מהי כושר העמסת בורג כדור? הסבר מעומס מדורג ועד כוח נשיאה בפועל

גיליון נתונים של בורג כדורי עשוי לרשום דירוג עומס דינמי של 629 ק"ג. האם זה אומר שהבורג הכדורי יכול להרים בבטחה מסה של 629 ק"ג? לא בהכרח.

קיבולת עומס של בורג כדורלא יכול להיות מיוצג על ידי ערך קטלוגי אחד. דירוג עומס דינמי משמש להערכת חיי עייפות גלגול-, בעוד שדירוג עומס סטטי מתייחס לעיוות קבוע תחת עומס שיא. העומס המותר בפועל חייב לעמוד גם במגבלות של התכווצות פיר,-מיסב,-מהירות קריטית, מנוע, בלימה והתקנה.

כיוון ההתקנה אינו משנה את דירוג העומס הדינמי או הסטטי בקטלוג של בורג הכדור. זה משנה את הכוח הצירי בפועל הפועל על הבורג. הבחנה זו חשובה במיוחד כאשר משווים בין צירים אופקיים ואנכיים.

תנאי טעינה עיקריים

דירוג עומס דינמי

דירוג העומס הדינמי הבסיסי C_aהוא סימוכין לחיים-לעייפות. עבור דירוג בורג כדור מטרי טיפוסי, הוא מייצג עומס צירי קבוע שבו קבוצה של ברגים כדוריים זהים באופן נומינלי מגיעה לחיי דירוג בסיסיים של מיליון סיבובים עם רמת אמינות מוגדרת.

זה לא אומר שפועל ברציפות ב-C_aהוא מצב העיצוב המומלץ. בעומס זה, חיי הדירוג הבסיסיים המחושבים הם רק חיי הייחוס הסטנדרטיים. מכונה הדורשת עשרות מיליוני סיבובי בורג חייבת לפעול בעומס דינמי שווה ערך נמוך יותר או להשתמש בבורג כדורי בעל דירוג גבוה יותר.

לכן משתמשים בדירוג עומס דינמי במשוואת חיים. זה לא הצהרה ישירה של כמה מסה מכונה יכולה לשאת.

דירוג עומס סטטי

דירוג העומס הסטטי הבסיסי C_0aקשור לעיוות קבוע במגע הכבד ביותר בין הכדורים למסלולי המירוצים. הוא מוגדר באמצעות קריטריון דפורמציה מתוקנן ולא על ידי שבירה גלויה של הבורג.

הזחה קבועה עשויה להשפיע על חלקות, רעש, עומס מראש והתנהגות מיקום למרות שהבורג הכדורי עדיין יכול להסתובב. מסיבה זו, העומס הצירי המרבי המופעל צריך להישאר מתחת לערך המותר לאחר הפעלת מקדם בטיחות סטטי מתאים.

מקדם הבטיחות הנדרש תלוי ברטט, פגיעה, האצה, דיוק ההתקנה והשלכות של כשל. זה צריך להגיע מההנחיות של היצרן הנבחר ומדרישות התכנון של המכונה, לא מאחוז אוניברסלי אחד.

kg, kgf ו-kN

הבלבול מתחיל לעתים קרובות מכיוון שקטלוגים ישנים או אזוריים מבטאים דירוגים של בורג כדור ב-kgf במקום בניוטון או קילוניוטון.

תחת כוח הכבידה הסטנדרטי, מסה נייחת של 1 ק"ג מייצרת כ-1 kgf של כוח כבידה. זה לא אומר שדירוג קטלוגי של 629 ק"ג מאפשר אוטומטית למכונה להרים 629 ק"ג. עדיין יש לכלול תאוצה, כוח תהליך, חיכוך, בטיחות, חיים נדרשים ומגבלות מבניות אחרות.

דוגמה: מה זה אומר 629 kgf?

נניח שקטלוג מפרט את הערכים הבאים עבור בורג כדורי:

• דירוג עומס דינמי C_a= 629 kgf
• דירוג עומס סטטי C_0a= 1,270 ק"ג

המרה ליחידות כוח SI:

• 629 ק"ג ≈ 6.17 קילוגרם
• 1,270 קג"מ ≈ 12.45 ק"ג

הערך הראשון משמש בחישוב חיי העייפות-. השני משמש בעת בדיקת עומס מרבי ובטיחות סטטית. אף ערך, כשלעצמו, אינו כושר הרמה מומלץ.

חשב חיי דירוג בסיסי

עבור בורג כדורי הפועל תחת עומס צירי שווה ערך קבוע, ניתן להעריך את חיי הדירוג הבסיסיים בסיבובים על ידי:

בעזרת הדוגמה C_aשל 629 kgf מראה מדוע אין להתייחס לדירוג דינמי כעל עומס עבודה מומלץ:

הכפלת עומס העבודה מפחיתה את החיים המחושבים בפקטור של שמונה מכיוון שהעומס מועלה לחזק השלישי. לכן יש לקבוע את החיים הנדרשים לפני בחירת הבורג הכדורי.

אם מוביל הבורג ידוע, ניתן להמיר סיבובים למרחק הנסיעה הכולל:

זהו מהלך האגוז המצטבר הכולל, לא האורך הפיזי של בורג הכדור.

עומסים משתנים

לעתים נדירות עומסי המכונה קבועים. מחזור אחד עשוי להכיל תאוצה, נסיעה-במהירות קבועה, עיבוד שבבי, האטה ותנועת חזרה. שימוש בממוצע אריתמטי פשוט יכול לזלזל בהשפעה של העומסים הגבוהים ביותר.

כאשר המהירות קבועה במהלך מקטעי הפעולה הבודדים, ניתן להעריך עומס דינמי שווה ערך בממוצע המעוקב:

אם גם מהירות הבורג משתנה, יש לשקלל את החישוב במספר הסיבובים בכל קטע. עומס שיא עדיין חייב להיבדק בנפרד מול מגבלות סטטיות ומבניות.

עומס צירי אופקי

על ציר אופקי, משקל השולחן הנע נישא בדרך כלל על ידי המסלולים הליניאריים. הוא אינו פועל ישירות כעומס בורג כדור צירי.

הבורג חייב לייצר את הכוח הנדרש כדי להאיץ את המסה, להתגבר על החיכוך ולעמוד בעומס התהליך:

מכונה אופקית עשויה להזיז מסה גדולה עם כוח צירי יציב צנוע יחסית כאשר חיכוך המדריך נמוך. עם זאת, האצה מהירה או כוח חיתוך כבד עדיין יכולים ליצור עומס בורג כדור גבוה.

עומס צירי אנכי

על ציר אנכי, כוח הכבידה פועל לאורך כיוון התנועה. הבורג חייב לתמוך במסה הנעה בנוסף לייצר תאוצה ולהתגבר על התנגדות אחרת.

להאצה כלפי מעלה, קשר כוח פשוט הוא:

במהלך האצה או האטה כלפי מטה, הגודל והכיוון משתנים. לכן יש להעריך את מחזור התנועה השלם במקום להשתמש רק במשקל הנייח.

בורג כדורי הוא גם בעל יכולת הנעה לאחור גבוהה. ציר אנכי דורש בלם או -אחיזה של עומס ואמצעי נגד-נפילה. דירוג העומס לבדו אינו הופך ציר אנכי לבטוח במהלך איבוד חשמל.

כיוון אינו משנה את הדירוג

אותו בורג כדורי שומר על אותו קטלוג C_aו-C_0aערכים בין אם מותקנים אופקית או אנכית. מה שמשתנה הוא העומס בפועל המופעל במכונה.

מגבלות עומס אחרות

בורג כדורי עשוי לספק את הדירוגים הדינמיים והסטטיים שלו אך עדיין לא מתאים לציר השלם. יש לבדוק מספר מגבלות נוספות.

התכווצות תחת דחיסה

בורג ארוך תחת דחף דחיסה עלול להתכווץ בכוח מתחת לדירוג העומס הסטטי של האום שלו. החפיצה תלויה מאוד בקוטר השורש של הבורג, באורך הלא נתמך ובתצורת התמיכה של הקצה-.

משיכת הבורג במתח אינה יוצרת את אותו מצב פיתול. זו הסיבה שהכיוון שבו הבורג מעביר עומס ומיקום התמיכה הקבועה חשובים במכונות ארוכות-.

לא ניתן להשתמש בדירוג האגוזים הקטלוגיים כעומס הדחיסה המותר עד שמגבלת העומס-של העמודה של הפיר אומתה גם היא.

עומס צד אינו קיבולת צירית

ברגים כדוריים נועדו בעיקר להעביר דחף צירי. אין להשתמש באום כרכיב המנחה את השולחן הנעים או נושא עומס צדדי.

עומסים רדיאליים או מומנטים יכולים לנבוע מישור לקוי, פלטפורמה נעה לא נתמכת, תושבת אגוז אופסט או ציר בורג שאינו מקביל למסלולים הליניאריים. עומסים אלו יוצרים מגע כדור לא אחיד ועשויים לקצר את חיי השירות גם כאשר העומס הצירי המחושב נמצא בדירוג הקטלוגי.

מערכת ההנחיה הליניארית צריכה לתמוך במשקל השולחן וברגעים, בעוד שהבורג הכדורי מספק כוח הנעה צירי.

שגיאות פרשנות נפוצות

• התייחסות לדירוג עומס דינמי כעל עומס רציף בטוח מקסימלי.
• התייחסות לדירוג עומס סטטי כעומס הפעלה מומלץ.
• המרת kgf ישירות למטען מכונה מבלי לחשב תאוצה וכיוון.
• החלת אחוז אחד קבוע של C_aלכל ציר אופקי או אנכי.
• שימוש בממוצע אריתמטי כאשר העומס משתנה באופן משמעותי במהלך המחזור.
• בדיקת דירוג האום תוך התעלמות מהתכווצות הפיר תחת דחיסה.
• בהנחה שלעיצוב אגוז כפול- יש אוטומטית קיבולת עומס גדולה יותר.
• התעלמות ממגבלות תמיכה- של מסבים, מנוע, בלמים והרכבה.

מַסְקָנָה

קיבולת עומס בורג כדור אינה ערך משקל מרבי אחד. דירוג עומס דינמי C_aמשמש להערכת חיי עייפות גלגול-, בעוד דירוג עומס סטטי C_0aמשמש להערכת עיוות מגע קבוע תחת עומס מרבי.

התקנה אופקית ואנכית אינה משנה את דירוגי הקטלוגים הללו. הם משנים את העומס הצירי בפועל: בורג אופקי מתגבר בעיקר על תאוצה, חיכוך וכוח תהליך, בעוד שבורג אנכי חייב לשאת גם את מרכיב הכבידה של המסה הנעה.

הבחירה הסופית חייבת לעמוד באורך החיים הנדרש, בטיחות סטטית, התכווצות פיר, קיבולת תמיכה-, מהירות קריטית, מומנט מנוע, בלימה ויישור. העומס המותר נקבע לפי הגבול הראשון אליו מגיעה המערכת השלמה.

חקור את DLYמוצרי בורג כדור, למד כיצד לבדוקעומס בורג כדורי, או סקירהבטיחות עומס בורג כדור אנכי.