تعتبر التروس الحلقية من المكونات المستخدمة في صناعة الآلات، حيث تتيح نقل الطاقة والحركة بكفاءة في مجموعة واسعة من التطبيقات. وعلى الرغم من استخدامها على نطاق واسع، إلا أن العديد من المهندسين والفنيين يفتقرون إلى فهم شامل لهذه التروس متعددة الاستخدامات.
في هذه المقالة، سنتعمق في أساسيات التروس الحلقية، ونستكشف مبادئ عملها وأنواعها المختلفة وعمليات تصنيعها وتطبيقاتها المتنوعة. ومن خلال اكتساب معرفة أعمق بالتروس الحلقية، يمكن للمحترفين في صناعة الآلات تحسين تصميماتهم وتحسين أداء النظام واتخاذ قرارات مستنيرة عند اختيار هذه المكونات الأساسية وصيانتها.
ما هو Ring Gear
الترس الحلقي هو نوع من التروس ذات أسنان مقطوعة حول المحيط الداخلي أو الخارجي لجسم حلقي الشكل. يميزه شكله الحلقي عن التروس المحفزة التقليدية ذات الشكل الأسطواني. تُعد التروس الحلقية مكونات أساسية في العديد من الأنظمة الميكانيكية، بما في ذلك نواقل الحركة في السيارات. الكواكب و العتاد مجموعات التروس، والآلات الصناعية. عادةً ما تكون تروس الحلقات أكبر قطرًا مقارنةً بتروس الترس المتزاوج، مما يسمح بتقليل التروس ومضاعفة عزم الدوران.
مبدأ عمل التروس الحلقية
تعمل التروس الحلقية على مبدأ تشابك التروس، حيث تتشابك أسنان الترس الحلقي مع أسنان الترس المقترن (عادةً ترس الترس الصغير) لنقل الحركة الدورانية وعزم الدوران. عندما يدور الترس الصغير، فإنه يتشابك مع الترس الحلقي، مما يتسبب في دوران الترس الحلقي أيضًا.
يعتمد اتجاه دوران الترس الحلقي على تكوين نظام التروس. في معظم الحالات، يدور الترس الحلقي في الاتجاه المعاكس للترس الصغير. ومع ذلك، في بعض التطبيقات مثل مجموعات التروس الكوكبية، يمكن إبقاء الترس الحلقي ثابتًا بينما تدور التروس الصغيرة (التروس الكوكبية) حوله، مما يؤدي إلى سرعة واتجاه خرج مختلفين.
أنواع التروس الحلقية
تروس حلقية
تتميز تروس الحلقات المحفزة بأسنان مستقيمة موازية لمحور الدوران. وهي أبسط أنواع تروس الحلقات وتُستخدم في التطبيقات التي يتم فيها تثبيت التروس على أعمدة متوازية. تشتهر تروس الحلقات المحفزة بكفاءتها العالية وتكلفتها المنخفضة وعملية تصنيعها البسيطة. ومع ذلك، فإنها قد تولد مستويات ضوضاء أعلى مقارنة بأنواع أخرى من تروس الحلقات.
تروس حلقية حلزونية
تحتوي التروس الحلزونية على أسنان مقطوعة بزاوية على محور الدوران، لتشكل نمطًا حلزونيًا. توفر الأسنان ذات الزاوية تشغيلًا أكثر سلاسة وهدوءًا مقارنة بالتروس الحلقية المحفزة. يمكن للتروس الحلقية الحلزونية التعامل مع الأحمال والسرعات الأعلى بسبب الاشتباك التدريجي للأسنان. تُستخدم عادةً في التطبيقات حيث يكون تقليل الضوضاء ونقل الطاقة السلس من العوامل المهمة.
تروس حلقية داخلية
تروس الحلقة الداخلية، والمعروفة أيضًا باسم التروس الحلقية، لها أسنان مقطوعة على المحيط الداخلي للحلقة. يقع ترس التزاوج داخل ترس الحلقة ويتشابك مع الأسنان الداخلية. توفر تروس الحلقة الداخلية العديد من المزايا، مثل التصميم المدمج، وانخفاض رد الفعل العكسي، و... نسب التروس في مساحة أصغر. تُستخدم غالبًا في مجموعات التروس الكوكبية والتجمعات التفاضلية.
تروس حلزونية حلزونية
تتميز تروس الحلقة المخروطية الحلزونية بأسنان منحنية مقطوعة بزاوية مائلة. وهي مصممة لنقل الطاقة بين الأعمدة المتقاطعة، عادةً بزاوية 90 درجة. توفر تروس الحلقة المخروطية الحلزونية تشغيلًا سلسًا وهادئًا، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات عالية السرعة والحمل العالي. تُستخدم عادةً في الترس التفاضلي للسيارات. علب التروس الصناعية.
تصنيع التروس الحلقية
هوبينغ
إن عملية القطع بالخراطة هي عملية تصنيع تستخدم قاطعًا بالخراطة لقطع أسنان التروس في الفراغ على شكل حلقة. والخراطة هي أداة قطع ذات خيوط متعددة تدور وتتغذى على قطعة العمل، مما يؤدي إلى إنشاء شكل أسنان التروس. إن عملية القطع بالخراطة هي طريقة سريعة وفعالة لإنتاج كميات كبيرة من التروس الحلقية بدقة جيدة.
تشكيل
تتضمن عملية التشكيل استخدام آلة تشكيل تروس لقطع أسنان التروس واحدة تلو الأخرى. تعمل أداة التشكيل على التردد وقطع شكل الأسنان تدريجيًا في قطعة الترس الحلقي. تعد عملية التشكيل مناسبة لتصنيع كميات أصغر من تروس الحلقات أو للتروس ذات أشكال الأسنان المعقدة.
التطرق
الثقب هو عملية تصنيع تستخدم أداة ثقب ذات أسنان قطع متعددة لإزالة المواد من قطعة الترس بشكل تدريجي. يتم سحب أداة الثقب أو دفعها عبر الفتحة المشكلة مسبقًا في قطعة الترس الحلقي، مما يؤدي إلى إنشاء معدات داخلية الأسنان. يستخدم الثقب عادة في تصنيع التروس الحلقية الداخلية ذات الدقة العالية واللمسة النهائية للسطح.
تزوير
تتضمن عملية التشكيل تشكيل الترس الحلقي من خلال تطبيق قوة ضغط على قطعة معدنية ساخنة باستخدام قوالب. تحتوي تجاويف القالب على شكل أسنان الترس المطلوب، ويتدفق المعدن إلى التجاويف تحت ضغط مرتفع. تتمتع التروس الحلقية المزورة بقوة ومتانة ممتازتين بسبب تدفق الحبوب الذي يتبع محيط أسنان الترس.
تطبيقات التروس الحلقية
- أنظمة التروس الكوكبية:تعتبر التروس الحلقية مكونًا أساسيًا في علب التروس الكوكبيةحيث تعمل كعضو خارجي ثابت يتشابك مع تروس الكواكب. يسمح هذا الترتيب بنقل حركة مدمج وعالي العزم في تطبيقات مثل نواقل الحركة في السيارات، وتوربينات الرياح، والآلات الصناعية.
- التروس التفاضلية:في التفاضلات بالسيارات، تُستخدم التروس الحلقية لنقل الطاقة من عمود الدفع إلى أعمدة الإخراج المتصلة بالعجلات. شبكات التروس مع ترس أصغر متصل بعمود الدوران، مما يسمح بتمييز السرعة بين العجلات اليسرى واليمنى أثناء الدوران.
- تطبيقات الفضاء الجوي:في محركات الطائرات وناقلات الحركة في المروحيات، تُستخدم التروس الحلقية في سلاسل التروس الدائرية لتحقيق نسب تخفيض عالية في مساحة مضغوطة. وهي مصممة لتحمل ظروف التشغيل القاسية، بما في ذلك السرعات العالية ودرجات الحرارة والأحمال.
- معدات التعدين والبناء:يتم دمج التروس الحلقية الثقيلة في أنظمة نقل الحركة الخاصة بشاحنات التعدين والحفارات وغيرها من مركبات البناء الكبيرة. وهي تمكن من نقل عزم الدوران العالي من المحرك إلى العجلات أو المسارات، مما يسمح بالتشغيل الفعّال في البيئات الصعبة.
