به عنوان تجهیزات پشتیبانی اصلی برای تمرینات قدرتی و عملکردی، انتخاب مواد برای قفسه های آموزشی به طور مستقیم استحکام ساختاری، دوام، ایمنی و سناریوهای قابل اجرا تجهیزات را تعیین می کند. انتخاب مواد مناسب در محیط های آموزشی مختلف و الزامات استفاده نه تنها می تواند عملکرد تجهیزات را بهبود بخشد، بلکه به طور موثر هزینه های تعمیر و نگهداری را کنترل کرده و عمر سرویس را افزایش می دهد. بنابراین، بررسی ویژگیهای مواد قفسههای آموزشی از منظر مکانیک مهندسی و کارکردهای عملی دارای ارزش مرجع صنعتی قابل توجهی است.
مواد ساختاری اصلی تضمین اساسی ظرفیت تحمل بار قفسه تمرینی-است. در حال حاضر، قفسههای تمرینی رایج از فولاد آلیاژی-با استحکام پایین{3}} (مانند Q235B، Q355B) یا فولاد ساختاری کربنی به عنوان ماده پایه قاب استفاده میکنند. این فولادها دارای استحکام تسلیم و استحکام کششی خوبی هستند، می توانند ثبات شکل را تحت بارهای صدها کیلوگرمی یا حتی بیشتر حفظ کنند و جوش پذیری عالی دارند و ساخت قاب های پیچیده را تسهیل می کنند. برای پاورلیفتینگ حرفهای یا مکانهای تمرین با شدت بالا، برخی از قفسههای تمرینی از فولاد آلیاژی کروم-مولیبدن یا فولاد تیمار شده با حرارت{10}} استفاده میکنند. عملیات حرارتی چقرمگی و مقاومت در برابر خستگی مواد را بهبود میبخشد و باعث میشود تحت بارهای ضربهای مکرر در معرض ترک خوردن یا تغییر شکل قرار نگیرد. سطوح فولادی اغلب با پاشش الکترواستاتیک یا گالوانیزه گرم{13}}برای افزایش مقاومت در برابر زنگ زدگی و انطباق با محیط های مرطوب یا گرد و غبار درمان می شوند.
اجزاء و لوازم جانبی حامل بار ثانویه-به موادی نیاز دارند که قدرت و سهولت پردازش را متعادل کنند. به عنوان مثال، بازوهای اسکوات، میلههای ایمنی، و میلههای کششی{2} معمولاً از لولههای فولادی بدون درز یا لولههای فولادی ضد زنگ ساخته میشوند. اولی قیمت متوسطی دارد و به راحتی برش و جوش داده می شود، در حالی که دومی مزایای قابل توجهی در مقاومت در برابر خوردگی و پرداخت سطح دارد و آن را برای مکان هایی با الزامات بهداشتی و زیبایی شناسی بالا مناسب می کند. گره های اتصال و اتصال دهنده ها اغلب از پیچ و مهره های با استحکام بالا، ساخته شده از فولاد 40Cr یا 45# با پوشش داکرومت استفاده می کنند که به طور قابل توجهی مقاومت برشی و عملکرد قفل را بهبود می بخشد و از شل شدن سازه در اثر ارتعاش جلوگیری می کند.
از نظر عملکرد و جزئیات ایمنی، مواد سطوح تماس و اجزای ضد لغزش- نیز بسیار مهم هستند. میلههای ایمنی و دستگیرهها اغلب با مواد لاستیکی یا پلیاورتان با اصطکاک بالا پوشانده میشوند که باعث میشود در دست گرفتن راحت باشد و ضربههای ناشی از تماس تصادفی را از بین ببرد. استفاده از پروفیلهای آلیاژ آلومینیوم برای ریلهای لغزنده و مکانیسمهای تنظیم میتواند وزن را کاهش دهد و صافی لغزش را بهبود بخشد، اما برای جبران مقاومت سایشی ناکافی آلومینیوم، نیاز به استفاده از نوارهای پوشش مقاوم در برابر سایش یا بلبرینگهای{4}}است. برخی از قفسههای آموزشی پیشرفته، لغزندههای پلاستیکی مهندسی یا نایلونی را در نواحی تنش کلیدی تعبیه میکنند، و از خواص روانکاری خود برای کاهش اصطکاک مستقیم فلز-به-فلز استفاده میکنند و در نتیجه نویز و سرعت سایش را کاهش میدهند.
محیط های خاص نیاز به انتخاب مواد هدفمند دارند. برای مثال، مناطق تمرینی در فضای باز یا نیمه باز باید از سازه های فولادی یا فولادی در حال هوازدگی با درمان ضد خوردگی ویژه برای مقاومت در برابر باران، اشعه ماوراء بنفش و خوردگی اسپری نمک استفاده کنند. هنگام استفاده در محیطهای{3}}درجه حرارت بالا یا پایین{4}}، برای جلوگیری از شکستگی شکننده یا تغییر شکل ناشی از تغییرات دما، باید به چقرمگی-درجه حرارت پایین و عملکرد خزشی{6}}در دمای بالا توجه کرد.
انتخاب مواد برای قفسه های آموزشی اساساً یک تعادل جامع از خواص مکانیکی، سازگاری محیطی و اقتصاد است. مواد مختلف از نظر استحکام، وزن، مقاومت در برابر خوردگی، پردازش پذیری و هزینه، مزایا و معایب خاص خود را دارند. طراحان و خریداران باید یک ارزیابی سیستماتیک بر اساس سطح بار آموزشی، فرکانس استفاده، شرایط محیطی و قابلیتهای تعمیر و نگهداری انجام دهند تا اطمینان حاصل شود که ماده انتخابی با موقعیت عملکردی و سناریوی استفاده از قفسه آموزشی سازگاری بالایی دارد تا به هدف یکپارچه ایمنی، قابلیت اطمینان و دوام دست یابد.
