رمان بلي العجل (كراسي تحميل العجل- المتدحرجات)

Wheel Bearings / Wheel Hub Assembly

يقصد من كلمة كرسي تحميل, بأنها أسطح متلامسة بينهما حركة دورانية نسبية, ومن خلالها ينقل الحمل,  كراسي التحميل يمكن أن تنزلق أو تتدحرج أو تنزلق وتتدحرج في نفس الوقت. أنواع كراسي التحميل متنوعة بشكل كبير, ولكن يمكن تقسيمها إلى نوعين أساسيين: الكراسي المنزلقة (الجلبة) bearing sliding, plain, journal, والتي فيها تسهل عملية الحركة عن طريق غشاء رقيق من الزيت. والنوع الثاني الكراسي المتدحرجة roller bearing , والتي تسهل عملية الحركة عن طريق الدحرجة والتزييت. التزييت مطلوب في كراسي التحميل لتقليل الاحتكاك والتخلص من الحرارة.

وتستخدم كراسي التحميل المنزلقة في تحميل عمود المرفق, عمود الكامة وذراع التوصيل.... وهي تتميز بالحيز الصغير في الاتجاه القطري, وتستخدم نظام تزييت جبري. 

وتستخدم كراسي التحميل المتدحرجة في الأحمال العالية, والأماكن التي ليس بها تزييت جبري, كمحاور العجل. 

وظيفة رمان بلي العجل:

سيتم في هذا الباب الإشارة إلى كراسي التحميل بالتعبير الدارج وهو رمان البلي, وهو يقصد به كراسي تحميل ذو متدحرجات قد تكون كروية (بلي) أو اسطوانية عدل أو مسلوب.

رمان بلي العجل يسمح للعجل بالدوران بسهولة ويسر وفي نفس الوقت يقوم بحمل وزن المركبة.

ويسمى الحمل العمودي على المحور بالحمل القطري radial, ويسمى الحمل الذي في اتجاه المحور بالحمل المحوري axial load.

تتكون أنواع رمان البلي المختلفة من الأجزاء التالية: حلقة داخلية, القفص, المتدحرجات (بلي أو اسطوانة), وحلقة خارجية.

تركيبة وأنواع كراسي التحميل المتدحرجة:

كراسي التحميل تعمل لمنع الاحتكاك, تستخدم أجزاء متدحرجة داخلها لتقليل الاحتكاك. هناك أربعة أنواع من كراسي التحميل- المستخدمة للمتدحرجات: بلي (كروي), اسطوانات عدله, واسطوانات مسلوبة, أبري. كل هذه الأنواع تقوم بتحويل الاحتكاك الإنزلاقي إلى حركة تدحرجيه. ويتم نقل وزن السيارة أو الحمل على الكراسي عن طريق الأجزاء المتدحرجة. ففي رمان البلي يتم تركيز الحمل على نقطة صغيرة حيث تلامس البلية الحلقة الداخلية والخارجية.

وفي العادة يستخدم بعجل السيارات رمان بلي كروي أو اسطواني كما في شكل (1).

شكل (1): أنواع رمان البلي المستخدم في عجل السيارات:

اسطواني عدل- بلي (كروي) – أسطواني مسلوب

وعلى الرغم أن رمان البلي لا يتحمل الحمل الذي يتحمله المتدحرجات الاسطوانية التي لها مساحة تلامس كبيرة, فإنه أقل احتكاك, وفي الغالب يعمل رمان البلي عند سرعات أعلى. والمتدحرجات الإبرية هي متدحرجات اسطوانية بقطر صغير.

تحميل رمان بلي:

صمم رمان البلي لإمكانية حمل أنواع مختلفة من الأحمال. الحمل القطري radial load  وحمل الدفع الجانبي thrust load. كما في شكل (2).

شكل (2): شكل تحميل الحمل القطري وحمل الدفع الجانبي

رمان البلي على شكل بلي (كروي):

يتكون رمان البلي الكروي من حلقة خارجية وحلقة داخلية ويتواجد البلي بينهما داخل مجرى مشغلة في الحلقتين. ويتركز الحمل للرمان البلي الكروي على مساحة صغيرة جدا على البلي والحلقة, كما مبين في شكل (3). وهذا يعني قلة الاحتكاك مقارنة بالأنواع الأخرى من رمان البلي, وهذا النوع يمكن تشغيله عند سرعات عالية. ويحتاج رمان البلي إلى وجود الشحم حتى لا يحدث اتصال بين معدن البلي ومعدن الحلقة.

شكل (3): أجزاء رمان البلي الكروي

يمكن لرمان البلي الكروي تحمل الحمل القطري وكذلك حمل الدفع الجانبي, في حالة الحاجة إلى أن يتحكم رمان البلي في الدفع جانبي عالي يمكن إضافة صف أخر من البلي.

رمان البلي ذو الصف الواحد والصفين:

رمان البلي ذو الصف الواحد معرض إلى التلف في حالة وجود خلال في الاستقامة. أو في حالة أن رمان البلي معرض لدفع جانبي أكبر. ولذا يستخدم رمان البلي ذو الصفين.

رمان البلي على شكل اسطوانة عدلة (مستقيمة):

في حالة الحاجة إلى التعامل مع حمل أكبر يستخدم رمان البلي الاسطواني, حيث أن مساحة سطح التلامس تكون أكبر منها في حالة رمان البلي الكروي. هناك العديد من أشكال رمان البلي الأسطواني بعض رمان البلي له فقط أما الحلقة الداخلية أو الحلقة الخارجية. ويستخدم بدلاً من الحلقة الأخرى سطح المحور أو سطح الصرة حيث يتم تشطيب الجزء الذي يلامس الرمان بلي بنعومة عالية, ويتم تقسية السطح بعد ذلك. هذا كما في حالة المحور الخلفي للعجلات القائدة. عجل المحور الخلفي القائد يستخدم رمان بلي اسطواني عدل. هذا النوع الاسطواني العدل يتحمل حمل قطري عالي ولكن لا يتحمل حمل دفع جانبي, ولهذا يجب تثبيت المحور حتى لا ينتقل حمل الدفع الجانبي لرمان البلي.

رمان البلي على شكل أسطوانة مسلوبة:

هذا أكثر الأنواع المستخدمة في السيارات شيوعاً. ليس فقط كراسي التحميل مسلوبة بل أيضاً المتدحرجات. وبعمل التصميم بهذه الكيفية, يجعل هذه الكراسي تتحمل الحمل العمودي (فوق وتحت) والقطري (الضغط الجانبي).

هذا النوع يستخدم في العجل الأمامي لإمكانية تحمله لحمل الدفع الجانبي عند استخدام عدد 2 منهم بحيث أن اتجاه السلبية (الميل) تكون في اتجاهين مختلفين. القطر الصغير للسلبية يواجه بعضهما البعض. ويركب الرمان البلي ذو القطر الأكبر للداخل, حيث يتحمل معظم وزن السيارة. ويقوم الرمان بلي الخارجي بجعل المحور معتدل ويعمل على توفير حمل للدفع الجانبي. ويتم كبس (شحط) الحلقة الخارجية للرمان البلي في صرة العجلة عن طريق الكبس.

في بعض التطبيقات يركب عدد 2 من رمان البلي الاسطواني المسلوب في مجموعة واحدة. تستخدم في حالة أن حمل الدفع الجانبي يكون عالي, كما في حالة عجل الأمامي القائد.

معظم كراسي العجلات الغير قائدة تستخدم هذا النوع. المتدحرجات تبقى في وضعها من خلال تركبيها في قفص معدني على الكرسي الداخلي. (ويطلق عليه الحلقة الداخلية, او المخروط). والمتدحرجات يجب أن تكون حرة الحركة داخل القفص للسماح بالتمدد نتيجة الحرارة. ويسمى الكرسي الخارجي (الحلقة الخارجية, أو الوعاء). وفي المحاور الغير قائدة تركب الحلقة الخارجية في صرة العجلة كبس (شحط) وتركب الحلقة الداخلية سائبة على محور العجلة.

كراسي التحميل الداخلية والخارجية لعجل السيارات:

تستخدم في العجلات الأمامية (العجلات المنقادة) لمعظم سيارات الدفع الخلفي عدد 2 رمان بلي على المحور, رمان بلي بالداخل ورمان بلي بالخارج (رمان بلي داخلي ورمان بلي خارجي). رمان البلي الداخلي يكون في العادة أكبر, حيث أنه مصمم على حمل معظم وزن المركبة, كما في الشكل (4) الذي بين رمان البلي الداخلي والخارجي. ويوجد على المحور, حابك شحم الذي يمنع الشحم من الدخول إلى سطح الفرامل ويمنع دخول الأتربة والرطوبة من الدخول إلى رمان البلي.

شكل (4): رمان البلي الداخلي والخارجي على محور العجل

المقاس القياسي لرمان البلي:

رمان البلي يستخدم مقياس قياسي للقطر الداخلي, العرض, والقطر الخارجي. جعل مقاس رمان البلي قياسي يسهل عملية الاستبدال والتغيير. الأبعاد القياسية تتضمن قطر الجوف (القطر الداخلي), تسلسل رمان البلي (استخدام خفيف إلى استخدام شاق), والأبعاد الخارجية. عند استبدال رمان بلي العجل لاحظ الاسم التجاري لرمان البلي والرقم. كتاب الإرشادات الفنية في العادة به بيان بالرمان البلي البديل للشركات الأخرى. في العادة يكون رقم رمان البلي هو نفس الرقم لسهولة عملية الاستبدال المتفق عليها بين الشركات المختلفة لرمان البلي.

مواصفات رمان البلي تعرف بنوع رمان البلي حسب الاستخدام المطلوب, ثم أبعاد رمان البلي: القطر الداخلي (الجوف) وعليه يحدد القطر الخارجي والعرض. وكذلك نوع رمان البلي من حيث ضيق أو عريض.

رمان البلي الأمامي المحبك:

معظم سيارات الجر الأمامي تستخدم رمان بلي محبك, الذي لا يحتاج إلى ضبط. هذا النوع من رمان البلي يتضمن عدد 2 رمان بلي مسلوب سابق التحميل. أو صفين من رمان بلي كروي. هذا النوع من الرمان البلي المحبك يستخدم في العديد من العجلات المنقادة الخلفية لسيارات الدفع الأمامي. كما في الشكل (5).

شكل (5): رمان بلي يستخدم في العديد من العجل المنقاد الخلفي لسيارات الجر الأمامي

شحم رمان البلي:

تم تحديد مواصفات الشحم وأنواعه لكل تطبيق بالسيارة. وعلى الفني أن يعلم ما المقصود بتلك المواصفات. الشحم هو زيت مع إضافات مواد مليئة لجعله ملائم على البقاء في المكان المخصص له, حيث أن الزيت السائل لن يستقر. الشحوم تسمى حسب المواد المضافة للملء؛ مثل الومنيوم, باريوم, كالسيوم, لاثيوم, أو صوديوم.

وفيما يلي أرقام الشحوم كما هي موصفة من قبل معهد شحوم التزييت القومي (NLGI), الأرقام الصغيرة تدل على أن الشحم له سيولة عالية وكلما زاد الرقم يدل على قلة السيولة.

جدول رقم 1: بيان بمواصفات الشحوم

مقدار السيولة	Relative Consistency	NLGI Number
شديد السيولة	Very fluid	000
سائل	Fluid	00
شبه سائل	Semifluid	0
طري جداً	Very soft	1
طري (المستخدم في رمان بلي العجل)	Soft	2
شبه متماسك	Semi-firm	3
متماسك	Firm	4
متماسك جداً	Very firm	5
ناشف	Hard	6

ينهار العديد من رمان بلي نتيجة التشحيم الزائد عن مقدار رمان البلي المنهار نتيجة التشحيم الأقل, حيث أن الحرارة المتولدة في رمان البلي لا يمكن انتقالها بسهولة إلى الهواء نتيجة الشحم الزائد. لا يجب أن يزيد الملء بالشحم لرمان البلي عن مقدار الثلث إلى النصف من سعة التشحيم بالحجم. مادة موليبدنيوم تضاف إلى الشحم بمقدار 10% ليصبح شحم تزييت متعدد الأغراض لمعدات وأجزاء السيارات مثل وصلات الشاسية, وصلات التوجيه, والمحور الرئيسي.

الحابك seals:

يستخدم الحابك في جميع السيارات للمحافظة على الشحم, من التسرب إلى الخارج, ومنع الأتربة أو الماء والملوثات من الدخول إلى المحامل أو الزيت أو الشحم. هناك تطبقين أساسين للحابك يتضمن (الاستاتيكي) الساكن و(الديناميكي) المتحرك. الحابك الاستاتيكي (الساكن) يكون بين سطحين لا يتحركان. الحابك الديناميكي (المتحرك) يكون بين سطحين متحركين. حابك العجل من النوع الديناميكي الذي يحبك بين صرة متحركة (دوارة) وعمود ثابت أو عمود متحرك (دوار) وصرة ثابتة. معظم الحابك الديناميكي يستخدم شفة من المطاط الصناعي داخل غلاف معدني. الشفة في العادة تثبت في وضع تلامس مع العمود الدوار عن طريق نابض دائري كما مبين في الشكل6. الشفة الحابكة يجب أن تركب ناحية الشحم أو السائل المرجو المحافظة عليه كما مبين في الشكل.

شكل (6): شكل الحابك الديناميكي

أنواع رمان بلي العجل:

رمان بلي العجل أو رمان بلي المحور, تجدهم في جميع عجل السيارات. بعضهم يحتاج إلى خدمة والبعض يتم تغييره فقط في حالة التلف. ويطلق رمان بلي العجل wheel bearings لرمان بلي العجلات المنقادة الأمامية والخلفية ويحتاج إلى خدمة, شكل 7.  ورمان البلي على المحاور الحية للعجلات القائدة يطلق عليه رمان بلي المحور axle bearings ولا يحتاج إلى خدمة.

شكل (7): تركيبة رمان العجل الخلفي المنقاد

صرة العجل الأمامي:

في الغالب رمان بلي صرة العجل الأمامية للعجلات المنقادة تستخدم عدد 2 رمان بلي, كما في شكل 8. وفي العادة يمكن تفكيكهم وبذلك يمكن اعتبارهم 4 أجزاء. وهذه التركيبة تحتاج تشحيم وضبط دوري.

شكل (8): رمان بلي العجل الأمامي لسيارات الدفع الخلفي (العجل المنقاد)

رمان بلي المحور:

رمان بلي المحور الخلفي القائد:

رمان بلي المحور يكون موجود في نهاية مبيت المحور الخلفي لسيارات الدفع الخلفي. محور العجل الخلفي لسيارات الركوب من النوع الذي يطلق عليه محور شبه الطافي semi-floating axle كما يبين شكل (9). في هذا التصميم رمان البلي راكب على المحور. هذا النظام غير آمن بالنسبة للأحمال العالية. في حالة كسر المحور يحدث سقوط العجلة.

المحور الطافي Full-floating axle

يوجد في سيارات الخدمة الشاقة والشاحنات, في هذه الحالة لا يركب رمان البلي على المحور ولكن يركب على السطح الخارجي لمبيت المحور. في حالة كسر المحور تظل العجلة في مكانها. كما في شكل (9).

شكل (9): أنواع المحاور الخلفية

تركيبة رمان بلي العجلات الخلفية القائدة:

هناك نوعين شائعين الاستخدام لرمان بلي العجلات القائدة الخلفية. حيث تختلف من ناحية طريقة تثبيت المحور الخلفي في مكانه. بعض المحاور تثبت عن طريق لوح تثبيت (الطبق) الذي يثبت في الطرف الخارجي للمحور عن طريق مسامير. والنوع الثاني يثبت المحور عن طريق مثبت على شكل هلال, يركب في الطرف الداخلي للمحور, كما في شكل (10).

ذو لوح التثبيت (المثبت الطبقي)	بدون لوح تثبيت (مثبت الهلال)
شكل (10): شكل تركيبة رمان بلي المحور الخلفي القائد

رمان بلي العجلة الأمامية القائدة:

رمان بلي العجل الأمامي يكون صغير الحجم حيث أن المساحة المتاحة صغيرة. تكون في شكل زوج من البلي أو في شكل زوج من رمان بلي ذو اسطوانة مسلوبة.

معظم سيارات الجر الأمامي في الغالب تستخدم رمان بلي محبك يركب عن طريق مسامير في ركبة التوجيه المفصلية وتحمل محور الدوران. ويتضمن التصميم صرة بها مراود داخلية لنقل القدرة من عمود الإدارة إلى العجل. بعض رمان بلي العجل الأمامي القائد يتكون من قطعة واحدة بها صفين من رمان بلي ذو الاسطوانات المسلوبة. يركب كبس داخل ركبة التوجيه المفصلية, شكل (11).

رمان بلي كروي على الصرة (صفين)	رمان بلي (صفين اسطواني مسلوب) مركب كبس على العمود
شكل (11): تركيبة رمان بلي المحور الأمامي القائد

بعض سيارات الجر الأمامي تستخدم عدد 2 رمان بلي أسطواني مسلوب منفصل. مع حلقات منفصلة تركب كبس داخل ركبة التوجيه المفصلية, كما في شكل (12).

شكل (12): ركبة توجيه مفصلية  مع عدد 2 رمان بلي مسلوب منفصلين

مــلخـص

1. رمان بلي العجل يحمل وزن السيارة بالكامل, ويعمل على تقليل الاحتكاك الناتج عن التدحرج. رمان البلي ذو المتدحرجات الكروية و الاسطوانية المستقيمة لا يحتاجوا إلى ضبط, ولكن رمان البلي ذو المتدحرجات الاسطوانية المسلوبة يجب أن تضبط بالخلوص المناسب.

2. معظم سيارات الجر الأمامي تستخدم رمان بلي محبوك, مكون من رمان بلي ذو متدحرجات اسطوانية مسلوبة أو ذو متدحرجات كروية من صفين.

3. معظم رمان بلي العجل له مقاسات قياسية.

4. شحم رمان البلي هو زيت مع إضافات ملء, لجعله ملائم على البقاء في المكان المخصص له, حيث أن الزيت السائل لن يستقر. بزيادة رقم NLGI للشحم يزداد تماسك الشحم وتقل سيولته.

5. هناك عدة أنواع من رمان البلي المستخدم في عجل السيارات, وتختلف حسب محور الإدارة. مثل رمان بلي العجلات المنقادة الأمامية والخلفية. رمان بلي العجلات الأمامية القائدة, رمان بلي العجلات الخلفية القائدة.

المصطلحات في هذا الباب
رمان بلي (كروي)	ball bearing	رمان بلي محبك	sealed bearing
رمان بلي (اسطواني)	roller bearing	شحم رمان البلي	bearing grease
رمان بلي (اسطواني مسلوب)	tapered roller bearing	حابك	seal
محور طافي	Full-floating axle	محور شبه طافي	semi-floating axle
عجلات قائدة	drive wheels	عجلات منقادة	driven wheels
حمل قطري	radial load	حمل جانبي	thrust load
رمان بلي العجل	wheel bearings	رمان بلي المحور	axle bearings
ركبة توجيه مفصلية	steering knuckle	الصرة	hub

اختبار ذاتي

1. ما وظيفة رمان البلي بالسيارة؟

2. أذكر ثلاث أنواع من رمان البلي المستخدم في العجلات

3. ما المقصود بالرقم NLGI للشحم؟ وعلى ماذا يدل زيادة الرقم؟

4. ما وظيفة حابك الشحم؟

5. هل يحتاج كل رمان البلي إلى ضبط, وما هي الأنواع التي تحتاج إلى ضبط؟

6. ما المقصود برمان البلي المحبك؟

7. ما أنواع رمان البلي الشائعة الاستخدام مع العجلات الأمامية القائدة؟

8. ما أنواع رمان البلي الشائعة الاستخدام مع العجلات الأمامية المنقادة؟

9. ما أنواع رمان البلي الشائعة الاستخدام مع العجلات الخلفية القائدة؟

10. ما أنواع رمان البلي الشائعة الاستخدام مع العجلات الخلفية المنقادة؟

11- ما نوع رمان بلي العجل الذي يمكنه تحمل الحمل القطري والحمل الجانبي. ولكنه في نفس الوقت يحتاج إلى ضبط للحصول على الخلوص المناسب:

أ- رمان بلي اسطواني

ب- رمان بلي اسطواني مسلوب

جـ- رمان بلي كروي

د- رمان بلي أبري

12- معظم رمان البلي المحبك المستخدم في العجل الأمامي لسيارات الجر الأمامي يكون في الغالب من أي من الأنواع التالية:

أ- رمان بلي كروي

ب- صف واحد من رمان البلي ذو المتدحرجات الاسطوانية

جـ- صفين من رمان البلي الكروي

د- صفين من رمان البلي الأبري

13- الشحم الموصي به في الاستخدام الشائع لرمان بلي السيارات يكون رقم NLGI هو:

أ- #00

ب- #0

جـ- #1

د- #2