לשם מה משמשים מיסבים.

לפעמים המכשירים השימושיים ביותר בפיזיקה והנדסה הם המכשירים הפשוטים ביותר. מיסבי כדור מראים כיצד טבעות מתכת יכולות להיות תכליתיות במיוחד. כפי שאתה יכול לראות בכל כך הרבה פריטים נפוצים כגון כלי רכב, אופניים, סקייטבורד ומכונות אחרות הכוללות נעים של חלקים מתכתיים, בני אדם השתמשו בכוחם של מיסבי כדור במשך מאות שנים.

דמיין שאתה מחליק על שטיח רך תוך כדי נעליים. זה יכול להיות קשה בגלל החיכוך בין השטיח לנעליים שלך, שיכול להיות עשוי מכל דבר כולל עור, פלסטיק, עץ או גומי. אם במקום זאת לבשת גרביים, זה יהיה הרבה יותר קל בגלל הרבה פחות חיכוך בין השטיח הרך לחומרי הגרביים. מיסבי כדור עובדים באותה צורה.

מיסבי כדור מקטינים את כמות החיכוך בין העומסים המוטלים עליהם. הם עושים זאת מכיוון שהם כדורי מתכת או גלילים הנעים סביב משטח מתכת חלק בלולאה פנימית ולולאה חיצונית (המכונה לפעמים טבעות). אתה יכול ללמוד על היישומים הרבים עם מיסבים באמצעות הפיזיקה שלהם. מיסבי כדור נושאים סוגי עומס בכיוון רדיאלי, ועומסים אלה מפעילים כוח ניצב על ציר הסיבוב של מיסב הכדור.

החלקת הכדורים המתכתיים סביב לולאות מיסב הכדור יוצרת חיכוך בין אובייקט למשטח שלו שמאט את האובייקט. בחלק מהמקרים האובייקט מתקרב לעצירה. מנגנון זה מאפשר למסבי כדור שימושים במערכות גלגלות או מערכות סיבוב שיש לשלוט בהן. למשל, גלגל הרכזת של מכונית משתמש בעומס רדיאלי ממשקל המכונית והדחיפה ממסובב סיבוב.

בכל המקרים של מיסבי כדור, האיזון בין דחף לעומס רדיאלי גורם למסבי כדור להפחית את החיכוך בין הכדורים בטבעת הפנימית והחיצונית ולטפל בעומס האובייקט. מיסבי כדור לוקחים את העומס ומעבירים אותו מהטבעת החיצונית לטבעת הפנימית כדי לתת לכדורים במרכז כל טבעת להסתובב בקלות.

כל כדור מחובר עם שתי הטבעות, אך רק במידת הצורך כדי להפחית את החיכוך בין מרכיבי הכדור הנושא את עצמו. מסיבות אלה, מיסבי כדור נוצרים כדי להפחית את החיכוך ולהקל על מהירות הסיבוב.

סוגי מיסבי הכדור שונים מאוד בהתאם למנגנון המעורב שלהם. הסוג הנפוץ ביותר הוא השורה היחידה הנוקשה, או מיסב כדור רדיאלי. תכנון זה גורם לכדורים לרוץ במסלולים מחורצים עמוקים, וסידור מיסב החריץ העמוק מאפשר להם לשאת עומסים רדיאליים וציריים. גרסאות אטומות של מיסבי כדור משומנות לצמיתות כדי להפחית את תחזוקתן.

מיסבים כדוריים בשורה כפולה השתמש בשתי שורות כדורים. העיצוב נותן נוקשות רבה יותר לתנועת המיסב עצמו. הם נמצאים במנועים חשמליים, משאבות צנטריפוגליות ומצמדים אלקטרומגנטיים. מסבי כדור מסוימים מיישרים עצמם בצורה המאפשרת לפיר להסביר כל יישור מוטעה בזווית ביחס לתושבת מיסב הכדור.

ה סוג מגע זוויתי של מיסב הכדורים צד אחד של הטבעת החיצונית מנותק כדי לתת לכדורים נוספים להכניס את עצמם. מיסבים אלה יכולים להחזיק כמויות גבוהות של עומסים ציריים בכיוון אחד, וכן להשתמש בכדורים נוספים במסבים עצמם. המשמעות היא שמהנדסים משתמשים בהם בזוגות לשני הכיוונים כדי לשאת משאות כבדים, במערך שיוצר אותם מיסבי כדור כפולים בשורה כפולה. מיסבים מסוג זה משתנים גם על פי החומר שלהם.

מיסבי כדור משתנים בחומר עם מיסבי כדור פלדה, קרמיקה או פלסטיק לשימושים שונים. מיסבים אלה מסוגים שונים זה מזה באיזו מהירות הם יכולים לפעול, באילו טמפרטורות הם יכולים להשיג ובתכונות אחרות הקשורות לשימוש בכדור. הבנת החיובי והשליליים של כל סוג של חומר תאפשר לך לקבל החלטה נבונה יותר אם אתה זקוק למסבי כדור.

מיסבי כדור פלדה משתמשים ברכיבים המורכבים כולה מפלדה או מסגסוגות פלדה עם עקבות של אלמנטים אחרים בהרכב. הם מועמדים אידיאליים לטיפול בעומסי משקל כבדים מאוד תוך כדי השגת מהירויות סיבוב גדולות כאשר מסתובבים.

מיסבים מסוג זה יכולים לספק לך מדידות מדויקות מאוד מכיוון שהם מיוצרים ברמות דיוק גבוהות. המאפיינים שלהם מאפשרים למסבי כדור פחמן פלדה לשימוש במנעולים, אופניים, גלגיליות, עגלות ומכונות מסוע, בין היתר.

החומר הנושא כדורי פלדה יכול, למרבה הצער, לגרום לקורוזיה בנוכחות מים או גזים המשנים את ההרכב הכימי של הפלדה עצמה. מיסבים אלה מסוגים יכולים להיות כבדים ורועשים מאוד כאשר משתמשים בהם בייצור ובסביבות אחרות.

מיסבי כדור פלדה יכולים להיות יקרים מאוד, ומהנדסים צריכים גם לשמן מתכות פלדה ללא הרף כדי לשמור עליהם לעבוד ביעילות. אם הם לא מטופחים כראוי, הם עלולים לגרום לכשל נושאת ולא יגיעו לסוף חייהם המיועדים.

היצרנים יוצרים ומוכרים מיסבי כדור פלדה בסגנונות שונים. ניתן לקנות כדורי פלדה עם כמויות גבוהות יותר של פחמן החשופים לטיפולי חום או שהוקשחו בשיטות אחרות. שינויים בתכולת הפחמן בין מיסבי כדור פלדה משפיעים על תכונותיהם. פלדות דלות פחמן נמצאות ביישומים שצריכים להיות עמידים בפני קורוזיה, אך לא בהכרח בעלי משטח מוקשה.

בעוד שניתן להשתמש בחומר פלדה דל פחמן בפירון ליניארי של מיסב כדורים, הם אינם מעולים למגע בין הכדורים עצמם. הם משמשים בדרך כלל עם פולימר למניעת נזק במקרים אלה. מיסבי כדור פלדה עם כמויות מתונות של פחמן הם חזקים, עמידים במים וקשוחים, ותכונות אלה הופכות אותם למתאימים להילוכים, צירים, חתיכים ורכיבי מכונה אחרים. פלדות בעלות פחמן גבוה הן החזקות והקשות ביותר תוך התנגדות לקורוזיה.

מיסבי כדור קרמיקה נוצרים בדרך כלל כ"היברידיות "המשתמשים בטבעת החיצונית, בטבעת הפנימית ובכלוב הבנוי מפלדה כשהכדורים עצמם עשויים קרמיקה. המאפיינים הקרמיים מאפשרים להם לפעול בסיבובים מהירים לדקה תוך שמירה על טמפרטורת הפעולה שלהם קרירים ומגבילים את כמות הרעש שהם יוצרים.

עיצובי פלדה קרמיקה היברידיים אלה נפגעים מקורוזיה, אך כדורי הקרמיקה עצמם פחותים מועדים לקורוזיה מאשר חומרי פלדה, והם עמידים וקלים יותר מכדור פלדה מיסבים.

ניתן להשתמש בסוגים אלה של מיסבי כדור ביישומים חשמליים בהם מיסבי כדור פלדה אינם יכולים משום שמסבי כדור קרמיקה אינם מוליכים, אך הם גם יקרים מאוד. מיסבי כדור קרמיקה יכולים לעמוד בטמפרטורות גבוהות, ומאפשרים להם לפעול במהירויות גבוהות יותר. המחירים לחלק ממסבי הכדור הללו עשויים להיות יקרים בדרך כלל, אך ניתן למצוא גרסאות זולות גם להם.

החומר הקרמי של מיסבי כדור אלה מעניק להם משקולות של פחות מ- 40% מאלו של מיסבי כדור פלדה. מהנדסים מייצרים אותם בדרך כלל באמצעות סיליקון ניטריד קרמי כדי לגרום לתכונות כימיות ופיזיקליות אלה להתרחש. הם משמשים מיסבים זוויתיים, מיסבי דחף, מיסבים לחסום כרית, מיסבי מחט ומסבי גלילה. חומרי קרמיקה עשויים להיות חזקים יותר מפלדה, אך הם בדרך כלל נוקשים יותר כחומר נושא כדורים.

ליטוש כדורי פלדה מקרמיקה משתמש בשדה מגנטי עם זרם פלזמה. שיטת ייצור זו מעניקה להם שיעורי סיבוב גבוהים יותר מאשר מיסבי כדור פלדה. הם מבודדים חשמל, כלומר אינם מוליכים חשמל ולכן הם אינם נכשלים אם הם זרמים מועבר דרכם, והם יכולים לתפקד בלי להיות משומנים כמו שמסבי כדור פלדה חייבים לִהיוֹת.

חידושים אחרונים ייצרו מיסבי כדור פלסטיק המשתמשים בטבעות פלסטיק ובכלוב פלסטיק, וניתן לקנות אותם בצורת כדורים עשויים פלסטיק, זכוכית או נירוסטה. חומר הכדור הנפוץ ביותר עם מיסב כדור זה הוא כדור הנירוסטה. הם האפשרות המשתלמת ביותר, אך הם גם כבדים יותר מסוגי פלסטיק או זכוכית. הם יכולים גם להיות מגנטיים בקלות, מה שעלול לשבש את התנועה והפיזיקה של החומרים הסמוכים.

מיסבי כדור פלסטיק עם כדורי זכוכית הם בחירות מצוינות כאשר אינך יכול להשתמש במתכת. יש להם עמידות כימית גבוהה ומשקלים נמוכים יותר מכפי שיש לכדורי פלדה. כדורי פלסטיק למסבי הכדור פלסטיק שוקלים עוד פחות ומציעים עמידות בפני שחיקה כאשר משתמשים בהם לאורך זמן. רוב מיסבי הכדור מפלסטיק הם משמנים בעצמם, קלים ועמידים בפני קורוזיה בזמן שהם פועלים בשקט.

מיסבים כדוריים מסוג זה אינם מצליחים לעמוד בטמפרטורות גבוהות כמו גם מיסבים אחרים ואינם יכולים להתמודד עם עומסים גבוהים כמוהם לפעמים.