advertise
logo

استراتیجیات تصمیم التروس وبرنامج کیسوفت (KISoft)

یُعرف التصمیم الصناعی بأنه صیاغة الخطط لتلبیة احتیاجات التصنیع والإنتاج فی الصناعة. فی بعض الأحیان تکون المشکلة المراد حلها محددة وواضحة، بینما فی حالات أخرى تکون الحاجة الخاصة التی یجب تلبیتها غامضة وغیر واضحة لدرجة أنها تتطلب تفکیرًا وجهدًا کبیرًا. على عکس المسائل العلمیة أو الریاضیة، لیس للتصمیم حل فرید، ومع الالتزام بجمیع مبادئ التصمیم وتطبیق المعرفة الفنیة، فإنه یعتبر مسألة ذوقیة وقابلة للتغییر والتطویر مع تقدم العلم والمعدات. ومع ذلک، یتبع کل تصمیم هدفًا یجب على المصمم تحقیقه. تشمل المراحل العامة لأی تصمیم ما یلی: 1. تحدید الحاجة. 2. تعریف المشکلة. 3. التولیف. 4. التحلیل والتحسین. 5. التقییم. 6. العرض.

کل شیء عن تصمیم التروس

الترس هو قطعة عملیة فی الصناعة، وظیفته هی تحقیق التناغم بین الأجزاء الأخرى. فی الواقع، یتم نقل الطاقة إلى مختلف الأجزاء عبر التروس، مما یسمح فی النهایة بالحرکة. تُصنع هذه القطعة بأنواع وأبعاد مختلفة حسب التطبیق المطلوب. إن تنوع التروس وتطبیقاتها الواسعة، بالإضافة إلى الحساسیة فی شکل السن لتحقیق التعشیق المناسب والعمر الطویل، هی السبب فی وجود آلات مخصصة للتشطیب وقطع التروس بشکل خاص. یتطلب إنتاج التروس تصمیمًا خاصًا، یتطلب مسبقًا معرفة فنیة وإلمامًا بآلیة وتصنیع هذه الأجزاء الصناعیة. یجب فی هذا التصمیم تحدید المادة المناسبة، والأبعاد والمواصفات الهندسیة الکاملة للترس، وجمیع عملیات التصنیع بالآلات والتشطیب اللازمة، بما فی ذلک قطع التروس. بالإضافة إلى ذلک، یکتسب تصمیم التروس أهمیة کبیرة لأن جمیع مراحل التصنیع، وحتى التجمیع والإصلاحات، تعتمد علیه.

عملیة تصمیم التروس فی الصناعة

فی مجال تصمیم وتصنیع التروس وعلب التروس، توجد ثلاثة مسارات مختلفة بناءً على الظروف:

1. الخرائط موجودة، وهناک حاجة لتصمیم وتصنیع التروس.
2. التروس موجودة، ویجب الوصول إلى تصمیم الخرائط من خلال الهندسة العکسیة.
3. تتوفر معلومات فقط مثل القدرة، والسرعة، والنسبة فی مرحلة واحدة، ویجب التصمیم من الألف إلى الیاء. یقدم برنامج کیسوفت (KISoft) إمکانیات فریدة لجمیع المسارات المذکورة.
  • تحدید المادة
  • تصمیم أبعاد الترس (القطر، العرض، عدد الأسنان، إلخ)
  • تصمیم شکل الأسنان
  • مراجعة الصلابة المطلوبة للترس
  • تصمیم الأجزاء التابعة للترس

یتطلب تصمیم الترس الانتباه إلى النقاط الهامة والأساسیة التالیة کعوامل محددة للتصمیم فی تحدید قدرة کل ترس:

  • الحرارة المتولدة أثناء التشغیل
  • تصدع الأسنان نتیجة الکسر
  • تصدع أسطح الأسنان نتیجة الکلال
  • التآکل الناتج عن تعشیق أسطح الأسنان
  • الضوضاء الناتجة عن السرعات العالیة، أو الأحمال الثقیلة، أو عدم الدقة فی الترکیب

بالإضافة إلى العوامل المذکورة أعلاه، یجب مراجعة القائمة التالیة أیضًا أثناء التصمیم: الموثوقیة، الاحتکاک، المنفعة، التکلفة، الوزن، الصلابة، التشطیب السطحی، الصیانة، الحجم.

مادة الترس

تُختار مادة التروس عادةً من المعادن مثل الفولاذ، والحدید الزهر، والبرونز. فی السنوات الأخیرة، تم استخدام التفلون، والتیتانیوم، والحدید المسحوق أیضًا فی تصنیع أنواع مختلفة من التروس. یجب على المصمم اختیار المادة المناسبة لکل ترس بناءً على الحاجة التی یجب أن یلبیها. من بین العوامل التی یجب أخذها فی الاعتبار فی هذا الصدد هی القوة، وعمر التآکل، والضوضاء أثناء التشغیل، والموثوقیة. فی معظم الحالات، یتم اختیار الفولاذ الکربونی العادی أو أنواع سبائک الفولاذ فی صناعة التروس نظرًا لقوتها العالیة وسعرها المعقول مقارنة ببعض المعادن الأخرى. یعد الحدید الزهر أیضًا خیارًا مناسبًا کمادة لتصنیع التروس؛ لأنه یتمتع بمقاومة جیدة للتآکل، بالإضافة إلى إمکانیة تصنیعه بالصب والآلات. تُنتج سبائک الحدید الزهر ضوضاء أقل من الفولاذ. تُعد البرونزیات خیارًا مناسبًا لعلب التروس الحلزونیة الدودیة. وفی الحالات التی تکون فیها مشکلة التآکل ذات أهمیة، یُستخدم هذا المعدن لتقلیل الاحتکاک والتآکل.

التعریف بالمراحل المختلفة لتصنیع وتصمیم التروس

تصمیم جسم الترس

تُعد الصلابة أحد أهم النقاط فی تصمیم جسم الترس. یجب أن یکون المحور مصممًا بحیث یمکن وضع العمود فیه بشکل جید، کما یجب أن یکون سمکه کافیًا لإنشاء مجرى خابور. بالإضافة إلى السمک، یجب أن یکون المحور طویلًا بما یکفی لیدور الترس فی مستوى واحد دون تذبذب. بشکل عام، لا یوجد قانون محدد لتصمیم المحور، ولکن إذا تم تصمیمه بصلابة کافیة، فإن الإجهادات ستکون أقل بکثیر.

یمکن تشکیل أسنان التروس بطرق مختلفة، ومن أکثر الطرق شیوعًا الصب الرملی، والصب فی القوالب الرقیقة (Shell molding)، والصب الدقیق (Precision casting)، والصب بالطرد المرکزی، والصب تحت الضغط، ومیتالورجیا المساحیق. بالإضافة إلى طرق الصب، یمکن أیضًا تشکیل أسنان التروس بواسطة التفزیز (Milling)، أو التخطیط (Shaping)، أو الهوبینغ (Hobbing)، ویمکن الوصول بها إلى الدقة والنعومة السطحیة المطلوبة من خلال الخراطة، أو الطحن (Grinding)، أو التشطیب (Finishing).

فی هذه الطریقة، یجب استخدام أداة قطع مختلفة لکل ترس لإنشاء الشکل المطلوب. عملیًا، یتطلب تصنیع أی ترس ضمن نطاق 12 سنًا إلى ترس شریطی استخدام 8 أدوات قطع. وتُستخدم مجموعة منفصلة من أدوات القطع لکل خطوة.

فی هذه الطریقة، یتم تشکیل الأسنان عن طریق حرکة ترددیة لأداة ترس البنیون أو أداة الترس الشریطی على طول المسار الرأسی. أثناء الحرکة، تخترق الأداة ببطء جسم الترس للعمق المطلوب. یعد استخدام أداة الترس الشریطی طریقة دقیقة لقطع التروس لأن أضلاع الترس الشریطی مسطحة.

الهوب هو أداة قطع حلزونیة الشکل، تکون أسنانها مسطحة مثل أسنان الترس الشریطی. یدور محور الهوب حول زاویة التقدم ویشکل أسنان الترس المستقیمة. یدور الهوب وجسم الترس بسرعة زاویة مناسبة ویغوص الهوب ببطء فی سطح جسم الترس، مما یؤدی إلى إنتاج الأسنان.

التعریف ببرنامج کیسوفت (KISoft)

قلّما نجد شخصًا یعمل فی صناعة التروس وعلب التروس لم یسمع باسم برنامج کیسوفت. یمکن القول إن کیسوفت هو برنامج متخصص للمعایرة، والتحسین، والحساب، وإعادة تحلیل الأجزاء مثل التروس، والأعمدة، والمحامل، والأحزمة، وغیرها. فیما یتعلق بالتروس، فإننا نحتاج إلى برنامج یساعدنا فی التصمیم من خلال تحدید مجموعة من الافتراضات. سرعة الحسابات فی هذا البرنامج مرضیة للغایة ویمکن استخدامه على الأنظمة ذات الأجهزة المتوسطة. یمکن تصنیف وحدات التصمیم فی هذا البرنامج على النحو التالی: أنواع التروس، الأعمدة والمحامل، الوصلات، أنواع النوابض، التروس المسننة والسیر.

یتیح برنامج کیسوفت، من خلال احتوائه على معاییر تصمیم فی وحداته المختلفة، إمکانیة إجراء عملیات التصمیم والتحلیل والتحسین بطریقة هندسیة. کما أنه عندما یتعلق الأمر بمعاییر مثل AGMA و ISO و DIN، یتم استخدام هذا البرنامج فی مجالات تحدید الأبعاد، ومراجعة التصمیم، وإجراء الحسابات، وتحدید العمر الافتراضی للمنتج. تغطی حسابات التروس فی هذا البرنامج جمیع أنواع التروس. بالنسبة للأعمدة والمحامل، یتم حساب قدرة العمود والعمر الافتراضی للمحمل مع الأخذ فی الاعتبار الهندسة الداخلیة. کما یحدد أیضًا الترددات الحرجة للانحناء والالتواء للأعمدة. یمکن حساب معظم أنواع النوابض شیوعًا فی برنامج کیسوفت والتحقق منها. للعثور على النابض المناسب للحمل المطلوب، توجد خیارات تحدید أبعاد متعددة للمعاییر. یتوفر فی برنامج کیسوفت قاعدة بیانات تتضمن أکثر المواد وأقطار الأسلاک شیوعًا. کما تتوفر معاییر التفاوت (التولیرانس) أیضًا فی هذا البرنامج.