تصميم الخابور

خطوات الاستخدام

الخطوة 1: إدخال عزم الدوران (T_k). يجب إدخال قيمة عزم الدوران المؤثر على العمود بوحدة **نيوتن·مليمتر (N·mm)** — وهو ما تطلبه التسمية. هذا العزم هو المسؤول عن إجهاد القص والسحق في الخابور. إذا كانت قيمتك الأصلية بوحدة N·m، اضربها في 1000 للحصول على N·mm.

الخطوة 2: إدخال قطر العمود (d_k). أدخل قطر العمود بالمليمتر (mm). نصف القطر (R = d/2) يستخدم لحساب القوة المؤثرة على الخابور من العزم. العلاقة: القوة = العزم / نصف القطر.

الخطوة 3: إدخال عرض الخابور (b_k) وطوله (L_k) بالمليمتر. عرض الخابور يؤثر على مساحة مقطع القص، بينما الطول يؤثر على كل من مساحة القص ومساحة السحق. مساحة القص = b_k * L_k، أما مساحة السحق فتعتمد على ارتفاع الخابور. هنا نفترض خابور مربع (الارتفاع = العرض) للحساب.

الأسئلة الشائعة

هناك نوعان رئيسيان: فشل القص وفشل السحق (الكبس). فشل القص يحدث عندما يتجاوز إجهاد القص في المقطع العرضي للخابور إجهاد القص المسموح، مما يؤدي إلى قطع الخابور. أما فشل السحق فيحدث عندما يتجاوز إجهاد الضغط على سطح التلامس بين الخابور والمجري الإجهاد المسموح، مما يسبب تشوهاً دائماً (indentation) في المجرى أو الخابور. بالإضافة إلى ذلك، قد يحدث فشل بسبب التعب إذا كانت الأحمال متغيرة. في التصميم، يجب التأكد من أن كلا الإجهادين أقل من القيم المسموحة مع مراعاة عامل أمان مناسب (عادة 2 إلى 4).

الأبعاد القياسية للخوابير تحددها معايير مثل ISO وDIN وANSI. على سبيل المثال، وفقًا لـ ISO/R 773، أبعاد الخوابير المستطيلة تتبع قطر العمود: للأقطار من 6 إلى 8 مم، عرض الخابور 2 مم وارتفاعه 2 مم؛ للأقطار من 8 إلى 10 مم، عرض 3 مم وارتفاع 3 مم؛ وهكذا. عادة، يكون الارتفاع مساوياً للعرض للأقطار الصغيرة (خوابير مربعة)، وبالنسبة للأقطار الأكبر، يكون الارتفاع أقل من العرض (خوابير مستطيلة). يجب الرجوع إلى الجداول القياسية لاختيار الأبعاد المناسبة. ثم يتم حساب الإجهادات والتحقق من كفاية الطول (L_k) لتوزيع الحمل.

مادة الخابور تحدد الإجهادات المسموحة. غالبًا ما تصنع الخوابير من فولاذ متوسط الكربون (مثل C45) أو فولاذ سبائكي (مثل 4140). إجهاد الخضوع للقص يتراوح عادة بين 100-200 نيوتن/مم² للفولاذ الطري، بينما إجهاد الخضوع للضغط أعلى. يجب ألا يتجاوز إجهاد القص الفعلي نصف إجهاد الخضوع للقص (عامل أمان 2). أما إجهاد السحق فيجب ألا يتجاوز إجهاد الخضوع للضغط (والذي غالباً يساوي إجهاد الخضوع في الشد). إذا كانت المادة أضعف (مثل الألومنيوم)، قد تحتاج إلى خابور أكبر. أيضًا، يجب أن تكون صلادة الخابور مناسبة لمنع التآكل.

نعم، في الخابور المستطيل (حيث الارتفاع h لا يساوي العرض b)، تختلف معادلة إجهاد السحق. إجهاد القص يبقى كما هو: τ = 2T/(d * b * L) لأن مساحة القص هي b * L. أما إجهاد السحق (الكبس) فيعتمد على مساحة التلامس الفعالة، وهي الجزء العلوي من الخابور المتصل بالمحور (عادة h/2 من الارتفاع في المجرى). لذا σ = (2T) / (d * (h/2) * L) = (4T) / (d * h * L). لاحظ أن h هو ارتفاع الخابور وليس عرضه. في الخابور المربع h = b، فتصبح المعادلة σ = 4T/(d * b * L). إذا كان h أصغر من b، سيكون إجهاد السحق أكبر. لذا من المهم إدخال الارتفاع الصحيح إذا كان متاحاً.

تصميم الخابور

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

أمثلة محلولة

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

حاسبات ذات صلة

1مثال 1: عمود يتحمل عزم 150 نيوتن متر، قطره 40 مم، خابور مربع بعرض 12 مم وطول 60 مم. احسب إجهادي القص والسحق.

2مثال 2: خابور على عمود قطره 25 مم، عزم 300 نيوتن متر، عرض الخابور 10 مم، طوله 40 مم. احسب الإجهادات.

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة