ما هو رد فعل التروس الحلزونية؟
ردود فعل عنيفة في تروس حلزونية يمثل الخلوص الكلي المسافة بين جانبي أسنان الترس غير المحركة عندما تتلامس جوانب أسنان الترس المحركة عند المسافة المركزية المصممة. بتعبير أدق: عندما يكون أحد تروس الزوج المتشابك ثابتًا، فإن الخلوص هو النطاق الزاوي الذي يمكن أن يدور فيه الترس الآخر دون أن تتلامس جوانب أسنانه من أي جانب. وهو الخلوص المصمم خصيصًا في نظام التعشيق للسماح بالتمدد الحراري، وتفاوتات التصنيع، ومساحة طبقة الزيت، وأخطاء التجميع، ولمنع تداخل الأسنان عند انعكاس اتجاه الدوران أو عند تمدد المسافة المركزية قليلاً بفعل التمدد الحراري للغلاف.
يُقاس الخلوص عند دائرة الخطوة كإزاحة خطية j_t (خلوص المستوى العرضي، بالمليمتر) أو كخلوص زاوي j_α عند عمود الترس (بالدقائق القوسية أو الميلي راديان). ويرتبط هذان القياسان بالعلاقة التالية: j_α = 2 × j_t / d₁، حيث d₁ هو قطر دائرة الخطوة. ولأغراض الشراء والفحص، يُحدد الخلوص عادةً إما كـ j_t أو كانحراف سُمك السن عن القيمة الاسمية.
لماذا توجد ردود الفعل العكسية؟ - الأسباب الهندسية الأربعة
مع ارتفاع درجة حرارة علبة التروس من درجة حرارة التشغيل الباردة إلى درجة حرارة التشغيل العادية، تزداد المسافة بين مركزي التروس بمعدل يتحدد بمعامل التمدد الحراري لمادة الغلاف (الحديد الزهر: 11 ميكرومتر/متر·درجة مئوية، الألومنيوم: 23 ميكرومتر/متر·درجة مئوية). بالنسبة لغلاف من الحديد الزهر بمسافة مركزية 200 مم وارتفاع في درجة الحرارة 50 درجة مئوية: ΔC = 11 × 10⁻⁶ × 200 × 50 = 0.11 مم. في غياب الخلوص، سيؤدي هذا التمدد الحراري إلى تداخل جوانب الأسنان وتسبب انحشارها.
لا يتم تصنيع أي ترس أو غلاف بأبعاده الاسمية الدقيقة. يوجد هامش سماحية في المسافة بين المركزين، وكذلك في سمك السن وقطر خطوة الترس. يُراعي الخلوص أسوأ حالة ممكنة لهذه التفاوتات دون التسبب في تداخل الأسنان - حيث صُمم الحد الأدنى للخلوص ليتجاوز مجموع التفاوتات في أسوأ الحالات.
يجب أن يكون هناك خلوص كافٍ في طبقة زيت EHL بين جوانب الأسنان غير المحركة (الجانب غير المتشابك من التعشيق) لمنع تسرب الزيت تحت ضغط الجانب الخامل. في السرعات العالية تروس حلزونية في المحركات، يمكن أن يؤدي عدم كفاية رد الفعل العكسي على الجانب المرتخي إلى حدوث تذبذبات في ضغط طبقة الزيت مما يساهم في الضوضاء.
يجب أن تتمكن جزيئات التآكل الصغيرة وجزيئات التلوث الموجودة في زيت التروس من المرور عبر منطقة التلامس الجانبية دون أن تتعطل. وتكون التروس ذات الخلوص الخلفي الضيق للغاية عرضة للانحشار الناتج عن الجزيئات، والذي يُحدث أحمال صدمية عند طرد الجزيء - وهذا هو سبب أهمية الخلوص الخلفي الضيق. تروس حلزونية تتطلب التطبيقات أيضًا ترشيحًا دقيقًا جدًا للزيت.
كيفية التحكم في رد الفعل العكسي - سمك الأسنان والمسافة بين مركزيها
ردود فعل عنيفة في تروس حلزونية يتحدد الزوج بمتغيرين مستقلين: سُمك سن كل ترس (مقاسًا في المستوى العمودي كسُمك وتري عمودي s_n)، والمسافة المركزية الفعلية التي يتم عندها تجميع الزوج. العلاقة بين هذين المتغيرين والارتداد الناتج هي:
j_n = (s_n_nominal − s_n_actual_pinion − s_n_actual_gear) × cos α_n
عمليًا، يتم التحكم في رد الفعل العكسي بشكل أساسي عن طريق تحديد سمك السن انحراف من القيمة الاسمية - مما يجعل أسنان التروس أرق قليلاً من السماكة الاسمية المثالية للسن الحلزوني. يوفر معيار DIN 3967 نظامًا موحدًا لفئات التفاوت المسموح بها في سماكة الأسنان، والتي تحدد مدى التفاوت المسموح به في سماكة السن الفعلية مقارنةً بالقيمة الاسمية.
نظام التفاوت في سمك الأسنان DIN 3967
تحدد المواصفة القياسية DIN 3967 سمة التفاوت المسموح بها في سمك السن لـ تروس حلزونية يُعتبر سمك السنّ انحرافين عن سمكه الاسمي: الانحراف العلوي A_s (مقدار النقص في سمك السنّ الأقصى المسموح به عن السمك الاسمي) والانحراف السفلي A_i (مقدار النقص في سمك السنّ الأدنى المسموح به). كلا الانحرافين A_s و A_i سالبان (يكون سمك السنّ الفعلي دائمًا أقل من السمك الاسمي لضمان الخلوص). يُحسب سمك السنّ المسموح به T_s = A_s − A_i.
| DIN 3967 الفئة | وصف | النطاق النموذجي لـ j_n (عند Mn=5، α_n=20°) | طلب |
|---|---|---|---|
| د (كبير جدًا) | مساحة كبيرة جدًا للارتداد | 0.30–0.60 مم | محركات صناعية ثقيلة وبطيئة؛ تذبذب حراري كبير؛ سهولة التجميع |
| هـ (كبير) | ردة فعل عنيفة كبيرة | 0.20–0.40 مم | علب التروس الصناعية القياسية (رافعات الشوكة، والناقلات، والمضخات) |
| f (عادي) | رد فعل طبيعي | 0.14–0.28 مم | الآلات العامة، علب التروس المغلقة القياسية - المواصفات الأكثر شيوعًا |
| g (ضيق) | رد فعل عنيف أضيق نطاقاً | 0.08–0.18 مم | الآلات الدقيقة، أدوات الآلات (محاور غير مخصصة لتحديد المواقع) |
| h (ضيق) | ضيق — من صفر إلى الحد الأدنى | 0.00–0.10 مم | محاور تحديد المواقع CNC، والطاولات الدوارة، ومحركات تسجيل آلات الطباعة، وتطبيقات المؤازرة مع خاصية الانعكاس |
رد الفعل القياسي مقابل رد الفعل الضيق - متى يكون كل منهما مناسبًا
تفاصيل أسنان التروس الحلزونية - الخلوص هو الفجوة الموجودة على الجوانب غير المحركة (الجانب غير المتحرك) عندما تكون الجوانب المحركة متلامسة. ويتم تحديده من خلال سمك السن الفعلي بالنسبة إلى السمك الاسمي، والذي يُقاس كسمك وتر السن الطبيعي s_n عند دائرة الخطوة.
الخلوص القياسي (DIN 3967 الفئة e/f) - محركات نقل الطاقة
يُعدّ رد الفعل العكسي القياسي (الفئة e أو f في DIN 3967) المواصفة الصحيحة للغالبية العظمى من تروس حلزونية محركات نقل الحركة - الرافعات، والناقلات، والضواغط، والمضخات، والمراوح، وعلب التروس المغلقة بشكل عام. في الفئة f (العادية)، يوفر الخلوص الذي يتراوح بين 0.1 و0.25 مم تقريبًا خلوصًا كافيًا للتمدد الحراري، ويتوافق مع تفاوتات التصنيع، ويسمح لطبقة التشحيم بالعمل بشكل صحيح. لا يتسبب الخلوص القياسي في أي مشكلة تشغيلية في المحركات أحادية الاتجاه أو التي تعكس اتجاهها بشكل غير متكرر - فالفجوة صغيرة جدًا بحيث لا تُحدث صوتًا عند بطء أو ندرة عملية عكس الاتجاه.
رد فعل ضيق (DIN 3967 الفئة g/h) — عندما يكون الأمر مهمًا
يتطلب الأمر رد فعل قوي في فئتين محددتين من التطبيقات، وكلاهما ينطوي على تروس حلزونية أزواج تعكس اتجاهها بشكل متكرر، حيث تكون دقة الوضع الزاوي لعمود الإخراج مهمة:
- محاور تحديد المواقع في أدوات آلات التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC): تستخدم محاور X و Y و Z في آلة CNC محركات التروس المسننة أو محركات لولبية كروية. تروس حلزونية في علبة تروس المؤازرة. يظهر أي خلوص في سلسلة التروس كحركة مفقودة عند انعكاس اتجاه المحور - يتحرك المحرك عبر فجوة الخلوص قبل أن تبدأ الطاولة بالتحرك، مما يُحدث خطأ في تحديد الموضع يساوي الخلوص مقسومًا على نسبة التروس عند الأداة. يحد الخلوص من الفئة g أو h (عادةً j_n = 0.01–0.04 مم لـ Mn = 2–4 تروس في علبة تروس المؤازرة) من هذه الحركة المفقودة إلى ما دون هدف تكرارية تحديد موضع المحور (عادةً ±1–5 ميكرومتر).
- محركات آلات الطباعة والتغليف: تتطلب مطابع الطباعة متعددة الألوان دقةً فائقةً في محاذاة الألوان عند سرعات تتجاوز 10000 ورقة في الساعة. أي خلل في تروس أسطوانات الطباعة يُسبب خطأً دوريًا في المحاذاة عند معدل انعكاس محركات التذبذب. يُعدّ الخلل من الفئة g معيارًا قياسيًا لمحركات أسطوانات الطباعة في مطابع الطباعة.
كيف يتم قياس رد الفعل العكسي عملياً
تُستخدم ثلاث طرق عملية للتحقق تروس حلزونية ردود الفعل السلبية في الإنتاج والفحص الوارد:
| طريقة | كيف يعمل | الأفضل لـ | القيود |
|---|---|---|---|
| محلل التروس (سُمك السن) | يقيس انحراف سُمك السن الفعلي (A_s، A_i) على محلل التروس؛ ويحسب الخلوص المتوقع من قياسات كلا الترسين | فحص الإنتاج؛ فحص التروس غير المثبتة قبل التجميع | لا يأخذ في الاعتبار التباين الفعلي في المسافة المركزية داخل الغلاف |
| مقياس الرصاص (مقياس السماكة) في شبكة | أدخل مقياس السماكة بين جانبي السن غير المحرك مع تلامس جانبي السن المحرك بشكل كامل؛ أقصى سماكة للمقياس تمر = الخلوص | قياس ميداني على علبة تروس مُجمّعة؛ سريع وغير مكلف | يصعب ذلك بالنسبة للتروس الحلزونية ذات عرض الوجه الكبير (يجب أن يلامس المقياس خط التماس القطري بالكامل). |
| مؤشر قياس على حافة التروس | ثبّت ترسًا واحدًا؛ حرك الترس المقابل ذهابًا وإيابًا؛ إجمالي قراءة المؤشر = الخلوص عند قطر دائرة الخطوة | علبة تروس مُجمّعة؛ تقيس الخلوص التشغيلي الحقيقي بما في ذلك المسافة المركزية للهيكل | يتطلب الوصول إلى كلا حافتي التروس في آن واحد؛ وهو عملي فقط على شبكات التروس المفتوحة أو التي يسهل الوصول إليها. |
كيف تزداد ردود الفعل العكسية مع مرور الوقت
بصفتي تروس حلزونية مع مرور الوقت، يتآكل زوج الأسنان، حيث يفقد كلا جانبي السن تدريجيًا جزءًا من مادته، مما يؤدي إلى انخفاض سمك السن الفعلي وزيادة الخلوص. في علبة تروس صناعية ذات أسنان ناعمة (QT HB 280) جيدة التشحيم، يزيد التآكل الطبيعي الخلوص بمعدل يتراوح بين 0.005 و0.020 ملم سنويًا من التشغيل المستمر تحت حمل متوسط. عندما يتجاوز الخلوص ثلاثة أضعاف قيمة التصميم الأصلية تقريبًا، يزداد ضجيج التروس بشكل ملحوظ نتيجة لزيادة قوة الصدم على جانب السن عند عكس اتجاه الحمل، كما يزداد إجهاد انحناء جذر السن بسبب الحمل الزائد الديناميكي الناتج عن الصدم. لذلك، يُعد قياس الخلوص مؤشرًا مفيدًا لمراقبة حالة التروس، حيث يشير ارتفاع معدل الخلوص إلى تسارع التآكل، مما ينذر باقتراب موعد الصيانة.
تحديد الخلوص في رسم ترس حلزوني
يتم تحديد رد الفعل العكسي على تروس حلزونية الرسم من خلال ترميز فئة انحراف سمك السن وفقًا للمعيار DIN 3967. يظهر ترميز الرسم الصحيح في جدول بيانات التروس على النحو التالي:
فئة انحراف سمك السن: DIN 3967 − [فئة الخلوص الخلفي][فئة التسامح]
مثال: DIN 3967 − ef (فئة الخلوص e، سماحية سمك السن f)
يحدد الحرفان: الأول هو فئة الخلوص (من أ إلى د = كبير؛ هـ، و = عادي؛ ز، ح = ضيق)، والثاني هو تفاوت سُمك السن (مدى اتساع النطاق من أقصى سُمك للسن إلى أدنى سُمك له). المواصفات الشائعة لـ تروس حلزونية: DIN 3967 − ef (صناعي عادي)، DIN 3967 − fg (صناعي دقيق)، DIN 3967 − gh (مؤازر/تحديد المواقع).
كوريا إيفر باور - ردود الفعل السلبية محددة وموثقة في كل طلب
أرض كوريا إيفر باور تروس حلزونية يتم قياس انحراف سُمك السن وفقًا للمعيار DIN 3967 باستخدام جهاز تحليل التروس، ويُدرج ذلك في شهادة الفحص. كما يتم تضمين تأكيد فئة الخلوص كوثيقة قياسية في كل طلبية منتجات دقيقة.
تحدد شركة إيفر-باور الكورية فئة رد الفعل العكسي الصحيحة وفقًا لمعيار DIN 3967 لكل تروس القطع الحلزونية الطلب - تأكيد الفئة المناسبة لنوع التطبيق (نقل الطاقة القياسي مقابل محرك تحديد المواقع) والتحقق من انحراف سمك السن الفعلي عن طريق قياس محلل التروس. كإجراء مباشر مصنع التروس الحلزونيةيتم تأكيد فئة رد الفعل العكسي في شهادة الفحص المرفقة مع كل طلب.
الأسئلة الشائعة
لا، فئة دقة DIN (DIN 3962) وفئة الخلوص (DIN 3967) مواصفات مستقلة. يمكن أن تكون دقة الترس من فئة DIN 5 مع خلوص قياسي (الفئة e/f)، أو من فئة DIN 8 مع خلوص ضيق (الفئة g/h). تحدد فئة الدقة مدى تطابق شكل السن، والخطوة، والتباعد مع الشكل الهندسي المثالي؛ بينما تحدد فئة الخلوص مدى رقة السن الفعلي مقارنةً بالسماكة الاسمية. يجب تحديد كليهما في الرسم، ولا يُشير أي منهما إلى الآخر.
عندما تروس حلزونية مع ارتفاع درجة حرارة علبة التروس، يتمدد الغلاف، مما يزيد المسافة بين مركزي التروس. وبما أن الخلوص j_n يتناسب طرديًا مع (C − C_design) لسمك سن معين، فإن زيادة C تزيد من الخلوص. تتمدد أسنان التروس نفسها أيضًا، لكن المسافة بين مركزي الترس تزداد تناسبًا مع قطر خطوة الترس في حالة التروس الفولاذية النموذجية داخل غلاف من الحديد الزهر، وذلك لأن طول الغلاف أكبر عند درجة حرارة التشغيل (200 مم مسافة بين المركزين مقابل 40 مم نصف قطر الترس). هذا يعني أن الخلوص يكون دائمًا أكبر عند درجة حرارة التشغيل منه عند التجميع البارد، ولذلك يجب تصميم الحد الأدنى للخلوص عند درجة حرارة التشغيل، وليس عند التجميع البارد.
لا يمكن تحقيق انعدام رد الفعل العكسي الحقيقي في جهاز واحد قياسي تروس حلزونية بسبب تفاوتات التصنيع ومتطلبات التمدد الحراري. ما يمكن تحقيقه: مقاومة الارتداد تروس حلزونية تستخدم هذه التقنية أزواجًا من التروس تعتمد على التحميل المسبق المحوري الزنبركي لتعويض الخلوص - حيث يُقسّم أحد التروس إلى قسمين محوريًا، ويدفع زنبرك أحد النصفين باتجاه الترس المقابل لإزالة الفجوة في الجانب المرتخي. يحقق هذا الأسلوب خلوصًا شبه معدوم لتطبيقات تحديد المواقع، ولكنه يؤدي إلى زيادة معدل تآكل جوانب الأسنان نتيجة لقوة التحميل المسبق الثابتة، وزيادة فقدان عزم الدوران الناتج عن احتكاك التحميل المسبق.
بالنسبة لمعظم عمليات نقل الطاقة الصناعية العامة تروس حلزونية في حالة الاستبدال - رافعات الشوكة، ومحركات السيور الناقلة، وعلب تروس المضخات، ومحركات المراوح - يُنصح باستخدام الفئة E (كبيرة) أو الفئة F (عادية) من معيار DIN 3967. يُفضل استخدام الفئة E عندما يكون غلاف علبة التروس الأصلي متآكلًا وتكون المسافة الفعلية بين المركزين أكبر قليلًا من المسافة الاسمية (مما يُقلل هامش الخلوص مقارنةً بالغلاف الجديد). تُعد الفئة F معيارًا للأغلفة الجديدة والتروس البديلة في الأغلفة السليمة. لا تُحدد الفئة G أو H إلا إذا تم التأكد من أن التطبيق عبارة عن محرك مؤازر أو محرك تحديد المواقع - حيث أن الخلوص الأضيق من اللازم يُسبب صعوبات في التجميع وتآكلًا مُتسارعًا دون أي فائدة تشغيلية.
حدد فئة رد الفعل العكسي الصحيحة للترس الحلزوني الخاص بك
يرجى تحديد نوع التطبيق، ونطاق درجة حرارة التشغيل، وما إذا كان المحرك يعكس اتجاهه تحت الحمل. تؤكد شركة إيفر-باور الكورية فئة الخلوص الخلفي الصحيحة وفقًا لمعيار DIN 3967، وتحددها في رسم الإنتاج، وتتحقق من انحراف سُمك السن الفعلي عن طريق قياس محلل التروس في كل طلب.
معايير DIN 3967 من الفئة أ إلى ح · جهاز تحليل التروس لقياس سُمك الأسنان · شهادة الخلوص · الحد الأدنى للطلب: قطعة واحدة
المحرر: Cxm
