محمل

  لمعانٍ أخرى، طالع محمل (توضيح).

رسم متباعد يوضح مثالا عن محمل كريات ذي أربع نقاط تلامس.

المَحْمِل (بالإنجليزية: Bearing)‏ هو أداة تسمح بحركة مقيدة نسبيا بين جزئين أو أكثر، وخصوصا الحركة الدورانية أو الخطية. وتصنف المحامل وفقا للحركات التي تسمح بها ووفقا لمبدأ عملها بالإضافة إلى اتجاهات الأحمال المطبقة التي تتعرض لها.

مقدمة عامة

تستخدم المحامل البسيطة السطوح في التلامس الاحتكاكي، وبوجود المزلق غالبا مثل الزيت أو الغرافيت. قد يكون المحمل البسيط جهازا منفصلا أو غير منفصل. وقد لا يكون أكثر من سطح تلامس لثقب مع وجود محور يمر عبره، أو سطح مستوي يحمل سطحا آخر (في هذه الحالة لا يشكل جهازًا)، وقد يكون طبقة من معدن مصهورة على المادة أو بشكل جزء أنبوبي معدني منفصلا. وبوجود المزلق المناسب، تقدم المحامل البسيطة دقة مقبولة، ومدة حياة، واحتكاك عند كلف صغيرة. ولهذا شاع استخدام المحامل البسيطة.

وهناك الكثير من التطبيقات التي يمكن باستخدام محامل مناسبة أكثر أن تحسن الفعالية والدقة والسرعة، والوثوقية، والحجم والوزن.

ولهذا يوجد العديد من أنواع المحمال، وبأشكال ومواد ومزلقات ومبادئ عمل متنوعة. مثلا، تستخدم المحامل ذات العناصر الدحروجية الكرات أو الأسطوانات التي تتدحرج بين الأجزاء لتقليل الاحتكاك مما يسمح بتسامحات أقل فتزيد الدقة أكثر من المحامل البسيطة، وتقليل الاهتراء يزيد من مدة بقاء الآلة دقيقة في عملها. تصنع المحامل البسيطة عموما من مختلف أنواع المعادن أو اللدائن بحسب الأحمال، ومدى اتساخ والتآكل في بيئة العمل. بالإضافة إلى أن الاحتكاك في المحامل قد يتعدل على نحو كبير وفقا لنوع وطريقة استخدام المزلق. مثلا قد يحسن المزلق من الاحتكاك في المحمل ومدة عمره، ولكن في العمليات الغذائية يمكن تزليق المحمل باستخدام مزلق آمن غذائيا لتجنب تلوث الغذاء، وفي بعض الظروف، قد تدور المحامل دون مزلق لأن التزليق المستمر غير مجد، وتجذب المزلقات الأوساخ التي قد تضر بالمحامل.

مبادئ العمل

رسوم متحركة للمحمل ذي الكريات

يوجد 6 مبادئ عامة لعمل المحامل على الأقل:

• المحمل البسيط ويعرف أيضا بمزيد من التخصيص: جلبة (bushings)، محمل انزلاقي، محمل بجلبة.
• المحامل ذات العناصر الدحروجية مثل محمل ذو كريات والمحامل الدحروجية.
• محمل ذو جواهر .
• محمل ذو مائع يقوم فيه الغاز أو السائل بحمل الأحمال.
• محمل مغناطيسي يقوم حقل مغناطيسي بحمل الأحمال.
• محمل انثنائي .

الحركات

الحركات التي تسمح بها المحامل هي:

• الدوران المحوري.
• الحركة الخطية، مثل الجارور.
• الحركة الكروية، مثل المفصل الكروي.
• الحركة المفصلية، مثل الأبواب، والمفصل والركبة.

الاحتكاك

إن تقليل الاحتكاك في المحامل هو مهم من أجل الكفاءة، من أجل تقليل الاهتراء وليتيح الاستخدام المطول عند سرعات عالية لتجنب التسخين الزائد وانهيار المحامل السابق لأوانه. يمكن للمحمل أن يقلل من الاحتكاك بفضل شكله، ومواده، وبوجود مائع بين السطوح أو بفصل السطوح بحقل مغناطيسي.

• الشكل، حيث يعطي الشكل الكروي أو الأسطواني ميزة تقليل الاحتكاك، أو بتشكيل المحامل الانثنائية.
• المواد، يستغل طبيعة المادة المستخدمة في المحمل. مثلا تستخدم اللدائن في المحامل لتقليل الاحتكاك في السطوح.
• المائع، يستغل اللزوجة المنخفضة لطبقة من المائع مثل المزلق أو كوسط مضغوط لإبقاء السطحين الصلبين دون تلامس، أو بإنقاص القوى الناظمية بينها.
• الحقل، يستغل الحقول الكهرومغناطيسية مثل الحقول المغناطيسية لإبقاء السطحين الصلبين دون تلامس.

جمع لهذه الوسائل يمكن استخدامها في المحمل ذاته. مثال عن ذلك هو استخدام القفص من اللدائن، ويفصل بين المدحرجات، مما يقلل من الاحتكاك بفضل شكلها درجة إنهائها.

الأحمال

تتفاوت المحامل جدًا وفقا لاتجاه القوى ومقدارها الذي تتحمله.
تكون القوى قطرية، أو محورية (محمل دفعي ) أو عزوم الانحناء العمودية على المحور الأساسي.

السرعات

المحامل المختلفة لها حدود سرعة عمل مختلفة. وتحدد السرعة النموذجية للمحمل بسرعات السطوح النسبية العظمى، وتحدد غالبا بـ م/ثا. يوصّف أداء المحامل الدورانية بدلالة جداء DN حيث D هو قطر المحمل (مم) وN هو معدل الدوران (دورة بالدقيقة).

يوجد معدلات سرعة معتبرة ومتداخلة بين أنواع المحامل. المحامل البسيطة عموما تدور بسرعات منخفضة، المحامل الدحروجية تكون أسرع، يتبعها المحامل المائعة وآخرًا المحامل المغناطيسية والتي تكون محدودة أساسا بقوة الجذب المركزي المتغلبة على مقاومة المادة.

خلوص المحمل

تتعرض المحامل في بعض التطبيقات إلى أحمال في مختلف الاتجاهات وتقبل خلوصًا محدودًا فقط عند تغير الحمل المطبق. أحد مصادر الحركة هو الفراغات أو التخلخل في المحمل. مثلا المحور ذو قطر 10 مم مركب في ثقب 12 مم يكون الخلوص 2 مم.

يتفاوت الخلوص المسموح تفاوتا كبيرًا وفقا للاستخدام. مثلا، يتحمل دولاب العربة اليدوية الصغيرة أحمالا قطرية ومحورية. قد تكون الأحمال المحورية مئات النيوتن يمنة أو يسرى، وهي قوى مقبولة من أجل الدولاب ليتمايل بمقدار 10 مم بتفاوت الأحمال. أما في المخرطة فقد نحدد انزياح أداة القطع بمقدار ±0.02 مم باستخدام لولب السحب المحمول باستخدام محامل دورانية. وتتحمل المحامل أحمالا محورية تقدر بآلاف النيوتن في كلا الاتجاهين، ويجب أن تضبط لولب السحب بخلوص ±0.002 مم عند تلك الأحمال.

الجسوءة

المصدر الثاني للحركة هو المرونة في المحمل نفسه. مثلا، الكرات في المحامل الدحروجية تشبه المطاط الصلب، فهي تتشوه تحت تأثير الأحمال فتتسطح قليلا. وكذلك مدرجة الكريات (Race) هي أيضا مرنة وتتشوه مكان ضغط الكرة عليها.

جسوءة المحمل هي كمية تفاوت المسافة بين الأجزاء التي يفصل بينهم المحمل مع تفاوت الحمل المطبق. فالجسوءة في المحامل ذات العناصر المتدحرجة تكون نتيجة انفعال الكرة ومدرجة الكريات. والجسوءة في المحامل المائعية هي كمية تفاوت ضغط المائع مع الفراغ أو الفجوة (عندما تكون محملة على نحو صحيح، تكون المحامل المائعية أجسأ من المحامل ذات العناصر الدحروجية).

انظر أيضًا

• ميكانيكا التلامس
• محمل رئيسي
• محمل انزلاقي
• دحرجة ميكانيكية