تعتبر التروس من المكونات الأساسية في مختلف الآلات والأنظمة الميكانيكية، حيث تتيح نقل الطاقة وخفض السرعة. وهناك نوعان شائعان من التروس المستخدمة في الصناعة هما التروس الدودية والتروس الكوكبية، ولكل منهما خصائص وتطبيقات مميزة.
في منشور المدونة هذا، سنتعمق في الاختلافات الرئيسية بين التروس الدودية والتروس الكوكبية، واستكشاف جوانب مثل تصميمها، نسبة والعتاد، الكفاءة، والحجم، والقدرة على القفل الذاتي، والسرعة، والتطبيقات النموذجية.
ما هو العتاد الدودي
A دودة العتاد هو نوع من التروس يتكون من لولب دودي يتشابك مع عجلة مسننة تُعرف باسم العجلة الدودية أو الترس الدودي. اللولب الدودي، الذي يشبه البرغي، له سن أو أكثر متصلة تسمى الخيوط التي تلتف حول محيطه في نمط حلزوني. تتشابك هذه الخيوط مع أسنان العجلة الدودية، والتي عادةً ما تكون ترسًا حلزونيًا.
تسمح الهندسة الفريدة للتروس الدودية للبرغي الدودي بدفع عجلة الدودة بفعالية، مما يؤدي إلى تقليل التروس بشكل كبير. يتم تحويل الحركة الدورانية للبرغي الدودي إلى الحركة الدورانية لعجلة الدودة بزاوية قائمة، مع وضع العمودين بزاوية 90 درجة بالنسبة لبعضهما البعض. يتيح هذا التكوين للتروس الدودية نقل الطاقة بين الأعمدة غير المتقاطعة.
تُستخدم التروس الدودية في العديد من الصناعات، بما في ذلك التصنيع ومناولة المواد وأنظمة السيارات. تُستخدم عادةً في أنظمة النقل والمصاعد ورافعات التروس الدودية وغيرها من الآلات حيث تكون هناك حاجة إلى نسب تخفيض عالية وتصميم مضغوط وقدرات قفل ذاتية.
ما هو الترس الكوكبي
A الكواكب و العتادالترس الكوكبي، المعروف أيضًا باسم الترس الدائري، هو نوع من أنظمة التروس يتكون من عدة تروس تدور حول ترس مركزي يُسمى الترس الشمسي. يتكون نظام التروس الكوكبي عادةً من ترس شمسي، وتروس كوكبية، وترس حلقي (يُسمى أيضًا حلقة)، وحامل يحمل التروس الكوكبية.
في نظام التروس الكوكبية، يقع الترس الشمسي في المركز، ويتم تثبيت التروس الكوكبية على الحامل، الذي يدور حول الترس الشمسي. تتشابك التروس الكوكبية مع كل من الترس الشمسي والترس الحلقي، وهو معدات داخلية الذي يحيط بالكوكب التروس.
يتيح ترتيب التروس في النظام الكوكبي نسب تروس متعددة وتكوينات نقل طاقة متعددة. من خلال التحكم في دوران مكونات مختلفة (الترس الشمسي، والترس الكوكبي، والترس الحلقي، أو الترس الحامل)، يمكن تحقيق نسب سرعة واتجاهات دوران مختلفة.
تُستخدم التروس الكوكبية على نطاق واسع في مجالات متنوعة، بما في ذلك نواقل الحركة في السيارات، وأنظمة الطيران، والروبوتات، والآلات الصناعية. وتُستخدم عادةً في نواقل الحركة الأوتوماتيكية، حيث تُمكّن من تغيير التروس بسلاسة وكفاءة. علب التروس الكوكبية كما يتم استخدامها أيضًا في توربينات الرياح ومعدات البناء وغيرها من التطبيقات ذات عزم الدوران العالي.
الاختلافات الرئيسية بين الترس الدودي والترس الكوكبي
على الرغم من أن كل من التروس الدودية والتروس الكوكبية تُستخدم لتقليل السرعة ونقل عزم الدوران، إلا أن لديهم العديد من الاختلافات الرئيسية من حيث التصميم والأداء والتطبيقات.
تصميم
تتكون التروس الدودية من دودة (تشبه المسمار) تتشابك مع عجلة دودية (نوع من التروس الحلزونية). عادة ما تكون الدودة مصنوعة من الفولاذ المقوى، بينما تكون العجلة الدودية مصنوعة عادة من البرونز أو النحاس. تكون محاور الدودة والعجلة الدودية متعامدة على بعضها البعض.
على النقيض من ذلك، يتألف نظام التروس الكوكبية من ترس شمسي مركزي وترس حلقي خارجي والعديد من التروس الكوكبية التي تدور حول ترس الشمس بينما تتشابك مع كل من تروس الشمس والتروس الحلقية. يتم تثبيت التروس الكوكبية على حامل يدور حول محور ترس الشمس.
نسبة التروس
توفر التروس الدودية نسب تروس عالية في مرحلة واحدة، تتراوح عادةً من 5:1 إلى 100:1. وهذا يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب خفضًا كبيرًا للسرعة. ومع ذلك، فإن نسبة التروس محدودة بعدد الأسنان الموجودة على عجلة الدودة وعدد الخيوط التي تبدأ على الدودة.
يمكن أن تحقق التروس الكوكبية نسب تخفيض عالية من خلال الجمع بين مراحل متعددة. تضاعف كل مرحلة نسبة التروس، مما ينتج عنه نسبة إجمالية هي حاصل ضرب نسب المراحل الفردية. وهذا يسمح بمجموعة واسعة من نسب التروس، من 3:1 إلى أكثر من 1000:1، اعتمادًا على عدد المراحل وعدد الأسنان في كل ترس.
الكفاءة
يؤدي التلامس الانزلاقي بين الدودة وعجلة الدودة في التروس الدودية إلى احتكاك كبير وتوليد حرارة، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءتها مقارنةً بأنواع التروس الأخرى. تتراوح كفاءة التروس الدودية عادةً بين 40% و90%، وذلك حسب عوامل مثل زاوية الرصاص، والمواد، والتزييت.
تتميز التروس الكوكبية بكفاءة أعلى بفضل التلامس المتدحرج بين أسنانها. يمكن أن تصل الكفاءة إلى 98% لكل مرحلة، مع انخفاض طفيف في الكفاءة الكلية مع زيادة عدد المراحل. استخدام التروس الحلزونية أو المحفزة كما يساهم وجود الشمس في الأنظمة الكوكبية أيضًا في زيادة كفاءتها.
المقاس
تتميز التروس الدودية بتصميم مضغوط، حيث أن محاور الدودة وعجلة الدودة متعامدة مع بعضها البعض. وهذا يسمح بمساحة أصغر مقارنة بأنواع أخرى من التروس ذات نسب التخفيض المماثلة.
تتميز التروس الكوكبية أيضًا بصغر حجمها، إذ يسمح الترتيب المركزي للتروس الشمسية والكوكبية والحلقية بحجم أصغر مقارنةً بالتروس التقليدية ذات الأعمدة المتوازية. ومع ذلك، مع زيادة عدد المراحل، قد يصبح الحجم الإجمالي لعلبة التروس الكوكبية أكبر من علبة التروس دودة مع نسبة تخفيض مكافئة.
قفل ذاتي
تتميز التروس الدودية بخاصية قفل ذاتي مدمجة عندما تكون زاوية المقدمة صغيرة (عادةً أقل من 5 درجات). هذا يعني أنه لا يمكن تحريك الترس للخلف، مما يوفر ميزة أمان في تطبيقات الرفع. كما تُغني هذه الميزة عن استخدام مكابح إضافية.
لا تتمتع التروس الكوكبية بقدرات قفل ذاتية متأصلة. إذا كان القفل الذاتي مطلوبًا، فيجب إضافة مكابح خارجية أو آلية قفل أخرى إلى النظام.
سرعة
تعتبر التروس الدودية مناسبة للتطبيقات التي تتطلب سرعات منخفضة وعزم دوران مرتفع. ويمكنها تقليل سرعات الإدخال العالية إلى سرعات إخراج منخفضة بشكل فعال في مرحلة واحدة.
يمكن للتروس الكوكبية أن تعمل بسرعات أعلى مقارنة بالتروس الدودية. وهي قادرة على التعامل مع سرعات الإدخال والإخراج العالية، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات.
ذكية ومتخصصة
تُستخدم التروس الدودية عادةً في تطبيقات مثل معدات الرفع وأنظمة النقل وآلات التعبئة والتغليف ومكونات السيارات مثل أنظمة التوجيه ومساحات الزجاج الأمامي. كما تُستخدم أيضًا في الحالات التي تتطلب القفل الذاتي أو حيث تكون هناك حاجة إلى نسب تخفيض عالية في مساحة مضغوطة.
تُستخدم التروس الكوكبية في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك نواقل الحركة في السيارات، والروبوتات الصناعية، وطواحين الهواء، والمعدات الثقيلة. وهي مفضلة عندما تكون هناك حاجة إلى كفاءة عالية وكثافة عزم دوران عالية ومجموعة واسعة من نسب التخفيض.
