للتخفيف من آثار الرطوبة في البيئات الرطبة أو المعرضة للتكثيف.
أسباب فشل تحمل المحرك
عندما يفشل المحرك، قد تكون المحامل هي السبب، ولكن هناك العديد من الأسباب الأخرى غير المحامل. تشمل هذه الأسباب فشل اللف أو الأسلاك أو الشحم أو الختم، والذي بدوره يمكن أن يؤدي إلى فشل المحمل (على الرغم من أن المحمل ليس هو السبب الجذري). يمكن أن يؤدي الاستخدام غير السليم للمحركات وصيانتها إلى زيادة احتمالية حدوث مشكلات وفشل المحمل المبكر.
ارك
يمكن أن تسبب التيارات الضالة الناتجة عن الانحناء ضررًا للمحمل. على الرغم من أن الأقواس تميل عمومًا إلى أن تكون معزولة وموضعية، إلا أن التأثير على المحمل يشبه تقريبًا سلسلة من ضربات البرق الصغيرة التي تذوب وتعيد تنظيم سطح المحمل الداخلي. والنتيجة هي أن بعض المواد السطحية تتقشر وتتفكك، مما يؤدي إلى حدوث ضوضاء في المحمل وربما تقصير عمر الخدمة. إحدى طرق تجنب مشاكل الانحناء هي عزل المحامل عن تيارات العمود. يمكن تطبيق طبقات سيراميك خاصة على القطر الخارجي أو الداخلي للمحمل لمنع تدفق التيار عبر المحمل. تقدم تصميمات المحامل الهجينة حلاً آخر عن طريق استبدال العناصر المعدنية المتدحرجة داخل المحمل بكرات أو بكرات سيراميكية. إنها تعزل المحمل بشكل فعال من الداخل.
رطوبة
لا يمكن دائمًا تجنب الرطوبة، ولكن يمكن التحكم فيها. الرطوبة عادة ليست ضارة عند تشغيل المحرك. ومع ذلك، عندما يتم إيقاف تشغيل المحرك وتبريده، سيحدث التكثيف. لا يمكن منع التكثيف، ولكن يمكن منع الآثار الضارة باستخدام الشحوم مع مثبطات الصدأ المضافة في مجموعات المحامل وعن طريق تدوير عمود المحرك الخامل بشكل متكرر عند الاشتباه في التكثيف. تساعد الأختام الجيدة على منع دخول الرطوبة إلى التجويف. من المهم أيضًا تجنب رش الماء مباشرة على الختم عند التنظيف.
اختلال رمح
من الأسباب الجذرية الشائعة لفشل المحمل المبكر، يمكن أن يؤدي عدم المحاذاة بين عمود المحرك ومعدات القيادة إلى حدوث اهتزاز مفرط وتحميل داخلي للمحمل وتقصير عمر خدمة المحرك. عادةً ما تكون أدوات التوصيل مرنة ويمكن أن تستوعب عدم المحاذاة. ومع ذلك، لا تأخذ مرونتها كأمر مسلم به. لتحقيق محاذاة مثالية للعمود، قم أولاً بتأمين معدات القيادة ثم قم بتركيب أداة التوصيل. فقط بعد توصيل أداة التوصيل بالجهاز، يجب نقل المحرك إلى المحاذاة الصحيحة وتأمينه.
تزييت غير لائق
يتطلب تشحيم المحامل الفعال نوع وكمية مناسبة من مادة التشحيم وفترات التجديد وطرق التطبيق. لا توجد قواعد عامة لفترات التشحيم الصحيحة. بدلاً من ذلك، يجب تحديد الفواصل الزمنية بناءً على حجم المحمل ونوعه وسرعة التشغيل وبيئة التشغيل العامة ونوع المحرك. (تتطلب المحركات العمودية تشحيمًا بمعدل ضعف ما تتطلبه المحركات الأفقية.) ولا ينبغي عمومًا إعادة تشحيم المحامل المغلقة أو المحمية مدى الحياة. قبل تشحيم المحمل، حدد نوع الشحم المستخدم حاليًا واختر نفس نوع الشحم أو منتجًا متوافقًا - ليست كل الشحوم متوافقة. (توفر الشركات المصنعة لزيوت التشحيم مخططات التوافق.) ضع في اعتبارك دائمًا توصيات الشركة المصنعة للمحرك.
تجنب الإفراط في التشحيم
ستؤدي إضافة مادة تشحيم أكثر من المحددة إلى تقصير عمر الشحم عن طريق التسبب في زيادة الاحتكاك ودرجة الحرارة، مما قد يؤدي إلى إتلاف المحامل والتأثير سلبًا على أداء المحرك. إذا كان هناك الكثير من الشحوم، فإن العناصر المتداول تتطلب طاقة لتدويرها. وهذا يضع عبئا أكبر على المحرك. يمكن أن يؤدي الإفراط في التشحيم أيضًا إلى تراكم حرارة غير مرغوب فيه حيث تحاول العناصر المتدحرجة دفع الشحوم الزائدة بعيدًا. يؤدي تراكم الحرارة إلى الاحتكاك والتآكل وتقصير عمر الشحوم.
خلاصة
يمكن أن يساعد الاختيار الصحيح للمحامل وتركيبها وصيانتها في تحسين الأداء وعمر الخدمة للمحرك الكهربائي الخاص بك. أولاً، تحتاج إلى فهم ظروف تشغيل المحرك، بما في ذلك المعلومات المتعلقة بالسرعة وعبء العمل ودرجة الحرارة والضوضاء. خاصة في ظل التشغيل عالي السرعة، يجب أن تتمتع المحامل بثبات وصلابة عالية لضمان التشغيل الطبيعي للمحرك. تحديد الموديل حسب ظروف الاستخدام ومتطلبات المحرك. يوصى باختيار بعض العلامات التجارية المعروفة ونماذج المحامل عالية الجودة. وفي الوقت نفسه، انتبه إلى مواصفات ودقة المحامل. قم بإجراء الحسابات والاختبارات المناسبة، والتحقق من نموذج المحمل وضبطه للتأكد من أن المحرك يمكن أن يعمل بشكل طبيعي في ظل ظروف العمل المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، أثناء الاستخدام، يلزم إجراء بعض أعمال الصيانة والصيانة الأساسية، مثل تنظيف وتشحيم المحامل.
اختيار المحامل الصحيحة النوع مهم، ولكنه ليس المعيار الوحيد. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري أيضًا مراعاة تأثير العديد من العوامل مثل مادة التحمل والدقة وطريقة التشحيم والحجم. بالنسبة للمحركات الكبيرة أو المحركات التي تعمل بسرعة عالية، ينبغي إيلاء اهتمام خاص للمؤشرات الفنية وجودة المحامل. عند إجراء صيانة المحرك واستبدال الأجزاء، يجب الانتباه إلى اختيار المحامل وتركيبها وتصحيح الأخطاء لضمان التشغيل الطبيعي للمحرك. باختصار، يعد اختيار نموذج محمل المحرك الصحيح بمثابة ضمانة مهمة لضمان التشغيل الطبيعي للمحرك. عند اختيار محامل المحرك، من الضروري التقييم والاختيار بناءً على الظروف والمتطلبات الفعلية لضمان عمر الخدمة ومستوى أداء المحرك. يمكن أن يكون فرز جميع العوامل ذات الصلة أمرًا صعبًا، ولكن ليس عليك القيام بذلك بمفردك. يمكن أن تساعدك الشركة المصنعة للمحامل ذات الخبرة في العثور على أفضل حل لاحتياجات التطبيق المحددة الخاصة بك.