محمل

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

المَحْمِل أوالمدحرجات (بالإنجليزية: Bearing)‏ هوأداة تسمح بحركة مقيدة نسبيا بين جزئين أوأكثر، وخصوصا الحركة الدورانية أوالخطية. 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 أوالغرافيت. قد يحدث المحمل البسيط جهازا منفصلا أوغير منفصل. وقد لاقد يكون أكثر من سطح تلامس لثقب مع وجود محور يمر عبره، أوسطح مستوي يحمل سطحا آخر (في هذه الحالة لا يشكل جهازًا)، وقد يحدث طبقة من معدن مصهورة على المادة أوبشكل 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 حتى تحسن الفعالية والدقة والسرعة، والوثوقية، والحجم والوزن.

ولهذا يوجد الكثير من أنواع المحمال، وبأشكال ومواد ومزلقات ومبادئ عمل متنوعة. مثلا، تستخدم المحامل ذات العناصر الدحروجية الكرات أوالأسطوانات 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 أواللدائن بحسب الأحمال، ومدى اتساخ والتآكل في بيئة العمل. بالإضافة إلى حتى الاحتكاك في المحامل قد يتعدل على نحوكبير 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

يوجدستة مبادئ عامة لعمل المحامل على الأقل:

المحمل البسيط ويعهد أيضا بمزيد من التخصيص: جلبة (bushings)، محمل انزلاقي، محمل بجلبة.
المحامل ذات العناصر الدحروجية مثل محمل ذوكريات والمحامل الدحروجية.
محمل ذوجواهر .
محمل ذومائع يقوم فيه الغاز أوالسائل 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 هومهم من أجل الكفاءة، من أجل تقليل الاهتراء وليتيح الاستخدام المطول عند سرعات عالية لتجنب التسخين الزائد وانهيار المحامل السابق لأوانه. يمكن للمحمل حتى يقلل من الاحتكاك بفضل شكله، ومواده، وبوجود مائع بين السطوح أوبفصل السطوح بحقل مغناطيسي.

الشكل، حيث يعطي الشكل الكروي أوالأسطواني ميزة تقليل الاحتكاك، أوبتشكيل 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 أوكوسط مضغوط لإبقاء السطحين الصلبين دون تلامس، أوبإنقاص 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 هواستخدام 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، أومحورية (محمل دفعي ) أوعزوم الانحناء العمودية على المحور الأساسي.

السرعات

المحامل المتنوعة 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 هوقطر المحمل (مم) وN هومعدل 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 هوالفراغات أوالتخلخل في المحمل. مثلا المحور ذوقطرعشرة مم مركب في ثقب 12 ممقد 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 أويسرى، وهي قوى مقبولة من أجل الدولاب ليتمايل بمقدارعشرة مم بتفاوت الأحمال. أما في المخرطة فقد نحدد انزياح أداة البتر بمقدار ±0.02 مم باستخدام لولب السحب المحمول باستخدام محامل دورانية. وتتحمل المحامل أحمالا محورية تقدر بآلاف النيوتن في كلا الاتجاهين، ويجب حتى تضبط لولب السحب بخلوص ±0.002 مم عند تلك الأحمال.

الجسوءة

المصدر الثاني للحركة هوالمرونة 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 أوالفجوة (عندما تكون محملة على نحوسليم، تكون المحامل المائعية أجسأ من المحامل ذات العناصر الدحروجية).