تحمل الصناعة

تستخدم المحامل على نطاق واسع في مجالات المعدات الرئيسية مثل آلات التعدين وأدوات الآلات الدقيقة والمعدات المعدنية والمعدات الثقيلة والسيارات المتطورة والصناعات الناشئة مثل طاقة الرياح والسكك الحديدية عالية السرعة والفضاء. المحامل المنتجة في الصين هي بشكل أساسي محامل متوسطة ومنخفضة النهاية ومحامل صغيرة ومتوسطة الحجم ، والتي تتميز بفائض منخفض ونقص متطور. بالمقارنة مع الدول الأجنبية ، هناك فجوة كبيرة بين المحامل المتطورة والمحامل الكبيرة. يجب استيراد محامل العجلات الخاصة لسيارات الركاب بالسكك الحديدية عالية السرعة في الصين من الخارج. في المحامل الرئيسية المستخدمة في الفضاء والسكك الحديدية عالية السرعة والسيارات المتطورة والمجالات الصناعية الأخرى ، هناك فجوة كبيرة بين محامل الصين من حيث عمر الخدمة والموثوقية وقيمة Dn والقدرة الاستيعابية. على سبيل المثال ، يبلغ عمر خدمة محامل علبة التروس الأجنبية 500000 كيلومتر على الأقل ، بينما يبلغ عمر المحمل المحلي المماثل حوالي 100000 كيلومتر ، والموثوقية والاستقرار ضعيفان. جانب الطيران كعنصر رئيسي في المحرك الهوائي ، يتم تطوير الجيل الثاني من محامل محركات الطائرات بنسبة دفع تتراوح من 15 إلى 20 في الخارج ، وهو جاهز للتجميع في طائرات الجيل الخامس بحلول عام 2020. في السنوات العشر الماضية ، طورت الولايات المتحدة الجيل الثاني من الفولاذ المحمل لمحركات الطيران. درجات الصلب التمثيلية عبارة عن فولاذ محمل مقاوم للتآكل عالي القوة CSS-42L مقاوم حتى 500 درجة مئوية ومحمل فولاذي عالي النيتروجين محمل X30 (Cronidur30) مقاوم حتى 350 درجة مئوية. يجري تطوير محامل للجيل الثاني من محركات الطائرات. جانب السيارة بالنسبة لمحامل عجلات السيارات ، يتم استخدام الجيل الأول والثاني من محامل المحور (محامل الكرات) على نطاق واسع في الصين ، وقد تم استخدام الجيل الثالث من محامل المحور على نطاق واسع في أوروبا. المزايا الرئيسية للجيل الثالث من محامل المحور هي الموثوقية ، وتباعد الحمولة الصافية القصيرة ، والتركيب السهل ، وعدم الضبط ، والهيكل المدمج. في الوقت الحاضر ، تستخدم معظم الموديلات المستوردة في الصين محمل العجلات الهيكلية خفيف الوزن والمتكامل. عربة سكة حديد في الوقت الحاضر ، تصنع محامل القطارات الثقيلة للسكك الحديدية في الصين من صهر كهربائي محلي معاد صهر G20CrNi2MoA ، في حين أن تكنولوجيا صهر التفريغ بالفراغ الأجنبية عالية النقاء (فولاذ EP) ، وتكنولوجيا التجانس (فولاذ IQ) ) ، يتم تطبيق تكنولوجيا المعالجة الحرارية الدقيقة ، وتكنولوجيا المعالجة فائقة الصلابة السطحية وتكنولوجيا التزييت المتقدمة للختم في إنتاج وتصنيع المحامل ، مما يحسن بشكل كبير من عمر وموثوقية المحامل. إن الفولاذ المحمل بالكهرباء في الصين ليس فقط ذا جودة منخفضة ، ولكنه أيضًا يكلف 2000-3000 يوان / طن أعلى من الفولاذ المفرغ من الهواء. في المستقبل ، تحتاج الصين إلى تطوير فولاذ محمل بتفريغ الغاز عالي النقاء ودقيق الحبيبات ومتجانسة ومستقرة لاستبدال الفولاذ المحمل الكهربائي الحالي المستخدم. طاقة الرياح بالنسبة لمحامل طاقة الرياح ، لا تستطيع الصين حاليًا إنتاج محامل المغزل ومحامل زيادة السرعة ذات المحتوى التقني العالي ، بالاعتماد بشكل أساسي على الواردات ، ولم يتم حل توطين محامل توربينات الرياح التي تزيد عن 3 ميجاوات. من أجل تحسين القوة والمتانة وعمر الخدمة لمحامل طاقة الرياح ، تم اعتماد الفولاذ SHX (40CrSiMo) الخاص المعالج حرارياً. بالنسبة لمحامل الانحراف والانعراج ، تم التحكم في صلابة السطح ، وصلابة السطح ، عرض الحزام الناعم وعرض الطبقة المتصلبة عن طريق المعالجة الحرارية لتصلب السطح. صدع السطح النيترة الكربونية لمحامل علبة التروس ومحامل المغزل ، مما ينتج عنه جزء من حجم الأوستينيت المتبقي أكثر ثباتًا (30٪ -35٪) وعددًا كبيرًا من الكربيدات الدقيقة والكربونيتريد على سطح الجزء ، مما يحسن عمر خدمة المحمل في ظل ظروف التشحيم الملوثة. من أجل تحسين عمر الخدمة ودقة تشغيل محامل مطحنة الدرفلة ، من الضروري إجراء بحث وتطوير لتفريغ وصهر فولاذ عالي النقاء للغاية للفولاذ المحمل مثل GCr15SiMn و G20Cr2Ni4 لمصانع الدرفلة وحجم الأوستينيت الكبير التحكم في المعالجة الحرارية لأسطح المحامل. طورت NSK و NTN Bearing Company اليابانية تقنية تقوية السطح الأوستينيت ، والتي طورت محامل TF ومحامل WTF عن طريق زيادة محتوى الأوستينيت السطحي ، وبالتالي زيادة عمر المحمل بمقدار 6-10 مرات. في المستقبل ، ينعكس اتجاه البحث والتطوير للصلب المحمل في الصين بشكل أساسي في أربعة جوانب: أولاً ، النظافة الاقتصادية: في ظل فرضية مراعاة الاقتصاد ، زيادة تحسين نظافة الفولاذ ، وتقليل محتوى الأكسجين والتيتانيوم في الفولاذ ، وتحقيق أن يكون الجزء الكتلي من الأكسجين والتيتانيوم في الفولاذ المحمل أقل من 6 × 10- 6 و 15 على التوالي. يقلل مستوى × 10-6 من محتوى وحجم الشوائب في الفولاذ ويحسن توحيد التوزيع. ثانيًا ، التحسين التنظيمي والتجانس: من خلال تطبيق تصميم السبائك وعملية التدحرج المتحكم فيها والتحكم فيها ، وزيادة تحسين توحيد الادراج والكربيدات ، وتقليل الشبكة وكربيدات الشريط والقضاء عليها ، وتقليل متوسط الحجم والحد الأقصى لحجم الجسيمات. الأبعاد التي تصل إلى هدف متوسط حجم كربيد أقل من 1 ميكرومتر ؛ زيادة حجم الحبيبات لهيكل المصفوفة لتحسين حجم الحبيبات للصلب المحمل. والثالث هو تقليل عيوب الأنسجة ذات الطيات المنخفضة: زيادة تقليل الارتخاء المركزي في فولاذ المحمل ، وثقب الانكماش المركزي وفصل المكونات المركزية ، وتحسين توحيد الهيكل المنخفض الطي. الرابع هو المتانة العالية للصلب المحمل: من خلال صناعة السبائك الجديدة ، وتحسين عملية الدرفلة على الساخن وبحوث عملية المعالجة الحرارية ، وتحسين صلابة الصلب المحمل.

يتأثر عمر خدمة المحمل بالعديد من المعلمات التي لا يتحكم بها مصنعو المحامل. على سبيل المثال ، تركيب المحمل ودرجة الحرارة والتعرض للبيئة الخارجية ونظافة مواد التشحيم والتيارات الكهربائية من خلال المحامل وما إلى ذلك ، يمكن لمحولات PWM عالية التردد أن تحفز التيارات في المحمل ، والتي يمكن كبتها باستخدام الإختناقات الفريتية. ستحدد درجة حرارة وتضاريس السطح الدقيق مقدار الاحتكاك عن طريق لمس الأجزاء الصلبة. تعمل عناصر ومجالات معينة على تقليل الاحتكاك مع زيادة السرعات. تساعد القوة والتنقل في تحديد مقدار الحمولة التي يمكن أن يحملها نوع المحمل. يمكن أن تلعب عوامل المحاذاة دورًا ضارًا في البلى ، ولكن يتم التغلب عليها من خلال إشارات مساعدة الكمبيوتر وأنواع المحامل غير الاحتكاكية ، مثل الرفع المغناطيسي أو ضغط مجال الهواء

الحياة L10 غالبًا ما يتم تحديد المحامل لإعطاء عمر "L10" (خارج الولايات المتحدة ، قد يشار إليها باسم "B10" life.) هذه هي الحياة التي يمكن توقع فشل فيها 10 بالمائة من المحامل في هذا التطبيق فشل التعب الكلاسيكي (وليس أي نمط آخر من الفشل مثل تجويع التشحيم ، والتركيب الخاطئ وما إلى ذلك) ، أو ، بدلاً من ذلك ، العمر الذي سيظل يعمل فيه 90 بالمائة. عمر المحمل L10 هو الحياة النظرية وقد لا يمثل الخدمة حياة المحمل. يتم تصنيف المحامل أيضًا باستخدام قيمة C0 (التحميل الثابت). هذا هو تصنيف الحمل الأساسي كمرجع ، وليس قيمة تحميل فعلية. محامل عادي بالنسبة للمحامل العادية ، تعطي بعض المواد عمرًا أطول من غيرها. لا تزال بعض ساعات John Harrison تعمل بعد مئات السنين بسبب الخشب الخفيف المستخدم في بنائها ، بينما نادرًا ما تعمل ساعاته المعدنية بسبب التآكل المحتمل. محامل مرنة تعتمد المحامل المرنة على الخصائص المرنة للمادة ، حيث تعمل المحامل المرنة على ثني قطعة من المواد بشكل متكرر. تفشل بعض المواد بعد الانحناء المتكرر ، حتى مع الأحمال المنخفضة ، ولكن اختيار المواد وتصميم المحمل بعناية يمكن أن يجعل عمر المحمل المرن غير محدد. محامل قصيرة العمر على الرغم من أن عمر التحمل الطويل غالبًا ما يكون مرغوبًا ، إلا أنه ليس ضروريًا في بعض الأحيان. يصف Tedric A. Harris محمل لمضخة أكسجين بمحرك صاروخي أعطت عدة ساعات من الحياة ، وهو ما يزيد كثيرًا عن عدة عشرات من الدقائق المطلوبة. محامل مركبة اعتمادًا على المواصفات المخصصة (مواد الدعم ومركبات PTFE) ، يمكن أن تعمل المحامل المركبة لمدة تصل إلى 30 عامًا بدون صيانة. تتأرجح محامل بالنسبة للمحامل المستخدمة في التطبيقات المتذبذبة ، يتم استخدام طرق مخصصة لحساب L10.

محمل عادي يتكون من عمود يدور في حفرة. هناك العديد من الأنماط المحددة: البطانة ، محمل المجلة ، محمل الكم ، محمل البندقية ، المحمل المركب. المتداول تحمل عنصر حيث تمنع العناصر المتدحرجة الموضوعة بين سباقات الدوران والسباقات الثابتة الاحتكاك الانزلاقي. هناك نوعان رئيسيان وضع الكره حيث تكون العناصر المتدحرجة كرات كروية أسطواني حيث تكون عناصر الدرفلة عبارة عن بكرات أسطوانية ومستدقة وكروية تحمل جوهرة محمل عادي يكون فيه أحد أسطح المحمل مصنوعًا من مادة جوهرة زجاجية شديدة الصلابة مثل الياقوت لتقليل الاحتكاك والتآكل تحمل السوائل محمل غير ملامس يتم فيه دعم الحمل بواسطة غاز أو سائل تحمل مغناطيسي حيث يتم دعم الحمل بواسطة مجال مغناطيسي تحمل الانثناء حيث تكون الحركة مدعومة بعنصر تحميل ينحني.

المحمل هو عنصر آلي يقيد الحركة النسبية للحركة المرغوبة فقط ، ويقلل الاحتكاك بين الأجزاء المتحركة. قد يوفر تصميم المحمل ، على سبيل المثال ، حركة خطية مجانية للجزء المتحرك أو الدوران الحر حول محور ثابت ؛ أو قد يمنع الحركة من خلال التحكم في نواقل القوى العادية التي تؤثر على الأجزاء المتحركة. تسهل معظم المحامل الحركة المرغوبة عن طريق تقليل الاحتكاك. تصنف المحامل على نطاق واسع وفقًا لنوع العملية ، والحركات المسموح بها ، أو لاتجاهات الأحمال (القوى) المطبقة على الأجزاء. تحمل المحامل الدوارة مكونات دوارة مثل الأعمدة أو المحاور داخل الأنظمة الميكانيكية ، وتنقل الأحمال المحورية والشعاعية من مصدر الحمل إلى الهيكل الداعم لها. أبسط أشكال المحمل ، المحمل البسيط ، يتكون من عمود يدور في حفرة. غالبًا ما يستخدم التزليق لتقليل الاحتكاك. في المحمل الكروي ومحمل الأسطوانة ، لمنع الاحتكاك المنزلق ، توجد عناصر متدحرجة مثل البكرات أو الكرات ذات المقطع العرضي الدائري بين السباقات أو مجلات مجموعة المحامل. توجد مجموعة متنوعة من تصميمات المحامل للسماح بتلبية متطلبات التطبيق بشكل صحيح لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة والموثوقية والمتانة والأداء.