تحليل آلية امتصاص الاهتزاز لعجلات التثبيت (للاستخدام في اختيار التصميم وتحليل الأعطال كمرجع)

تاريخ النشر:Sep 19,2025

1. امتصاص الطاقة بالمطاطيات

تُفضّل العجلات المطاط ذات خسارة تأخير عالية أو البولي يوريثان المصبوب، حيث يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة حرارية من خلال استرخاء قطاعات الجزيئات. يمكن ضبط الصلابة (Shore A 65–95)، وتوفر صلادة غير خطية في نطاق انضغاطي يتراوح بين 10–40%، مما يتيح "هبوطًا ناعمًا".

2. تخزين الطاقة بالزنبرك

تُوضع النوابض الحلزونية المعدنية أو النوابض المتراكبة من نوع بيلفيل بين إطار العجلة ومحور العجلة، مصنّفة حسب منحنى السفر - الحمل:

- قسم التحميل الخفيف: صلابة 0.8–1.2 نيوتن/ملم، عزل الاهتزازات الأرضية بتردد 8–15 هرتز؛

- قسم التحميل الزائد: صلابة 3–5 نيوتن/ملم، مع حدود تمنع الحركة الزائدة بأكثر من 3 ملم.

تغطي مجموعة متعددة المستويات متصلة بالتوازي نطاق الصدمات من 0.1 جم إلى 5 جم.

3. التخميد التبديد

3.1 توهين المواد: المطاط الذي يحتوي على عامل فقدان tan δ ≥ 0.15 يمكنه تحويل أكثر من 30٪ من طاقة الاهتزاز إلى حرارة عند درجة حرارة 20 °C وتردد 50 هرتز.

3.2 التخميد بالضغط الزيتي: قطر الأسطوانة 15–25 مم، زيت سيليكون لزج بدرجة لزوجة 32 cSt، يوفر تخميدًا لزجيًا بمؤشر سرعة يتراوح بين 0.3 و0.5، وتصل نسبة التخميد الحرجة ζ إلى 0.25، مما يقلل بشكل ملحوظ من ذروات الرنين في نطاق الترددات 30–200 هرتز.

4. عزل الاهتزازات الهيكلية

4.1 التعليق المستقل: ذراع تأرجح مع هيكل مفصلي، يتيح فصل درجات حرية العجلات بشكل مستقل، ومعدل نقل عدم استواء الأرض ≤ 0.4 (معيار ISO 2631 الموزون).

4.2 التحميل المتوازن على عدة عجلات: تصميم بـ 4 أو 6 نقاط، حيث تؤدي البنية غير المحددة إلى خفض معامل الحمل الديناميكي للعجلة الواحدة إلى 1/√n (حيث n = عدد العجلات)، بالإضافة إلى تقليل عزم الانقلاب.

5. تدرج الصلابة والتركيب المتعدد الطبقات

تستخدم هيكل شطيرة "لين-صلب-لين":

- نعل ShA 75، يوفر احتكاكًا عاليًا وامتصاصًا أوليًا؛

- الوسط ShA 95، يتحكم في التشوه المفرط؛

- حافة العجلة ShD 65، تضمن دقة الدوران.

أظهرت نتائج العناصر المحدودة أنه عند تحميل شعاعي قدره 500 نيوتن، انخفضت ذروة التسارع الناتجة عن التخميد بنسبة 18٪ مقارنةً بالهيكل المتجانس.

6. وحدة مرونة السوائل

6.1 الإطار المنفوخ: ضغط مسبق من 0.25 إلى 0.35 ميجاباسكال، مع صلابة معادلة تُظهر علاقة غير خطية بين الضغط الجوي وحجم الإطار، مما يؤدي إلى تقليل تسارع المسارات المتعرجة بارتفاعات تتراوح بين 5 و20 ملم بنسبة 55 إلى 70%.

6.2 ملء السائل: محلول إيثيلين جلايكول بنسبة 50%، مع معامل مرونة حجمي قدره 2.2 غيغاباسكال، ينتج ضغطًا خلفيًا مثبطًا قدره 0.15 ميجاباسكال من خلال فتحة التدفق، ومناسب للاستخدام مع الأجهزة الدقيقة التي تتراوح كتلتها بين 10 و50 كيلوغرامًا، ويقلل من سعة الاهتزازات الثانوية بأكثر من 25 ديسيبل.

خاتمة

تعمل عجلات التخميد على تقليل الاهتزازات العشوائية واسعة النطاق بنسبة 60–90% من خلال نموذج متسلسل ومتوازي رباعي المستويات يعتمد على "التشوه المرن - تخزين الطاقة في النوابض - تبديد التخميد - فصل الهياكل"، مما يؤدي إلى زيادة عمر الجهاز بمقدار 2 إلى 4 أضعاف، ويحقق في الوقت نفسه حدود الاهتزاز من المستوى A وفقًا لمعيار ISO 2372. ولضمان أداء موثوق للتخفيف من الاهتزازات، يُفضل عند الاختيار مطابقة الصلابة والتخميد مع خصائص الحمل والسرعة وطبيعة الأرضية.

المادة السابقة

دليل تقني لاختيار عجلات العربة

عجلات السقالات: تجعل العمل في الأماكن المرتفعة "يجري بسرعة ويتوقف بثبات"

المادة السابقة

دليل تقني لاختيار عجلات العربة

عجلات السقالات: تجعل العمل في الأماكن المرتفعة "يجري بسرعة ويتوقف بثبات"

عجلات دوارة بزاوية 360 درجة: الحلّ الاحترافي لجعل الأجهزة "تتحرك"

Oct 08,2025

اختيار العجلات المناسبة ليس مجرد "القدرة على الدوران" ببساطة.

Oct 07,2025

جعل العجلات تسير "بصمت" - 6 أبعاد رئيسية للتصميم الهادئ

Sep 28,2025