كيف تحقق علبة التروس ربع الدوران تضخيم عزم الدوران ووظيفة قفل الذات؟

تضخيم عزم الدوران: المنطق الميكانيكي لتصميم نسبة الإرسال
وظيفة تضخيم عزم الدوران صندوق التروس ربع الدور يعتمد على تصميم نسبة النقل للديدان والعتاد الدودة. صيغتها الأساسية هي:
عزم دوران الإخراج = نسبة عزم الدوران × الإدخال
يتم تحديد نسبة النقل من خلال عدد رؤوس الدودة (Z1) وعدد أسنان تروس الدودة (Z2):
نسبة النقل I = Z2 / Z1
على سبيل المثال ، عندما يكون عدد رؤوس الدودة 1 (دودة واحدة) وعدد أسنان تروس الدودة هو 50 ، ونسبة الإرسال هي 50: 1 ، ويمكن تضخيم عزم الدوران المدخلات البالغة 50n · م إلى 2500n · م. من خلال ضبط عدد أسنان تروس الدودة ، يمكن تحقيق نطاق تضخيم عزم الدوران من 5: 1 إلى 100: 1 بمرونة.

الممارسة الهندسية لتصميم نسبة النقل
نسبة الإرسال الصغيرة (5: 1-20: 1): مناسبة لظروف الحمل الخفيف مثل الصمامات والبوابات ، والتي تحتاج إلى مراعاة كفاءة الإرسال وسرعة الاستجابة.
نسبة الإرسال الكبيرة (20: 1-100: 1): تستخدم في سيناريوهات التحميل الثقيل مثل الرافعات والينش ، ويجب تعزيز قدرة تحمل تروس الدودة.
على سبيل المثال ، في التحكم في صمام محطات الطاقة النووية ، تحتاج علبة التروس إلى تحمل تأثير وسائط درجات الحرارة العالية والضغط العالي. يمكن أن يضمن تصميم نسبة الإرسال الكبير التحكم الدقيق لفتح الصمام والإغلاق.

وظيفة قفل الذات: المبدأ الميكانيكي لتحسين زاوية الحلزون

1. الطبيعة الميكانيكية لخصائص قفل الذات

تنشأ وظيفة قفل الأرواح لتروس الدودة من العلاقة بين زاوية الحلزون (λ) وزاوية الاحتكاك (φ). عندما تكون زاوية الحلزون أصغر من زاوية الاحتكاك ، لا يمكن لعجلة الدودة أن تقود الدودة ، وتشكل قفلًا ذاتيًا. تعبيره الرياضي هو:

λ <φ
يتم تحديد زاوية الاحتكاك من خلال معامل الاحتكاك المادي (μ):

φ = arctan (μ)

على سبيل المثال ، يبلغ معامل الاحتكاك لتروس الدودة البرونزية والديدان الفولاذية حوالي 0.1 ، وهو ما يتوافق مع زاوية الاحتكاك البالغة 5.7 درجة ، وبالتالي فإن زاوية اللولب تحتاج إلى أن تكون أصغر من هذه القيمة لتحقيق قفل الذات.

2. التطبيق الهندسي لوظيفة قفل الذات
حماية مضادة للانتعاش: في مشاهد مثل المصاعد والرافعات ، يمكن أن تمنع وظيفة قفل الذات الحمل من التحرك في الاتجاه المعاكس بسبب الجاذبية أو القوى الخارجية ، وبالتالي تجنب الحوادث.
دقة تحديد المواقع المحسنة: في أدوات الآلات CNC ومفاصل الروبوت ، يمكن لميزة القفل الذاتي التخلص من إزالة الإرسال وتحسين دقة تحديد المواقع إلى 0.01 مم.
على سبيل المثال ، في نظام توجيه السفينة ، يمكن أن تضمن وظيفة قفل علبة التروس أن شفرة الدفة تظل مستقرة في ظروف البحر القاسية وتتجنب Yaw.

الابتكار في المواد والعمليات: دعم نقل عالي الكفاءة
1. مادة الدودة: عملية تبريد من الصلب عالي القوة
كمكون أساسي في انتقال عزم الدوران ، تحتاج الدودة إلى تحمل الإجهاد العالي والارتداء. المادة النموذجية هي 40Crnimoa ، والتي يمكن أن تصل إلى صلابة 58-62HRC بعد إخماد العلاج وقوة الشد تزيد عن 1000MPa. تشكل عملية التبريد هيكلًا مارتينسيتيك من خلال التبريد السريع ، مما يحسن بشكل كبير صلابة وارتداء المادة.

2. مواد تروس الدودة: خصائص امتصاص الصدمات من سبيكة برونزية
يجب أن تأخذ مادة تروس الدودة في الاعتبار كل من مقاومة التآكل وامتصاص الصدمات. القصدير البرونزي (ZCUSN10PB1) هو الخيار الأول بسبب قوتها العالية الشد (≥300MPa) ومعامل الاحتكاك المنخفض (0.05-0.1). يتم اشتقاق خصائص امتصاص الصدمات من قدرة تشوه البلاستيك لمصفوفة النحاس ، والتي يمكن أن تمتص طاقة التأثير وتقليل ضوضاء الاهتزاز.

3. ابتكار العملية: التحسين التآزري للطحن والتزييت
طحن الدودة: يتم استخدام عجلة طحن CBN للطحن الفائق ، ويضمن خشونة سطح الأسنان RA≤0.4μm دقة الربط.
نظام التشحيم: من خلال مزيج من تزييت الضباب الزيتي وتزييت القسري ، يتم تشكيل فيلم زيت مستقر لتقليل معامل الاحتكاك إلى أقل من 0.03.
على سبيل المثال ، في علب التروس طاقة الرياح ، يمكن أن يؤدي تصميم التزييت لتروس الدودة إلى زيادة كفاءة الإرسال إلى أكثر من 97 ٪.

سيناريوهات التطبيق: من الصمامات الصناعية إلى المعدات الراقية
1. التحكم في الصمام الصناعي
في الصناعات مثل البترول والكيمياء والطاقة الكهربائية ، يجب أن تصادف الصمامات التي تحركها علب التروس ربع الدوران تأثير وسائل الإعلام عالية الدقة والضغط العالي. تضمن وظيفة تضخيم عزم الدوران أن يفتح الصمام ويغلق بسرعة ، وخصائصه الذاتية تمنع الوسيلة من التدفق. على سبيل المثال ، في نظام مياه التبريد لمحطة الطاقة النووية ، تحتاج علبة التروس إلى العمل بشكل ثابت عند درجة حرارة عالية تبلغ 300 درجة مئوية.

2. نظام نقل الشاقة
في الرافعات ، وينشز وغيرها من السيناريوهات ، يحتاج علبة التروس إلى تحمل الكثير من عشرات الأطنان. يمكن أن يؤدي تصميم نسبة الإرسال الكبير إلى تضخيم عزم الدوران على آلاف متر نيوتن ، وتمنع وظيفة قفل الذات الحمل من السقوط عن طريق الخطأ. على سبيل المثال ، في Port Cranes ، يجب أن تتجاوز عمر علبة التروس 10 سنوات.

3. مجال المعدات الراقية
في الحقول مثل الفضاء والروبوتات التي تتطلب دقة وموثوقية عالية للغاية ، تصبح الخصائص الذاتية ودقة وضع علبة التروس مفتاحًا. على سبيل المثال ، في أنظمة التحكم في مواقف الأقمار الصناعية ، تحتاج علبة التروس إلى الحفاظ على دقة تحديد موقع ± 0.001 درجة في بيئة فراغ .