أساسيات علبة تروس الإعصار

إلى جانب صغر حجمها، تتميز مخفضات السرعة الحلقية بانخفاض رد الفعل العكسي ونسب نقل عالية. وبفضل صغر حجمها، تُعدّ مثالية للتطبيقات التي تُشكّل فيها المساحة مشكلة.

شكل سن الترس الحلزوني

تستخدم معظم التروس شكلاً حلزونياً لأسنانها. يتميز هذا الشكل بانحناءة واحدة، مما يعني أن أسنان الترس لا تحتاج إلى محاذاة دقيقة. يتميز هذا الشكل بنعومته وسهولة تصنيعه.
تتميز التروس الحلقية بمزيج من منحنيات إيبسيكلويد وهيبوسيكلويد، مما يجعلها أقوى من أسنان التروس الحلزونية. مع ذلك، قد تكون تكلفة تصنيعها أعلى. كما أنها تتميز بنسب تخفيض أكبر، وتنقل طاقة أكبر من التروس الحلزونية. تُستخدم التروس الحلقية في صناعة الساعات.
عند تصميم التروس، يجب مراعاة عدة عوامل، منها عدد الأسنان، وزاوية السن، ونوع التشحيم. فعدم محاذاة أسنان الترس بشكل مثالي قد يؤدي إلى أخطاء في نقل الحركة، وضوضاء، واهتزازات.
يُعتبر شكل أسنان التروس الحلزونية عادةً الأفضل، ولذلك يُستخدم في أنواع عديدة من التروس. ومن أكثر تطبيقات هذا الشكل شيوعًا تروس نقل الحركة. مع ذلك، لا يُعد هذا الشكل الأمثل لكل التطبيقات.
تتطلب التروس الحلقية عمليات تصنيع أكثر تعقيدًا من أسنان التروس الحلزونية، مما قد يؤدي إلى ارتفاع تكلفة السن. تُستخدم التروس الحلقية في التطبيقات الأقل ضوضاءً.
تنقل التروس الدائرية طاقة أكبر من التروس الحلزونية. قد يُسبب ذلك مشاكل إذا تغيرت أنصاف الأقطار بشكل مماس. مع ذلك، فإن شكلها أبسط من شكل التروس الحلزونية. تتميز التروس الحلزونية بقدرة أفضل على التعامل مع الانزياحات المركزية.
تتميز التروس الحلقية بانخفاض احتمالية حدوث أخطاء في نقل الحركة. كما أن سطحها محدب، مما يجعلها أقوى من التروس الحلزونية. وتتميز التروس الحلقية أيضاً بنسبة تخفيض أكبر من التروس الحلزونية. ولا تتداخل أسنانها مع الأسنان المقابلة لها، إلا أن عددها أقل من عدد أسنان التروس الحلزونية.

الدوران على الجانب الداخلي لدائرة الخطوة المرجعية للدبابيس

سواء صُممت علبة التروس الحلقية لتطبيقات ثابتة أو دوارة، يجب مراعاة القانون الأساسي للتروس: يجب أن تكون نسبة السرعات الزاوية ثابتة. يتطلب هذا أن يكون الدوران داخل دائرة الخطوة المرجعية للدبابيس ثابتًا. ويتحقق ذلك من خلال سلسلة من الأسنان الحلقية، التي تعمل كرافعات صغيرة لنقل الحركة.
يحتوي القرص الحلقي على N فصًا، يدور كل منها بمقدار ثلاثة فصوص حول N محور. ويُعد عدد الفصوص في القرص الحلقي عاملًا مهمًا في تحديد نسبة النقل.
يتم تشغيل قرص حلقي بواسطة عمود إدخال لا مركزي مثبت على محمل لا مركزي داخل عمود إخراج. ومع دوران عمود الإدخال، يتحرك القرص الحلقي حول دبابيس قرص الدبابيس.
يدور دبوس القيادة بزاوية 40 درجة بينما يدور القرص الحلقي على الجانب الداخلي لدائرة دبابيس التوجيه المرجعية. ومع دوران دبوس القيادة، يتباطأ دوران عمود الإخراج. وهذا يعني أن عمود الإخراج سيكمل ثلاث دورات فقط مع عمود الإدخال، بدلاً من تسع دورات.
يجب أن يكون عدد أسنان القرص الحلقي صغيرًا مقارنةً بعدد المسامير المحيطة به. كما يجب أن يُصنع القرص بنصف قطر لا مركزي، وهذا سيحدد حجم الثقب المطلوب لتركيب المسمار بين المسامير.
عند تدوير عمود الإدخال، يدور القرص الحلقي داخل دائرة الخطوة المرجعية لدبابيس البكرات، ناقلاً الحركة إلى عمود الإخراج. يدعم عمود الإخراج محملان داخل غلاف خاص به. يتميز هذا التصميم بانخفاض التآكل وصلابة الالتواء.

نسبة النقل

اختيار نسبة النقل المناسبة لعلبة التروس الحلقية ليس بالأمر السهل دائمًا. قد تحتاج إلى معرفة حجم علبة التروس قبل اتخاذ قرار مدروس. كما قد تحتاج إلى الرجوع إلى كتالوج المنتج للاسترشاد به. على سبيل المثال، تتميز علب تروس CZPT بنسب نقل فريدة.
مُخفِّض السرعة الحلقي هو جهاز صغير الحجم وعالي السرعة لنقل عزم الدوران، يعمل على عكس اتجاه الحركة الزاوية لعمود التابع. يتكون من كامة لا مركزية موضوعة داخل قرص حلقي. تتلاءم بكرات دبابيس على عمود التابع مع ثقوب مُطابقة في القرص الحلقي. أثناء هذه العملية، تنزلق الدبابيس حول الثقوب استجابةً للحركة التذبذبية. كما أن القرص الحلقي قادر على التعشيق مع الأسنان الداخلية لعلبة تروس حلقية.
يمكن استخدام مخفضات التروس الحلقية في تطبيقات متنوعة، تشمل الأتمتة الصناعية، والروبوتات، ونقل الطاقة في القوارب والرافعات. وتُعدّ هذه المخفضات مثالية للتطبيقات الشاقة ذات الأحمال الثقيلة. وتتطلب عمليات تصنيع متخصصة، وغالبًا ما تُستخدم في المعدات ذات المخرجات الدقيقة والكفاءة العالية.
يُعدّ مُخفّض السرعة ذو الحلقة الدائرية بنيةً بسيطةً نسبيًا، ولكنه يتطلب بعض الأدوات الخاصة. كما تُستخدم مُخفّضات السرعة ذات الحلقة الدائرية لنقل عزم الدوران، وهو أحد أسباب شيوع استخدامها في مجال الأتمتة. يُعدّ استخدام مُخفّض السرعة ذي الحلقة الدائرية خيارًا مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب كفاءةً عاليةً وخلوصًا منخفضًا. كما يُعدّ خيارًا مناسبًا للتطبيقات التي يُشكّل فيها الحجم عاملًا مهمًا. وتُعدّ التروس ذات الحلقة الدائرية أيضًا خيارًا جيدًا للتطبيقات التي تتطلب سرعةً عاليةً وعزم دوران عالٍ.
تُعدّ نسبة نقل الحركة في علبة التروس الحلقية من أهم وظائف علبة التروس. لذا، من الضروري معرفة حجم علبة التروس ونوع التروس التي تحتويها لاتخاذ القرار الأمثل.

تقليل الاهتزاز

نظراً للديناميكيات الفريدة لعلبة التروس الحلقية، فإن اتخاذ تدابير للحد من الاهتزازات ضروري لضمان التشغيل السلس. كما يمكن أن تساعد هذه التدابير في الكشف عن الأعطال.
علبة التروس الحلقية هي علبة تروس مزودة بمحمل لا مركزي يدور مركز التروس. وتوزع عزم الدوران على خمس بكرات خارجية في أي لحظة. يمكن استخدامها في العديد من التطبيقات، وهي تُعتبر من الأصول غير المكلفة نسبيًا. مع ذلك، فإن تعطلها قد يُسبب خسائر اقتصادية كبيرة.
تتكون علبة التروس النموذجية ذات المدخل/المخرج من صفيحة حلقية وذراعين مثبتين على عمود الإدخال. تدور الصفيحة الحلقية عند دوران عمود الإدخال. ويوجد محملان على عمود الإخراج.
تُعدّ الصفيحة الحلقية مصدرًا رئيسيًا للضوضاء لعدم توازنها. كما يُصدر الترس الحلقي ضوضاءً عند تعشيقه مع الصفيحة الحلقية، وتنتج هذه الضوضاء عن الرنين الهيكلي. وقد أُجريت العديد من الدراسات لحل هذه المشكلة.
مع ذلك، لا توجد دراسات موثقة كثيرة حول مراقبة حالة علب التروس الحلقية. في هذه المقالة، سنستعرض التقنيات الحديثة لتشخيص الاهتزازات.
تتميز علبة التروس الحلقية ذات نسبة التخفيض المنخفضة بزيادة الإجهادات المستحثة في القرص الحلقي. في هذه الحالة، يكون حجم فتحة الخرج أكبر، مما يؤدي إلى إزالة كمية أكبر من المادة من القرص الحلقي. وتؤدي هذه الزيادة في إجهادات القرص إلى زيادة سعة الاهتزاز.
يُعدّ توزيع الحمل على طول عرض الترس معيارًا تصميميًا هامًا. ويمكن استخدام أشكال مختلفة للتروس لتحسين نقل عزم الدوران. كما يمكن دراسة إجهاد التلامس للقرص الحلقي.
لتحديد سعة الضوضاء، يُضرب تردد تعشيق التروس في معدل دوران العمود. إذا كان عدد الدورات في الدقيقة مستقرًا نسبيًا، يمكن استخدام التردد كمقياس للسعة. مع ذلك، لا تكون هذه الطريقة دقيقة إلا عند اقتراب العطل.

مقارنة مع علب التروس الكوكبية

توجد عدة اختلافات بين علب التروس الحلقية وعلب التروس الكوكبية، وتتعلق هذه الاختلافات بهندسة التروس وعمليات التصنيع. ومن بينها:
– يتميز عمود الخرج في علبة التروس الحلقية بعزم دوران أكبر من عمود الدخل. وتكون سرعة دوران عمود الخرج أقل من سرعة دوران عمود الدخل.
يدور قرص التروس الحلقية بسرعة متغيرة، بينما يتميز الترس الكوكبي بسرعة ثابتة. ونتيجة لذلك، تكون دقة نقل الحركة في القرص الحلقي وحافة الإخراج أقل من دقة التروس الكوكبية.
– تتميز علبة التروس الحلقية بمساحة تعشيق أكبر من علبة التروس الكوكبية. وهذا يُعد ميزة لعلبة التروس الحلقية، حيث يمكنها تحمل أحمال أكبر.
يؤثر شكل القرص الدائري بشكل كبير على جودة التلامس بين أسطح الأسنان. يزداد عرض قطع التلامس البيضاوية بمقدار 90%، نتيجةً لإزالة التجاويف السفلية للفصوص. وبذلك، تنخفض قوة التلامس على القرص الدائري بشكل ملحوظ.
يتميز محرك الدوران الحلقي بانخفاض رد الفعل العكسي وصلابة التوائية عالية، مما يجعله أكثر استقرارًا في مواجهة أحمال الصدمات. كما يتميز بتصميم صغير الحجم، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات ذات نسب النقل العالية.
يحتوي محور الإخراج في علبة التروس الحلقية على دبابيس وبكرات متحركة. تُثبّت هذه المكونات على الترس الحلقي في علبة التروس الخارجية. كما يُدار عمود الإخراج بواسطة حامل التروس الكوكبية. يتكون محور الإخراج في النظام الحلقي من جزأين: الترس الحلقي وشفة الإخراج.
– يتم توصيل عمود الإدخال في علبة التروس الحلقية بمحرك مؤازر. عمود الإدخال عبارة عن عنصر أسطواني مثبت على حامل التروس الكوكبية.

editor by CX 2023-04-26