18 ضرسًا سنيًا: كيف يؤثر عدد الأسنان على السرعة وعزم الدوران واختيار محرك السلسلة

العجلة المسننة ذات 18 سنًا هي أصغر عدد من الأسنان التي يتعامل معها معظم مصممي السيارات كخيار عمل عادي. تحت ما يقرب من 17 سنًا، تتسلق الضوضاء والاهتزازات وتآكل الأسطوانة بسرعة؛ في عمر 18 عامًا، يمكنك الاحتفاظ بقطر ملعب صغير دون تلك العقوبات. هذا التوازن هو السبب في ظهور نفس العدد على محركات الأقراص النهائية للدراجات النارية، والدراجات ذات السرعة الواحدة، وناقلات التعبئة والتغليف، ومحركات المضخات على حد سواء. إذا كنت تفكر في تغيير 18 سنًا أو منها، فإن السؤال العملي هو نفسه دائمًا: ما الذي يفعله سن واحد بالسرعة وعزم الدوران وعمر السلسلة؟

الإجابة المختصرة: على عجلة مسننة بهذا الحجم الصغير، تعمل سن واحدة على تحريك نسبة الدفع بنسبة 5 إلى 6 بالمائة تقريبًا. وهذا يكفي للشعور به على الآلة، ونادرًا ما يكون كافيًا لفرض تغييرات في أي مكان آخر في نظام الدفع. يغطي الجزء المتبقي من هذا الدليل الشكل الهندسي لهذا الرقم، وكيفية مطابقة العجلة المسننة مع السلسلة التي تقوم بتشغيلها بالفعل، وقائمة المراجعة التي تفصل العجلة المسننة التي تدوم عن العجلة المسننة التي يتم خطافها وتخطيها.

ما الذي يحدد ضرسًا ذو 18 سنًا؟

يعمل عدد الأسنان وخطوة السلسلة معًا على تحديد حجم العجلة المسننة. قطر الملعب يساوي خطوة السلسلة مقسومة على الخطيئة (180 درجة / شمال)؛ عند 18 سنًا، يكون المقام هو sin 10°، أي حوالي 0.1736، لذا فإن قطر الملعب يبلغ حوالي 5.76 أضعاف الملعب. يبلغ حجم العجلة المسننة ذات 18 سنًا لسلسلة ميل 0.5 بوصة مثل ANSI #40 حوالي 2.88 بوصة (73 ملم) عبر دائرة الميل، مع القطر الخارجي أكبر قليلاً لمسح البكرات.

المعايير تحدد كل شيء آخر. يحكم ANSI/ASME B29.1 شكل الأسنان الأمريكي، ويصف ISO 606 وDIN 8187/8188 الشكل الأوروبي، وتعكس معايير GB الصينية كليهما. الأشكال غير قابلة للتبديل: عند نفس المسافة 12.7 مم، تستخدم سلسلة ANSI #40 والمعيار البريطاني 08B أقطار بكرات مختلفة وسمك لوحة، لذا فإن العجلة المسننة المحددة لسلسلة واحدة ستؤدي إلى إتلاف السلسلة من الأخرى. يعد نمط المحور قرارًا منفصلاً - لوح عادي، أو متصل بمسامير مثبتة، أو ممل لجلبة مستدقة - وعلى العجلة المسننة الصغيرة، غالبًا ما يضيف المحور قطرًا إجماليًا أكبر من الأسنان نفسها.

لماذا يعتبر 18 سنًا هو المكان العملي المثالي

يوضح مصنعو السلسلة الحد الأدنى لعدد الأسنان: 12 سنًا هو الحد الأدنى المقبول لمحركات الأقراص البطيئة ذات التحميل الخفيف، وحوالي 17 هو الحد الأدنى الموصى به عند السرعات والأحمال المعتدلة، و21 أو أكثر للخدمة عالية السرعة. يوجد ضرس ذو 18 سنًا داخل النطاق الموصى به مباشرةً، وهذا هو بالضبط سبب كونه افتراضيًا شائعًا للعجلة الأصغر للزوج.

السبب الهندسي هو العمل الوترى. السلسلة لا تسير على شكل دائرة سلسة؛ فهو يجسر عبر الأسنان، ويرتفع وينخفض ​​قليلاً مثل مقاعد كل بكرة. يصل تقلب السرعة إلى 1 - cos(180°/N تقريبًا)، وتتحرك كل بكرة بزاوية 360°/N في كل مرة تقوم فيها بلف العجلة المسننة. التعبير الأكثر وضوحًا يعني تآكلًا أسرع للمسمار والجلبة، وهذا هو السبب في أن العجلة المسننة الصغيرة جدًا تقلل من عمر السلسلة قبل وقت طويل من كسر أي شيء.

تعمل العجلة المسننة الصغيرة أيضًا على تشغيل كل سن بقوة أكبر، نظرًا لأن عددًا أقل من الأسنان يتشارك في الحمل المنقول، لذا فإن العجلة المسننة المصنوعة بشكل صحيح في هذا النطاق تحتوي على أسنان تحريضية أو متصلبة. ينطبق نفس المنطق على تباطؤ الموتر: احتفظ بها عند 17 سنًا أو أكثر وعلى الجانب المرتخي، وإلا فإن التباطؤ سوف يتآكل السلسلة بشكل أسرع من محرك الأقراص نفسه.

ما الذي يتغير في سن واحد: النسبة، وعزم الدوران، وسحب السلسلة

يتم تقسيم نسبة الدفع على الأسنان الدافعة، بحيث تحمل كل سن وزنًا أكبر على العجلة المسننة الصغيرة. إن تبديل ضرس خلفي مكون من 19 سنًا بـ 18 سنًا على دراجة أو دراجة نارية - وهو تغيير كلاسيكي بسن واحد - يجعل التروس أطول بحوالي 5.6 بالمائة. ترتفع سرعة الطريق عند نفس استخدام الدواسة أو سرعة المحرك بهامش مماثل، وينخفض ​​التسارع بنفس المقدار تقريبًا، وسيقرأ عداد السرعة المدفوع من علبة التروس انخفاضًا بنسبة 5 بالمائة تقريبًا. وبالذهاب في الاتجاه الآخر، فإن تركيب محرك ذو 18 سنًا حيث تم تركيب 17 سنًا يقلل من سرعة التروس بحوالي 5.6 بالمائة ويزيد من مضاعفة عزم الدوران عند الخرج.

يغير عدد الأسنان أيضًا قوة سحب السلسلة، والتي تخفيها النسبة وحدها. يساوي شد السلسلة عزم دوران العمود مقسومًا على نصف قطر الميل، لذلك يقوم سائق أصغر بتحميل السلسلة بقوة أكبر لنفس عزم الدوران. يؤدي استبدال محرك مكون من 20 سنًا بآخر مكون من 18 سنًا إلى زيادة توتر سلسلة العمل بنسبة 11 بالمائة تقريبًا، وهذا عادةً هو الحد الحقيقي لمدى انكماش المحرك قبل أن تصبح السلسلة، وليس العجلة المسننة، هي الحلقة الضعيفة.

مطابقة العجلة المسننة للسلسلة

نظرًا لأن شكل السن يتبع سلسلة السلسلة، فإن الخطوة الأولى في طلب أي ضرس مكون من 18 سنًا هي تحديد السلسلة، وليس العجلة المسننة. تأكد من الملعب وقطر الأسطوانة والمعيار الذي تم تصميم السلسلة عليه. إذا كان محرك الأقراص يدير سلسلة أسطوانات دقيقة قصيرة المدى من السلسلة A - جانب عائلة ANSI في معظم الكتالوجات - فيجب تحديد ضرس التزاوج للمقعد الأسطواني من السلسلة A وسمك اللوحة.

سلسلة أسطوانة دقيقة ذات درجة قصيرة سلسلة بكرات من عائلة ANSI من السلسلة A تُستخدم في العديد من محركات الأقراص؛ يعد تحديد سلسلة السلسلة والميل وقطر الأسطوانة هو الخطوة الأولى قبل طلب ضرس تزاوج محدد بشكل صحيح. عرض المنتج →

تبدو سلسلة السلسلة B، وهي عائلة المعايير البريطانية الشائعة في الآلات الأوروبية، متطابقة تقريبًا للوهلة الأولى ولكنها تستخدم أسطوانة أكبر وأبعاد لوحة مختلفة في نفس الخطوة، لذلك فهي تحتاج إلى شكل أسنان خاص بها وضرس خاص بها.

سلسلة الأسطوانة ذات الدقة القصيرة من سلسلة B سلسلة B القياسية البريطانية ذات أسطوانة أكبر وأبعاد لوحة مختلفة عن السلسلة A في نفس الخطوة، لذلك فهي تتطلب شكل أسنان خاصًا بها وعجلات مسننة مخصصة. عرض المنتج →

المادة هي القرار التالي. يغطي الفولاذ الكربوني المتصلب معظم محركات الأقراص الداخلية المغلقة. تتطلب خطوط الطعام ومناطق الغسيل والتجهيزات البحرية والمصانع الكيميائية الفولاذ المقاوم للصدأ - SS304 كدرجة للأغراض العامة، وSS316 حيث توجد الكلوريدات - ومن الناحية المثالية، فإن العجلة المسننة المقاومة للصدأ تعمل ضد سلسلة مقاومة للصدأ بحيث يتآكل المحرك بأكمله بمعدل مماثل. أحد التفاصيل التي لا علاقة لها بالعجلة المسننة ولكن غالبًا ما يتم إلقاء اللوم عليها: ما إذا كان من الممكن ربط السلسلة برابط توصيل يعتمد على إجمالي عدد خطواتها، لذا قم بقطع السلسلة إلى عدد زوجي من الخطوات كلما أمكن ذلك.

حيث تظهر أسنان العجلة ذات 18 سنًا

في المركبات ذات العجلتين، يعد 18 سنًا عددًا شائعًا للركاب الذين يتاجرون بتسارع قليل للحصول على سرعة إبحار أكثر هدوءًا - نفس مقايضة السن الواحدة الموصوفة أعلاه - وسلسلة الملعب مثل 428 و520 و525 و530 تخدم نفس الدور الذي يؤديه #40 أو 08B في محركات الأقراص الصناعية.

في المصانع، يكون المحرك ذو 18 سنًا نموذجيًا في مخرجات محرك التروس التي تغذي آلات التعبئة والتغليف، وخطوط تعبئة الزجاجات، ورافعات الدلاء، والناقلات متوسطة الخدمة، حيث يوفر تخفيضًا أوليًا مفيدًا دون إضاعة المساحة. في منشآت الأغذية والأدوية ومياه الصرف الصحي، يتم تصنيع نفس عدد الأسنان في الفولاذ المقاوم للصدأ بحيث يبقى محرك الأقراص تحت الغسيل اليومي. للحصول على النسبة الكاملة وحسابات عزم الدوران وراء هذه الاختيارات، دليلنا كيف يؤثر العجلة المسننة ذات 18 سنًا على السرعة وعزم الدوران يعمل من خلال الأرقام خطوة بخطوة.

قائمة مرجعية للاختيار والاستبدال

قبل طلب أو استبدال عجلة مسننة ذات 18 سنًا، قم بالعمل من خلال هذه القائمة:

1. حدد السلسلة أولًا - درجة الصوت، والسلسلة، والمعيارية - ثم اطلب أن يتطابق العجلة المسننة، وليس العكس أبدًا.
2. تأكد من التجويف، ومجرى المفتاح، ونمط التثبيت (محور التثبيت، أو التجويف الدليلي، أو البطانة المستدقة) على العمود قبل الطلب.
3. الإصرار على تصلب الأسنان للسائق تحت حمولة حقيقية؛ عند 18 سنًا، تأخذ كل سن حصة أكبر من عزم الدوران مقارنة بالعزم الأكبر، ويقوم المصنعون ذوو السمعة الطيبة بتقوية العجلة المسننة الصغيرة افتراضيًا.
4. قم بمحاذاة كلا العجلة المسننة في نفس المستوى واضبط فترة الركود المتوسطة بحوالي 2 إلى 4 بالمائة من المسافة المركزية على محركات الأقراص الأفقية.
5. استبدل السلسلة وكلا العجلة المسننة كمجموعة؛ سوف تتخطى السلسلة الجديدة التي تعمل على الأسنان البالية وتتآكل بشكل غير متساوٍ منذ اليوم الأول.
6. قم بإيقاف سلسلة الأسطوانة عند استطالة تبلغ حوالي 1.5 بالمائة في المحركات عالية السرعة (3 بالمائة في المحركات البطيئة)، واستبدل العجلة المسننة عندما تبدو الأسنان معقوفة أو غير متماثلة.

تعتبر العجلة المسننة القياسية ذات الـ 18 سنًا المصنوعة من الفولاذ الكربوني بمثابة أجزاء سلعية. تظهر حالة الشراء من إحدى الشركات المصنعة للسلسلة عندما لا يكون المتطلب قياسيًا - درجات الفولاذ المقاوم للصدأ مثل SS304 أو SS2205، أو التجاويف الخاصة، أو عدد الأسنان الذي تم اختياره لموازنة النسبة واللف على آلة مُعاد تصميمها. تتراوح أسنان العجلة المسننة لآلات Fubang جنبًا إلى جنب مع سلسلتها المقاومة للصدأ إلى مواصفات GB وISO وANSI وDIN، كما أن أعداد الأسنان والتجويف والمواد غير القياسية هي طلب روتيني وليس استثناءً خاصًا.

أسنان مسننة مخصصة ذات 18 سنًا تم تصنيع العجلة المسننة وفقًا لمواصفات GB وISO وANSI وDIN، بما في ذلك درجات الفولاذ المقاوم للصدأ والتجويف الخاص أو عدد الأسنان، بحجم يتناسب مع السلسلة التي تعمل فعليًا في محرك الأقراص. عرض المنتج →

نادرًا ما تكون العجلة المسننة المكونة من 18 سنًا هي الجزء الأكثر مناقشة في محرك الأقراص، ولكنها تقع بالضبط حيث يلتقي الحجم الصغير والهندسة الصديقة للسلسلة: كبيرة بما يكفي لحماية السلسلة، وصغيرة بما يكفي للحفاظ على الظرف محكمًا وتقليل النسبة الأولى ذو معنى. قم بقياسها مقابل السلسلة التي تقوم بتشغيلها بالفعل، واحترم النسب المئوية للسن الواحد عند إعادة التعشيق، واستبدلها بسلسلتها. إذا كنت تريد فحص عدد الأسنان أو التجويف أو المواد مقابل محرك أقراص معين قبل الطلب، فأرسل المواصفات عبر موقعنا صفحة الاتصال وسيقوم الفريق الهندسي بتأكيد التفاصيل.