يُستخدم المخفض المخروطي التروس في جميع مجالات الصناعة تقريبًا. يتمتع هذا النوع من المخفضات بمجال استخدام واسع يشمل الآلات الزراعية، وآلات الطباعة، والجرارات، وصناديق التروس، وحتى المثاقب اليدوية، وهو عبارة عن مكونات يكون فيها زاوية 90 درجة بين عمود الخرج وعمود القيادة. يمكن دمج المخفض المخروطي بسهولة مع أنواع أخرى من المخفضات، ويوفر سرعة منخفضة وعزم دوران مرتفع.

في هذه المخفضات، التي تُعد الشكل الشائع لصناديق التروس المخروطية، يمكن تنفيذ العمليات بزوايا مختلفة غير 90 درجة أيضًا. أي أنه حسب طريقة الاستخدام يمكن أن تعمل المخفضات في اتجاهين متعاكسين أو في نفس الاتجاه. أبسط استخدام لها يتكون من مراحل التروس المخروطية الحلزونية والتروس المستقيمة، ولكل منها خصائص مختلفة.

بنية أنظمة التروس المخروطية ودورها في نقل القدرة

التروس المخروطية، وهي نوع من المخفضات المستخدمة لنقل القدرة، تتكون من زوجين من التروس. يُعرفان بترس الإدخال والإخراج، أي الترس المخروطي القائد والمقود. وقد صُممت لتحويل حركة عمود دوّار إلى عمود خرج منخفض السرعة ولكن بعزم دوران عالٍ.

تُعد التروس المخروطية من أكثر أجزاء الآلات شيوعًا، ولها بعض المبادئ الأساسية في العمل. المبدأ الأساسي لهذه المخفضات هو ضمان تدفق الحركة والطاقة الميكانيكية بين أجزاء الآلة، كما يمكن استخدامها أيضًا لتغيير اتجاه الحركة.

تُعد التروس المخروطية في الواقع من أهم أجزاء أنظمة نقل القدرة. وتُستخدم هذه المخفضات، كما في المخفضات الهيبويدية، لنقل الحركة، وهي شائعة الاستخدام في صناعة السيارات. وتُستخدم لزيادة أو تقليل السرعة، وتُعد أول ما يخطر في الذهن عند الحديث عن علب التروس.

تأخذ التروس المخروطية اسمها من شكلها الذي يشبه مخروطًا مقطوعًا. وهي تقدم نتائج ناجحة جدًا في الحالات التي تتطلب نقل الحركة بزاوية 90 درجة. يُعتبر الحد الأعلى لسرعة هذه التروس هو 1000 دورة في الدقيقة. يكون ضجيج التروس في أدنى مستوى بينما يكون الحمل متوسط الشدة. من حيث الخصائص الفيزيائية، تظهر هذه التروس بأشكال مختلفة مقارنة بالمخفضات الأخرى، ويتم في تصنيعها استخدام مواد مثل الألمنيوم أو البلاستيك أو الفولاذ. هذه المواد المستقلة، ومع القوة القادمة من اتجاه واحد، تغير خصائصها الفيزيائية حتى 90 درجة وتنقلها بسلاسة إلى الجزء التالي.

عندما تصل قوة أفقية إلى المخفض المخروطي، فإن هذه القوة تؤثر أولاً على الترس. ثم تبدأ عملية العمل بشكل عمودي. وتُصنف مزايا المخفضات المخروطية كما يلي:

🟨 يتميز ببنية مدمجة، ولذلك يمكن دمجه مع أنواع أخرى من المخفضات.

🟨 منخفض التكلفة.

🟨 عند استخدامه مع التروس المخروطية الحلزونية يمكن الوصول إلى سرعات أعلى.

تصميم المخفضات المخروطية ناجح للغاية، مما يسمح باستخدام عمود مجوف. وبينما يقدم حلولًا متعددة الاستخدامات، يمكنه الوصول إلى قدرات عزم دوران عالية. على سبيل المثال، يمكن أن يصل إلى قيم تتراوح من 80 نيوتن متر إلى 15,000 نيوتن متر.

لماذا يتم استخدام التروس المخروطية؟

تُعد التروس المخروطية جزءًا لا غنى عنه في أنظمة نقل القدرة، حيث توفر نقل الحركة وعزم الدوران بين محورين متقاطعين. وقد سميت بهذا الاسم لأن أسنانها مرتبة على سطح مخروطي، وتتميز بقدرتها على التكيف مع اختلاف الزوايا بين المحاور، مما يمنحها نطاق استخدام واسع في عالم الهندسة.

أهم استخدام للتروس المخروطية هو نقل الحركة الدورانية عند نقاط تقاطع محورين. وهذا مهم بشكل خاص عندما يكون مصدر الطاقة والمكون المشغل في اتجاهين مختلفين. على سبيل المثال، في تفاضل السيارة، تُستخدم التروس المخروطية لنقل القدرة من المحرك إلى العجلات، مما يسمح للعجلات الداخلية والخارجية بالدوران بسرعات مختلفة أثناء الانعطاف، وبالتالي الحفاظ على استقرار السيارة.

من أهم مزايا التروس المخروطية أيضًا قدرتها على التكيف مع اختلاف الزوايا بين المحاور، مما يوفر مرونة في التصميم ويسمح للمهندسين بتصميم أنظمة نقل قدرة أكثر كفاءة واكتظاظًا. على سبيل المثال، في المثقاب اليدوي، تُستخدم التروس المخروطية لنقل حركة المحرك إلى رأس المثقاب بزاوية قائمة، مما يزيد من سهولة الاستخدام والراحة.

تُستخدم التروس المخروطية أيضًا في التطبيقات الثقيلة بفضل متانتها وقدرتها العالية على تحمل عزم الدوران، مثل الآلات الصناعية والمعدات الزراعية ومعدات البناء، حيث تُستخدم لنقل الأحمال والقوى الكبيرة بأمان.

مجالات استخدام المخفض المخروطي

أكثر مجالات استخدام المخفض المخروطي شيوعًا هي:

🟨 الطيران: يُستخدم بشكل أساسي في الأنظمة الميكانيكية للطائرات.

🟨 معدات النقل والمضخات: تُستخدم لتغيير اتجاه الحركة الدورانية في هذه المعدات.

🟨 التطبيقات الصناعية: تُستخدم في الرافعات، والجرارات، وآلات الطباعة، ومحطات الطاقة.

🟨 السيارات: الاستخدام الأكثر شيوعًا في صناعة السيارات هو أنظمة نقل القدرة وصناديق التروس.

ما هو المخفض الترسّي؟

المخفض الترسّي هو نظام يغير حركة الدوران. يتم هذا التغيير بناءً على نسبة عزم الدوران. ومن الناحية الهيكلية، يتكون من تروس داخل جسم معدني بالإضافة إلى المحامل والأعمدة. ويُطلق على كل هذه المكونات اسم المخفض الترسّي.

تُستخدم أنظمة المخفضات الترسية اليوم في الصناعات الثقيلة وكذلك في المصانع الصغيرة. وتعد أنظمة الأتمتة، وأنظمة الرافعات، والروبوتات، والمصاعد من أكثر مجالات الاستخدام شيوعًا. عند اختيار المخفضات الترسية المستخدمة في نطاق واسع، يجب مراعاة أداء النظام ومتطلبات الاستخدام. كما يجب الانتباه إلى الخصائص التقنية مثل القدرة القصوى وعزم الدوران المطلوب.