كيفية تجنب السرعة الحرجة للبرغي الكروي في المحاور عالية السرعة وذات الشوط الطويل

لتجنب الوصول إلى السرعة الحرجة للكرة اللولبية، قم أولاً بحساب سرعة الدوران التي تتطلبها السرعة الخطية المستهدفة. ثم قارنها بالسرعة الحرجة للعمود اللولبي، والسرعة المسموح بها المستندة إلى DN لصمولة الكرة وحدود محامل الدعم والوصلات والمحرك.

يتم تحديد سرعة التشغيل المسموح بها من خلال أدنى هذه الحدود. بالنسبة للمسمار الدوار الطويل، غالبًا ما تكون السرعة الحرجة للعمود هي العامل المتحكم لأنها تتناقص بسرعة مع زيادة طول المسمار غير المدعوم.

ما هي السرعة الحرجة للكرة اللولبية؟

السرعة الحرجة هي سرعة الدوران التي يقترب فيها العمود اللولبي الدوار من أحد ترددات الانحناء الطبيعية. عند هذه السرعة أو بالقرب منها، يمكن أن يتردد صدى العمود ويحدث اهتزازًا جانبيًا شديدًا، والذي يوصف عادة بالسوط اللولبي.

تشمل العواقب المحتملة ما يلي:

• زيادة سريعة في الاهتزاز والضوضاء؛
• تحديد المواقع غير المستقر وأخطاء تشطيب السطح؛
• تحميل إضافي على الجوز الكروي ومحامل الدعم؛
• اقتران أو ختم أو ضرر تحمل؛
• الانحناء الدائم أو الفشل الميكانيكي في الحالات الشديدة.

السرعة الحرجة ليست دورة واحدة ثابتة في الدقيقة لجميع البراغي الكروية. يتغير مع قطر جذر المسمار، والطول غير المدعوم، وحالة الدعم النهائي، والاستقامة، ومحاذاة التثبيت، والكتلة الدوارة.

يؤثر طول المسمار غير المدعوم وصلابة الدعم النهائي بشدة على السرعة الحرجة للبرغي الكروي الدوار.

السرعة الحرجة ليست هي الحد الوحيد للسرعة

قد يظل المسمار أقل من السرعة الحرجة للعمود ولكنه لا يزال يتجاوز السرعة المسموح بها لنظام تدوير الكرة. ولذلك يجب أن يقارن الاختيار الكامل بين عدة حدود.

الخطوة 1: تحويل السرعة الخطية إلى سرعة دوران المسمار

يتم حساب سرعة اللولب المطلوبة من السرعة الخطية المستهدفة والرصاص اللولبي الكروي:

على سبيل المثال، المحور الذي يتطلب سرعة خطية قدرها 20 م/دقيقة سيحتاج إلى:

يوضح هذا المثال لماذا يمكن لسلك أكبر أن يساعد المحور عالي السرعة على البقاء أقل من حد الدوران. لا يثبت أن السلك 20 مم مناسب تلقائيًا: لا يزال يتعين التحقق من عزم الدوران وسعة الحمولة ودقة تحديد المواقع وسرعة دوران الصمولة والتسارع.

الخطوة 2: تأكد من طول المسمار غير المدعوم

السرعة الحرجة حساسة للغاية للطول غير المدعوم بين نقاط دعم المحمل الفعالة. العلاقة تقريباً:

نظرًا لأن حد الطول يتم تربيعه، فإن زيادة الطول غير المدعوم يمكن أن يؤدي إلى تقليل السرعة الحرجة بدرجة أكبر من المتوقع. استخدم المسافة بين نقاط دعم المحمل الفعالة، وليس فقط شوط الآلة المطلوب أو طول القطع الإجمالي للمسمار.

تشمل أيضًا:

• المقاطع اللولبية بين سفر الجوز ومحامل الدعم؛
• طول نهايات العمود المُشكَّل الذي يؤثر على موضع المحمل؛
• أي قسم متدلي خارج المحمل؛
• الموقع الحقيقي وصلابة الدعامات الثابتة والعائمة.

الخطوة 3: استخدم قطر الجذر الصحيح

تستخدم حسابات السرعة الحرجة عادةً الجذر اللولبي أو القطر الصغير، وليس القطر الخارجي الاسمي المطبوع في رقم الطراز. على سبيل المثال، يكون للمسمار الكروي الاسمي مقاس 25 مم قطر جذر أصغر بعد تكوين الأخدود الكروي.

سيؤدي استخدام القطر الاسمي بدلاً من القطر الحسابي الفعلي إلى المبالغة في تقدير صلابة العمود والسرعة الحرجة. احصل على قطر الجذر من البيانات الفنية للشركة المصنعة أو الرسم اللولبي المؤكد.

تؤدي زيادة قطر اللولب بشكل عام إلى زيادة صلابة الانحناء والسرعة الحرجة، ولكنها تزيد أيضًا من القصور الذاتي للدوران والطلب على المحرك وحجم وحدة الدعم والتكلفة. ولذلك يجب التحقق من اختيار القطر مع التسارع وقدرة المحرك.

الخطوة 4: التحقق من ترتيب الدعم النهائي

تعتمد السرعة الحرجة على كيفية تقييد العمود اللولبي عند كلا الطرفين. عادةً ما يوفر ترتيب الدعم الأكثر صلابة سرعة حرجة أعلى من المسمار ذي الطرف الحر أو ضعيف الدعم.

تسميات الدعم وحدها ليست كافية. يمكن أن تؤدي تركيبات المحامل السائبة أو تشديد صامولة القفل بشكل غير صحيح أو الأغطية المرنة أو أسطح التثبيت السيئة إلى جعل عملية التثبيت أقل صرامة من ترتيب الدعم النظري.

لوازم DLYوحدات دعم اللولب الكروي BK/BF وFK/FF وEK/EFالتي يمكن مطابقتها وفقًا لقطر المسمار وتصنيع نهاية العمود وتخطيط التثبيت.

يجب أن تستخدم حسابات السرعة الحرجة المسافة الفعالة بين نقاط دعم المحمل الفعلية.

الخطوة 5: تطبيق هامش الأمان الصحيح

لا تعمل عمدا في سرعة الرنين النظرية. يجب أن تتضمن قيمة التشغيل المسموح بها عامل الأمان المحدد من قبل الشركة المصنعة للبراغي الكروية أو طريقة الحساب.

تقوم بعض طرق حساب الكتالوج بالفعل بضرب السرعة الحرجة النظرية بعامل أمان مثل 0.8. تحقق من التعريف قبل تطبيق عامل إضافي، وإلا فقد يتم احتساب هامش الأمان مرتين عن طريق الخطأ.

يجب أن يأخذ إعداد السرعة النهائي في الاعتبار أيضًا ما يلي:

• التحمل التصنيع والتركيب.
• المسمار الاستقامة والتوازن.
• اقتران وحالة تحمل.
• التسارع والتباطؤ والسرعة الزائدة العابرة؛
• التغييرات في هيكل الآلة أثناء التشغيل على المدى الطويل.

طرق عملية لزيادة السرعة الخطية الآمنة

بالنسبة لتطبيقات اللولب الدوارة التقليدية، DLY'sخيارات الكرة اللولبية عالية السرعةيمكن مراجعتها وفقًا للقطر والرصاص والسرعة والسكتة الدماغية وهيكل الجوز المطلوب. لا يزال يتعين التحقق من سرعة الدوران المسموح بها للمنتج للتأكد من التثبيت الفعلي.

بالنسبة لمحور طويل جدًا حيث تصبح السرعة الحرجة لعمود الدوران هي القيد الرئيسي، أمجموعة لولبية كروية ذات صامولة دوارةيمكن أخذها في الاعتبار لأن العمود اللولبي الطويل يظل ثابتًا أثناء دوران الجوز.

مشاكل التثبيت التي يمكن أن تشبه اهتزاز السرعة الحرجة

ليس كل اهتزاز عند السرعة العالية يعني أنه تم الوصول إلى السرعة الحرجة المحسوبة. يمكن أن تنتج أعراض مماثلة عن:

• اختلال المحاذاة بين المحرك والوصلة والمسمار ووحدات الدعم؛
• عمود لولبي منحني أو خطأ مفرط في الاستقامة؛
• العلب تحمل فضفاضة أو مسامير التثبيت؛
• محمل مسبق غير صحيح أو تشديد الجوز.
• اقتران غير متوازن أو مكون دوار؛
• مكونات توزيع الكرة التالفة؛
• مشكلة في الضبط المؤازر أو الرنين الهيكلي في مكان آخر من الجهاز.

في حالة حدوث اهتزاز عند دورة واحدة قابلة للتكرار في الدقيقة، قم بتقليل السرعة وتحقق من التجميع الكامل قبل مواصلة التشغيل. لا تمر بشكل متكرر عبر نطاق الرنين الشديد فقط لتأكيد الضوضاء.

المعلومات المطلوبة للتحقق من السرعة

لتقييم الكرة اللولبية للسرعة الحرجة والتشغيل عالي السرعة، قم بإعداد:

• نموذج الكرة اللولبية والقطر الاسمي.
• قطر الجذر الفعلي أو الرسم اللولبي الكامل؛
• الرصاص وعدد الخيوط التي يبدأها؛
• إجمالي طول المسمار والطول غير المدعوم؛
• السكتة الدماغية الفعالة والسرعة الخطية المطلوبة؛
• ترتيبات الدعم الثابتة والعائمة؛
• أقصى سرعة للمحرك وملف التسارع؛
• حمل التشغيل واتجاه التثبيت؛
• نوع الجوز الكروي وحد الاسم المميز للشركة المصنعة.

في الاختيار العملي، إجمالي طول المسمار وحده لا يكفي. يحتاج DLY عادةً إلى السكتة الدماغية الفعالة، ومواضع الدعم، ورسم المعالجة النهائية، والرصاص وسرعة الهدف للتحقق مما إذا كان تكوين اللولب الكروي المقترح مناسبًا.

خاتمة

يبدأ تجنب السرعة الحرجة للكرة اللولبية بحساب عدد الدورات في الدقيقة الفعلي المطلوب للسرعة الخطية المستهدفة. يجب أن تظل عدد الدورات في الدقيقة أقل من القيمة المسموح بها التي تحددها السرعة الحرجة للعمود، وحد DN، ومحامل الدعم، والاقتران والمحرك.

بالنسبة للمحاور الطويلة أو عالية السرعة، فإن التغييرات الأكثر فعالية عادةً ما تكون زيادة قطر المسمار، أو تقليل الطول غير المدعوم، أو تحسين الدعم النهائي، أو زيادة الرصاص أو إبقاء المسمار ثابتًا بهيكل صامولة دوارة. ويجب أيضًا فحص التصميم النهائي من حيث سعة الحمولة والصلابة والدقة والتسارع والتمدد الحراري.

← الرجوع إلى مدونة DLY