تُعَد علب التروس ومخفضات السرعة من المكونات الأساسية في أنظمة نقل الطاقة عبر مختلف الصناعات. ورغم استخدام هذه المصطلحات بشكل متبادل في كثير من الأحيان، إلا أنها في الواقع تشير إلى أجهزة مميزة تختلف اختلافًا جوهريًا في التصميم والوظيفة ونطاق التطبيق.
في هذا المنشور، سنوضح المصطلحات والوظائف الأساسية وأنواع علب التروس ومخفضات السرعة. وسنتعمق أيضًا في الاختلافات الرئيسية بينهما في التصميم والكفاءة ونسب السرعة واعتبارات التكلفة لمساعدتك على اتخاذ قرارات مستنيرة لاحتياجات تطبيقك المحددة.
ما هو مخفض السرعة
A مخفض السرعةمخفض السرعة، المعروف أيضًا باسم مخفض التروس، هو جهاز ميكانيكي يُخفِّض سرعة المحرك أو الآلة مع زيادة عزم الدوران الناتج. يتكون مخفض السرعة من مجموعة تروس بأقطار وأعداد أسنان مختلفة، مما يسمح لها بتقليل سرعة الدوران من عمود الإدخال إلى عمود الإخراج.
أنواع مخفضات السرعة
مخفضات تروس دودة
دودة العتاد تستخدم المخفضات دودة (ترس يشبه المسمار) تتشابك مع عجلة دودية. وهي توفر نسب تخفيض عالية وتصميمات مدمجة وتشغيل هادئ. ومع ذلك، فإن كفاءتها أقل مقارنة بالأنواع الأخرى بسبب الاحتكاك الانزلاقي بين التروس.
مخفضات التروس الكوكبية
الكواكب و العتاد تتميز المخفضات الكوكبية بترس شمسي مركزي، وتروس كوكبية متعددة، وترس حلقي خارجي. توفر كثافة عزم دوران عالية، ونسب تخفيض عالية، وتوزيعًا ممتازًا للأحمال. تُستخدم المخفضات الكوكبية عادةً في التطبيقات التي تتطلب دقة عالية وحجمًا صغيرًا.
المخفضات الدائرية
تستخدم المخفضات الدائرية قرصًا دائريًا يدور ويتفاعل مع دبابيس ثابتة، مما يؤدي إلى دوران بطيء للإخراج. وهي توفر نسب تخفيض عالية، وارتدادًا عكسيًا صفريًا، ومقاومة للحمل الصدم. تعد المخفضات الدائرية مثالية للتطبيقات الشاقة وعالية الدقة.
مخفضات التروس النحيفة
تستخدم مخفضات التروس المحفزة تروسًا أسطوانية ذات أسنان مستقيمة لنقل الطاقة بين أعمدة متوازية. وهي بسيطة وفعالة من حيث التكلفة ومناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات. يمكن لمخفضات التروس المحفزة التعامل مع سرعات وأحمال معتدلة.
مخفضات التروس المخروطية
تتميز مخفضات التروس المخروطية بتروس مخروطية الشكل تسمح بنقل الطاقة بين الأعمدة المتقاطعة، عادةً بزوايا 90 درجة. وهي مدمجة وفعالة، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات ذات المساحة المحدودة ومتطلبات كثافة الطاقة العالية.
ما هو صندوق التروس
علبة التروس هي وحدة ميكانيكية تتكون من سلسلة من التروس والأعمدة لتوفير تحويلات السرعة وعزم الدوران من مصدر طاقة دوار، مثل المحرك أو الموتور، إلى جهاز آخر أو عمود خرج. تُستخدم علب التروس لتعديل سرعة وعزم الدوران واتجاه مصدر الطاقة لتلبية متطلبات تطبيق معين.
أنواع علب التروس
علب التروس القياسية
علب التروس القياسية عبارة عن وحدات مصممة مسبقًا وجاهزة للاستخدام في السوق وتوفر نسب سرعة ثابتة ومصممة للتطبيقات العامة. وهي تأتي بأحجام وتكوينات وخيارات تركيب مختلفة لتناسب المتطلبات المختلفة.
علب التروس ذات السرعة المتغيرة
تتيح علب التروس ذات السرعة المتغيرة ضبط سرعة الإخراج من خلال استخدام بكرات ذات سرعة متغيرة أو محركات هيدروليكية أو أدوات تحكم إلكترونية. وهي توفر المرونة في التحكم في السرعة وهي مناسبة للتطبيقات التي تتطلب سرعات متفاوتة أثناء التشغيل.
محركات التروس المتكاملة
تجمع محركات التروس المتكاملة بين محرك كهربائي وعلبة تروس في وحدة واحدة مدمجة. وهي توفر توفيرًا للمساحة، وتركيبًا مبسطًا، وكفاءة محسنة من خلال التخلص من الحاجة إلى وصلات ومحاذاة بين المحرك وعلبة التروس.
الفروق الرئيسية بين علب التروس ومخفضات السرعة
المصطلحات (التسلسل الهرمي)
مخفض السرعة هو نوع محدد من علب التروس مصمم لتقليل سرعة عمود الإدخال مع زيادة عزم الدوران الناتج. جميع مخفضات السرعة عبارة عن علب تروس، ولكن ليست كل علب التروس مخفضات سرعة.
الوظيفة الأساسية
الوظيفة الأساسية لعلبة التروس هي تغيير السرعة أو عزم الدوران أو اتجاه الطاقة الدورانية من عمود الإدخال إلى عمود الإخراج. يمكن أن يتضمن هذا التغيير زيادة أو تقليل السرعة وعزم الدوران.
على النقيض من ذلك، فإن الغرض الرئيسي من مخفض السرعة هو تقليل سرعة عمود الإدخال مع زيادة عزم الدوران الناتج بشكل متناسب. تُستخدم مخفضات السرعة عندما تكون هناك حاجة إلى سرعة خرج أقل وعزم دوران أعلى.
نطاق التطبيق
تتمتع علب التروس بنطاق تطبيق أوسع مقارنة بمخفضات السرعة. فهي تستخدم في العديد من الصناعات والتطبيقات، مثل نواقل الحركة في السيارات، وطواحين الهواء، والناقلات، وأدوات الآلات.
تعتبر مخفضات السرعة، باعتبارها مجموعة فرعية من علب التروس، أكثر شيوعًا في التطبيقات التي تتطلب على وجه التحديد تقليل السرعة ومضاعفة عزم الدوران، مثل الآلات الصناعية والروبوتات ومعدات مناولة المواد.
ترتيب العتاد والمراحل
يمكن أن تحتوي علب التروس على ترتيبات تروس مختلفة ومراحل متعددة، اعتمادًا على نسب السرعة وعزم الدوران المطلوبة. وقد تتضمن تروسًا حلزونية أو تروسًا مخروطية أو تروسًا كوكبية في تكوينات مختلفة.
تتميز مخفضات السرعة عادةً بترتيب تروس أكثر تحديدًا، وغالبًا ما تستخدم تروس دودية أو تروس كوكبية أو تروس دائرية لتحقيق نسب تخفيض عالية في حزمة مدمجة. وعادةً ما تحتوي على مراحل أقل مقارنة بعلب التروس العامة.
الكفاءة وفقدان الطاقة
تتمتع علب التروس عمومًا بكفاءة أعلى مقارنةً بمخفضات السرعة بسبب نوع التروس المستخدمة. التروس الحلزونية والمستدقة تُستخدم في علب التروس ويمكن أن تصل كفاءتها إلى 98%.
تتمتع مخفضات السرعة، وخاصة مخفضات التروس الدودية، بكفاءة أقل بسبب الاحتكاك الانزلاقي بين الدودة والترس الدودي. تتراوح الكفاءة النموذجية لمخفضات التروس الدودية من 50% إلى 90%، اعتمادًا على نسبة التخفيض والتصميم.
نطاق نسبة السرعة
توفر علب التروس مجموعة واسعة من نسب السرعة، عادةً من 1:1 إلى 6:1 للتصميمات ذات المرحلة الواحدة وحتى 60:1 للتصميمات متعددة المراحل.
توفر مخفضات السرعة نسب تخفيض أعلى بكثير، تتراوح من 5:1 إلى 300:1 لمخفضات التروس الدودية أحادية المرحلة وما يصل إلى 30,000:1 لمخفضات الكواكب أو الدائرية متعددة المراحل.
التكلفة
بشكل عام، تكون علب التروس أقل تكلفة من مخفضات السرعة بسبب تصميماتها الأكثر بساطة وأنواع التروس الأكثر شيوعًا.
يمكن أن تكون مخفضات السرعة، وخاصة الأنواع الكوكبية أو الدائرية عالية الدقة، أكثر تكلفة بشكل كبير بسبب تصميماتها المعقدة، وتفاوتاتها الأكثر إحكامًا، ومكوناتها المتخصصة.
