يجب أن تعرف عن أقفاص التحمل

يجب أن تعرف عن أقفاص التحمل

على الرغم من أن المحمل يتكون من عدة أجزاء، إلا أنه يمكن القول أيضًا أن القفص هو "الوعاء الدموي" للمحمل. لذلك، في أداء المحمل، ترتبط مادة القفص بشكل مباشر بكفاءة المحمل. القفص المحمل هو جزء محمل يغلف كل أو جزء من العناصر المتداول ويتحرك معها لعزل العناصر المتداول. وعادةً ما يقوم أيضًا بتوجيه العناصر المتدحرجة ويبقيها داخل المحمل.

عندما يعمل المحمل المتداول، خاصة عندما يكون الحمل معقدًا ويدور بسرعة عالية، يجب أن يتحمل القفص قوة الطرد المركزي الكبيرة والتأثير والاهتزاز. هناك احتكاك انزلاقي كبير بين القفص والعناصر المتدحرجة، ويتم توليد كمية كبيرة من الحرارة. يمكن أن يؤدي التأثير المشترك للقوة والحرارة إلى فشل القفص، وفي الحالات الشديدة من الممكن أن يتعرض القفص للحرق والكسر. لذلك، يجب أن تتمتع مادة القفص بموصلية حرارية جيدة، ومقاومة جيدة للتآكل، ومعامل احتكاك صغير، وكثافة صغيرة، ومزيج معين من القوة والمتانة، ومرونة وصلابة جيدة. معامل تمدد مماثل لمعامل التمدد للعناصر المتداولة. وأداء المعالجة الجيد. بالإضافة إلى ذلك، يتأثر القفص أيضًا بالوسائط الكيميائية، مثل مواد التشحيم وإضافات التشحيم والمذيبات العضوية وسائل التبريد.

أقفاص تحمل

الغرض الرئيسي من قفص التحمل هو الحفاظ على مسافة مناسبة بين العناصر المتداول وتجنب الاتصال المباشر بين العناصر المتداول المتجاورة للحفاظ على الاحتكاك والحرارة الناتجة عند أدنى مستوى؛ للحفاظ على توزيع العناصر المتداول بالتساوي في جميع المحامل، يمكن توزيع الحمل بالتساوي في جميع المحامل، بحيث يمكن توزيع الحمل بالتساوي وتقليل الضوضاء. يمكن توجيه العناصر المتداول بشكل صحيح في منطقة عدم التحميل لتحسين ظروف الدوران في المحمل وتجنب الحوادث المدمرة. يجر.

تصنيف أقفاص تحمل

تنقسم الأقفاص شائعة الاستخدام بشكل أساسي إلى أقفاص معدنية وأقفاص غير معدنية وفقًا لأنواع المواد. هناك أيضًا أقفاص مركبة، وما إلى ذلك. ويجب أن تتوافق أقفاص التحميل ذات الأغراض الخاصة أيضًا مع متطلبات ظروف العمل الخاصة. مثل مقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل، والتشحيم الذاتي (المستخدم في الفراغ) أو غير المغناطيسي، وما إلى ذلك.

مادة القفص الصلب

نظرًا لقوتها العالية، وصلابتها الجيدة، وسهولة معالجتها، فإن مواد القفص الفولاذي تُستخدم بشكل شائع في المحامل الدوارة. عادة ما تكون المثبتات الفولاذية مختومة على البارد من صفائح الفولاذ الكربوني عالية الجودة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام طرق المعالجة الميكانيكية الأخرى حسب الحاجة. تشمل مواد الأقفاص الفولاذية شائعة الاستخدام 20، 30، 45، 0Cr18Ni9، 1Cr18Ni9Ti، 40CrNiMo، ML15، ML20، إلخ. تتم معالجة الأقفاص الفولاذية بالحرارة بشكل عام للتخلص من الإجهاد واستعادة اللدونة. بما في ذلك التقسية بدرجة الحرارة العالية، وإعادة التلدين، وما إلى ذلك. من أجل تقليل معامل الاحتكاك للقفص الفولاذي، يجب معالجة سطح القفص النهائي إذا لزم الأمر.

قفص تحمل الصلب

مواد القفص المعدنية غير الحديدية

تختلف المعادن غير الحديدية عن الفولاذ، ولها خصائصها الخاصة. على سبيل المثال، تتميز سبائك الألومنيوم بخصائص الكثافة المنخفضة، والتوصيل الحراري الجيد، والمقاومة الجيدة للتآكل؛ تتميز سبائك النحاس بخصائص التوصيل الحراري الجيد، ومعامل الاحتكاك الصغير، والقابلية الجيدة للتشكيل، ودرجة حرارة التشغيل العالية؛ تتميز سبائك الزنك والألومنيوم بمزايا التكلفة المنخفضة والكثافة المنخفضة والأداء الممتاز.

قفص تحمل المعادن غير الحديدية

مواد القفص غير المعدنية

تشتمل مواد القفص غير المعدنية بشكل أساسي على البوليمرات والمواد المركبة، بما في ذلك النايلون والشريط الفينولي والبولي تترافلوروإيثيلين وما إلى ذلك. تتمتع مواد البوليمر بتوافق جيد من حيث القوة والمرونة. تسمح خصائص الانزلاق الجيدة لقفص البوليمر بتوليد كمية صغيرة فقط من الاحتكاك عندما يتحرك بالنسبة لسطح العنصر المتداول المشحم، وبالتالي تقليل توليد الحرارة وتآكل المحمل. في حالة عدم وجود مواد التشحيم، لا يزال قفص البوليمر يتمتع بخصائص حركة ممتازة. يمكن أن يضمن استمرار عمل المحامل لفترة من الوقت دون حدوث ضرر. نظرًا لانخفاض كثافة البوليمرات، فإن الأقفاص المصنوعة منها لديها قصور ذاتي أقل.

أقفاص تحمل النايلون

بالإضافة إلى كونه مصنوعًا من مواد نقية، يستخدم القفص أيضًا مواد بوليمر معدلة. استخدام مواد أخرى لملء أو التعزيز.

بعد تثبيت القفص في المحمل. بسبب الفجوة بين القفص والعناصر المتداول، يمكن إزاحة القفص في الاتجاه الشعاعي، وهو ما يسمى الإزاحة الشعاعية. ويمكن التعبير عن إزاحته بالصيغة التالية:

1705547183763

يجب التأكد من أنه عندما يصل القفص إلى الحد الأقصى للإزاحة الشعاعية، فإن القفص لا يتصل بحلقة المحمل.

عملية تصنيع القفص الحامل

قفص مصبوب

المواد الخام للقفص المصبوب هي سبائك الألومنيوم والنحاس. يتم صهر المواد الخام وسكبها في قالب الصب الخاص بآلة الصب، ويتم صب القفص دفعة واحدة. يتم تشغيل بوابة الصب على مخرطة.

(1) القفص مصبوب مباشرة، والذي يمكن أن يحصل على شكل هندسي جيد ودقة الأبعاد دون معالجة ميكانيكية، وله كفاءة إنتاج عالية.
(2) بعد الصب بالقالب، يتبلور المعدن ويتصلب، مع هيكل دقيق، جودة سطح جيدة ومقاومة التآكل.
(3) ارتفاع معدل استخدام المواد وانخفاض التكلفة.

ومع ذلك، عند صب قفص من سبائك الألومنيوم، يتطلب الأمر معدات ذات حمولة كبيرة، ويكون تصميم القالب وتصنيعه معقدًا. يتم توتر جيوب القفص بسهولة أثناء الصب. في ظل الظروف التي يتعرض فيها المحمل للصدمات والاهتزاز والسرعة المتغيرة، فإن جودة القفص المصبوب تحتاج إلى مزيد من التحسين.

قفص من البلاستيك المصبوب

يتم وضع المواد البلاستيكية الهندسية الحبيبية المجففة بالفراغ في برميل، ويتم تسخينها بواسطة أسلاك المقاومة وصهرها في حالة شبه سائلة. يتم الضغط بواسطة المكبس أو المسمار المتحرك، ويتم حقن المواد الخام شبه السائلة من الفوهة إلى قالب التشكيل لآلة التشكيل بالحقن. بعد العزل يتم الحصول على القفص المطلوب بعد التبريد.

(1) يتم تشكيل القفص في قالب حقن واحد، والذي يمكن أن يحصل على شكل هندسي دقيق ودقة الأبعاد وقيمة خشونة السطح منخفضة دون الحاجة إلى المعالجة الميكانيكية، وكفاءة الإنتاج عالية.
(2) القالب والصب البلاستيكي سهل التشكيل، المحمل سهل التجميع، ومن السهل تحقيق التحكم الآلي.
(3) يتميز القفص البلاستيكي بخصائص جيدة مثل مقاومة التآكل والاحتكاك المنخفض والمغناطيسي.

ومع ذلك، نظرًا لعيوب التشوه الحراري والشيخوخة وهشاشة البلاستيك نفسه، بالإضافة إلى بعض المشاكل في هيكل القفص وعملية حقن البلاستيك، فإن تطبيق القفص البلاستيكي المصبوب محدود.

بالنسبة للأقفاص البلاستيكية الهندسية، يختلف أداء كل مصنع قليلاً، ولكنها متشابهة بشكل عام. هذا النوع من القفص خفيف الوزن ومناسب للتطبيقات عالية السرعة. علاوة على ذلك، فإن وضع الفشل في هذا النوع من القفص ليس انفجارًا مفاجئًا، لذا فهو مناسب لبعض المناسبات حيث لا يُسمح بالإغلاق المفاجئ. ومع ذلك، بالنسبة لآلات التعدين، فإن هذا النوع من الأقفاص غير مناسب للاستخدام لاعتبارات السلامة، لأن تلفه لا يحدث فجأة، ولكن مع ارتفاع درجة الحرارة تدريجيا إلى مستوى معين، فإنه يتضرر تماما، الأمر الذي سيكون خطيرا جدا في المواقف المتفجرة. . في الوقت نفسه، هذا النوع من القفص له حدود لدرجة الحرارة، عادة -40 ~ 120 درجة مئوية: لا يوجد أي عائق أمام القفص النحاسي، ولكنه غير مناسب للبيئات التي تحتوي على الأمونيا. بشكل عام، لا تستخدم المحامل الصغيرة أقفاصًا نحاسية. لا توجد قيود على الأقفاص الفولاذية، لكن المحامل كبيرة الحجم لا تستخدم الأقفاص الفولاذية.

كيفية اختيار قفص تحمل

يمكن تصنيف مواد الأقفاص الحاملة وفقًا لمواد التصنيع وسيناريوهات التطبيق. فيما يلي بعض مواد القفص المحمل الشائعة:

قفص الصلب: عادة ما تكون مصنوعة من الفولاذ الكربوني عالي الجودة أو سبائك الصلب، وتتميز بخصائص القوة العالية ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل. مناسب للتطبيقات عالية السرعة والأحمال الثقيلة ودرجات الحرارة العالية، مثل المحامل في محركات الطيران وعلب تروس السيارات.

  • المزايا والأداء: هذا النوع من القفص يتميز بقوة عالية ومواد خفيفة. يتم استخدامه في الغالب في محامل الكرات ذات الأخدود العميق، والمحامل الأسطوانية الكروية والمحامل الأسطوانية المدببة، ولا يتأثر عمومًا بمواد التشحيم الزيتية القائمة على الزيوت المعدنية أو المحتوية على القلويات في المحامل الدوارة.

  • قيود الاستخدام: عرضة للصدأ بسبب تأثير الماء وبخار الماء؛

  • درجة حرارة التشغيل: يمكن أن تصل درجة حرارة تشغيل القفص إلى 300 درجة مئوية.

قفص تحمل الصلب

قفص نحاس: عادة ما تكون مصنوعة من النحاس أو البرونز، ولها مقاومة ممتازة للتآكل، ومقاومة للتآكل ومعامل احتكاك منخفض. مناسب لتطبيقات التحميل الخفيف والسرعة المتوسطة، مثل المحامل في الأجهزة المنزلية والأدوات والمعدات المكتبية.
يتمتع النحاس بقوة شد عالية ولا يتأثر بمواد التشحيم الشائعة. وغالبا ما يستخدم في المحامل الصغيرة والمتوسطة الحجم. ومع ذلك، بسبب ارتفاع أسعار النحاس، فإن سعر الأقفاص النحاسية مرتفع أيضًا. الميزات الرئيسية هي كما يلي:

  • نوع القفص: ختم وصلب، الختم مناسب فقط للأحجام الصغيرة والمتوسطة؛

  • المواد: لوحة النحاس، صب النحاس أو تزوير النحاس. يتمتع النحاس بقوة شد عالية، وقوته الميكانيكية تعادل قوة قفص ختم الألواح الفولاذية، لكن كثافته صغيرة نسبيًا، وسرعته القصوى عالية، وسعره أعلى.

  • المزايا: لا يتأثر بمواد التشحيم، بما في ذلك الزيوت والشحوم الاصطناعية.

  • قيود الاستخدام: لا يمكن استخدام الأقفاص النحاسية في الحالات التي تزيد درجة حرارتها عن 300 درجة مئوية، وهي ليست مناسبة للأمونيا (مثل التبريد)، لأن الأمونيا سوف تسبب كسرًا موسميًا للنحاس؛

  • درجة حرارة التشغيل: درجة حرارة التشغيل أقل من 300 درجة مئوية.

قفص حمل نحاسي

قفص نايلون: عادة ما تكون مصنوعة من مادة البولي أميد (PA66) ومواد بلاستيكية هندسية أخرى لقولبة الحقن، وتتميز بخصائص الوزن الخفيف ومقاومة التآكل والعزل الجيد وسهولة المعالجة. مناسبة للحمل الخفيف والسرعة المنخفضة وتطبيقات درجات الحرارة المرتفعة، مثل المحامل في الأدوات الكهربائية وآلات الخياطة وآلات تجهيز الأغذية. تتميز مادة النايلون البولياميد بمزايا المرونة العالية والوزن الخفيف. يتمتع هذا القفص بخصائص انزلاقية وتشحيم ذاتي جيدة جدًا. إنه منتج جيل جديد يحل حاليًا محل الأقفاص الحديدية.

  • المزايا والأداء: تتميز مادة النايلون البولياميد بمزايا المرونة العالية والوزن الخفيف.

  • يتمتع هذا القفص بخصائص انزلاقية وتشحيم ذاتي جيدة جدًا. مناسبة بشكل خاص للحالات التي يكون فيها ضغط تأثير الاهتزاز أو التسارع والتباطؤ العالي، أو عندما تكون الحلقات الداخلية والخارجية للمحمل مائلة لبعضها البعض؛

  • حدود الاستخدام: قد يتأثر قفص النايلون المصنوع من مادة البولي أميد بالتزييت الخاص (المواد المضافة المسببة للتآكل في مادة التشحيم) ولا يمكن استخدامه في الفراغ لأنه سيصبح هشًا بسبب الجفاف؛

  • درجة حرارة العمل: درجة حرارة العمل أقل من 120 درجة مئوية وأكبر من -40 درجة مئوية. إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا، فسيفقد النايلون مرونته.

قفص تحمل النايلون

قفص الفينول: يتكون من راتينج الفينول وقماش الألياف الزجاجية ومواد أخرى، ويتميز بخصائص القوة العالية ومقاومة درجات الحرارة العالية وخصائص العزل الجيدة. مناسبة لتطبيقات درجات الحرارة العالية والسرعة العالية، مثل المحامل في محركات الطائرات وتوربينات الغاز.

مواد اخرى: بالإضافة إلى المواد الشائعة المذكورة أعلاه، هناك أيضًا مواد أخرى تستخدم في صناعة الأقفاص الحاملة، مثل الألومنيوم والمغنيسيوم وغيرها من المواد المعدنية الخفيفة، بالإضافة إلى بعض المواد المركبة. يتم اختيار هذه المواد عادةً بناءً على متطلبات التطبيق المحدد.

العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار القفص الحامل

بيئة العمل: بيئة عمل المحمل لها تأثير كبير على مادة القفص. على سبيل المثال، في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، ينبغي اختيار المواد المقاومة للحرارة العالية، مثل أقفاص الصلب أو الشريط الفينولي؛ وفي البيئات المسببة للتآكل، ينبغي اختيار مواد مقاومة للتآكل، مثل أقفاص النحاس أو النايلون.

نوع محدد: أنواع مختلفة من المحامل لها مواد قفص مختلفة. على سبيل المثال، محامل الكرات الأخدود العميق، المحامل الكروية والمحامل المستدقة عادة ما تستخدم أقفاص فولاذية؛ بينما يمكن للمحامل الأسطوانية استخدام أقفاص النحاس أو النايلون.

السرعة والحمل: تعد السرعة والحمل أيضًا من العوامل المهمة في اختيار مادة القفص. في ظل ظروف السرعة العالية والحمل الثقيل، من الضروري اختيار مواد ذات قوة عالية ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل، مثل الأقفاص الفولاذية أو النحاسية.

اقتصـاد: على أساس تلبية متطلبات الأداء، ينبغي النظر في العوامل الاقتصادية. بعض المواد خفيفة الوزن ومنخفضة التكلفة مثل اللدائن الهندسية مناسبة للأحمال الخفيفة والسرعات المنخفضة ودرجات الحرارة المرتفعة.

عوامل أخرى: بالإضافة إلى ذلك، يجب مراعاة عوامل مثل الحجم والشكل وطريقة المعالجة ومتطلبات تركيب القفص.

هناك عدة عوامل يجب أخذها في الاعتبار عند اختيار قفص التحمل، بما في ذلك بيئة العمل ونوع المحمل والسرعة والحمل والاقتصاد والعوامل الأخرى ذات الصلة. في التطبيقات الفعلية، يجب أن يعتمد الاختيار على متطلبات وشروط محددة لضمان التشغيل العادي وعمر الخدمة للمحمل.