حساب العمر الافتراضي للمحامل وفق ISO 281 بناءً على الأحمال الشعاعية والمحورية
المحامل (Bearings) هي العناصر التي تدعم محور المضخة وتسمح له بالدوران بأقل احتكاك. حساب عمر المحمل يحدد المدة المتوقعة قبل أن تظهر أول علامات التعب على سطح الدحرجة. هذا الحساب أساسي لتخطيط الصيانة واختيار المحمل المناسب.
P = X × Fr + Y × Fa
حيث: P = الحمل المكافئ (N)، Fr = الحمل الشعاعي (N)، Fa = الحمل المحوري (N)، X = معامل الحمل الشعاعي، Y = معامل الحمل المحوري.
L₁₀ = (C/P)^a × 10⁶ (دورات)
L₁₀h = L₁₀ / (60 × n) (ساعات)
حيث: C = الحمل الديناميكي الأساسي (N — من كتالوج الشركة المصنعة)، a = أس العمر (3 للمحامل الكروية، 10/3 للأسطوانية)، n = سرعة الدوران (rpm).
| النوع | الأحمال | السرعة | الاستخدام في المضخات |
|---|---|---|---|
| كروي عميق (Deep Groove Ball) | شعاعي + محوري خفيف | عالية جداً | معظم المضخات القياسية (IS series) |
| تلامس زاوي (Angular Contact) | شعاعي + محوري كبير | عالية | مضخات متعددة المراحل (قوة دفع محورية) |
| أسطواني (Cylindrical Roller) | شعاعي ثقيل فقط | متوسطة-عالية | مضخات كبيرة (>100 kW) |
| إبري (Needle Roller) | شعاعي ثقيل، مساحة محدودة | متوسطة | نادر في المضخات |
| الشرط | X | Y |
|---|---|---|
| Fa/Fr ≤ e | 1.0 | 0 |
| Fa/Fr > e (e ≈ 0.19-0.44) | 0.56 | 1.0-2.3 (حسب Fa/C₀) |
قيم e و Y الدقيقة تعتمد على نسبة Fa/C₀ وتُؤخذ من كتالوج الشركة المصنعة (SKF, NSK, FAG).
| التطبيق | L₁₀h (ساعة) |
|---|---|
| مضخات صناعية عامة | 40,000-60,000 |
| مضخات نفط وبتروكيماويات عند اشتراط API 610 | راجع حد العمر المطلوب في نسخة المشروع |
| مضخات تشغيل مستمر (24/7) | 80,000-100,000 |
| مضخات غاطسة | 20,000-40,000 |
| المعلمة | القيمة |
|---|---|
| المحمل | 6310 (Deep Groove Ball) |
| C (حمل ديناميكي أساسي) | 61,800 N |
| C₀ (حمل ستاتيكي) | 38,000 N |
| Fr (حمل شعاعي) | 2,000 N |
| Fa (حمل محوري) | 500 N |
| Fa/Fr = 0.25 > e≈0.22 | → X=0.56, Y=1.99 |
| P = 0.56×2000 + 1.99×500 | 2,115 N |
| L₁₀ = (61800/2115)³ × 10⁶ | 24,960 × 10⁶ دورة |
| L₁₀h = 24960×10⁶ / (60×2900) | 143,448 ساعة |
النتيجة (143,448 ساعة ≈ 16.4 سنة تشغيل مستمر) تتجاوز بكثير الحد الأدنى المطلوب، مما يعني أن المحمل 6310 مناسب لهذا التطبيق.
لمعظم المضخات القياسية (< 3600 rpm): الشحم أفضل — صيانة أقل وإحكام أسهل. لمضخات السرعة العالية (> 5000 rpm) أو الحرارة العالية (> 100°C): الزيت ضروري لتوفير تبريد أفضل. فترة تغيير الشحم: كل 2000-4000 ساعة أو حسب توصية الشركة المصنعة.
L₁₀ يعني العمر الذي يُتوقع أن تبقى 90% من مجموعة متماثلة من المحامل سليمة. أي أن 10% قد تفشل قبل هذا العمر. لموثوقية أعلى (95% أو 99%) تُطبق معاملات تعديل (a₁) تُخفض العمر المحسوب.