علاوه بر گشتاور بار ، گشتاور شتاب ، سرعت و اینرسی بار ، نادیده گرفتن برخی از پارامترهای اندازه در طول فرآیند اندازه گیری موتور می تواند به معنای واقعی کلمه دستگاه شما را آماده کار و یا خراب کند. مشخصات عملکرد یک موتور با مشخصات گشتاور و سرعت آن توصیف می شود. مقاومت ساختاری موتور با مشخصات بار شعاعی و بار محوری آن توصیف می شود. مشخصات گشتاور و سرعت موتور نشان می دهد که آیا موتور می تواند وظیفه ای را به درستی انجام دهد یا خیر! مشخصات بار شعاعی و بار محوری موتور نشانگر مدت زمانی است که موتور می تواند وظیفه خود را انجام دهد.
ساختار داخلی موتور AC و دنده آن را در زیر نشان داده ایم. بار محوری و بار شعاعی یکسان در مورد انواع موتورها اعمال می شود.
بیایید از داخل به بیرون شروع کنیم. تنها عنصر چرخاننده موتور مجموعه روتور (4) و شفت (5) است که توسط دو بلبرینگ (6) در هر دو طرف پشتیبانی می شوند. خارج از روتور و توسط یک شکاف هوای بسیار نازک از هم جدا شده استاتور وجود دارد (2). براکت فلنج (1) و قاب موتور (3) ساختار خارجی را کامل می کنند. کل مجموعه از تمام نیروهای ساکن و دینامیکی درون موتور با بار نامی آن پشتیبانی می کند.
بیرینگ شفت خروجی در چرخ دنده معموللا از بیرینگ شفت خروجی در موتور بزرگتر است ، زیرا بار شفت چرخ دنده بسیار بیشتر از بار شفت موتور خواهد بود. تصاویر زیر تصویری از نیروهای شعاعی ( بار بیش از حد ) و بار محوری را نشان می دهد که بر روی شفت موتور و چرخ دنده عمل می کنند.
بار شعاعی چیست ؟
بار شعاعی به عنوان حداکثر نیرویی است که می تواند در جهت شعاعی به شفت وارد شود ( هر جهت عمود بر محور شافت موتور ). بار شعاعی به دلیل چگونگی ” آویزان شدن ” بار از شافت ، ” بار بیش از حد ” نیز نامیده می شود. بارهای شعاعی با فاصله بین نقطه نصب بار بیش از حد تا بیرینگ پشتیبانی می شود.
بار محوری چیست ؟
بار محوری به عنوان حداکثر نیرویی است که می تواند در جهت محوری به شفت وارد شود ( در همان محور محور شفت موتور یا به موازات آن ). از بار محوری به عنوان ” بار رانشی ” نیز یاد می شود ، زیرا نیروی رانش و بار رانش نیروهایی هستند که دقیقا بر محور مشابه عمل می کنند. یک بار محوری معمول حدود نیمی از وزن موتور است ، اگرچه این در طول سال ها افزایش یافته است. این نیروها می توانند در هر جهتی عمل کنند. به عنوان مثال ، اگر یک موتور دارای مشخصات بار محوری 100 N است ، بدین معنا است که موتور می تواند یک بار 100 N را از شفت خود آویزان کند ( اگر شافت رو به پایین باشد ) ، یا یک بار را بر روی شفت خود پشتیبانی می کند ( اگر شافت رو به جلو باشد بالا ). 100 N ( نیوتن ) معادل حدود 10 کیلوگرم است.
حتما مطالعه کنید : آشنایی با انواع بار بلبرینگ
مشخصات بار شعاعی و بار محوری به مقاومت یا استحکام مکانیکی بلبرینگ ها ، شافت و مونتاژ قفسه مربوط می شود. بیش از این مشخصات ممکن است منجر به آسیب رساندن به بلبرینگ ها شود ، مانند پوسته پوسته شدن از مسیر غلتش و اجزای غلتنده یا شکستن شفت خروجی. به عنوان مثال ، اگر از بار شعاعی مجاز فراتر رود ، ممکن است شافت شروع به خم شدن و در نهایت شکستن کند. اگر از بار محوری مجاز بیشتر شود ، موتور یا تحمل چرخ دنده ممکن است عیب پیدا کرده و در نهایت خراب شود. در هر صورت ، موتور متوقف می شود و یا طول عمر آن کاهش یابد. نزدیکترین عنصر پشتیبانی به بار معمولا اولین جز شکسته است.
بار شعاعی و بار محوری استاتیک و پویا چیست ؟
مشابه بارهای خمشی پویا و استاتیک ، یک بار شعاعی یا یک بار محوری نیز دارای هر دو جز پویا و ایستا هستند. از جدول بالا برای تعیین هر دو استفاده شده است. به عنوان مثال ، یک بار شعاعی ثابت شامل وزن قرقره و کشش تسمه در حالت استراحت است. یک بار شعاعی پویا ، که نیاز به محاسبه دارد ، شامل نیروهایی از همان وزن قرقره و کشش تسمه در حین حرکت است. اگر شافت موتور در جهت عمودی قرار داشته باشد ، بار محوری ساکن ، وزن قرقره خواهد بود. یک بار محوری پویا کمتر از بار محوری استاتیک است ، بنابراین معمولا فقط بار محوری استاتیک در نظر گرفته می شود. اطمینان حاصل کنید که مقادیر زیر مقادیر منتشر شده در نمودار هستند.
برای اطمینان از کنترل مناسب بارهای شعاعی و بارهای محوری ، از صحت این شرایط اطمینان حاصل کنید :
- بار شعاعی ساکن زیر مقدار نمودار است
- بار شعاعی پویا زیر مقدار نمودار است
- بار محوری استاتیک زیر مقدار نمودار است
معادله بارهای شعاعی پویا چیست
برای بارهای شعاعی ، یک جز اضافی از بار شعاعی ” دینامیک ” وجود دارد که همان بار شعاعی هنگام حرکت است. همچنین اطمینان حاصل کنید که مقدار محاسبه شده زیر مقدار موجود در نمودار است ( به بالا مراجعه کنید ). هنگامی که از قرقره ، تسمه ، چرخ دنده ، زنجیر و … به عنوان مکانیزم انتقال استفاده می شود ، بار شعاعی دینامیکی با معادله زیر محاسبه می شود :
W = T/y
با نوار نقاله تسمه ، گشتاور موتور نیروی محرکه تولید کار را فراهم می کند. این به صورت T نشان داده می شود که مقدار گشتاور در N · m است. اگر y ( شعاع موثر بر حسب متر ) را شعاع قرقره در نظر بگیریم ، می توانیم بار شعاعی یا W ( مقدار کار ) را محاسبه کنیم. با در نظر گرفتن ضریب بار و ضریب سرویس ، معادله واقعی کمی پیچیده تر است.
فاکتورهای دیگری مانند روش محرک و نوع بار برای بار شعاعی باید در نظر گرفته شود. به عنوان مثال ، هنگام استفاده از روش محرک تسمه تخت ، مقدار بار شعاعی افزایش می یابد. در مورد فاکتور سرویس ، که مربوط به شرایط کار است ، عواملی مانند شروع و توقف مکرر بار و همچنین تغییر جهت چرخش می توانند بار شعاعی را تحت تاثیر قرار دهند.
هنگام در نظر گرفتن بار ، تمایزی بین آن ها ایجاد می شود :
- مسیر بار
- بار شعاعی
- بار محوری
- ترکیب بار شعاعی و بار محوری
- نوع بار
- بار دینامیکی ، یعنی حرکت تحمل نسبی در بیرینگ بارگیری شده وجود دارد
- بار استاتیک ، یعنی هیچ تحرک نسبی در بیرینگ بارگیری شده وجود ندارد
- شرایط بار
- بار ثابت یعنی جهتی که بار اعمال می شود تغییر نمی کند و همان قسمت بیرینگ ( منطقه بارگذاری شده ) همیشه تحت بار قرار می گیرد
- بار متناوب یعنی تغییر جهت بار به گونه ای که مناطق در موقعیت های مخالف بیرینگ به طور متناوب بارگیری و تخلیه شوند
بار شعاعی هر باری است که در زاویه سمت راست محور بیرینگ و بار محوری ( رانشی ) هر بار در امتداد محور بیرینگ عمل می کند. بارهای ترکیبی از اجزای بار شعاعی و محوری ساخته شده اند. بارهای جهت ثابت بارهایی هستند که جهتی که در آن بار اعمال می شود تغییر نمی کند ، یعنی همان قسمت بیرینگ ( منطقه بارگذاری شده ) همیشه تحت بار قرار می گیرد. بارهای متناوب جهت را تغییر می دهند تا مناطق بارگیری شده در موقعیت های مخالف بیرینگ به طور مداوم بارگیری و تخلیه شوند. وقتی حرکت لغزشی در بیرینگ بارگیری انجام می شود ، یک بار پویا است. این باعث سایش در بیرینگ می شود. یک بلبرینگ به صورت ایستا بارگیری می شود ،زمانی که هیچ تحرکی در یاتاقان اتفاق نمی افتد ، حتی اگر بار از نظر اندازه و / یا جهت ثابت نباشد.