تويت
مدرجه
Bearing - Conduite
المدرجة
المدرجة bearing واسطة استناد لارتكاء جذع أو محور أو عمود، تثبت وضعه الدوراني أو الاهتزازي بالنسبة للقطع الميكانيكية الأخرى في الآلية الواحدة. تختلف المدارج حسب اتجاه الحمل، فهناك المدارج الطولية التي تتلقى الحمل العمودي على المحور، والمدارج الارتكازية التي تتلقى الحمل الموازي للمحور والمدارج الطولية الارتكازية التي تتلقى الأحمال المركبة.
الوظيفة الأساسية للمدارج
عند وضع كرات أو كريات بين جسم يراد تحريكه وسطح التدحرج يصبح الاحتكاك صغيراً جداً؛ لأن التلامس نقطي بين الكرة وسطح التدحرج، ويؤدي إلى خفض قيمة قوة المقاومة R اللازمة للتغلب على نقل «سحب» الجسم. ويفترض من الناحية النظرية أن يكون تلامس الكرة مع سطح التدحرج عند نقطة واحدة إلا أن الواقع العملي يختلف بعض الشيء إذ تتفلطح الكرة نتيجة الحمل، ويصبح التلامس بينهما تلامساً سطحياً أو خطياً وليس نقطياً، وهذا ما يزيد من قيمة الاحتكاك بين الكرة وسطح التدحرج، فتزداد قيمة القوة R، ولهذا استبدل بالكرة مدارج لتخفيف الاحتكاك بينها وبين مرتكز العمود أو الجذع. تعرف مدارج التدحرج أو المدارج عامة بأنها مساند تسمح بدوران الأعمدة أو نقل الحركة بين الأجسام المتلامسة بأقل قوة احتكاكية (الشكل 1).
العناصر الأساسية للمدارج
تتألف المدارج من حلقة خارجية وأخرى داخلية (باستثناء المدارج الإبرية لخلوها من حلقة داخلية) ودحاريج وقفص في بعض الأحيان. تكون الحلقة الخارجية هي الجزء المتصل بهيكل المدرجة، كما تشكّل في الوقت نفسه حلقة التدحرج الخارجية للأجسام المتدحرجة، أما الحلقة الداخلية فتصل المدرجة بمرتكز العمود، وتكون هي حلقة التدحرج الداخلي. أما الأجسام المتدحرجة (الدحاريج) فتكون كروية أو أسطوانية أو بلحية أو مخروطية ناقصة، وأما القفص فيحدد تباعد الدحاريج تباعداً منتظماً. وتصنع كل من الحلقات الداخلية والخارجية والأجسام المتدحرجة من الفولاذ الكرومي المصلد المطبع حرارياً. والشكل (1) يوضح التركيب الإنشائي للمدارج التدحرجية.
ميزات ومساوئ المدارج التدحرجية
لا ترتفع درجة حرارة المدارج التدحرجية إلا قليلاً مهما طالت مدة عملها، وذلك بسبب ضآلة سطوح الاحتكاك بين الدحاريج وجسم المدرجة. كما أن عملها لا يحتاج إلى زمن كبير لترويضها، ولا يزداد خلوص المدرجة إلا بقدر ضئيل جداً بعد فترة تشغيل طويلة، وذلك لأن معدنها مقاوم للاهتراء وللصدأ وللناقلية الحرارية. وهي لا تحتاج بالتالي إلا إلى كمية ضئيلة جداً من وسيط التزليق. أضف ِإلى ذلك أنها سهلة الصيانة وهناك ضوابط دولية لتوحيد قياساتها ومواصفاتها مما يسهل إمكان استبدالها. أما مساوئها فتتخلص في كون المدارج ذات حساسية عالية للصدمات والطَرْق، وبالتالي فهي تحتاج إلى دقة عالية عند تركيبها، كما أن كلفة إنتاجها عالية بسبب صغر التفاوتات بين عناصر المدرجة ونوعية معدنها.
أنواع المدارج
تصنف المدارج حسب اتجاه القوة التي تتعرض لها، وأهمها:
- المدارج الطولية: وهي التي تتعرض لقوة عمودية على المحور.
- المدارج الارتكازية: وهي التي تتعرض لقوة موازية للمحور فقط.
- المدارج المركبّة: وهي التي تتعرض لقوة مركبّة.
يتحدد اختيار المدارج بالدرجة الأولى استناداً إلى مقدار قوى التحميل واتجاهها، كما يمكن تصنيف المدارج حسب شكل الدحاريج الداخلة في تركيبها وهي:
أ- مدارج كروية ومن أنواعها:
- مدرجة كروية ذات مجرى عميق بصف واحد.
- مدرجة كروية كتفية (قابلة للفصل).
- مدرجة كروية زاويّة.
- مدرجة كروية بصفين.
- مدرجة كروية «محورية».
ب - مدارج أسطوانية وبلحية: ويمكن تمييز الأشكال الآتية فيها:
- مدارج أسطوانية ذات كتف خارجي أو داخلي.
- مدارج بلَحية (برميلية) بصف واحد.
- مدارج بلحية بصفين.
- مدارج مخروطية.
- مدارج إبرية.
تسمح المدارج الكروية ذاتية المحاذاة والمدارج البلحية أو الأسطوانية ذاتية المحاذاة بالانزياح الزاوي للمحاور. أما فيما يتعلق بالمدارج الإبرية فهي لا تحتاج إلا إلى حيز صغير، ويمكن بالتالي الاستغناء عن الحلقة الداخلية للمدرجة بجعل الإبر تدور على الطرف المصلد للعمود مباشرة. أما المدارج المخروطية فإنها تمتاز بتمركزها الذاتي، كما يمكن فك وتركيب الحلقة الداخلية والخارجية كل على حدة في كل من مدارج الكرات الكتفية (القابلة للفصل)، والمدارج البلحية والأسطوانية والإبرية والمخروطية.
اختيار المدارج
يتم اختيار المدارج حسب مقدار واتجاه قوى التحميل المؤثرة في المدرجة، وحسب الأقطار الداخلية للأعمدة المراد تركيب المدرجة عليها، وحسب العمر المطلوب للمدرجة. وهناك علاقات بسيطة يمكن اعتمادها في اختيار المدارج. فعلى سبيل المثال يمكن استخدام المعادلة الآتية في حساب الحمل التصميمي المؤثر في المدرجة: Fd = Fr. KL. Ks. Ka
حيث:
-Fd هو الحمل التصميمي المؤثر في المدرجة.
-Fr مركبة القوى الطولية والارتكازية المؤثرة في المدرجة.
-KL عامل العمر.
-Ks عامل الخدمة.
-Ka عامل الحمل المحوري.
وهذه العوامل تتعلق بقيمة القوة المحورية وعمر وظروف عمل المدرجة، ويتم اختيارها من جداول خاصة بالمدارج.
طرائق تركيب المدارج وفكها:
آ- تركيب المدارج: يجب حفظ المدارج بتغليفها الأصلي، ومراعاة النظافة المتناهية عند تركيبها، كما يجب دائماً عند تركيب المدرجة مراعاة ألاّ تنتقل القوة المطبقة عند التركيب من الحلقة الخارجية خلال الأجسام التدحرجية إلى الحلقة الداخلية أو بالعكس إن ذلك يؤدي حتماً إلى الإضرار بالدحاريج. ولتركيب المدارج تستخدم جلبة ضغط على الأعمدة كما هو مبين في الشكل (3)، ولا يجوز لهذه الجلبة أن ترتكز إلا على الحلقة الداخلية للمدرجة فقط، أو يمكن استخدام قرص مساعد ينقل القوة إلى كل من الحلقة الداخلية والخارجية في آن واحد.
ولتركيب المدارج التي تقع على بعد كبير من طرف العمود فإنه يستخدم أنبوب وصامولة على لولب بطرف العمود، ويجب أن يكون طرفا الأنبوب عموديين بالخراطة الوجهية على القرص الذي يدفع المحمل لتركيبه .
ويجري تسخين المدرجة المراد تركيبها في مغطس زيتي أو على لوح تسخين (مع تقليبها باستمرار) حتى درجة حرارة 373 كالفن على الأكثر إذ إن درجات الحرارة الأعلى قد تؤدي إلى حدوث تغير في البنية الداخلية لأجزاء المدرجة، والشكل (3) يوضح طريقة تركيب المدارج.
ب - فك المدارج: يجب أيضاً عند فك المدارج مراعاة عدم انتقال قوة الفك خلال الأجسام التدحرجية. ويجري فكّ المدارج باستخدام تجهيزات سحب كما هو موضح في (الشكل 4). ويمكن تسهيل عملية الفك بوضع قطعة قماش مشربة بزيت ساخن على الحلقة الداخلية أو بتسليط البخار على الحلقة الداخلية للمدرجة ولا يجوز تسخين المدارج نفسها.
ويمكن فك المدارج باستخدام ضغط الزيت، حيث يتم ضغط الزيت بين أسطح الأزواج بين العمود وحلقة المدرجة الداخلية باستخدام مكبس زيت يدوي أو بحقن الزيت (للمدارج الصغيرة) ويعمل الغشاء التزليقي الناشئ على إنقاص قوة الالتصاق بين الحلقة الداخلية للمحمل والسطح الخارجي للعمود وبذلك يسهل فك المدرجة. و(الشكل4) يوضح طريقة فك المدارج باستخدام ضغط الزيت. كما تجب المحافظة على المدرجة بعد تركيبها بتغطيتها، وذلك للحفاظ على المدرجة من الغبار والأوساخ، كما يجب تزييت أو تشحيم المدرجة بين حين وآخر (الشكل 5).
محمد جمال نمرة
Bearing - Conduite
المدرجة
المدرجة bearing واسطة استناد لارتكاء جذع أو محور أو عمود، تثبت وضعه الدوراني أو الاهتزازي بالنسبة للقطع الميكانيكية الأخرى في الآلية الواحدة. تختلف المدارج حسب اتجاه الحمل، فهناك المدارج الطولية التي تتلقى الحمل العمودي على المحور، والمدارج الارتكازية التي تتلقى الحمل الموازي للمحور والمدارج الطولية الارتكازية التي تتلقى الأحمال المركبة.
الوظيفة الأساسية للمدارج
 الشكل (1) التفلطح والتركيب الإنشائي للمدرجة الكروية |
العناصر الأساسية للمدارج
تتألف المدارج من حلقة خارجية وأخرى داخلية (باستثناء المدارج الإبرية لخلوها من حلقة داخلية) ودحاريج وقفص في بعض الأحيان. تكون الحلقة الخارجية هي الجزء المتصل بهيكل المدرجة، كما تشكّل في الوقت نفسه حلقة التدحرج الخارجية للأجسام المتدحرجة، أما الحلقة الداخلية فتصل المدرجة بمرتكز العمود، وتكون هي حلقة التدحرج الداخلي. أما الأجسام المتدحرجة (الدحاريج) فتكون كروية أو أسطوانية أو بلحية أو مخروطية ناقصة، وأما القفص فيحدد تباعد الدحاريج تباعداً منتظماً. وتصنع كل من الحلقات الداخلية والخارجية والأجسام المتدحرجة من الفولاذ الكرومي المصلد المطبع حرارياً. والشكل (1) يوضح التركيب الإنشائي للمدارج التدحرجية.
ميزات ومساوئ المدارج التدحرجية
لا ترتفع درجة حرارة المدارج التدحرجية إلا قليلاً مهما طالت مدة عملها، وذلك بسبب ضآلة سطوح الاحتكاك بين الدحاريج وجسم المدرجة. كما أن عملها لا يحتاج إلى زمن كبير لترويضها، ولا يزداد خلوص المدرجة إلا بقدر ضئيل جداً بعد فترة تشغيل طويلة، وذلك لأن معدنها مقاوم للاهتراء وللصدأ وللناقلية الحرارية. وهي لا تحتاج بالتالي إلا إلى كمية ضئيلة جداً من وسيط التزليق. أضف ِإلى ذلك أنها سهلة الصيانة وهناك ضوابط دولية لتوحيد قياساتها ومواصفاتها مما يسهل إمكان استبدالها. أما مساوئها فتتخلص في كون المدارج ذات حساسية عالية للصدمات والطَرْق، وبالتالي فهي تحتاج إلى دقة عالية عند تركيبها، كما أن كلفة إنتاجها عالية بسبب صغر التفاوتات بين عناصر المدرجة ونوعية معدنها.
أنواع المدارج
 الشكل (2) أنواع المدارج |
- المدارج الطولية: وهي التي تتعرض لقوة عمودية على المحور.
- المدارج الارتكازية: وهي التي تتعرض لقوة موازية للمحور فقط.
- المدارج المركبّة: وهي التي تتعرض لقوة مركبّة.
يتحدد اختيار المدارج بالدرجة الأولى استناداً إلى مقدار قوى التحميل واتجاهها، كما يمكن تصنيف المدارج حسب شكل الدحاريج الداخلة في تركيبها وهي:
أ- مدارج كروية ومن أنواعها:
- مدرجة كروية ذات مجرى عميق بصف واحد.
- مدرجة كروية كتفية (قابلة للفصل).
- مدرجة كروية زاويّة.
- مدرجة كروية بصفين.
- مدرجة كروية «محورية».
ب - مدارج أسطوانية وبلحية: ويمكن تمييز الأشكال الآتية فيها:
- مدارج أسطوانية ذات كتف خارجي أو داخلي.
- مدارج بلَحية (برميلية) بصف واحد.
- مدارج بلحية بصفين.
- مدارج مخروطية.
- مدارج إبرية.
تسمح المدارج الكروية ذاتية المحاذاة والمدارج البلحية أو الأسطوانية ذاتية المحاذاة بالانزياح الزاوي للمحاور. أما فيما يتعلق بالمدارج الإبرية فهي لا تحتاج إلا إلى حيز صغير، ويمكن بالتالي الاستغناء عن الحلقة الداخلية للمدرجة بجعل الإبر تدور على الطرف المصلد للعمود مباشرة. أما المدارج المخروطية فإنها تمتاز بتمركزها الذاتي، كما يمكن فك وتركيب الحلقة الداخلية والخارجية كل على حدة في كل من مدارج الكرات الكتفية (القابلة للفصل)، والمدارج البلحية والأسطوانية والإبرية والمخروطية.
اختيار المدارج
يتم اختيار المدارج حسب مقدار واتجاه قوى التحميل المؤثرة في المدرجة، وحسب الأقطار الداخلية للأعمدة المراد تركيب المدرجة عليها، وحسب العمر المطلوب للمدرجة. وهناك علاقات بسيطة يمكن اعتمادها في اختيار المدارج. فعلى سبيل المثال يمكن استخدام المعادلة الآتية في حساب الحمل التصميمي المؤثر في المدرجة: Fd = Fr. KL. Ks. Ka
حيث:
-Fd هو الحمل التصميمي المؤثر في المدرجة.
-Fr مركبة القوى الطولية والارتكازية المؤثرة في المدرجة.
-KL عامل العمر.
-Ks عامل الخدمة.
-Ka عامل الحمل المحوري.
وهذه العوامل تتعلق بقيمة القوة المحورية وعمر وظروف عمل المدرجة، ويتم اختيارها من جداول خاصة بالمدارج.
طرائق تركيب المدارج وفكها:
 الشكل (3) طرق تركيب المدارج |
ولتركيب المدارج التي تقع على بعد كبير من طرف العمود فإنه يستخدم أنبوب وصامولة على لولب بطرف العمود، ويجب أن يكون طرفا الأنبوب عموديين بالخراطة الوجهية على القرص الذي يدفع المحمل لتركيبه .
ويجري تسخين المدرجة المراد تركيبها في مغطس زيتي أو على لوح تسخين (مع تقليبها باستمرار) حتى درجة حرارة 373 كالفن على الأكثر إذ إن درجات الحرارة الأعلى قد تؤدي إلى حدوث تغير في البنية الداخلية لأجزاء المدرجة، والشكل (3) يوضح طريقة تركيب المدارج.
ب - فك المدارج: يجب أيضاً عند فك المدارج مراعاة عدم انتقال قوة الفك خلال الأجسام التدحرجية. ويجري فكّ المدارج باستخدام تجهيزات سحب كما هو موضح في (الشكل 4). ويمكن تسهيل عملية الفك بوضع قطعة قماش مشربة بزيت ساخن على الحلقة الداخلية أو بتسليط البخار على الحلقة الداخلية للمدرجة ولا يجوز تسخين المدارج نفسها.
 الشكل (4) طرائق فك المدارج |
 الشكل (5) طريقة تغطية المدارج |
محمد جمال نمرة