בחירת מיסבים למפוחים

שלום,

בדיון פילוסופי משהו, "הציר" הוא הגורם המשפיע ביותר על מהלך תנועה של כל גוף, ציר חיינו, ציר הרכב, וכו'. מיסבים הם הבסיס שעליו נע ציר המפוח ובכך חשיבותם, התיאום בין החלק הקבוע לחלק שבתנועה ועל כך מאמרנו זה.

תודה שאתם איתנו .

בברכה,

מור שפירא- שמגר

מנהלת שיווק.

בחירה נכונה של מיסבים למפוחים- Fan Bearing

מבוא-

אנו מציגים נושאים לגבי סוגיהם השונים של מיסבים הבאים לידי שימוש במפוחים לסוגיהם.

עבודת מפוחים טובה מחייבת בחירה איכותית והתאמת סוג מיסבים הנכון לתפקוד המפוח המיועד. במפוחים משתמשים במיסבים "מתגלגלים" מהסוגים של חביות, מיסבי כדורים ומיסבי חביות קוניות, הכל בהתאמה לנדרש כאמור.

מבנה המיסבים-

למרות שיש סוגים שונים של מבני מיסבים "מתגלגלים" בכולם קיימים עקרונית חלקים זהים.

תרשים מס' 1- (FIG 1  ) מראה חתך דרך מיסב כדורים.

החלק הפנימי (Inner race) אשר על הציר המסתובב, חלק זה יושב על הציר המסתובב ומחובר אליו בשיטות שונות. הכדורים המסתובבים (Rolling Element) על החלק הפנימי מסתובבים סביב עצמם וסביב הציר במהירות יחסית גבוהה (ניתן להשוות סיבובי הכדורים כסבובי הלכת סביב השמש). הטבעת החיצונית (Outer race) קבועה ומהווה את הקשר הסיבובי בין החלק הפנימי ובין בית המיסב "היושב" על בית המפוח. מחובר לכדורים כלוב המשרת את מבנה הכדורים שלא ישתפשפו בינם לבין עצמם.

ריצה שקטה בשחיקה נמוכה דורשת מערכות מיסב מלוטשות היטב ושימון יעיל של כל החלקים הנעים. אורך חיים ארוך של המיסב מחייבים בנוסף לנ"ל פלדות חזקות, קשות ומלוטשות היטב כדי להקטין שחיקתם. הכלוב המחזיק את הכדורים במרחק קבוע האחד ממשנהו מיוצר לעיתים ממתכות רכות או מחומרים פלסטיים לסוגיהם החדשים. המרווחים בין הכדורים והטבעות חשוב חיצונית ופנימית בדרגת חשיבות גבוהה ביותר. הטבעת הפנימית מתחממת בעת הפעולה כתוצאה מחיכוך קיים ותהליך זה מקטין את המרווח, כאשר מדובר במהירויות סיבוב גבוהות וכתוצאה מחיכוך גובה משתמשים במיסבים עם מרווח ראשוני גבוה, כאן מוגדרת רמת ההתאמה המתאימה למצבים אלו ב- , מיסבים מוגדרים  הכוונה למרווח פנימי גבוה יותר במיסב.

אטימת המיסבים-

אטימת מיסבים או הבית בו ממוקמים המיסבים מטרתם למנוע חדירת מוצקים, נוזלים וחומרים אחרים לתוך המיסב מחד וכן למנוע "בריחת" חומר הסיכה.

תרשים מס' 2 (Fig2)

מראה שיטת אטימה פשוטה ביותר המבוצעת בעזרת טבעת עם שפתיים מגומי גמיש, שחיקת השפתיים על הציר במהירויות סיבוב גבוהות גורמות להתחממות וכן הרס האטימה. טבעות לבירינט (Labyrinth Seal) באות לידי שימוש במיוחד במהירויות סיבוב גבוהות.

סביבה מזהמת כגון מחצבות אזוריים ברמת רטיבות גבוהה וכו' דורשת אמצעי אטימה יעילים. יש להבדיל בין שיטות האטימה השונות ומטרתם. קיימת גם דרישה להגן על המיסבים בפני פגיעה בכדורים, במקרה זה מתקינים טבעות מתכת המגנות על החלקים המסתובבים בפני פגיעה פיזית.

סוגי מיסבים-

אחת הדרכים לאפיין את סוג המיסבים היא לחלק אותו לפי סוגי החלקים המתגלגלים (Rolling Elements).

מיסבי כדורים-

מיסבים אלו הם הכלכליים והנפוצים ביותר, הם גם מתאימים לסיבובים במס-פר סיבובים גבוה.

התושבות לכדורים במיסבים מסוג זה הם חריץ נמוך דבר הנותן להם כושר עמידה בעומס אופקי גבוה. מיסבים אלו מתאימים לעומסים בינוניים וכן למפוחים עם ציר ורטיקלי.

מיסבי הכדורים כמתואר בתרשים מס' 3  ( Fig-3) הם מבנה טיפוסי למיסבים כדוריים בתוך בלוק (Pillow Block), הטבעת החיצונית של המיסבים מסוג זה כאמור היושבים בתוך בית המיסב. הטבעת החיצונית בנויה בצורה קשתית כך שניתן לה האפשרות לנוע סביב הציר בתוך התושבת כך שקיימת אפשרות להרכיב ציר בין 2 מיסבים ואפילו אינם מקבילים אבל תנועת המיסב בתוך הבית מאפשרת את פעולת הסיבוב שני בתי המיסב הלא מקבילים מסתדרים מעצמם. ברוב המיסבים למפוחים מסחריים התושבת הפנימית יושבת מהודק על הציר ומקובעת אליו בעזרת ברגי "הלן" מתהדקים אל הציר.

מפוחים תעשייתיים בעומס גבוה משתמשים בשיטות הידוק ומילוי אחר כגון קונוס מתדהק על הציר ואחרים. במפוחים למהירויות גבוהות במיוחד משתמשים במבנה בית לשני מיסבים.

על פי שיטה כמתואר מתקינים 2 מיסבים כדוריים בתוך מבנה בית אחד, המיסבים מולבשים על ציר בלחץ, דבר המבטיח פעולת מיסבים זהה ומקבילה, לאחר מכן המיסבים מוכנסים לתוך בית אחד, בשיטה זאת מבטיחים מקביליות מלאה בין המיסבים. במבנה זה ניתן להניע את המיסבים במהירות הרבה יותר גבוהה מאשר במיסבים בודדים. התקנת מיסבים בקונוס מותאם (Adapter Mounting) , על פי שיטה זאת הטבעת הפנימית של המיסב מיוצרת קונית. לתוך מבנה זה מכניסים קונוס עם חריצים המתהדק על ציר המפוח תוך תהליך הכנסתו לתוך החור הפנימי של המיסב, הליך זה גורם להתהדקות התושבת ( ( Adapterעל הציר מחד ולתוך הטבעת הפנימית של המיסב מצד שני. יש להבטיח שהלחץ ביניהם לא יהיה גבוה מידי וכתוצאה ילחץ נגדית לכיוון הכדורים ויקטין את המרווח שלהם, התוצאה תהיה התחממות יתר.

מיסבי חביות-

למפוחים עם מאיצים כבדים והמפעילים עומס כבד ניצב לציר המפוח, מיסבים כדוריים אינם מסוגלים לשאת את העומס הרב ולשם כך משתמשים במיסבי חביות. מיסבים אלו בנויים לעומסים כבדים, אבל אינם מתאימים למהירויות גבוהות וכן אינם מסוגלים לעמוד בעומסים לאורך הציר (Thrust Loads). יש לקחת בחשבון שמיסבים עם בני חביות חייבים להיות מועמסים בעומס מעל רמה מסוימת לפי קוטר המיסב שאחרת החביות במקום להסתובב תחליק בתוך הטבעת, דבר הגורם להתחממות. בחירת מיסבי חביות לעבודה בעומס נמוך יגרום להתחממות והרס המיסב. 2 בתי מיסב אפשריים לשימוש במיסבי חביות וזאת כמתואר בתרשימים מס' (6) ו- (7):

בתיאורים אלו אנו רואים אפשרות של שימוש במבנה בית מיסב שבתוכו ממוקם המיסב, הינו במבנה חצוי המאפשר פירוק המיסב. יש להבטיח בעת סגירת 2 חלקי המיסב ששני החלקים ממוקמים היטב במקומם, לכלוך בין משטחי החלקים "ירחיק" חלק ממשנהו ויגרום לסגירה לא מתאימה של חלקי בית המיסב דבר העלול לגרום להרס המיסב, כמו כן הכנסת המיסב לבית המיסב ללא ניקוי התושבת יגרום להידוק יתר של המיסב בעת סגירת חלקו העליון והתוצאה התחממות והרס המיסב.

אורך חיי מיסבים (Life Time Period)-

אורך החיים של מיסב הינו מדד סטטיסטי מחושב מראש, לכל קבוצת מיסבים נקבעת כאמור סטטיסטית על פי מקדמים סטטיסטיים הקובעים את אורך חייו של המיסב, גורמים שונים משפיעים על אורך חיי המיסב. בהערכת אורך חיי המיסב אנו ניקח את הגורמים העיקריים המשפיעים על משך חייו והם: עומס סטטי, עומס דינמי, מספר סיבובים ומקדם המותנה בצורת המיסב.

אורך חיי המיסב ניתן לביטוי בנוסחה:

ביטוי זה  נקבע על ידי ארגון יצרני המיסבים בשיתוף פעולה עם הארגון הבינלאומי של סטנדרטים. על פי הנ"ל מוגדר הביטוי משך חיים  L-10כמספר שעות חיי מיסב ש-

90% (L-10 life) מקבוצת המיסבים הזהה שתפעל בתנאים זהים ופעלו ללא כשל. ביטוי זה גם נקרא מינימום חיי מיסב (Minimum Bearing Life), כאמור אורך החיים מותנה במשתנים המוזכרים לעיל, במבנה המיסב עומס סטטי, מהירות סיבוב.

לעיתים משתמשים בביטוי אורך חיי מיסב ממוצע, או בביטוי L-50, מספר זה הינו מספר המאפיין את מספר השעות ללא כשל ש- 50% מהמיסבים הזהים והפועלים בתנאים זהים יפעל ללא כשל. היחס בין L-10 ל- L-50 הינו מכפלת מספר השעות של L-10 ב-5. כלומר אם ב L-10 מספר השעות ש-90% מהמיסבים יפעלו ללא כשל הינו 50,000 לדוגמא הרי בהגדרת L-50ומספר השעות הינו 250,000 שעות.

רכבת מיסבים מתכווננים מעצמם:

1.נקה היטב את קצה המיסב.

2.נקה היטב את הקונוס.

3.הרכב את הקונוס על הציר וייצבו במקום המיועד למיסב.

4.הרכב את המיסב כולל בורג המתיחה.

5. סגור את בורג המתיחה בהתאם להנחיות הסגירה.

6.הידוק נוסף בעזרת הפעלת כח עם הזווית הנכונה (ראה טבלה מס' 1) ולאחר מכן לסגור עוד מספר מעלות להידוק סופי.

7. לאחר הסגירה הסופית, בדיקה ידנית באם המיסב מסתובב כראוי.

8. במיסבי חביות יש להבטיח שהידוק הקונוס יהיה ברמה כזאת שהמיסב לא ישתחרר מהקונוס מחד ומאידך לא ייוצר לחץ גבוה מדי על הכדורים. נושא הידוק המיסב הינו בעל חשיבות מלמטה לאורך חיי המיסב. במיסבי חביות יש לוודא מידת מרווח נכונה על פי טבלאות היצרן. בתמונות למטה אנו מתארים שיטת מדידה למרווח בין החביות לטבעת החיצונית.

תודתנו לנציגי SKF בישראל שאישרו לנו שימוש בחומר הדרכה.