تصنيع العتاد

الترس هو مكون ميكانيكي مسنن يتشابك مع تروس أخرى لنقل الحركة والقوة، مما يتيح التحكم الدقيق في السرعة والاتجاه وعزم الدوران في الأنظمة الميكانيكية. يشمل تصنيع التروس عمليات مثل التشغيل الآلي، والصب، والتشكيل، ومساحيق المعادن، والبثق، ولكل منها مزايا فريدة لتطبيقات محددة. يُعد فهم هذه الأساليب أمرًا بالغ الأهمية لتحسين التكاليف، وتقصير دورات الإنتاج، وتحقيق الخصائص الميكانيكية المطلوبة في مكونات التروس.

أنواع التروس

تقدم الأقسام التالية معلومات عامة أنواع التروس، إلى جانب هياكلها ووظائفها وتطبيقاتها النموذجية.

تروس الدفع

من أكثر أنواع التروس شيوعًا التروس المحفزة. تُصنع هذه التروس بطرق مختلفة، أشهرها تشكيل التروس وتشكيلها. تروس الدفع تشتهر هذه التروس بكفاءتها وأحمالها المحورية المنخفضة، مما يُبسط تركيب المحامل. إلا أن التروس المحفزة تُصدر ضوضاء عالية أثناء التشغيل، ولذلك فهي غير مناسبة للتطبيقات التي تتطلب تشغيلًا هادئًا.

التروس الحلزونية

نوع آخر من التروس يُنتج من خلال تصنيع التروس هو الترس الحلزوني، المعروف بتركيب أسنانه الملتوية على طول شكله الأسطواني. تتميز هذه التروس بحركة أكثر سلاسة وهدوءًا مقارنةً بالتروس المحفزة. لا تقتصر مزايا هذه التروس على انخفاض تأثير الحمل فحسب، بل تتطلب أيضًا دقة تصنيع عالية نظرًا لهندستها المعقدة. تتضمن التروس الحلزونية تصنيعًا آليًا باستخدام الحاسب الآلي (CNC) لتصنيع أسنان ملتوية دقيقة من خلال التثقيب وطحن التروس. تُستخدم هذه التروس في التطبيقات عالية الأحمال، مثل الآلات الصناعية وناقلات الحركة في السيارات.

التروس شطبة

عادةً ما تكون التروس المخروطية ذات أشكال مخروطية، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب تغييرًا في اتجاه الحركة بين الأعمدة. تتقاطع هذه الأعمدة غالبًا بزاوية قائمة. تُعتبر التروس المخروطية مناسبة للعمل في عمليات منخفضة وعالية السرعة. تُصنع هذه التروس خصيصًا باستخدام التفريز السطحي، والتشكيل، والطحن، وفي بعض الأشكال الداخلية، الثقب. تُستخدم هذه التروس في المحركات التفاضلية، والأدوات الكهربائية، ومختلف الآلات.

دودة التروس

تتكون التروس الدودية عادةً من مكونين: عجلة دودية وتروس لولبية، يتشابك كلاهما بزاوية 90 درجة. عادةً ما تكون هذه التروس غير فعالة عند السرعات العالية بسبب احتكاك الانزلاق الكبير، ولكنها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب عزم دوران عاليًا وتصميمات مدمجة. ونتيجةً لذلك، تُستخدم هذه التروس غالبًا في محركات الناقلات، والرافعات، والمصاعد، والرافعات، وأنظمة التوجيه. تتميز هذه التروس بنظام قفل ذاتي نظرًا لتعرضها لقدر كبير من الاحتكاك. وللحصول على هندسة أسنان دقيقة لهذه التروس، تُصنع من خلال طرق تشكيل وتقطيع التروس باستخدام آلات CNC.

رف وترس

كما يوحي الاسم، تتكون تروس الجريدة والترس من ترسين: ترس الجريدة والترس. هذه التروس مناسبة لتحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية على محور متوازي. تشتهر أنظمة الجريدة والترس بحركتها الخطية الفعالة والمتحكم بها. أكثر طرق تصنيع هذه التروس شيوعًا هي طحن التروس وقطع قوالب التروس.

عمليات تصنيع التروس المختلفة

عملية تصنيع التروس

تُستخدم عملية تصنيع التروس لإنتاج التروس النهائية القابلة للاستخدام؛ ويمكن تنفيذها لتصنيع التروس من الصفر أو تحسين التروس المصنعة بالفعل من خلال العمليات المختلفة التي تم شرحها سابقًا.

جير هوبينج

تشكيل التروس هو عملية تشغيل تُصنع فيها أسنان التروس عن طريق القطع باستخدام مِخرطة. تتطلب هذه العملية مهارات عالية لقطع دقيق.

تشكيل العتاد

تُستخدم عملية تشكيل التروس لتصنيع التروس الداخلية والخارجية. تتضمن العملية قاطعًا تردديًا على شكل ترس صغير أو رف أو أداة أحادية الرأس. ونتيجةً لذلك، تُزال المواد من قطعة الترس تدريجيًا لتشكيل أبعاد السن المطلوبة.

تقطيع التروس

قَصُّ الترس هو أيضًا عملية تصنيع تروس سريعة وفعّالة. تستخدم هذه العملية أداة قَصُّ متعددة الأسنان مُدمجة في حواف القطع. تُعد هذه الطريقة فعّالة للغاية في إنتاج التروس الداخلية ومقاطع المسننات. تُعتبر هذه الطريقة من طرق التصنيع عالية الحجم، حيث يكون الاتساق والسرعة أساسيين.

طحن التروس

يتم طحن التروس باستخدام أداة قطع دوارة لصقل الأسنان على قطعة تروس. يُستخدم طحن التروس مع ماكينات الطحن CNC. وقد أتاحت ماكينات الطحن CNC متعددة المحاور تشغيلًا دقيقًا وفعالًا لمقاطع التروس المعقدة.

مسحوق تعدين

مسحوق المعادن هو عملية تصنيع صديقة للبيئة ذات شكل شبكي تقريبًا، وتنتج الحد الأدنى من نفايات المواد. عملية تعدين المسحوق تستخدم مساحيق المعادن كمواد خام، والتي يتم ضغطها في قوالب ثم يتم تلبيدها لإنتاج الأجزاء النهائية.

تروس مسحوق المعادن تتميز بدقة عالية في ملف تعريف الأسنان وغالبًا لا تتطلب أي تشغيل ثانوي، مما يوفر مزايا تكلفة كبيرة للإنتاج بكميات كبيرة.

تُستخدم تروس مسحوق المعادن بشكل شائع في:

• ناقل الحركة في السيارات (على سبيل المثال، محاور المزامنة، تروس مضخة الزيت)

• اجهزة صغيرة

• أدوات كهربائية

• معدات المكتب

• قيادة الدراجات الإلكترونية

صب

تُعتبر هذه الطريقة مثالية لإنتاج تروس فارغة معقدة ذات قطر كبير وبكميات كبيرة. على الرغم من عملية الصب تُنتج تروسًا متينة واقتصادية، لكنها غير مناسبة للتروس التي تتطلب دقة عالية. يُستخدم الصب في تصنيع التروس بشكل رئيسي للتروس الكبيرة أو منخفضة التكلفة، ولكنه أقل شيوعًا من طرق القطع مثل النقش. هذه التروس المُنتجة هنا خالية من الأسنان، ثم تخضع لعملية تشكيل آلي للحصول على أسنان بالشكل والاتجاه المطلوبين.

تصنيع التروس عن طريق عملية الصب

• لتصنيع الترس يتم أولاً تحضير قالب بالشكل المطلوب وذلك عن طريق الصب.
• يتم سكب المعدن المنصهر داخل القالب.
• عندما يبرد المعدن، يصبح الترس الفارغ جاهزًا.
• يخضع هذا الترس الفارغ للتصنيع لإنتاج الأسنان.

أنواع الصب

وفيما يلي الأنواع العامة للصب على أساس مادة القالب:

• يموت الصب
• صب الرمل
• صب القالب الدائم

تزوير

تزوير هي عملية تصنيع تروس أخرى ذات أقطار صغيرة ومتوسطة ومقاومة عالية للتعب في نواقل الحركة والتروس التفاضلية للسيارات. ولأن عملية التشكيل تتم بالطرق والتسخين في قالب دقيق التشكيل، تتميز التروس المنتجة بمتانة عالية وقدرتها على العمل بكفاءة تحت الضغط. تُستخدم التروس المصنعة بهذه العملية في الآلات الثقيلة، مثل الزراعة والسيارات والفضاء.

عملية تزوير

اختيار المواد

لتشكيل التروس، أولاً وقبل كل شيء، يتم اختيار المادة المناسبة للتروس اعتمادًا على القوة والمتانة والتطبيق المطلوب للترس.

قطع القضبان

نظرًا لأن المادة الخام هنا تُستخدم على شكل كتلة معدنية، يتم قطع الكتلة المعدنية إلى الطول المطلوب الذي يتم تحديده حسب حجم الترس.

تسخين البِلِيت

الآن، تُسخّن السبيكة فوق درجة حرارة إعادة تبلور المادة لتشكيلها في شكل محدد. لا يُحسّن التسخين قابلية المادة للتشكيل فحسب، بل يمنع أيضًا التشقق أثناء التشكيل.

تحضير القالب

يتم أيضًا تحضير القالب بالشكل المطلوب، والذي عادةً ما يكون له شكل هندسي معكوسة بالمقارنة مع الشكل النهائي للترس.

عملية تزوير

عندما تصل القطعة المعدنية إلى درجة حرارة مناسبة، يتم وضعها على الجزء السفلي من القالب، ويتم وضع الجزء العلوي من القالب على القطعة المعدنية تحت ضغط عالي.

المعالجة الحرارية

بعد اكتمال عملية التشكيل، يُسخّن الترس أكثر لتحسين شكله وهندسته. ويتم ذلك من خلال التبريد والتسخين.

التصنيع النهائي

من أجل تحقيق الأبعاد الدقيقة والتشطيب السطحي والتسامح، يتم إخضاع التروس للتصنيع.

مصنع إنتاج القطاعات

البثق عملية تصنيع تروس دقيقة تُنفَّذ عند الحاجة إلى إنتاج تروس بسيطة وغير معقدة. يقتصر البثق البارد أو الدافئ بشكل أساسي على التروس المصغرة، والشرائح، والرفوف ذات المقطع الثابت؛ أما بالنسبة للتروس الأسطوانية القياسية، فتُستخدم عمليات القطع. هذه العملية فعّالة من حيث التكلفة، وتُطبَّق لإنتاج تروس صغيرة، كما هو الحال في الإلكترونيات والأجهزة المنزلية.

عملية البثق

اختيار المواد

تبدأ عملية البثق باختيار معدن التغذية المناسب، وعادة ما يكون في شكل كتلة أو سبيكة.

تحضير البليت

بعد تجهيز السبيكة، تُحمَّل في مكبس البثق. إذا كانت التروس تُصنع بالبثق الساخن، تُسخَّن السبيكة مسبقًا إلى نطاق درجة حرارة مُحدَّد يناسب نوع المادة.

البثق البارد

للبثق البارد، تُجرى العملية في درجة حرارة الغرفة، لذا لا حاجة للتسخين المسبق. تُوضع السبيكة في الحاوية، وتُنظف جميع الأسطح لتجنب التلوث أثناء البثق.

عملية البثق

الآن يتم إخضاع القطعة المعدنية للضغط، حيث تقوم الكبش أو المسمار بممارسة ضغط عالي لإجبار القطعة المعدنية الساخنة أو في درجة حرارة الغرفة على الدخول في قالب مصمم خصيصًا.

تشكيل التروس الفارغة

تحتوي هذه القالب على فتحة دقيقة تعمل على تشكيل المعدن في شكل ترس أولي أو ترس فارغ.

تصنيع التروس بعد المعالجة

طحن

الطحن هو عملية تشطيب شائعة في تصنيع التروس، حيث تقوم عجلة كاشطة دوارة بإزالة المواد لتحقيق أبعاد دقيقة وجودة السطح.

اللف

التلميع هو عملية تشطيب لإنتاج سطح أملس باستخدام جزيئات كاشطة. يُعد التلميع مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب تفاوتًا كبيرًا في الأبعاد.

جلخ

الشحذ عملية تشطيب كاشط، تُستخدم ليس فقط لتحسين تشطيب السطح، بل أيضًا لتحسين أداء الترس. في هذه العملية، يُوضع حجر جلخ صغير أو عجلة كاشطة على سطح الترس لإزالة العيوب الطفيفة. ونتيجةً لذلك، يتمتع الترس الناتج بهندسة دقيقة وتشطيب أدق.

حلق

الحلاقة هي عملية تشطيب تُزال فيها كمية صغيرة من المعدن من أسنان الترس والمسافة بينها. تُحسّن زاوية الأسنان وشكلها. على الرغم من أن الحلاقة تُعطي نتائج ممتازة، إلا أنها غالبًا ما تكون أكثر تكلفة من تقنيات التشطيب الأخرى.