يكمن الفرق الرئيسي بين علب التروس الحلزونية والمحفزة في كيفية قطع أسنان التروس وكيفية تلامسها. تتميز التروس المحفزة بأسنان مستقيمة موازية للعمود، بينما تتميز التروس الحلزونية بأسنان بزاوية مقطوعة بشكل حلزوني على طول سطح الترس. هذا الاختلاف الجوهري في التصميم يُنتج خصائص أداء مميزة تؤثر على كل شيء، من مستويات الضوضاء إلى سعة التحميل في الآلات الصناعية.
ما هو صندوق التروس الحلزوني
A علبة التروس الحلزونية يستخدم هذا النظام تروسًا ذات أسنان مقطوعة بزاوية (عادةً ما تكون 15-30 درجة) بالنسبة لمحور الترس، مما يُنشئ نمطًا حلزونيًا حوله. عندما تتشابك التروس الحلزونية، تتشابك الأسنان تدريجيًا من أحد طرفيها إلى الآخر، مما يسمح لأسنان متعددة بمشاركة الحمل في أي لحظة.
يُنتج هذا التداخل التدريجي تشغيلًا أكثر سلاسةً، لأن القوة تنتقل تدريجيًا بدلًا من أن تنتقل دفعةً واحدة. ويعني تداخل الأسنان أن سنّين أو أكثر تعملان معًا دائمًا لنقل الطاقة.
تُولّد الأسنان المائلة قوة دفع محورية تدفع الترس جانبيًا على طول عموده. يتطلب هذا محامل دفع خاصة وتصاميم غلاف أكثر متانة للتعامل مع هذه القوى الجانبية.
ما هو صندوق التروس النفاثة
يحتوي صندوق التروس الحفزي على تروس ذات أسنان مستقيمة تبرز شعاعيًا للخارج، موازية لمحور العمود. تُمثل هذه أبسط تصميم للتروس، حيث تتشابك الأسنان على كامل عرضها فورًا عند تلامسها.
عند تعشيق التروس المحفزة، تلتقي إحدى الأسنان بسنها الآخر في تلامس كامل للوجه دفعةً واحدة، مما يُؤدي إلى نقل كامل الحمل فورًا. هذا التعشيق المباشر يجعل التروس المحفزة عالية الكفاءة، ولكنه قد يُسبب حملًا صدميًا واهتزازًا.
تحمل التروس المحفزة الحمل على سن واحد في كل مرة، مما يُركز قوة الدفع بأكملها عبر نقطة تلامس واحدة. تصميمها البسيط يعني أنها تعمل فقط مع أعمدة متوازية، وتُولّد قوى شعاعية بحتة دون أي دفع جانبي.
الفرق بين علبة التروس الحلزونية وعلبة التروس المحفزة
تصميم المعدات والمشاركة
تتلامس التروس المحفزة بشكل مفاجئ مع كامل الأسنان، مما ينقل الحمل بالكامل فورًا من سن إلى آخر. وهذا ما يُطلق عليه المهندسون "تحميل السن الواحد"، حيث يتحمل سن واحد كل القوة في أي لحظة.
تتعشّق التروس الحلزونية تدريجيًا مع انزلاق أسنانها المائلة داخل الشبكة، بدءًا من أحد طرفيها وامتدادًا عبر سطح السن. تتشارك عدة أسنان الحمل في آنٍ واحد، مع نسبة تلامس نموذجية تتجاوز ٢ (أي أن أكثر من سنّين يكونان دائمًا على اتصال).
يُلغي التداخل التدريجي للتصميم الحلزوني الحمل الصدميّ الناتج عن التروس المحفزة. ومع ذلك، تُولّد الأسنان المائلة دفعًا محوريًا يتطلّب دعمًا إضافيًا للمحمل، بينما تُولّد التروس المحفزة قوى شعاعية فقط، وهي أسهل في التعامل معها.
الكفاءة التشغيلية
تحقق علب التروس المحفزة أعلى كفاءة ميكانيكية، حيث تعمل عادةً بكفاءة 98-99% لكل شبكة التروس. ويتم تحقيق ذلك من خلال التلامس المتدحرج بشكل أساسي مع الحد الأدنى من الاحتكاك وعدم فقدان الطاقة بسبب القوى المحورية.
علب التروس الحلزونية تعمل بكفاءة أقل قليلاً تتراوح بين 95% و98% بسبب انزلاق أسنانها المائلة. وتُعزى هذه النسبة من 1% إلى الطاقة اللازمة لمقاومة الدفع المحوري والتغلب على الاحتكاك الإضافي.
القدرة على التعامل مع الأحمال
تتميز علب التروس الحلزونية بتحملها للأحمال الثقيلة، لأن أسنانها المتعددة تتشارك القوة باستمرار. وبفضل نسب توزيع الحمل بين الأسنان، مثل 40:60، يتعرض كل سن على حدة لضغط أقل، مما يسمح لعلبة التروس بنقل عزم دوران أعلى بأمان.
تُركّز علب التروس المحفزة الحملَ بأكمله على سنّ واحد، مما يجعلها أكثر عرضةً لإجهاد الانحناء والتعب عند الأحمال الثقيلة. ولمواكبة عزم دوران علبة التروس الحلزونية، غالبًا ما يلزم أن يكون الترس المحفز أكبر حجمًا أو مصنوعًا من مواد أقوى وأكثر تكلفة.
مستويات الضوضاء والاهتزاز
تُصدر علب التروس النفاثة ضوضاءً واهتزازاتٍ أعلى بكثير، خاصةً عند السرعات العالية. يُحدث احتكاك الأسنان المفاجئ صدماتٍ متكررة، تتجلى في صوت أزيز أو خشخشة مميز.
تعمل علب التروس الحلزونية بهدوء أكبر بكثير - عادةً ما تكون أقل بمقدار ١٠-١٥ ديسيبل عند السرعات المتوسطة، وأكثر هدوءًا بمقدار ٢٠ ديسيبل عند السرعات العالية جدًا. ويعود هذا الانخفاض الكبير إلى التداخل التدريجي للأسنان، مما يُزيل اهتزازات الصدمات.
كما يُنتج التشابك السلس للتروس الحلزونية عزم دوران تذبذبي أقل على الأعمدة. ويؤدي هذا الانخفاض في الاهتزازات إلى تقليل الضغط على هيكل الآلة بالكامل، وتحسين الامتثال للوائح الضوضاء الصناعية.
التكلفة
تُعدّ علب التروس المحفزة أقل تكلفةً في التصنيع بفضل تصميمها البسيط ذي الأسنان المستقيمة، والذي لا يتطلب سوى تشغيل آلي ثنائي المحور. تتوفر التروس المحفزة القياسية على نطاق واسع في الأسواق بأحجام متعددة، مما يُبقي تكاليف الشراء منخفضة.
تتطلب علب التروس الحلزونية عمليات تصنيع أكثر تطورًا لقطع الأسنان بزوايا دقيقة، وغالبًا ما تتضمن حركة ثلاثية الأبعاد متزامنة لأدوات القطع. كما تحتاج إلى محامل دفع وأغطية أقوى لتحمل القوى المحورية، مما يرفع سعر الشراء الأولي وتكاليف الصيانة.
المتانة
تتميز التروس المحفزة بتآكل احتكاكي أقل بفضل دورانها المباشر عند نقطة الميل مع انزلاق ضئيل. تحت أحمال ثابتة ومتوسطة، يمكن أن تبقى أسنان التروس المحفزة سليمة لفترات خدمة طويلة جدًا.
ومع ذلك، فإن الحمل المُركّز على الأسنان المفردة يجعل التروس المحفزة أكثر عرضة للتآكل والكسر تحت الأحمال الثقيلة أو الصدمات. يتحمل كل سن يدخل في التعشيق الحمل الكامل بمفرده، مما يُسبب إجهاد تلامس عاليًا.
توزع التروس الحلزونية التآكل على عدة أسنان، مما ينتج عنه أنماط تآكل أكثر اتساقًا ومتانة فائقة تحت الأحمال الثقيلة. يقلل توزيع الحمل بين الأسنان من خطر كسرها، ويسمح لعلبة التروس بتحمل الأحمال الزائدة بشكل أفضل.
قد يُسبب مُكوّن الانزلاق في حركة التروس الحلزونية تآكلًا سطحيًا في حال فشل التزييت، مما يجعل التزييت المناسب أمرًا بالغ الأهمية. عند صيانتها جيدًا، عادةً ما تدوم علب التروس الحلزونية لفترة أطول من علب التروس المحفزة في التطبيقات المستمرة ذات دورات العمل العالية.
ذكية ومتخصصة
تعمل علب التروس المحفزة بشكل أفضل في التطبيقات ذات السرعات المنخفضة والمتوسطة حيث لا يُشكل الضوضاء مشكلة رئيسية. تُستخدم هذه العلب في محركات سيور النقل، والمضخات التروسية، ومخفضات السرعة الصناعية البسيطة، وأنظمة مناولة المواد التي تعمل بسرعات متوسطة. كما أنها شائعة الاستخدام في آليات التوقيت، وآلات الفهرسة، والأجهزة الاستهلاكية مثل الغسالات والمثاقب.
تُهيمن علب التروس الحلزونية على التطبيقات عالية السرعة والقدرة والأداء المستمر في مختلف الصناعات. تستخدم نواقل الحركة في السيارات التروس الحلزونية بشكل شبه حصري للتروس الأمامية نظرًا لهدوء تشغيلها وقدرتها العالية على عزم الدوران. تشمل التطبيقات الصناعية محركات الناقلات الكبيرة، والكسارات، والخلاطات، وآلات البثق، والآلات الثقيلة في توليد الطاقة، والنفط والغاز، والتعدين.
