לשם מה משמשים מיסבי כדור?

תוֹכֶן

• שימושים בכדור נושאות
• סוגי מיסבי כדור
• סוגים של חומר נושאות כדור
• מיסבי כדור פלדה
• מיסבי כדור קרמיקה
• מיסבים כדוריים מפלסטיק

לפעמים המכשירים השימושיים ביותר בפיזיקה והנדסה הם הפשוטים ביותר. מסבי כדור מראים כיצד טבעות מתכת יכולות להיות מגוונות ביותר. כפי שניתן לראות בכל כך הרבה פריטים נפוצים כמו כלי רכב, אופניים, סקייטבורדים ומכונות אחרות הכרוכות בהזזת חלקים מתכתיים, בני האדם השתמשו בכוחם של מיסבי הכדור במשך מאות שנים.

שימושים בכדור נושאות

דמיין לך להחליק על שטיח רך כשאת נועלת נעליים. זה יכול להיות קשה בגלל החיכוך בין השטיח לנעליים שלך, שיכול להיות עשוי מכל דבר כולל עור, פלסטיק, עץ או גומי. אם לבשת גרביים, זה יהיה הרבה יותר קל בגלל חיכוך הרבה פחות בין השטיח הרך לחומרים של הגרביים. מיסבי הכדור עובדים באותה צורה.

מסבי כדור מפחיתים את כמות החיכוך בין העומסים המוטלים עליהם. הם עושים זאת מכיוון שהם כדורי מתכת או גלילים הנעים סביב משטח מתכת חלק בלולאה פנימית ולולאה חיצונית (המכונה לפעמים טבעות). אתה יכול ללמוד על היישומים הרבים הנושאים כדורים דרך הפיזיקה שלהם. מיסבי כדור נושאים סוגים של עומס בכיוון רדיאלי, ועומסים אלה מפעילים כוח ניצב לציר הסיבוב של מיסב הכדור.

החלקה של הכדורים המתכתיים סביב לולאות מיסב הכדור יוצרת חיכוך בין חפץ למשטח שלו שמאט את העצם למטה. במקרים מסוימים האובייקט מתקרב לעצירה. מנגנון זה מאפשר למסבי כדור שימושים במערכות גלגלת או במערכות סיבוב שצריך לשלוט בהן. לדוגמה, גלגל הרכזת של מכונית משתמש בעומס רדיאלי ממשקל המכוניות ודחף מלהסתובב.

בכל המקרים של מיסבי כדור, האיזון בין דחף ועומס רדיאלי גורם למסבי הכדור להפחית את החיכוך בין הכדורים בטבעת הפנימית והחיצונית ולטפל בעומס החפץ. מיסבי הכדור לוקחים את העומס ומעבירים אותו מהטבעת החיצונית לטבעת הפנימית כדי לאפשר לספירות במרכז כל טבעת להסתובב בקלות.

כל כדור מחובר לשתי הטבעות, אך רק במידת הצורך בכדי להפחית את החיכוך בין מרכיבי הכדור עצמו. מסיבות אלה נוצרים מסבי כדור בכדי להפחית את החיכוך ולהקל על מהירות הסיבוב.

סוגי מיסבי כדור

סוגי מסבי הכדור שונים זה מזה זה מזה במנגנון שלהם. הסוג הנפוץ ביותר הוא השורה היחידה הנוקשה, או מיסב כדור רדיאלי. תכנון זה גורם לכדורים לרוץ בפסים מחורצים עמוקים, וסידור מיסבי הכדור החריץ העמוק מאפשר להם לשאת בעומסים רדיאליים וציריםיים כאחד. גרסאות אטומות של מיסבי כדור משומנות לצמיתות כדי להפחית את התחזוקה שלהן.

מיסבים כדוריים בשורה כפולה השתמש בשתי שורות של כדורים. העיצוב נותן קשיחות רבה יותר לתנועת המיסב עצמה. הם נמצאים במנועים חשמליים, משאבות צנטריפוגליות ומצמדים אלקטרומגנטיים. חלק ממסבי הכדור מיישרים את עצמם בצורה המאפשרת לפיר להסביר כל כיוון שגוי בזווית ביחס למתחם מיסב הכדור.

ה סוג קשר זוויתי של מיסב הכדור יש צד אחד של הטבעת החיצונית מנותקת בכדי לאפשר לכדורים נוספים להכניס את עצמם. מסבים אלה יכולים להחזיק כמויות גדולות של עומסים צירים בכיוון אחד, כמו גם להשתמש בכדורים נוספים במיסבים עצמם. המשמעות היא שהמהנדסים משתמשים בהם בזוגות בשני הכיוונים כדי לשאת עומסים כבדים, במערך שגורם להם מיסבים כדוריים זוויתיים במגע עם זווית. סוגים אלו של מסבי כדור משתנים גם הם על בסיס החומר שלהם.

סוגים של חומר נושאות כדור

מיסבי כדור משתנים בחומר עם מיסבי כדור פלדה, קרמיקה או פלסטיק לשימושים שונים. סוגים אלו של מסבי כדור נבדלים זה מזה במה שהם יכולים לפעול, באילו טמפרטורות הם יכולים להשיג ותכונות אחרות הקשורות לשימושים עם מיסבים. הבנת החיוביות והשליליות של כל סוג חומר תאפשר לך לקבל החלטה נבונה יותר אם אתה זקוק למסבי כדור.

מיסבי כדור פלדה

מיסבי כדור פלדה משתמשים באחד מרכיבים העשויים כולו מפלדה או מסגסוגות פלדה עם עקבות של אלמנטים אחרים בהרכב. הם מועמדים אידיאליים לטיפול בעומסי משקל כבדים מאוד תוך השגת מהירויות סיבוב נהדרות כאשר מסתובבים.

סוגים אלה של מסבי כדור יכולים לתת לך מדידות מדויקות מאוד מכיוון שהם מיוצרים ברמות דיוק גבוהות. המאפיינים שלהם מאפשרים למסבי כדור פחמן מפלדה להשתמש במנעולים, אופניים, גלגיליות, עגלות ומכונות מסוע, בין היתר.

חומר הנושא של כדור הכדור עשוי, למרבה הצער, לגרום לקורוזיה בנוכחות מים או גזים המשנים את ההרכב הכימי של הפלדה עצמה. סוגים אלה של מסבי כדור יכולים להיות גם כבדים ורועשים מאוד כאשר הם משמשים בייצור וסביבות אחרות.

מיסבי כדור פלדה יכולים להיות יקרים מאוד, וגם מהנדסים צריכים לשמן כל הזמן מתכות פלדה כדי לשמור עליהם על יעילותם. אם הם אינם מתוחזקים כראוי, הם עלולים לגרום לכישלון נשיאה ולא יגיעו לסוף חייהם המיועד.

היצרנים יוצרים ומוכרים מיסבי כדור פלדה בסגנונות שונים. אתה יכול לקנות כדורי פלדה עם כמויות גבוהות יותר של פחמן שנחשפים לטיפולי חום או שהוקשחו בשיטות אחרות. וריאציות בתכולת הפחמן בקרב מיסבי כדור פלדה משפיעות על תכונותיהם. פלדות בעלות פחמן נמוך נמצאות ביישומים שצריכים להיות עמידים בפני קורוזיה, אך לא בהכרח מתקשים על פני השטח.

אמנם ניתן להשתמש בחומר פלדה דלת פחמן בהנעה ליניארית של מיסב כדורי, אך הם אינם נהדרים למגע בין הכדורים לבין עצמם. בדרך כלל משתמשים בהם בפולימר כדי למנוע נזק במקרים אלה. מיסבי כדור פלדה עם כמויות פחמן בינוניות הם חזקים, עמידים במים וקשוחים, והתכונות הללו הופכות אותם למתאימים להילוכים, סרנים, חתיכות ורכיבי מכונה אחרים. פלדות בעלות פחמן גבוה הן החזקות והקשות ביותר תוך התנגדות לקורוזיה.

מיסבי כדור קרמיקה

מיסבי כדור קרמיקה נוצרים בדרך כלל כ"היברידיות "המשתמשים בטבעת החיצונית, הטבעת והכלוב הפנימי הבנויים מפלדה כאשר הכדורים עצמם עשויים קרמיקה. תכונות הקרמיקה מאפשרות להם לפעול בסיבובים מהירים לדקה תוך שמירה על טמפרטורת הפעולה שלהם קרירה ומגביל את כמות הרעש שהם יוצרים.

עיצובים פלדת קרמיקה היברידית אלה נפגעים בגלל קורוזיה, אך כדורי הקרמיקה עצמם נוטים פחות לקורוזיה מחומרי פלדה, והם עמידים יותר וקלים יותר ממסבי כדור פלדה.

ניתן להשתמש בסוגים אלו של מסבי כדור ביישומים חשמליים שבהם מסבי כדור פלדה אינם יכולים להסתייע מכיוון שמסבי כדור קרמיים אינם מוליכים, אך הם גם יקרים מאוד. מסבי כדור קרמיים יכולים לעמוד בטמפרטורות גבוהות, ומאפשרים להם לפעול במהירויות גבוהות יותר. המחירים של חלק ממסבי הכדור הללו עשויים להיות יקרים בדרך כלל, אך תוכלו למצוא גם גרסאות זולות שלהם.

החומר הקרמי של מיסבי הכדור הללו מעניק להם משקולות של פחות מ- 40% מאלו של מיסבי הכדור הפלדה. מהנדסים בדרך כלל מייצרים אותם באמצעות סיליקון ניטריד קרמי כדי לגרום לתכונות כימיות ופיזיקליות אלה. הם משמשים מיסבים זוויתיים, מסבי דחף, מיסבי חסימת כריות, מסבי מחט ומסבי גלילה. חומרים קרמיים עשויים להיות חזקים יותר מפלדה, אך הם בדרך כלל נוקשים יותר כמו חומר הנושא את הכדור.

ליטוש כדורי פלדה מקרמיקה משתמש בשדה מגנטי עם זרם פלזמה. שיטת ייצור זו מעניקה להם שיעורי סיבוב גבוהים יותר מאשר מיסבי כדור פלדה. הם מבודדים חשמלית, כלומר הם לא מוליכים חשמל, ולכן הם לא נכשלים אם עובר זרם דרכם, והם יכולים לתפקד בלי להיות משומנים כמו שיש מיסבי כדור פלדה.

מיסבים כדוריים מפלסטיק

חידושים אחרונים ייצרו מיסבי כדור מפלסטיק המשתמשים בטבעות פלסטיק וכלוב פלסטיק, וניתן לקנות אותם בצורה של כדורים המיוצרים מפלסטיק, זכוכית או נירוסטה. חומר הכדור הנפוץ ביותר עם סוג זה של מיסבים הוא כדור הנירוסטה. הם האפשרות הזולה ביותר, אך הם גם כבדים יותר מסוגי פלסטיק או זכוכית. הם יכולים גם להפוך למגנטיים בקלות, מה שעלול לשבש את התנועה והפיזיקה של חומרים סמוכים.

מסבי כדור פלסטיק עם כדורי זכוכית הם אפשרויות נהדרות כשאתה לא מצליח להשתמש במתכת. יש להם עמידות כימית גבוהה ויש להם משקולות נמוכות מכפי שיש בכדורי פלדה. כדורי פלסטיק למסבי הכדור הפלסטיים שוקלים אפילו פחות ומציעים עמידות בפני שחיקה ככל שנעשה בהם שימוש לאורך זמן. מרבית מסבי הכדור הפלסטיק הם בעלי סיכה עצמית, קלים ועמידים בפני קורוזיה בזמן שהם פועלים בשקט.

סוגים אלה של מסבי כדור למרבה הצער אינם עומדים בטמפרטורות גבוהות כמו גם מסבי כדור אחרים ואינם יכולים להתמודד עם עומסים גבוהים כמו לפעמים.