باعتبارها المكونات الداعمة الأساسية في الآلات الدوارة ، بوصة سلسلة أعماق الكرة الأخدود لعب دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في الحقول الرئيسية مثل الفضاء والأدوات الدقيقة والمعدات الخاصة. بالمقارنة مع المحامل المترية ، تلبي محامل البوصة المتطلبات الصارمة لسيناريوهات صناعية محددة مع نظام الحجم الفريد وخصائص الأداء.

1. دور وخصائص محامل كرة الأخدود العميقة بوصة

BASH Series Deep Groove Ball Bearings عبارة عن محامل متداولة مصممة وتصنيعها وفقًا لمعايير حجم بوصة. أنها تكمل المحامل المترية المشتركة وتحتل موقفا هاما في مجالات صناعية محددة والمعدات التقليدية. يحتفظ هذا النوع من المحمل بالخصائص الأساسية لمحامل كرات الأخدود العميقة ، مع التكيف مع متطلبات نظام البوصة من حيث سلسلة الحجم ، وملاءمة التسامح والتفاصيل الهيكلية ، مما يوفر حلاً موحدًا لا يمكن تعويضه لسوق أمريكا الشمالية والفضاء وصيانة المعدات التقليدية.

يشكل النظام القياسي الحجم الميزة الخارجية الأكثر أهمية لمحامل بوصة. على عكس المحامل المترية ، التي تستخدم ملليمترات كوحدة أساسية ، تستخدم المحامل الإمبراطورية بوصة كسرية أو عشرية كمواصفات. تتراوح الأقطار الداخلية الشائعة من 1/8 بوصة (0.125 بوصة) إلى 6 بوصات ، مع تسلسل قياسي من زيادات 1/16 بوصة. على سبيل المثال ، يتوافق نموذج المحمل R6 مع القطر الداخلي البالغ 0.375 بوصة (3/8 ") ، وقطر خارجي يبلغ 0.875 بوصة ، وعرض 0.281 بوصة. يشكل هذا النظام الحجم ملاءمة طبيعية مع قطر العمود الإمبراطوري وثقب المقعد المحمل عند استخدام خطأ في التحويل عند استخدام الحامل المتري.

تعكس ميزات التصميم الهيكلي القدرة على تكييف المحامل الإمبراطورية مع سيناريوهات تطبيق محددة. يتكون محمل كرة الأخدود العميق الإمبراطوري النموذجي من أربعة مكونات أساسية: حلقة خارجية ، حلقة داخلية ، كرة فولاذية ، وقفص ، ولكن هناك اختلافات في التفاصيل مقارنة مع منتجات متري مماثلة: عادةً لا تحتوي الحلقة الخارجية على أخدود محافظ أو أخدود على تغطية الختم للحفاظ على قوة هيكلية أكثر اكتمالًا ؛ يزداد ارتفاع الضلع الدائري الداخلي نسبيًا بنسبة 5-8 ٪ لتوفير إرشادات محورية أفضل ؛ عدد الكرات الفولاذية أقل من 1-2 من نفس الحامل المتري ، ولكن يتم زيادة القطر بنسبة 3-5 ٪ للتعويض عن الفرق في سعة الحمل. تتيح ميزات التصميم هذه المحامل الإمبراطورية أداءً جيدًا في ظل ظروف عالية السرعة. تستخدم بعض الطرز الخاصة أيضًا تصميم كرة مزدوج (مثل سلسلة LL) لتحقيق قدرة تحميل أعلى في مساحة محدودة وتلبية المتطلبات المدمجة للآلات الهندسية.

تحدد عملية معالجة المواد والحرارة أداء المحامل الإمبراطورية. حد الطاقة. تستخدم المحامل الإمبراطورية من الفضاء الفضائي تقنية صهر التفريغ ، ويتم التحكم في شوائب الأكسيد عند DS ≤ 0.5 ، والمبلغ الإجمالي للضواحي غير المعدنية هو 0.05 ٪ ، وهو أعلى بكثير من معيار النقاء للمحامل المتري العادية. فيما يتعلق بالمعالجة الحرارية ، تستخدم المحامل الإمبراطورية عمومًا عملية تبريد مزدوجة: يحصل الإرادة الأولى على مصفوفة مارتينيت ذات الحبيبات الدقيقة (الصلابة 62-64HRC) ، ويقوم التبريد الثاني بضبط محتوى الأوستينيت المتبقي (الذي يتم التحكم فيه بنسبة 5-8 ٪) ، مما يحسن الاستقرار الأبعاد بأكثر من 50 ٪. بالنسبة للبيئات المسببة للتآكل ، طورت السلسلة الإمبراطورية 440C مهاوي الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للصدأ. محتوى الكروم في المحمل هو 16-18 ٪. من خلال علاج الشيخوخة الخاصة ، يتم الحفاظ على الصلابة في 58-60HRC ، والتي هي مقاومة للتآكل ومقاومة للارتداء.

تُظهر خصائص تطبيقات الصناعة وضع السوق للمحامل الإمبراطورية. في النظام الصناعي في أمريكا الشمالية ، لا تزال المحامل الإمبراطورية هي الخيار السائد للمعدات التقليدية. على سبيل المثال ، تعتمد أنظمة نقل الآلات الزراعية والمركبات الهندسية بشكل عام السلسلة الإمبراطورية. في حقل الفضاء ، لا تزال بعض التصميمات الموروثة في بوينغ و Airbus تستخدم معيار المحمل الإمبراطوري. على سبيل المثال ، غالبًا ما يتم زيادة القطر الداخلي لمحامل الأسطوانة المدببة الكبيرة المستخدمة في معدات هبوط الطائرات بمقدار 1/8 بوصة.

2. مبدأ العمل والخصائص الميكانيكية

يعتمد السلوك الميكانيكي ومبدأ العمل لمحامل كرة الأخدود العميقة في سلسلة بوصة على النظرية الأساسية لمحامل المتداول ، لكن نظام الحجم الخاص والتصميم الهيكلي يمنحهم خصائص أداء فريدة من نوعها. يعد فهم هذه الخصائص الميكانيكية أمرًا بالغ الأهمية للاختيار الصحيح وتطوير إمكانات محامل البوصة. من ميكانيكا الاتصال إلى الحركية ، من توزيع الحمل إلى آلية الفشل ، يعد مبدأ العمل في محامل كرة الأخدود العميقة بوصة نظامًا معقدًا لاقتران المجال متعدد الفيزياء.

تحدد الخصائص الحركية الحد الأقصى للسرعة لمحامل بوصة. عندما تدور المحمل ، تقدم المكونات حالة حركة معقدة: توجد كرة فولاذية في نفس الوقت الذي تحافظ فيه القفص على التباعد بين الكرات أثناء الدوران (حول محورها) والثورة (حول محور الحمل). ينعكس التنسيق الحركي للمحمل الإمبراطوري في ما يلي: تصميم القفص الموجهة الداخلية الموجهة إلى الحلقة يجعل سرعة ثورة الكرة ω_cage = ω_shaft × d/(d d) ، حيث D هو قطر الكرة و D هو قطر الملعب (كلاهما في بوصة). نظرًا لأن نسبة (D/D) للمحامل الإمبراطورية عادة ما تكون 0.25-0.3 (أكبر قليلاً من المقياس 0.22-0.25) ، تتأثر سرعتها الحرجة بشكل كبير بشكل كبير بالقوة المركزية ، ويجب إدخال عامل تصحيح الوحدة الإمبراطوري (تقريبًا). ). وهذا ما يفسر سبب قيود سرعة الحد من نفس الحجم الإمبراطوري أقل بنسبة 5-10 ٪ من سرعة المحمل المتري ، ولكن في التطبيق الفعلي ، تعوض التصريح الأكبر جزءًا من فقدان السرعة.

يعكس قانون توزيع الحمل خصائص الحمل للمحامل الإمبراطورية. تحت عمل الحمل الشعاعي FR ، لا تشترك جميع كرات الصلب في الحمل بالتساوي ، ولكن تشكل مساحة للحمل من 120-150 درجة. نظرًا لأن المحمل الإمبراطوري له خلوص أكبر (تخليص درجة CN حوالي 0.001 بوصة) ، فإن زاوية توزيع الحمل الخاصة بها هي 10-15 درجة من محامل المتري ، والحد الأقصى لقوة الاتصال Q_MAX = 4.37 × FR/Z (Z هو عدد الكرات الفولاذية). عندما تتعرض للحمل المشترك (FR FA) ، فإن القدرة الحاملة للحمل المحوري للمحمل الإمبراطوري معلقة نسبيًا بسبب شفةها العالية. يمكن لدرجة الزيادة (حوالي 5-8 ٪) تحمل مكون محوري أكبر. تُستخدم الصيغة الإمبراطورية لحساب الحمل المقدر المحوري: fa_max = 0.6 × z × d^2 × sinα ، حيث α هو زاوية التلامس (حوالي 5-10 درجة لحامل كرة الأخدود العميقة). أظهرت الممارسة أن عمر المحمل Imperial L4549 (قطر داخلي 1-1/2 بوصة) تحت الحمل المحوري النقي أعلى من 20 إلى 25 ٪ من محمل 6306 المتري ، مما يجعلها مفيدة في تطبيقات الدفع.

معلمات الأداء الديناميكي هي المفتاح لتقييم حالة عمل المحامل الإمبراطورية. تعد قيمة RMS لسرعة الاهتزاز المحمل (بوصة/ثانية) مؤشر جودة مهم للسلسلة الإمبراطورية. يتم التحكم في قيمة اهتزاز محامل ABEC7 عالية الجودة عند 0.05- في حدود 0.12 بوصة/ثانية ، وهي أكثر صرامة من محمل درجة P5 المتري. معلمة مهمة أخرى هي خاصية الصلابة. الصلابة الشعاعية للمحمل الإمبراطوري هي k_r = 1000 × z × d × cosα (lb/in) ، والصلابة المحورية هي k_a = 800 × z × d × sinα (lb/in). نظرًا لأن عدد الكرات الفولاذية في المحامل الإمبراطورية عادة ما يكون أصغر (1-2 أقل) ، فإن تصلبها أقل بنسبة 5-10 ٪ من عدد المحامل المتري من نفس الحجم ، مما يتطلب اهتمامًا خاصًا للتعويض عند اختيار المعدات الدقيقة. يوضح التحليل المشروط أن التردد الطبيعي من الدرجة الأولى لتحمل R8 الإمبراطوري (قطر داخلي 1/2 بوصة) حوالي 3500-4000Hz ، وهو أقل بنسبة 15 ٪ من تلك الموجودة في محمل 6201 المتري ، ومقاومة التأثير أفضل نسبيًا. .