خبرها

چرا  حلقه‌های چرخشی سبک ،  (بلبرینگ‌ها)  به سرعت در حال تبدیل شدن به اولین انتخاب برای مهندسین طراح در برنامه‌های کاربردی کنترل حرکت، به عنوان مثال در صنایع هوافضا و دفاعی هستند؟ به سادگی، در جایی که دقت مطلق، عملکرد مکانیکی مطلوب و مقاومت در برابر خوردگی خوب ضروری است، حلقه‌های چرخشی سبک وزن در چالش‌برانگیزترین کاربردها ثابت شده‌اند. کارل بروندل ، دکتر  متخصص بلبرینگ  کارتر ساخت،  دلایل این امر را با جزئیات بیشتری بررسی می کند.

گاهی اعداد داستان را بیان می کنند. به عنوان مثال، اخیراً یکی از یاتاقان‌های چرخشی آلومینیومی سبک وزن و سنگین خود را دیده‌ایم که برای نصب برجک در یک برنامه دفاعی مشخص شده است. قطر برجک بیش از 2 متر است اما خروجی آن برحسب میکرون اندازه گیری می شود. به بیان ساده، یک حلقه چرخان یا یاتاقان به تیم های طراحی اجازه می دهد تا یاتاقان های جفت شده را با یک آیتم جایگزین کنند  ،  که تعداد قطعات، وزن، پیچیدگی و هزینه را کاهش می دهد. کاربردهای معمولی که کارتر با آنها درگیر بوده است عبارتند از: سیستم‌های پیش‌ران و یاتاقان‌های گیمبال راداری برای فضاپیما، اسکنرهای سی‌تی، ماشین‌های قلبی عروقی برای کاربردهای پزشکی، پایه‌های صندلی هلیکوپتر، سیستم‌های تسلیحاتی برای هوافضا و سایر سیستم‌های نظامی دقیق از جمله روبات‌ها، برجک‌های تفنگ، و سیستم‌های نظارتی.

طراحی نوآورانه = دقت استثنایی

در حالی که حلقه‌های چرخان زیادی برای کاربردهای کنترل حرکت کم‌تقاضا وجود دارد، انتخاب‌ها برای کاربردهای فناوری پیشرفته محدود است. نمونه هایی از این موارد عبارتند از AFV (وسایل نقلیه جنگی زرهی)، ماهواره ها، محیط های خلاء فوق العاده بالا یا سیستم های ردیابی با مشخصات نظامی که به سطوح قابل توجهی بالاتری از دقت، صرفه جویی در وزن و مقاومت در برابر خوردگی نیاز دارند. با حلقه چرخان آلومینیومی که قبلاً ذکر شد، دقت استثنایی با استفاده از طراحی انقلابی بلبرینگ بخش نازک تقسیم شده به دست آمده است. این دارای یک حلقه داخلی و خارجی تقسیم شده است که اجازه می دهد پیش بار یاتاقان را با توجه به شفت و محفظه تعیین کند، بنابراین تنظیمات فاصله یا پیش بارگذاری را می توان در مرحله طراحی برنامه تنظیم کرد.

یک یاتاقان چرخان به گونه ای طراحی شده است که عناصر غلتشی در هنگام تحت بارگذاری یک حرکت واکنشی در یاتاقان ایجاد می کنند، این امر با بارهای غلبه کننده (یا واژگون) موجود در برنامه کنترل حرکت مخالف است.

این برای طراحان تجهیزات نظامی زمینی، دریایی و هوایی که اندازه کوچکتر باعث می‌شود کشتی‌ها، وسایل نقلیه و پهپادها در استفاده عملیاتی دیده یا ردیابی شوند، بسیار مهم است. یکی دیگر از مزایای استفاده از بلبرینگ های سبک وزن در کاربردهایی است که در آن لازم است یک سیستم محرک یا حلقه دنده در جای خود داشته باشید. برای این پروژه‌ها، حلقه‌های چرخشی را می‌توان با ماشین‌کاری لازم (به عنوان مثال، ترکیب یک حلقه چرخ دنده) از قبل مشخص کرد.

این مهندسی افزوده در اکثر یاتاقان‌های چرخشی در اکثر اندازه‌ها و رتبه‌بندی بار امکان‌پذیر است که به صرفه‌جویی مهم در هزینه اولیه کمک می‌کند و همچنین پیچیدگی‌های غیر ضروری را حذف می‌کند. یاتاقان‌های چرخشی که توسط کارتر به پیمانکاران دفاعی و هوافضا عرضه می‌شود دارای حلقه یا دندانه‌های چرخ دنده هستند که می‌توان آن‌ها را بر حسب نیاز درایو یا سیستم پیک آپ انتخابی، در هر دو مسابقه داخلی یا خارجی (یا حتی هر دو) قرار داد.

استحکام، دقت و دوام طراحی

متداول‌ترین بلبرینگ‌های چرخشی ساده، فلنج‌دار یا چرخ‌دنده‌ای هستند که با استفاده از سوراخ‌هایی در هر دو حلقه داخلی و خارجی برای استحکام، دقت و دوام طراحی مطلق، بر روی سطوح مورد نیاز نصب می‌شوند. اینها ویژگی های مهم طراحی هستند، به ویژه برای کاربردهای با دقت بالا مانند رادارها، ردیاب های هدف یا برجک های AFV. بسته به پارامترهای بار طراحی جانبی یا طولی که تنظیم شده‌اند، می‌توان از روش‌های نصب جایگزین نیز استفاده کرد.

طیف وسیعی از یاتاقان‌های کشنده موجود برای استفاده در کاربردهای با فناوری پیشرفته در صنایع دفاعی، هوافضا، برودتی یا هسته‌ای سبک‌های داخلی و خارجی مختلفی را ارائه می‌دهد. هنگامی که نیروها برای هر کاربرد پیش‌بینی می‌شوند، مهندسان می‌توانند از میان طیف وسیعی از گزینه‌ها انتخاب کنند. مثلا؛ طراحی یک یا دو توپ، یک طرح غلتکی (یا غلتک دوتایی در صورت نیاز برای استفاده یک جهته)، غلتک های متقاطع، (مناسب برای استفاده های دو جهته)، غلتک های سه گانه، یا ترکیب توپ/غلتک/سوزن با طرح تقسیم یا سیم درج مسابقه. این کارتر را قادر می‌سازد تا پاسخ یاتاقان را برای یک برنامه خاص تنظیم کند، خواه برای حمل یک اسکنر 200 گرمی با سرعت 200 درجه بر ثانیه طراحی شده باشد، یا یک تلسکوپ 12 تنی که 20 ساعت طول می‌کشد تا چرخش کامل کامل شود.

انتخاب مواد و اهمیت آب بندی و روانکاری

مواد انتخابی موجود برای کاربردهای خلاء فوق‌العاده بالا شامل آلومینیوم است که برای کاربردهای حساس وزنی ایده‌آل است که به ترکیبی از ترکیبی فوق‌العاده فشرده نیاز دارد، اما به استحکام قابل توجهی نیاز دارد. در حالی که مهندسان طراح ممکن است بر روی ارائه نقشه هایی که با مشخصات مورد نیاز مطابقت دارند تمرکز کنند، گاهی اوقات به دیگران واگذار می شود تا جنبه مهم دیگری از عملکرد بلبرینگ را که به اندازه هر نوع دیگر یاتاقان به کار می رود در نظر بگیرند - و آن آب بندی و روانکاری است. .

یاتاقان‌های چرخشی مورد استفاده در محیط‌های تهاجمی، در فضاپیماها، خلاء فوق‌العاده بالا یا کاربردهای شدید دما، نیاز به مهر و موم و روانکاری ویژه دارند، در حالی که برای کاربردهای تولید عمومی گزینه‌های استاندارد زیادی برای انتخاب وجود دارد. با این حال، پروژه‌های علمی و تولیدی جذاب‌تر منجر به توسعه مهر و موم‌های سفارشی و روان‌کننده‌های مبتکرانه شده است که ثابت کرده‌اند بازی را تغییر می‌دهند. همچنین، طیف گسترده ای از کاربردهای دفاعی و هوافضا که در آن حلقه های سبک وزن در حال حاضر مشخص شده اند، مزایای تسهیلات CAD/CAM، FEA داخلی و مورد تقاضای Carter را برجسته کرده است.

دقت، طول عمر، سبکی و مقاومت در برابر خوردگی

دقت، طول عمر، سبکی و مقاومت در برابر خوردگی حیاتی است و امکانات Carters به طراحان اجازه می‌دهد تا نیازهای بلبرینگ خود را شبیه‌سازی کنند و داده‌های ضروری مورد نیاز را جمع‌آوری کنند و به آنها کمک کند تا بهترین مواد و انتخاب‌های طراحی بلبرینگ را قبل از تولید نمونه‌های اولیه کاری انتخاب کنند. پارامترهای ضروری عبارتند از سرعت چرخش، بارهای خمشی، استحکام و سختی پلت فرم، بازی عمودی، گزینه های نصب، حفاظت در برابر خوردگی، حفاظت از نفوذ، و نرمی چرخش. برای پاسخگویی به چنین طیف متنوعی از کاربردها، حلقه‌های چرخشی را می‌توان با عناصر نورد ساخته شده از انواع مواد پایه از جمله سرامیک، فولاد کروم و فولادهای ضد زنگ مشخص کرد.