لحساب سرعة المخفض يجب عليك قسمة سرعة الإدخال الموجودة على ملصق المحرك الكهربائي على نسبة التخفيض الخاصة بالمخفض. إذا افترضنا أن محركك يدور بسرعة 1400 دورة في الدقيقة وأن نسبة التخفيض في المخفض المستخدم هي 10، فإن السرعة التي ستحصل عليها من عمود الخرج ستكون 140 دورة. تعتمد هذه العملية الحسابية الأساسية على مبدأ تقليل السرعة العالية في عمود الإدخال من خلال آليات التروس، مما يؤدي إلى زيادة العزم، ويساعدك على إيجاد السرعة المثالية التي يحتاجها النظام.

عند إنشاء التوازن الميكانيكي للنظام، لا يقتصر الأمر على تقليل السرعة فقط، بل من المهم أيضًا تحليل العلاقة الصحيحة بين التروس. هذه العلاقة بين الترس الصغير في عمود الإدخال والعتاد الأكبر في جهة الخرج تخلق عملية نقل قوة تسمح للمحرك بتحريك أحمال أكبر بكثير دون إجهاد. الحساب الذي يتم إجراؤه يتطلب فهمًا دقيقًا لديناميكيات علبة التروس لضمان عمل الماكينة بكفاءة وتوفير الطاقة.

في الآلات الصناعية أو المشاريع الخاصة، ولأجل اختيار المخفض المناسب، بعد تحديد عدد الدورات يجب أيضًا أخذ متطلبات العزم بعين الاعتبار. أي خطأ في حساب السرعة قد يؤدي إلى ارتفاع حرارة المحرك، أو توقف النظام، أو عدم تحقيق الأداء المطلوب. لذلك بعد تحديد سرعة الخرج يجب أيضًا حساب قوة الدوران التي يحتاجها النظام وتكامل عنصر نقل القدرة المناسب.

معادلة حساب سرعة المخفض ومنطقه

يعتمد حساب سرعة المخفض بشكل أساسي على قسمة سرعة الإدخال القادمة من المحرك على نسبة التروس. أهم البيانات في هذه العملية هي سرعة دوران المحرك بالدقيقة والنسبة الميكانيكية المذكورة في كتالوج المخفض. رياضيًا، عند قسمة سرعة الإدخال على نسبة التخفيض نحصل على سرعة الخرج النهائية. هذه العملية رغم بساطتها تعتمد على تناسب ثابت وتعد الطريقة الأكثر موثوقية للحصول على السرعة المطلوبة في تصميم الآلات.

يعتمد مبدأ العمل على اختلاف عدد الأسنان وأقطار التروس داخل النظام. عندما يقوم ترس صغير بتدوير ترس أكبر بكثير منه، تنخفض السرعة بينما يزداد العزم بنفس النسبة. أي أن انخفاض السرعة ليس خسارة بل تحويل للطاقة إلى شكل قابل للعمل. وبفضل هذا التحويل الميكانيكي، تستطيع المحركات ذات السرعة العالية والعزم المنخفض تحريك أحمال ثقيلة أو تشغيل أنظمة ببطء وبقوة.

الحساب الصحيح مهم جدًا لكفاءة الأنظمة الصناعية وطول عمرها. أي نسبة خاطئة قد تؤدي إلى عمل الماكينة بسرعة زائدة أو ضعف في القوة. لذلك يجب مراعاة العزم إلى جانب السرعة للحصول على تصميم فعال يوفر الطاقة ويمنع ارتفاع حرارة المحرك.

كيفية إيجاد نسبة التخفيض (التحويل) للمخفض

القيمة التي تُرمز عادة بالحرف "i" على المخفض تمثل نسبة التخفيض بشكل واضح. هذه القيمة تحدد عدد لفات عمود الإدخال مقابل لفة واحدة في عمود الخرج. إذا لم يكن الملصق مقروءًا، يمكن قياس ذلك بقسمة سرعة المحرك المعروفة على السرعة الفعلية المقاسة عند الخرج باستخدام جهاز قياس السرعة. النتيجة تعطي نسبة التخفيض وقدرة النظام على تقليل السرعة وزيادة العزم.

يمكن أيضًا استخدام عدد أسنان التروس للحصول على الحساب الدقيق. عند قسمة عدد أسنان الترس الكبير على عدد أسنان الترس الصغير نحصل على نسبة التخفيض.

في حالات الصيانة، يمكن استخدام الطريقة اليدوية عبر وضع علامات على الأعمدة ودوران العمود حتى يكمل الخرج دورة واحدة، وعدّ عدد لفات الإدخال للحصول على النسبة بشكل عملي وسريع.

أمثلة على حساب سرعة خرج المحرك والمخفض

في عملية الحساب، المتغيرات الأساسية هي سرعة المحرك ونسبة النقل. رغم أن قيم المحركات قد تكون معيارية، فإن تعدد نسب التخفيض يخلق العديد من التركيبات. الوصول إلى النتيجة الصحيحة يعتمد على إدخال القيم بشكل دقيق في المعادلة.

مثال: محرك غير متزامن بسرعة 1400 دورة/دقيقة مع مخفض بنسبة 20. بقسمة 1400 على 20 نحصل على 70 دورة/دقيقة. هذا مناسب لأنظمة النقل مثل خطوط التعبئة.

مثال آخر: محرك 900 دورة/دقيقة مع نسبة 60 يعطي 15 دورة/دقيقة، وهو مناسب للخلط الثقيل أو الرافعات.

إذا كان المطلوب 100 دورة/دقيقة ومحرك 3000 دورة/دقيقة، فإن 3000 ÷ 100 = 30، وبالتالي نختار مخفض بنسبة 30.

إذا تم استخدام متحكم سرعة (Inverter)، فإن السرعة تتغير حسب التردد، وبالتالي يجب تحديث الحساب وفق السرعة الحالية.

حساب السرعة في أنظمة البكرات والسيور

في أنظمة البكرات، تعتمد السرعة على نسبة الأقطار. يتم قياس أقطار البكرات بدلاً من عدد الأسنان. قد تحدث فروقات بسيطة بسبب انزلاق الحزام، لكن المبدأ ثابت.

خطوات الحساب:

• قياس قطر بكرة المحرك.
• قياس قطر بكرة الحمل.
• تحديد سرعة المحرك.
• ضرب قطر البكرة الدافعة بسرعة المحرك.
• قسمة الناتج على قطر البكرة المستقبلة.
• الحصول على سرعة الخرج.

تقل السرعة وتزداد القوة عند الانتقال من قطر صغير إلى كبير، والعكس صحيح. التوازن بين السرعة والعزم مهم جدًا في التصميم.

حساب العزم وعلاقته بقوة المحرك

العلاقة بين القدرة والعزم هي أساس الأنظمة الميكانيكية. المحركات تنتج سرعة عالية وعزم منخفض، بينما المخفضات تحول السرعة إلى عزم أكبر. هذا يسمح برفع أحمال ثقيلة بمحركات صغيرة.

في الحسابات، يتم استخدام الرقم 9550 لحساب العزم: (القدرة × 9550) ÷ السرعة. لكن يجب أخذ كفاءة المخفض بعين الاعتبار.

التركيز على العزم أهم من التركيز على القدرة فقط. التصميم الخاطئ قد يؤدي إلى فشل النظام أو استهلاك طاقة زائد.