محمل الكريات

تصغير|محمل الكريات ذو أربع نقاط اتصال زاوية
محمل الكريات او مدرجة كريات  هو نوع من محامل العناصر الدوارة التي تستخدم  للحفاظ على التباعد بين حلقات المحمل. الغرض الأساسي من محمل الكريات هو تقليل الاحتكاك أثناء الحركة الدورانية ودعم الأحمال الشعاعية والمحورية. يحقّق المحمل هذا الهدف من خلال وجود حلقتين على الأقل تحتويان الكريات وتنقلان الأحمال عبرها. في أغلب الاستخدامات، تكون إحدى الحلقتين ثابتة بينما ترتبط الحلقة الأخرى بالجزء الدوّار (مثل محور العجلة أو العمود). وعند دوران إحدى الحلقتين، تدور الكريات أيضاً. وبفضل حركة التدحرج للكريات، يكون معامل الاحتكاك أقل بكثير مقارنةً بما لو كان سطحان مستويان ينزلقان فوق بعضهما البعض.

تميل محامل الكريات إلى أن تكون قدرتها على التحمل أقل نسبةً إلى حجمها مقارنةً بأنواع محامل العناصر الدوارة الأخرى، ويعود ذلك إلى صغر مساحة التلامس بين الكريات والحلقات. ومع ذلك، فهي قادرة على تحمل بعض عدم المحاذاة بين الحلقات الداخلية والخارجية.

تشمل التصميمات الشائعة لمحامل الكريات المحامل ذات التماس الزاوي، والمحامل المحورية، والمحامل ذات الأخدود العميق، والأزواج السابقة التحميل. كما يمكن ترتيب الكريات داخل محامل الكريات بطرق متنوعة. وتُستخدم محامل الكريات في مجموعة واسعة من التطبيقات مثل لوحات التزلج والمضخات الطاردة المركزية.

 التطور التاريخي 
يعود مفهوم المحامل بشكل عام إلى العصور القديمة، حيث استخدم الحرفيون والمهندسون الأوائل أشكالًا بدائية من المحامل لتقليل الاحتكاك أثناء نقل الأحمال أو تدوير الأجزاء. فقد كانت المحامل الخشبية والحجرية شائعة في الحضارات القديمة مثل المصريين والرومان، حيث اعتمدوا على أسطوانات أو كرات مصنوعة من المواد المتاحة، لتسهيل حركة الأوزان الثقيلة أو المركبات البدائية.

على الرغم من تطوير المحامل منذ العصور القديمة، إلا أن أول براءة اختراع حديثة مسجلة لمحمل كريات مُنحت لـفيليب فون، وهو مخترع ومهندس حديدي ويلزي قام بابتكار أول تصميم لمحمل كريات في كارمارثين عام 1794. ويُعد تصميمه أول نموذج حديث لمحمل الكريات، حيث تتحرك الكرة ضمن مجرى على مجموعة محور الدوران.

شهد القرن التاسع عشر تطورات ملحوظة في تصاميم محمل الكريات، إذ قام جول سوريراي، وهو ميكانيكي دراجات من باريس، بتصميم أول محمل كريات شعاعي في عام 1869، ورُكب هذا المحمل على الدراجة الفائزة التي قادها جيمس مور في أول سباق دراجات على الطرق في العالم، باريس-روان، في نوفمبر 1869. وقد ساهم ذلك في إبراز أهمية المحمل الكروي في تحسين الأداء الميكانيكي وإطالة عمر الآلات.

 التصميمات الشائعة 
يوجد عدة تصميمات شائعة لمحمل الكريات، وكل تصميم يقدم تنازلات مختلفة في الأداء. يمكن صناعتها من مواد متنوعة، بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ، وفولاذ الكروم، والسيراميك (نيتريد السيليكون، Si3N4). أما محمل الكريات الهجين فهو محمل يحتوي على كريات من السيراميك وحلقات من المعدن.

 المحامل ذات التماس الزاوي 
يستخدم محمل الكريات ذو التماس الزاوي (أسطوانة تماس) حلقات  محورياً. يمر الحمل المحوري في خط مستقيم عبر المحمل، بينما يتخذ الحمل الشعاعي مساراً مائلاً يعمل على فصل الحلقات محورياً. وبالتالي، تكون زاوية التماس على الحلقة الداخلية هي نفسها على الحلقة الخارجية. تدعم المحامل ذات التماس الزاوي الأحمال المركبة بشكل أفضل (الأحمال في كلا الاتجاهين الشعاعي والمحوري)، ويجب أن تتطابق زاوية تماس المحمل مع النسب النسبية لكل حمل. كلما كانت زاوية التماس أكبر (عادةً ما تتراوح بين 10 إلى 45 درجة)، زادت قدرة المحمل على دعم الحمل المحوري، لكن تقل قدرته على دعم الحمل الشعاعي. في التطبيقات عالية السرعة، مثل التوربينات، ومحركات الطائرات النفاثة، ومعدات طب الأسنان، تغير القوى الطاردة المركزية الناتجة عن الكريات زاوية التماس عند الحلقتين الداخلية والخارجية. تستخدم مواد السيراميك مثل نيتريد السيليكون بشكل منتظم في مثل هذه التطبيقات نظراً لكثافتها المنخفضة (40% من كثافة الفولاذ). هذه المواد تقلل بشكل كبير من القوة الطاردة المركزية وتعمل بشكل جيد في البيئات ذات درجات الحرارة العالية. كما أنها تميل إلى التآكل بطريقة مماثلة لفولاذ المحامل بدلاً من التشقق أو التفتت مثل الزجاج أو الخزف. تستخدم معظم الدراجات الهوائية محامل ذات تماس زاوي في نظام التوجيه؛ لأن القوى المؤثرة على هذه المحامل تكون في الاتجاهين الشعاعي والمحوري.

 المحمل المحوري 
يُعد المحمل الكروي المحوري أحد الأنواع المتخصصة من محامل الكريات، ويتميز بتصميمه الذي يركز على دعم الأحمال المحورية (التي تكون موازية لمحور الدوران) بشكل أساسي. يتكون هذا المحمل من حلقات متجاورة توضع بينهما الكريات بشكل يسمح بانتقال الحمل المحوري مباشرة عبر المحمل. هذا التصميم يجعله مثالياً للتطبيقات التي تتطلب مقاومة عالية لقوى الدفع أو السحب على طول المحور، مثل أنظمة التوجيه أو الصمامات أو أجزاء الماكينات التي تتحمل ضغطًا طوليًا مستمرًا.يسار|تصغير|الأخاديد والكراتعلى الرغم من كفاءته العالية في تحمل الأحمال المحورية، إلا أن المحمل الكروي المحوري لا يدعم الأحمال الشعاعية بشكل فعال. فعندما يتعرض المحمل لحمل شعاعي كبير (أي حمل عمودي على محور الدوران)، يميل هذا الحمل إلى فصل الحلقات عن بعضها البعض، مما قد يؤدي إلى تلف المحمل أو تقصير عمره التشغيلي. لذلك، يُستخدم المحمل المحوري غالبًا في التطبيقات التي تكون فيها القوى الشعاعية ضئيلة أو يتم التحكم فيها بعناية، مع ضرورة اختيار نوع آخر من المحامل إذا كان هناك حمل شعاعي كبير متوقع.

 المحمل ذو الأخدود العميق 
يُعد المحمل ذو الأخدود العميق من أكثر الأنواع شيوعًا واستخدامًا ضمن فئة محامل الكريات. يتميز هذا المحمل بأن أبعاد حلقاته الداخلية والخارجية قريبة من أبعاد الكريات التي تتحرك بداخلها، ما يسمح للكريات بالدوران بحرية ضمن مسارات دقيقة ومحكمة. بفضل عمق الأخدود، تستطيع هذه المحامل تحمل أحمال أكبر بكثير من نظيراتها ذات الأخدود الضحل، وتوفر درجة عالية من الثبات والدقة أثناء التشغيل، الأمر الذي يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب سرعة دوران عالية وكفاءة ميكانيكية عالية مثل المحركات الكهربائية، والمضخات، وأجهزة التكييف، وأدوات المنزل.تصغير|التحميل المسبق لزوج من المحامل في مجموعة عجلات التزلج المضمنةتدعم المحامل ذات الأخدود العميق الأحمال الشعاعية والمحورية في آن واحد، أي أنها تتحمل الضغط الناتج عن الحمل الموجه بشكل عمودي على محور الدوران (شعاعي) وأيضًا الحمل الموجه بشكل موازٍ للمحور (محوري). إلا أن هذا النوع من المحامل، بخلاف محامل التلامس الزاوي، لا يتيح اختيار زاوية التماس لتحديد النسبة النسبية بين قدرة تحمل الأحمال الشعاعية والمحورية؛ إذ أن تصميمها يركز على التوزيع المتساوي للأحمال، ما يوفر مرونة في الاستخدام لكن قد يحد من القدرة على التخصيص حسب متطلبات الحمل. لهذا السبب، تُستخدم محامل الأخدود العميق في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية والمنزلية، حيث يجتمع الأداء الممتاز مع سهولة التركيب والصيانة.

 الأزواج سابقة التحميل 
تُطبق أنواع المحامل الأساسية المذكورة أعلاه عادةً بطريقة الأزواج سابقة التحميل، حيث تُثبت محملين منفردين بشكل صارم على طول عمود دوار ليواجه كل منهما الآخر. هذا يحسن من الانفضاض عن طريق امتصاص (تحميل مسبق) الخلوص الطفيف الضروري بين كريات المحمل وحلقاته. يوفر الاقتران أيضاً ميزة توزيع الأحمال بالتساوي، مما يضاعف تقريباً إجمالي قدرة التحميل مقارنةً بالمحمل الفردي. تستخدم المحامل ذات التماس الزاوي دائماً تقريباً في أزواج متقابلة: فالتصميم غير المتماثل لكل محمل يدعم الأحمال المحورية في اتجاه واحد فقط، لذا فإن الزوج المتقابل مطلوب إذا كان التطبيق يتطلب دعماً في كلا الاتجاهين. يجب تصميم قوة التحميل المسبق وتجميعها بعناية، لأنها تخصم من قدرة المحامل على تحمل القوة المحورية وقد تتلف المحامل إذا طُبقت بشكل مفرط. قد تقوم آلية الاقتران ببساطة بوضع المحملين في مواجهة مباشرة لبعضهما البعض، أو فصلهما باستخدام حشوة، أو جلبة، أو خاصية في العمود.

 أنواع الإنشاءات 
تصغير|طورت شركة وينغكفيست محمل كروي ذاتي المحاذاة
تصغير|محمل كروي ذاتي المحاذاة من وينغكفيست

 محمل كونراد 
يُسمى محمل الكريات ذو طراز كونراد نسبة إلى مخترعه، روبرت كونراد، الذي مُنح براءة اختراع بريطانية رقم 12,206 في عام 1903، وبراءة اختراع أمريكية رقم 822,723 في عام 1906. تُجمع هذه المحامل بوضع الحلقة الداخلية في موضع لا مركزي بالنسبة للحلقة الخارجية، مع وجود الحلقتين على تماس في نقطة واحدة، مما ينتج عنه فجوة كبيرة مقابل نقطة التماس. تُدخل الكريات عبر هذه الفجوة ثم توزع بالتساوي حول مجموعة المحمل، مما يجعل الحلقتين متحدتي المركز. يكتمل التجميع بتركيب قفص للكريات للحفاظ على مواضعها النسبية لبعضها البعض. بدون القفص، قد تنجرف الكريات في النهاية من موضعها أثناء التشغيل، مما يؤدي إلى فشل المحمل. القفص لا يحمل أي حمولة، ووظيفته الوحيدة هي الحفاظ على موضع الكريات.

يتميز محمل كونراد بقدرته على تحمل كل من الأحمال الشعاعية والمحورية، ولكنه يعاني من سلبية انخفاض قدرة التحميل بسبب العدد المحدود من الكريات التي يمكن تحميلها في مجموعة المحمل. يعد محمل كونراد ذو الأخدود العميق هو الأكثر شيوعاً في الصناعة. يُستخدم هذا المحمل في معظم الصناعات الميكانيكية.

 محمل فتحة التعبئة 
في المحمل الشعاعي ذي فتحة التعبئة، تُحزز الحلقتان الداخلية والخارجية من جهة واحدة بحيث عند محاذاة هذه الحزوز، يمكن إدخال الكريات في الفتحة الناتجة لتجميع المحمل. يتميز محمل فتحة التعبئة بإمكانية تجميع عدد أكبر من الكريات (مما يسمح حتى بتصميم كامل العدد)، مما يؤدي إلى قدرة تحميل شعاعي أعلى من محمل كونراد بنفس الأبعاد ونوع المادة. ومع ذلك، لا يستطيع محمل فتحة التعبئة حمل حمل محوري كبير، وتسبب الفتحات انقطاعاً في الحلقات يمكن أن يكون له تأثير سلبي بسيط على المتانة.

 محمل الحلقة المخففة 
يُصمم محمل الكريات ذو الحلقة المخففة بحيث تكون الحلقة الداخلية ذات قطر خارجي مخفض من جانب واحد، أو تكون الحلقة الخارجية ذات قطر داخلي متزايد من جانب واحد. هذا يسمح بتجميع عدد أكبر من الكريات داخل الحلقة الداخلية أو الخارجية، ثم تُركب بالضغط فوق التخفيف. أحياناً تُسخن الحلقة الخارجية لتسهيل التجميع. مثل تصميم فتحة التعبئة، يسمح تصميم الحلقة المخففة بوجود عدد أكبر من الكريات مقارنةً بتصميم كونراد، وصولاً إلى العدد الكامل، والعدد الإضافي من الكريات يمنح قدرة تحميل إضافية. ومع ذلك، لا يمكن لمحمل الحلقة المخففة دعم الأحمال المحورية الكبيرة إلا في اتجاه واحد ('بعيداً عن' الحلقة المخففة).

 المحمل ذو الحلقة المقطوعة 
طريقة أخرى لتركيب عدد أكبر من الكريات في محمل كروي شعاعي هي تقطيع (سَحق) إحدى الحلقات بشكل شعاعي على طولها بالكامل، ثم تحميل الكريات، وإعادة تجميع الجزء المقطوع، واستخدام زوج من الأربطة الفولاذية لتثبيت أجزاء الحلقة المقطوعة معاً في محاذاة. يسمح هذا أيضاً بوجود عدد أكبر من الكريات، بما في ذلك العدد الكامل، ولكن على عكس تصميمي فتحة التعبئة أو الحلقة المخففة، يمكنه دعم الأحمال المحورية الكبيرة في كلا الاتجاهين.

 المحمل السلكي 
تُرتَّب أربع حلقات سلكية على شكل مربع لتلامس أربع نقاط على محمل كريات. الحلقات السلكية مصنوعة من فولاذ المحامل وتُصقل لتصبح ناعمة عند نقاط تماسها مع كريات المحمل. لا يمكن للأسلاك أن تدعم أحمال المحمل مباشرة، لذا توضع في غلاف. يمكن أن يكون الغلاف مصنوعاً من مادة غير مناسبة للمحامل ولكن لديها خصائص مفيدة أخرى. على سبيل المثال، قد تكون الأسلاك في غلاف من الألومنيوم أخف وزناً من محمل مماثل مصنوع بالكامل من الفولاذ. توجد أيضاً محامل سلكية أخرى بثلاثة أسلاك، وخطية، وغيرها.

 الصفوف 
يوجد تصميمان للصف: محامل الصف الواحد ومحامل الصف المزدوج. معظم محامل الكريات من تصميم الصف الواحد، مما يعني وجود صف واحد من كريات المحمل. هذا التصميم يعمل مع الأحمال الشعاعية والدفعية. أما تصميم الصف المزدوج فيحتوي على صفين من كريات المحمل. تشمل مزايا محامل الصف المزدوج مقارنة بمحامل الصف الواحد أنها تستطيع تحمل الأحمال الشعاعية والمحورية في كلا الاتجاهين. تتميز محامل الكريات ذات التماس الزاوي مزدوجة الصفوف بتركيبها المائل، والذي يمكنه أيضاً تحمل تأثيرات الميلان. من المزايا الأخرى لمحامل الصف المزدوج صلابتها وكونها مدمجة. أما عيبها فهو حاجتها إلى محاذاة أفضل من محامل الصف الواحد.

 المحمل ذو الحافة 
تبسط المحامل التي تحتوي على حافة على الحلقة الخارجية عملية التحديد المحوري للموقع. يمكن أن يتكون غلاف مثل هذه المحامل من ثقب مستقيم بقطر موحد، ولكن يجب أن يكون وجه دخول الغلاف (الذي قد يكون إما الوجه الخارجي أو الداخلي) مشغّلاً بشكل عمودي تماماً على محور الثقب. ومع ذلك، فإن تصنيع هذه الحواف مكلف للغاية. الحل الأكثر فعالية من حيث التكلفة للحلقة الخارجية للمحمل، مع فوائد مماثلة، هو وجود أخدود حلقة تثبيت في أي من طرفي القطر الخارجي أو كليهما. تتولى حلقة التثبيت وظيفة الحافة.

 القفص 
تُستخدم الأقفاص عادةً لتأمين الكريات في محمل الكريات ذو طراز كونراد. في أنواع الإنشاءات الأخرى، قد يقلل القفص من عدد الكريات اعتماداً على شكله المحدد، وبالتالي يقلل من قدرة التحميل. بدون أقفاص، يُثبت الموضع المماسي عن طريق انزلاق سطحين محدبين على بعضهما. أما مع القفص، فيُثبت الموضع المماسي عن طريق انزلاق سطح محدب في سطح مقعر مطابق، مما يتجنب التقعرات في الكريات ويقلل الاحتكاك. اخترع جون هاريسون محامل البكرات المقفصة في منتصف القرن الثامن عشر كجزء من عمله على الكرونوغرافات.

 محامل الكريات الهجينة باستخدام كريات السيراميك 
يمكن أن تزن كريات المحامل المصنوعة من السيراميك أقل بنسبة تصل إلى 40% من نظيراتها الفولاذية، حسب الحجم والمادة. هذا يقلل من التحميل بالطرد المركزي والانزلاق، وبالتالي يمكن للمحامل السيراميكية الهجينة أن تعمل بسرعة تتراوح بين 20% و40% أسرع من المحامل التقليدية. وهذا يعني أن أخدود الحلقة الخارجية يمارس قوة داخلية أقل على الكرة أثناء دوران المحمل. هذا الانخفاض في القوة يقلل الاحتكاك ومقاومة التدحرج. تسمح الكريات الأخف للمحمل بالدوران بشكل أسرع، وتستهلك طاقة أقل للحفاظ على سرعتها. عادةً ما تكون كريات السيراميك أصلب من الحلقة. بسبب التآكل، ستشكل مع مرور الوقت أخاديد في الحلقة. هذا أفضل من تآكل الكريات، الذي سيترك عليها نقاطاً مسطحة محتملة تضر بالأداء بشكل كبير. في حين أن المحامل الهجينة السيراميكية تستخدم كريات من السيراميك بدلاً من الفولاذ، إلا أنها تُبنى بحلقتين داخلية وخارجية من الفولاذ؛ ومن هنا جاءت تسميتها "هجينة". وعلى الرغم من أن مادة السيراميك نفسها أقوى من الفولاذ، إلا أنها أيضاً أكثر صلابة، مما يؤدي إلى زيادة الإجهادات على الحلقات، وبالتالي انخفاض قدرة التحميل. كريات السيراميك هي مواد عازلة كهربائياً، مما يمكن أن يمنع حالات فشل "القوس الكهربائي" إذا مر تيار عبر المحمل. يمكن أن تكون كريات السيراميك فعالة أيضاً في البيئات التي قد لا يتوفر فيها التشحيم (مثل تطبيقات الفضاء). في بعض الحالات، يُستخدم غلاف رقيق من السيراميك فقط فوق محمل كريات معدني.

 المحامل السيراميكية بالكامل 
تستخدم هذه المحامل كلاً من كريات وحلقات من السيراميك. هذه المحامل منيعة ضد التآكل ونادراً ما تتطلب تشحيماً، إن وجد. بسبب صلابة وقساوة الكريات والحلقات، تكون هذه المحامل صاخبة عند السرعات العالية. صلابة السيراميك تجعل هذه المحامل هشة وعرضة للتشقق تحت الحمل أو الصدمة. ولأن كلا من الكرية والحلقة لهما صلابة مماثلة، يمكن أن يؤدي التآكل إلى تكسر صغير عند السرعات العالية لكليهما، مما قد يسبب شرراً.

 المحامل ذاتية المحاذاة 
تُبنى محامل الكريات ذاتية المحاذاة، مثل محمل وينجكفيست الموضح في الصورة، بحيث تكون الحلقة الداخلية ومجموعة الكريات محتواه داخل حلقة خارجية لها مجرى كروي. هذا الإنشاء يسمح للمحمل بتحمل انحراف زاوي بسيط ناتج عن انحرافات العمود أو الغلاف أو التركيب غير الصحيح. استخدام هذا المحمل بشكل رئيسي كان في ترتيبات المحامل ذات الأعمدة الطويلة جداً، مثل أعمدة النقل في مصانع النسيج. أحد عيوب محامل الكريات ذاتية المحاذاة هو محدودية قدرة التحميل، لأن مجرى السباق الخارجي لديه تلامس منخفض جداً (نصف قطره أكبر بكثير من نصف قطر الكرة). هذا أدى إلى اختراع المحمل البكرى الكروي، الذي له تصميم مشابه ولكنه يستخدم بكرات بدلاً من الكريات. محمل الدفع البكرى الكروي هو اختراع آخر مستمد من نتائج أبحاث وينجكفيست.

 ظروف التشغيل 

 العمر الافتراضي وأنماط الفشل 
يعتمد العمر الافتراضي لمحمل الكريات بشكل رئيسي على مقدار الحمولة وسرعة التشغيل. يُحسب العمر الافتراضي الصناعي بناءً على قاعدة أن العمر يتناسب عكسياً مع مكعب الحمولة. المعيار الشائع هو مليون دورة عند حمولته القصوى، أي ما يعادل تقريباً 5.5 ساعات عمل عند 3000 دورة في الدقيقة. وتظهر الإحصاءات أن 90% من المحامل تدوم على الأقل هذا العمر، بينما 50% تدوم حتى خمسة أضعاف ذلك. تستند هذه الحسابات إلى نموذج لوندبرغ وبالمرجن (1947)، الذي يفترض أن فشل المحمل يحدث بسبب كلال المعدن ويمكن وصفه إحصائياً بتوزيع وايبول. مع تطور المواد الحديثة، قد تختلف العلاقة بين الحمولة والعمر الافتراضي عن النموذج الأصلي.

تتعدد أنماط فشل المحامل حسب حالة التشغيل. في حالة عدم دوران المحمل، تتحدد الحمولة القصوى بالقوة التي تسبب تشوهاً دائماً في العناصر أو مجاري السباق، وقد يؤدي ذلك إلى تشققات أو تلف مبكر. يُطلق على هذه الحمولة اسم "الحمولة القصوى الساكنة". أما في المحامل الدوارة، فهناك "سعة الحمولة الديناميكية" التي تشير إلى الحمولة التي يتحملها المحمل لمليون دورة. كما أن القوى المتذبذبة أو العزم الجانبي قد تسبب تشوهات أو فشل إنشائي في الحلقات أو القفص، خاصة إذا لم تكن مدعومة بشكل كافٍ أو تعرضت لأحمال جانبية كبيرة.

تتحدد الحمولة القصوى للمحمل الكروي بناءً على القطر الخارجي وعرض المحمل. يجب ألا تتجاوز التشوهات الدائمة في مسار التدحرج حدوداً معينة لتحقيق أداء آمن. يمكن تجاوز هذه التصنيفات في بعض التطبيقات الخاصة، لكن ذلك قد يؤثر على عمر المحمل.

 التشحيم 
التشحيم ضروري لضمان عمل المحمل بكفاءة وبلوغ عمره الافتراضي. يعتمد اختيار المزلق (زيت أو شحم) على ظروف التشغيل ودرجة الحرارة. يجب أن يمتلك المزلق لزوجة ديناميكية مناسبة تتناسب عكسياً مع قطر المحمل وتقل مع زيادة سرعة الدوران. يؤثر تغير درجة الحرارة بشكل كبير على لزوجة الزيت؛ فارتفاع الحرارة يقلل اللزوجة. استخدام شحم له مزايا في الاحتفاظ بالمزلق داخل المحمل، لكنه يتطلب استبدالاً دورياً وتقل كفاءة التحمل عند ارتفاع الحرارة. أما التزييت بالزيت فهو يوفر قدرة تحمل أعلى للحمولة، لكنه يحتاج إلى نظام احتواء للزيت ويتطلب تغييره بشكل دوري حسب درجة حرارة التشغيل. في الظروف التي تتعرض فيها المحامل لاهتزاز، يفضل استخدام الزيوت.

 الحمولة 
تصمم معظم المحامل الكروية لدعم الأحمال الشعاعية (عمودية على المحور)، بينما يختلف تحملها للأحمال المحورية حسب نوع المحمل. فمحامل الدفع مخصصة للأحمال المحورية، أما محامل الأخدود العميق فتتحمل عادة ما يصل إلى 50% من الحمولة الشعاعية كحمولة محورية، في حين أن المحامل الصغيرة أو الخفيفة تتحمل نسبة أقل. يجب الانتباه إلى أن توزيع الأحمال غير المتوازن قد يؤدي إلى زيادة الإجهادات وفشل المحمل.

يجب تثبيت الجزء الدوار من المحمل فقط، أما الجزء غير الدوار فيمكن السماح له بالانزلاق. في حالة وجود محملين على محور واحد، يجب السماح لأحدهما بالانزلاق لاستيعاب تمدد المحور الناتج عن تغير درجة الحرارة، وذلك لتفادي تطبيق قوى محورية غير مرغوبة قد تسبب تلف المحامل. لتحقيق الأداء الأمثل، يجب أن تكون الأجزاء المتزاوجة من المحمل ذات أبعاد دقيقة ومتوافقة مع التفاوتات التي يحددها المصنع. التركيبات التي لا يُسمح لها بالانزلاق تتطلب قوة لتركيبها، ويُفضل استخدام مكبس للمحامل الصغيرة، أو الاستفادة من التمدد الحراري للمحامل الكبيرة. يجب أن تكون خطوط مراكز دوران المحامل متطابقة لتفادي القوى الالتوائية الكبيرة التي قد تؤدي إلى تدمير المحمل. المحامل ذاتية المحاذاة تقبل انحرافاً أكبر (حتى 3 درجات)، أما الأنواع الأخرى فيجب أن يكون الانحراف محدوداً جداً (2-10 دقائق قوسية).

 التطبيقات 
تصغير|محمل كروي لعجلات لوح التزلج مع قفص بلاستيكي
بشكل عام، تُستخدم محامل الكرات في معظم التطبيقات التي تحتوي على أجزاء متحركة. بعض هذه التطبيقات لها ميزات ومتطلبات محددة:

 محامل مروحة الحاسوب والأجهزة الدوارة: كانت هذه المحامل كروية للغاية وتُعتبر أفضل الأشكال الكروية المصنعة، ولكن هذا لم يعد صحيحًا لمحركات الأقراص الصلبة، ويجري استبدالها بشكل متزايد .
 : صممت شركة جان لاسال حركة ساعة تستخدم محامل كروية لتقليل سمك الحركة. باستخدام كرات بحجم 0.20 ملم، كان عيار 1200 بسُمك 1.2 ملم فقط، والذي لا يزال أرق حركة ساعة ميكانيكية.
 محامل الطيران والفضاء: تُستخدم في العديد من التطبيقات على الطائرات التجارية والخاصة والعسكرية، بما في ذلك البكرات، وعلب التروس، وأعمدة المحركات النفاثة. تشمل المواد المستخدمة: فولاذ M50 (AMS6491)، وفولاذ الكربون والكروم (AMS6444)، والمقاوم للتآكل AMS5930، والفولاذ المقاوم للصدأ 440C، ونتريد السيليكون (سيراميك)، و440C المغلف بـ كربيد التيتانيوم.
 عجلات لوح التزلج: تحتوي على محملين يخضعان لأحمال محورية وشعاعية متغيرة بمرور الوقت. الأكثر شيوعًا هو استخدام محمل 608-2Z (محمل كروي ذو أخدود عميق من السلسلة 60 بقطر تجويف 8 ملم).
 ألعاب اليويو: العديد من ألعاب اليويو، بدءًا من مستوى المبتدئين إلى المستوى الاحترافي أو التنافسي، تدمج محامل كروية.
 ألعاب فيدجت سبينر: تستخدم العديد من ألعاب الفيدجت سبينر عدة محامل كروية لإضافة الوزن، والسماح للعبة بالدوران.
 المضخات الطاردة المركزية.
 محاور قاطرات السكك الحديدية. حركة قضيب الجانب لأحدث القاطرات البخارية عالية السرعة قبل تحويل السكك الحديدية إلى محركات الديزل.

 التعيين 
يزداد حجم الكرة في محمل الكريات مع زيادة رقم السلسلة، وذلك عندما يكون القطر الداخلي أو الخارجي للمحمل ثابتًا (وليس كلاهما معًا). هذا يعني أنه في حال تصميم محملين لهما نفس القطر الداخلي أو الخارجي لكن ينتميان لسلسلتين مختلفتين، ستكون الكريات في السلسلة ذات الرقم الأكبر أكبر حجمًا من تلك الموجودة في السلسلة الأصغر. كلما زاد حجم الكرة، زادت قدرتها على توزيع الحمل على مساحة أكبر ضمن المحمل، ما يؤدي إلى تحسين قدرة المحمل على تحمل القوى المطبقة عليه ويمنحه عمرًا تشغيليًا أطول في كثير من التطبيقات.

تُعد السلسلتان 200 و300 من بين أكثر سلاسل محامل الكريات شيوعًا في الاستخدامات الصناعية والتقنية. السلسلة 200 غالبًا ما تُستخدم في التطبيقات التي تتطلب محامل ذات أبعاد صغيرة نسبيًا وقدرة على تحمل أحمال معتدلة، في حين تبرز السلسلة 300 في البيئات التي تحتاج إلى تحمل أعلى للأحمال، بفضل حجم الكريات الأكبر وتوزيعها الفعّال للأحمال. يساعد فهم العلاقة بين رقم السلسلة وحجم الكرة على اختيار المحمل الأنسب لكل تطبيق، بناءً على متطلبات الحمل، والمساحة المتاحة، وعوامل التشغيل الأخرى.

 انظر أيضا 

 محمل دحروجي

 المراجع 

تصنيف:محامل
تصنيف:اختراعات ويلزية
تصنيف:اختراعات فرنسية
تصنيف:استحداثات 1869