مفصل الكرة الديناميكي والوظيفي والمتانة

عزم تأرجح المفصل الكروي

وصلة كروية تربط العجلة بذراع التحكم. عند قيادة السيارة وتوجيهها بسرعات عالية، قد تصل القوة المؤثرة على وصلة الكرة لذراع التحكم إلى عشرة آلاف نيوتن. إذا لم تكن قوة هيكل وصلة الكرة كافية، فقد ينفصل دبوس الكرة عن هيكله، مما يؤدي إلى انفصال العجلة عن ذراع التحكم. هذا أمر خطير للغاية! لأن السيارة ستفقد السيطرة تمامًا في حال حدوث ذلك. لذلك، تُعد قوة سحب دبوس الكرة للخارج المعيار الأساسي لضمان القيادة الآمنة.
 
هناك عدة معايير مهمة لتصميم مفصل كروي، منها المواد المستخدمة في تركيب مسمار الكرة وغلافه، والتصميم الهيكلي والأبعادي، ومواد التشحيم. كما أن المادة البلاستيكية المستخدمة في المقبس الداخلي مهمة أيضًا، إذ يجب أن تكون مقاومة للتآكل لضمان متانة أطول.

عند حركة المركبة، يعمل مفصل ذراع التحكم الكروي كـ"مفصل عام". مصحوبًا بحركات التوجيه (الرفع والخفض) للعجلة، قد تكون حركات الكرة على التجويف الداخلي دورانًا، أو اهتزازًا، أو دورانًا زائدًا اهتزازًا. يتآكل التجويف البلاستيكي يومًا بعد يوم، ويزداد ارتخاء الالتصاق بين دبوس الكرة والتجويف. يؤدي ذلك في النهاية إلى تكوّن فراغ بين الكرة والتجويف. ونتيجةً لذلك، يُصدر صوت طقطقة أو فرقعة أو طقطقة عند دوران العجلة، ويتحول في النهاية إلى صوت صرير عند التوقف.
 
هذه المشكلة الناتجة عن تآكل المقبس يصعب ملاحظتها. الطريقة الأكثر أمانًا هي فحص مفصل ذراع التحكم الكروي في كل مرة تعود فيها سيارتك إلى ورشة التصليح لإجراء الصيانة الدورية.

المعيار المستخدم لقياس إحكام وصلة الكرة هو عزم دوران دبوس الكرة تجاه تجويفها الداخلي. ويحدد مصنعو السيارات دائمًا مواصفات عزم الدوران للوصلات الكروية ذات أقطار الكرة المختلفة.
 
ستكون متانة المفصل الكروي ضعيفةً إذا كانت قيمة عزم الدوران عاليةً جدًا أو منخفضةً جدًا. من الأفضل اتباع قيمة معيار المعدات الأصلية المُجمّعة بقياس عينات المعدات الأصلية.
 
يشبه تركيب مفصل ذراع التحكم الكروي تركيب مفصل الأطراف البشرية. تعمل المكونات داخل المفصل دائمًا بطريقة احتكاك انزلاقي متبادل. لذلك، يجب تشحيمه جيدًا بالشحم.
 
في حالة تلف الشحم أو فقدانه، سوف يتآكل المقبس البلاستيكي بسرعة كبيرة ويسبب مشاكل الأصوات غير الطبيعية وعدم محاذاة العجلات.