Material kolesa glede na tla, obremenitev in okolje: kaj dokazujejo viri

Začnite z najslabšim primerom obremenitve na kolesce, ne s povprečjem

Dimenzioniranje se začne s skupno obremenitvijo, deljeno s tremi, saj se na neravni tlah eno vrtljivo kolesce lahko dvigne s tal, zraven te vrednosti pa se prišteje varnostna rezerva [S1,S4,S33]. Rezerva je priporočilo, ne zvezna norma: en vir določa najmanj 20 % [S1], drug priporoča 25 % [S4]. Udarna obremenitev učinkovito obremenitev nato znova pomnoži, za udarne pogoje so navedeni dinamični faktorji 1.5x–2x [S33]. To zaporedje je pomembno, ker lahko kolo, ki na papirju ustreza, v obratovanju kljub temu preseže obremenitev. Razvrstitev materialov je med viri usklajena — jeklo in sivo železo nosita največ, nato najlon, nato PU, nato guma [S5,S11,S18,S24]. Guma je omejujoča meja: večina gumijevih koles je ocenjena med 200 in 500 lb na kolesce, nad 500 lb na kolesce pa se priporočilo prenese na PU ali trše materiale, kot sta najlon in fenolna smola [S2,S5]. PU je naveden do 2.000+ lb na kolesce [S2,S5]. Prva izločitev je torej računica, ne preferenca. Če najslabša vrednost na kolesce po rezervi in udarnem faktorju pade nad pas gumo, guma odpade, še preden se sploh pogovorimo o vrsti tal.

Izločite materiale, ki jih izločijo sama tla

Trša kolesa stisnejo kontaktni tlak na manjšo površino in prav ta tlak pušča na mehkih tleh sledi, praske ali udrtine; mehkejša kolesa enako obremenitev porazdelijo na večjo kontaktno površino [S8,S17,S18]. Delovno načelo iz virov se glasi: čim trša je površina tal, tem mehkejše naj bo vrtljivo kolesce [S17,S18,S23]. Uporabljeno na konkretnih tleh se priporočila stekajo k PU in gumi/TPR za občutljive površine. Mehko PU ali TPR/TPE je navedeno za parket, guma ali TPR za ploščice, PU za vinil, mehko PU ali neopren pa za epoksi [S17]. PU je opisano kot ne pušča sledi na betonu, epoksi, ploščicah in večini komercialnih tal, guma pa je še bolj obzirna [S2]. Najlon in jeklo sta materiala, ki ju je treba držati proč od končanih tal: najlon pušča sledi na mehkih tleh in ustreza betonu ter epoksi, jeklo ali sivo železo pa poškoduje večino tal in je namenjeno industrijskim okoljem, kjer stanje tal ni pomembno [S8,S11,S19,S26]. Praktična posledica: kolo, ki poškoduje tla, ne bi smelo sploh priti na ožji seznam, ker strošek popravila tal ni vključen v ceno kolesa. Če so tla končana in je obremenitev visoka, je navzkrižje med zaščito tal in nosilnostjo resnično, rešitev pa je ponavadi mehkejše kolo z večjim premerom, ne tršo.

Preživele materiale primerjajte po obremenitvi, obnašanju na tleh, hrupu, okolju in smeri stroškov

Ko sta uporabljeni izločitvi po obremenitvi in po tleh, se preživeli materiali primerjajo po enakih oseh. Smer stroškov je samo smer — viri materiale razvrščajo med seboj in ne objavljajo cen, zato stolpec stroškov berite kot vrstni red, ne kot proračun.

Preverite okolje, preden material zaključite

Temperatura je prva trda meja. PU je ocenjen od -40 °F do 200 °F, guma pa od -20 °F do 180 °F, zato guma izgubi približno 20 °F rezerve na zgornjem koncu [S5]. Nad temi stropi se priporočilo prenese na fenolno smolo ali jeklo, ki sta navedena za delo pri visokih temperaturah [S4,S5,S19]. Izpostavljenost kemikalijam ostro loči dva mehka materiala: PU ima visoko oceno odpornosti na olja in topila, guma pa nizko in razpada ob kemikalijah [S5]. Ta ena sama razlika pogosto odloči med njima v strojni delavnici ali umivalni coni, kjer bi argument zaščite tal sicer govoril za gumo. Mokra, korozijska in čista okolja potiskajo k nerjavečemu jeklu ali najlonu zaradi odpornosti na korozijo [S13,S19,S22]. Uporaba na prostem in na grobih površinah prinese svoje zahteve — materiale, odporne na vreme, zaščito proti rji in večji premer kolesa [S23]. Upoštevajte, da viri temperaturna območja podajajo le za PU in gumo; za najlon, jeklo ali sivo železo tu nobeno območje ni uveljavljeno, zato te meje preverite pri dobavitelju.

Tveganje odebelitve preverite glede na delovni cikel

Pravilno dimenzionirano kolo lahko vseeno odpove, če stoji pod obremenitvijo. Guma razvije odebeljena (plata) mesta pri dolgotrajni statični obremenitvi nad 50 % ocenjene nosilnosti, zaradi trajne kompresijske deformacije [S2,S5]. PU odebljenju upira pri 60 % ali več ocenjene obremenitve [S5]. Razkorak med tema dvema pragoma je razlog, da se voziček, parkiran pod obremenitvijo čez noč, na gumi obnaša drugače kot na PU, tudi kadar sta oba znotraj nosilnosti. Hitrost obrabe okrepi isto odločitev. Poročila navajajo, da PU traja 3–5x dlje kot guma [S2,S5], kar je podlaga trditvi o smeri stroškov: PU je na začetku dražji, s časom pa cenejši [S5]. Za floto, ki stoji parkirana pod obremenitvijo, je praktično preverjanje razmerje med statično obremenitvijo in ocenjeno nosilnostjo, ne samo vrhunska obremenitev. Če je to razmerje pri gumi nad polovico ocene, prejdite na PU ali načrtujte kontrolni interval, ki ujame kompresijsko deformacijo, preden postane pritožba glede kakovosti vožnje.

Prilagodite premer in ležaj dejanski površini tal

Material sam po sebi ne določa, kako težko je voziček potiskati. Enako kolesce meri na različnih tleh različen kotirljalni upor, faktorji pa so veliki: poliran beton z epoksi prevleko je osnova pri x1.0, neobdelan beton x1.2, dilatacijske razpoke x1.5–2.0, grob asfalt x1.8, industrijska preproga ali antifatig mata pa x2.5–3.5 [S3]. Mehanizem je tak, da se mehka ali neravna tla pod kontaktno površino deformirajo ali kolo prisilijo, da pleza po mikroneravnostih, pri čemer energija odide v tla namesto v vrtenje [S3]. Obremenitev se prišteje neposredno, z linearno povezavo med obremenitvijo na kolesce in kotirljalnim uporom [S9]. Vzvod je premer. Večja kolesa obremenitev porazdelijo na večjo površino in lažje prekotalijo preko ovir [S14,S24], zato dilatacijske razpoke in preprogana tla zahtevajo večji premer, ne drugega materiala [S3]. Izbira ležaja lahko velja toliko kot material kolesa. Meje obremenitve ležajev segajo od 900 lb pri Delrinu do 3.500 lb pri valjčnih ležajih, drsni ležaji pa do 1.200 lb [S7]. Material, ki opravi vse ostale preglede, je lahko vseeno napačna specifikacija, če je ležaj za obremenitev premajhen.

Preverite certifikacijo in čistljivost, preden material zaključite

• Potrdite, ali aplikacija zahteva certifikacijo NSF ali drug standard, in zahtevajte certifikat, ne kataloške trditve.
• Za predelavo živil ali medicinsko uporabo zahtevajte izdelke s certifikacijo NSF ali iz nerjavečega jekla in enostavno čistljive materiale.
• Preverite, ali kolo ne pušča sledi in je združljivo s kolesci iz nerjavečega jekla, če štejeta tako higiena kot izgled tal.
• Zahtevajte temperaturno območje, ki ga za posamezno kolo navede dobavitelj, saj so območja objavljena za PU in gumo, ne pa za najlon, jeklo ali sivo železo.
• Vprašajte, kako se kolo obnaša pri dolgotrajni statični obremenitvi, in ali ocena dobavitelja upošteva kompresijsko deformacijo.

Kjer se viri razhajajo, in kaj vprašati

Dva nesoglasja ostajata med viri. Oba se nanašata na PU in nobeno ne razrešijo dokazi v tem naboru, zato sodita v pogovor z dobaviteljem, ne v logiko izbire.

Ni potrjeno s strani virov

• Ni preglednice obremenitve glede na premer za posamezen material; nosilnost glede na premer ni uveljavljena.
• Ni kvantitativnih vrednosti sile potiska ali vlečenja glede na material, obremenitev in površino tal.
• Ni pričakovane življenjske dobe v urah ali kilometrih za noben material.
• Ni konkretnih cen, minimalnih količin naročila, stroškov orodij ali dobavnih rokov za posamezen material.
• Ni sklicev na certifikacijo FDA ali USDA; omenjena je samo NSF.
• Ni temperaturnih območij za najlon, jeklo ali sivo železo.
• Ni podatkov o kemični odpornosti na specifične kemikalije za posamezen material.
• Ni kvantitativnih vrednosti odbijanja ali hrupa (dB).
• Ni zbrane izbirne preglednice, ki bi združila vseh pet materialov na vseh vrstah tal, razponih obremenitev in okoljih.
• Varnostne rezerve 20 % in 25 % so priporočila iz virov, ne zvezne norme; obvezna panogena vrednost ni uveljavljena.

Sources

1. casterhq.com — Industry publication
2. casterhq.com — Industry publication
3. casterhq.com — Industry publication
4. techincastor.com — Manufacturer technical documentation
5. casterhq.com — Industry publication
6. casterhq.com — Industry publication
7. casterresource.com — Industry publication
8. pmc.ncbi.nlm.nih.gov — Engineering reference
9. www.carsuncastor.com — Manufacturer technical documentation
10. algood-casters.com — Manufacturer technical documentation
11. thecasterguy.com — Industry publication
12. bullcaster.com — Manufacturer technical documentation
13. techincastor.com — Manufacturer technical documentation
14. bullcaster.com — Manufacturer technical documentation
15. www.hangchengparts.com — Unclassified source
16. consolidatedcaster.com — Manufacturer technical documentation
17. chuancaster.com — Unclassified source
18. casterfty.com — Industry peer technical page
19. bullcaster.com — Manufacturer technical documentation
20. www.grainger.com — Industry publication
21. algood-casters.com — Manufacturer technical documentation
22. community.szsunqit.com — Unclassified source