การหลีกเลี่ยงเส้นทางการส่งข้อมูล
ขณะออกแบบ Carbide Base Diamond ของเรา เราได้ทำการทดลองเพื่อวัดประโยชน์ของการหลบเลี่ยงเส้นทางการส่งสัญญาณ ซึ่งเป็นแนวคิดในการปรับปรุงประสิทธิภาพของการออกแบบตัวแยกการสั่นสะเทือนที่ใช้ตลับลูกปืนกลิ้งในรางลูกปืนโค้ง
ประการแรก อธิบายการหลบเลี่ยงเส้นทางการส่งสัญญาณ เมื่อลูกปืนกลิ้งในรางลูกปืนโค้งแล้วเกิดการสั่นสะเทือน พลังงานการสั่นสะเทือนในรูปของคลื่นเสียงจะเข้าสู่ลูกปืน คลื่นเสียงจะเข้าสู่จุดบนลูกปืนที่สัมผัสกับรางลูกปืนที่สั่นสะเทือนในขณะนั้น หลังจากคลื่นเสียงเคลื่อนที่ผ่านลูกปืนแล้ว คลื่นเสียงจะไปถึงอีกด้านหนึ่ง และพลังงานส่วนใหญ่จะสะท้อนกลับไปยังจุดที่เข้ามา
ตลับลูกปืนที่หมุนในรางโค้งที่สมบูรณ์แบบตามทฤษฎีจะเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องโดยไม่มีสิ่งกีดขวางเมื่อได้รับแรงสั่นสะเทือน ดังนั้น เมื่อถึงเวลาที่คลื่นเสียงสะท้อนกลับไปยังจุดที่เข้า ตลับลูกปืนน่าจะหมุนออกจากตำแหน่งในขณะที่คลื่นเสียงเข้ามา เมื่อจุดเข้าเดิมไม่สัมผัสกับพื้นผิวรางแล้ว เส้นทางออกของคลื่นเสียงที่สะท้อนก็จะถูกตัดขาด คลื่นเสียงจะหักเหและกระจายไปภายในตลับลูกปืน และในที่สุดก็จะสลายตัวเป็นความร้อน
อย่างไรก็ตาม รางลูกปืนจะไม่สมบูรณ์แบบ ตลับลูกปืนจะรวมแรงกดไปที่จุดที่เล็กมาก แรงกดนี้จะทำให้เกิดรอยบุ๋มในรางลูกปืนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อมีการใช้แรงที่เพียงพอ เส้นผ่านศูนย์กลางของรอยบุ๋มนั้นขึ้นอยู่กับน้ำหนักบรรทุก รัศมีของตลับลูกปืน รัศมีความโค้งของรางลูกปืน และความแข็งของวัสดุรางลูกปืน [1]
ผลกระทบเชิงลบของรอยบุ๋มของรางวิ่ง
การมีรอยบุ๋มในรางลูกปืนส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการแยกการสั่นสะเทือน 2 วิธี:
- แรงยึดเกาะที่เพิ่มขึ้น หมายถึง ตลับลูกปืนจะต้องใช้แรงมากขึ้นในการเคลื่อนที่ภายในรางวิ่ง ส่งผลให้อุปกรณ์ตอบสนองต่อแรงสั่นสะเทือนที่มีแอมพลิจูดต่ำได้น้อยลง จึงลดความสามารถในการแยกแรงสั่นสะเทือน
- ตลับลูกปืนจะยังคงสัมผัสกับรอยบุ๋มอย่างต่อเนื่องตลอดช่วงที่ตลับลูกปืนเคลื่อนที่ภายในรางวิ่ง หากเวลาที่ใช้ในการสัมผัสกับรอยบุ๋มนานกว่าเวลาที่คลื่นเสียงเคลื่อนที่ผ่านตลับลูกปืนและกลับมาอีกครั้ง คลื่นเสียงที่สะท้อนกลับจะสามารถออกจากตำแหน่งสัมผัสจุดเข้าได้
ตัวอย่างการหลีกเลี่ยงเส้นทางการส่งข้อมูล
ตัวอย่าง 2 ตัวอย่างต่อไปนี้แสดงให้เห็นผลที่แตกต่างกันที่ขนาดของรอยบุ๋มของรางวิ่งอาจมีต่อการหลบเลี่ยงเส้นทางการส่งสัญญาณ
ตัวอย่างการหลีกเลี่ยงเส้นทางการส่งข้อมูล 1: รอยบุ๋มเล็กน้อย
ตัวอย่างการหลีกเลี่ยงเส้นทางการส่งข้อมูล 2: การเยื้องขนาดใหญ่
ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการหลบเลี่ยงเส้นทางการส่งข้อมูล
ด้านล่างนี้คือปัจจัย 4 ประการที่ส่งผลต่อความสามารถในการหลบหลีกเส้นทางส่งของลูกปืนที่กลิ้งอยู่ในรางโค้ง ภายใต้ปัจจัยแต่ละประการนี้ เราจะอธิบายองค์ประกอบการออกแบบที่เราใช้ในขั้นตอนการแยกตัวที่ 3 ใหม่ในฐานรอง Carbide Base Diamond ของเรา
คาบลูกตุ้ม
ตลับลูกปืนที่กลิ้งในรางโค้งจะทำหน้าที่เหมือนลูกตุ้มที่ไม่เป็นเชิงเส้น ความยาวลูกตุ้มที่เทียบเท่ากันนั้นสัมพันธ์กับความแตกต่างของรัศมีของความโค้งของรางกับรัศมีของตลับลูกปืน ยิ่งความแตกต่างมากขึ้น ความยาวของลูกตุ้มก็จะยิ่งยาวขึ้น และด้วยเหตุนี้จึงหมายถึงคาบที่ยาวขึ้นด้วย เมื่อคาบของลูกตุ้มยาวและรอยบุ๋มมีขนาดเล็ก ตลับลูกปืนจะสัมผัสกับรอยบุ๋มได้ในเวลาอันสั้น
เราออกแบบรางวิ่งลูกปืนให้มีรัศมีความโค้งที่ใหญ่เมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลางลูกปืนเพื่อให้เกิดคาบการแกว่งที่ยาวนาน ซึ่งถือเป็นวิธีที่เหมาะสมเนื่องจากช่วยลดระยะเวลาสัมพันธ์ที่คลื่นเสียงสะท้อนมีโอกาสหลุดออกจากลูกปืนผ่านจุดเข้าตามรอยบุ๋ม นอกจากนี้ยังช่วยลดความถี่ธรรมชาติของตัวแยกสัญญาณเพื่อปรับปรุงการแยกความถี่ต่ำ
ความเร็วเสียงในตลับลูกปืน
ความเร็วของเสียงในวัสดุตลับลูกปืนจะส่งผลต่อเวลาที่คลื่นเสียงเคลื่อนที่ผ่านตลับลูกปืนแล้วจึงย้อนกลับมาที่จุดเข้า วัสดุที่มีความเร็วเสียงต่ำจะเหมาะสมที่สุด เนื่องจากคลื่นเสียงจะใช้เวลาเดินทางย้อนกลับมาที่จุดเข้านานกว่า ซึ่งจะทำให้ตลับลูกปืนมีเวลาหมุนผ่านรอยบุ๋มมากขึ้นก่อนที่คลื่นเสียงจะย้อนกลับมาที่จุดเข้า
ในบรรดาเซรามิกที่ใช้สำหรับตลับลูกปืนแบบลูกกลิ้ง เซอร์โคเนียโดดเด่นด้วยความเร็วเสียงตามยาวที่ต่ำ นอกจากนี้ เซอร์โคเนียยังมีคุณสมบัติในการลดการสั่นสะเทือนได้ดีกว่าเซรามิกอื่นๆ หลายชนิด [2] ด้วยเหตุผลเหล่านี้ นอกเหนือจากความเหนียวสูงแล้ว เซอร์โคเนียแบริ่งจึงถูกนำมาใช้กับฐานรองคาร์ไบด์ของเรา
