التّروس و المُسنّنات ( Gears )

الترس أو المسنن أو الترس المسنن عبارة عن جزء ميكانيكي يوجد داخل آليات نقل الحركة ووظيفته نقل حركة الحركة الدورانية للترس (المركب على محور) إلى ترس أو جزء ميكانيكي آخر. ويختلف الترس عن الطارة في أن الترس عبارة عن عجلة دائرية بها بروزات (أسنان) والتي تعشق مع أسنان الترس الأخر والذي يسمح للقوة بالإنتقال التام بدون حدوث إنزلاق. وحسب تصميم التروس وترتيبها يمكن للتروس نقل القوى بسرعات وعزوم مختلفة أو في إتجاهات مختلفة من مصدر الحركة الأساسي. والتروس مفيدة جداً في الماكينات البسيطة. في معظم الحالات فإن الترس يعشق مع ترس آخر ولكن الترس يمكن أن يعشق مع أي جزء ميكانيكي له نفس شكل الأسنان كما في الحركة البسيطة الجريدة المسننة والترس.

 
ومن أهم مميزات التروس أن التروس تكون بأحجام غير متساوية (أقطار) يمكن تجميعها معًا للحصول على ميزة ميكانيكية وبالتالي فإن السرعة الدورانية والعزم للترس الثاني يختلف عنهما عن الترس الأول. داخل أي ماكينة ، المصطلح "ترس" أيضا يشير إلى ترتيبة واحدة معينة من التروس بي ترتيبات أخرى (مثل"الترس الأول"). مثل هذه الترتيبات تكون غالبا تعطى كنسب عدد أسنان تروس أو كنسب أقطار التروس كوحدات. كما أن مصطلح "ترس" يستخدم أيضا للأجزاء المسننة التي تؤدي نفس الغرض.
و المسنّنات ذات أشكال و أحجام مختلفة ، فليس بشرط أن تكون دائريّة ، وهذه بعض من الصور التي تبيّن التّروس و طريقة حركتها:

ماهو الترس :-

هو عبارة عن أداة نقل الحركة الدائرية والقدرة من جزء في الآلة إلى آخر.
تُصنعالتروس بأحجام متعددة، وتتباين استخداماتها. وتتدرج من تروس دقيقة
كالتي تحرك عقاربالساعة إلى تروس كبيرة كالتي تحرك مروحة الدفع في ناقلات
النفط العملاقة.
وللترس نسبه تخفيض عالية للسرعات وتختلف التروس في اشكلها حسب نوع نقل
الحركة والقوة المبذولة لنقلها مع العلم ان الترس الحلزوني يتحمل اجهادات
اكبر من الترس العدل وذلك لان القوة المؤثرة علي الترس العدل تؤسر علي كامل
السنة اما في حالة الترس الحلزوني نجد ان التحميل يكون جزئي وتدريجي.
وينبغي عند نقل اي قوة ان تتدحرج اسنان التروس علي بعضها البعض وذلك ليقلل
من حدوث تاكل والضجيج الصادر عنها.

 

 

 
يتكون الترس البسيط من عجلة فلزية أو قرص فلزي بنتوءات تسمى الأسنانعلىمدى
الحافة. تعمل التروس دائمًا في ازدواج حيث تتشابك أسنان أحد الترسين
معأسنانالترس الآخر (تتعشق). ولكل ترس محور فلزي في مركزه. ويتصل محور أحد
التروس بمصدرللقدرة، كالمحرك الكهربائي. وعندما يدور المحور المتصل بمصدر
القدرة يدير معه ترسهالذي يقوم بإدارة الترس الآخر في الاتجاه المعاكس.
ويؤدي هذا إلى دوران محور الترسالآخر ليقوم بعمل نافع.
تُصنع معظم التروس من الفولاذ، ولكن تُستخدم مواد أخرى كالبرونز
والبلاستيكوالنايلون في صناعتها. وعادةً ما تُزيّت التروس الفلزية بالزيت
أو الشحم للحفاظعليها باردة أثناء الدوران. وتُصمم أسنان التروس بتقوّسات
خاصة للتقليل من الاحتكاكوالتذبذب والضجيج

وعند عملية تصميم اي ترس يوجد منحنين لعملية التصميم المنحني الأنفليوتي
والمنحني السايكلويدي والمستخدم في التطبيسقات الهندسية هو المنحني
الأنفليوتي وينشأ هذا المنحني بفرد خيط مشدود علي محيط دائرة ويمثل جانب
السن جزءا صغيرا من المنحني.
عند عملية تعشيق ترسين يجب ان يكونا نفس المديول والمديول هو وحدة قياس

 
اسنان التروس.كيف تعمل التروس :-

 

 

 
تُستخدم التروس لزيادة أو تخفيض سرعةالدوران، فتمكِّن أجزاء مختلفة من
الآلة من العمل بسرعات مختلفة.
يكون أحد الترسين في كل زوج من التروس أصغر من الآخر. ويسمى هذا الترس
بالترس الصغير، ويكون عدد أسنانه أقل من الترس الكبير. وتحدد نسبة عدد
الأسنان فيالترس الصغير إلى عدد الأسنان في الترس الكبير السرعات النسبية
لكل ترس، ومقدار عزمالتدوير المنقول من ترس إلى آخر. فعلى سبيل المثال، إذا
كان عدد أسنان الترس الصغير 20 والكبير 60 فإن النسبة هي 1:3، ويدور الترس
الكبير دورة واحدة عندما يدور الترسالصغير 3 دورات. لذلك عندما يدير الترس
الصغير الترس الكبير، فإنه يقلل من سرعةالدوران بمقدار الثلثين، ولكنه
يضاعف عزم التدوير (التورك) ثلاثة أضعاف. وفي هذهالحالة، يعرف الترس الصغير
بأنه ترس التخفيض. وعندما يُدِير الترس الكبيرالترس الصغير، فإنه يعمل
بمثابة ترس تضعيف. فهو يزيد من سرعة الدوران ولكنه يخفضعزم التدوير.

 
الماكينات المستخدمة في عملية انتاجة - :
-1 الفريزة :-

 
وهي من ابسط الطرق لتصنيع التروس العدلة والحلزونية ويتم فيها مايسمي بجهاز
التقسيم ولاتستخدم في عملية الإنتاج الكمي. ويوجد منها نوعين رأسي وأفقي.

 

 

2-ماكينة الهوب وتستخدم في عمليات الإنتاج الكمي :-

 
وهي الماكينة الأشمل في صناعة التروس حيث تستخدم في صناعة جميع أشكال
التروس سواء كان عدل أو مخروطي أو مائل وتستخدم ايضا في تفتيح الترس الدودي
. ولاتستخدم مع هذه العملية زيوت تبريد ولكن تستخدم زيوت قطع فقط

 

 
-3 تفتيح مركب ويستخدم في صناعة التروس الداخلية:-

 
وهي ماكينة يكون فيها الحد القاطع عبارة عن ترس يتحرك حركة ترددية لأعلي
ولأسفل مع الدوران وكذلك مع دوران الشغلة المراد تفتيحها ويتم في هذا النوع
تفتيح مجموعة من الأسنان في وقت واحد وتستخدم في عمل التروس المركبة
والموج فى كل تجويف مرة كى تقطع نصف
الجانب الإنفليوتى للسنة بينما تتلوها الأخرى كى تقطع النصف الثانى. أما
حركة الشغلة فتكون دورانية بشكل يتناسب مع حركة السكينتين من خلال ظرف
يتحرك أوتوماتيكيا مقتربا ومبتعدا عن السكينتين, وتكون الزوايا عند أنتاج
ترسين مخروطيين للعمل معا على نقل الحركة عموديا فأن زاوية الترس الثانى
يتم إختيارها بزاوية بحيث يكون مجموعها مع زاوية الترس الأول مساوية
للزاوية 90 درجة.
اما بالنسبة لحساب نسب التخفيض بين التروس يمكن استخدام هذه المعادلة
البسيطة
( سرعة الترس القائد / سرعة الترس المنقاد ) = ( حاصل ضرب أسنان التروس
المنقادة / حاصل ضرب أسنان التروس القائدة)
ودة على مسافات متقاربة على نفس العمود

 
-4 التفتيح المخروطي :-

 
وهي ماكينة خاصة تستخدم في صناعة التروس المخروطية فقط وتستخدم سكنيتين
متضادتين يعملان بشكل ترددي حيث تقطع كل سكينةى
حركة الشغلة فتكون دورانية بشكل يتناسب مع حركة السكينتين من خلال ظرف
يتحرك أوتوماتيكيا مقتربا ومبتعدا عن السكينتين, وتكون الزوايا عند أنتاج
ترسين مخروطيين للعمل معا على نقل الحركة عموديا فأن زاوية الترس الثانى
يتم إختيارها بزاوية بحيث يكون مجموعها مع زاوية الترس الأول مساوية
للزاوية 90 درجة.
اما بالنسبة لحساب نسب التخفيض بين التروس يمكن استخدام هذه المعادلة
البسيطة
( سرعة الترس القائد / سرعة الترس المنقاد ) = ( حاصل ضرب أسنان التروس
المنقادة / حاصل ضرب أسنان التروس القائدة)
ونسبة التخفيض = عدد اسنان الترس المنقاد / عدداسنان الترس القائده

الترس الدودي

---

الترس الدودي هونظام تروس تتشابك فيه الدودة (وهي ترس على شكل برغي) مع ترس دودي (يشبه في مظهره الترس الأسطواني، ويعرف أيضًا باسم العجلة الدودية). وغالبًا ما يحدث لبس نتيجة الاستخدام غير الدقيق لمصطلح الترس الدودي وذلك إما بالإشارة إلى الدودة أو الترس الدودي أو التدوير الدودي كوحدة.

على غرار أنظمة التروس الأخرى، يمكن للترس الدودي تخفيض سرعة الدوران أو السماح بالانتقال إلى عزم دوران أعلى. وتوضح الصورة قسمًا من صندوق تروس مزود بترس دودي يتم تدويره باستخدام دودة. وتعتبر الدودة مثالاً لـ البرغي، وهي إحدى الآلات البسيطة الست.
 الشرح



ترس دودي مزودة بدودة رباعية البدء


يكون صندوق التروس المصمم باستخدام دودة وعجلة دودية أصغر بكثير من نظيره المصنوع من التروس الأسطوانية البسيطة، كما يكون مزودًا بمحاور تدوير متشابكة مع بعضها البعض عند 90 درجة. في الدودة أحادية البدء،
ومع كل دورة بمقدار 360 درجة، فإن الترس الدودي يدفع سنًا واحدًا من
الترس. لذلك، بغض النظر عن حجم الدودة (على الرغم من الحدود الهندسية
المعقولة)، فإن معدل الترس هو "حجم الترس الدودي - إلى 1". بالنسبة
لترس البدء الفردي، سيعمل 20 سنًا من الترس الدودي على خفض السرعة بنسبة
20:1. ومع التروس الأسطوانية، يتوافق الترس المزود بـ 12 سنًا (أصغر حجم
مسموح به، إذا تم تصميمه للمهام الهندسية بشكل جيد) مع 240 سنًا من أسنان
الترس لتحقيق النسبة نفسها 20:1. لذا، إذا تشابهت الخطوط القطرية لكل ترس،
من حيث الحجم المادي للترس المزود بـ 240 سنًا والترس المزود بـ 20 سنًا،
فإن نظام التروس الدودي يكون أصغر حجمًا بشكل ملحوظ.





يتميز الكمان الأجهر بتروس دودية كآليات لضبط النغمات


 الأنواع
 
هناك ثلاثة أنواع مختلفة للتروس يمكن استخدامها في الترس الدودي.

أولها التروس الدودية بلا خانق وهذه التروس ليس فيها خانق
أو أخدود، ويتم تدويرها حول محيط الدودة أو العجلة الدودية. وثانيها
التروس الدودية أحادية الخانق، حيث يوجد خانق في العجلة الدودية. والنوع
الأخير وهو التروس ثنائية الخانق التى تحتوي على ترسين مزودين بخانق. ويمكن
دعم الحمولة الأعلى بواسطة هذا النوع من التروس.^[1]

تحتوي الدودة المغطاة (الساعة الرملية) على سن أو أكثر ويزداد قطرها من منطقة الوسط باتجاه كلتا النهايتين.^[2]

يتكون الترس الدودي مزودج الغطاء من دودات مغطاة تتشابك مع التروس الدودية المغطاة بالكامل. وتعرف أيضًا بالتروس الدودية الكروية


اتجاه نقل الحركة
 
على عكس التروس العادية، فإن اتجاه نقل الحركة (ذراع الإدخال عكس ذراع
الإخراج) لا يمكن عكسه باستخدام نسب التخفيض الكبيرة، وذلك بسبب الاحتكاك
الكبير بين الدودة والعجلة الدودية عند استخدام الدودة أحادية البدء (لولب
واحد). ويمكن الاستفادة من هذه الميزة عند الرغبة في القضاء على أي إمكانية
إخراج تتحكم في الإدخال. عند استخدام الدودة متعددة البدء (لولبية
متعددة)، ستنخفض النسبة وفقًا لذلك، وقد يستدعي الأمر تخفيض تأثير الكبح للدودة والترس الدودي ليزيد من قدرة الترس على التحكم في الدودة.

وتعرف أنظمة التروس الدودية التي لا يقوم فيها التروس بتدوير الدودة بأنها ذاتية الغلق.
وسواء كانت الدودة والترس ذاتيا الغلق يعتمدان على زاوية السبق وزاوية
الضغط ومعامل الاحتكاك، فمن الصواب أن نقول أن هذه الدودة والترس سيكونان
ذاتيا الغلق تقريبًا إذا كان ظل زاوية السبق أقل من معامل الاحتكاك.
 
 الاستعمالات والتطبيقات






ترس دودي يتحكم في بوابة. ولن يتغير موضع البوابة بعد ضبطه


في السيارات التي كان يتم تصنيعها في أوائل القرن العشرين وقبل استعمال
نظام التوجيه المعزز، كان أثر انخفاض ضغط الهواء فجأة في إحدى العجلات
الأمامية أو انفجارها يؤدي إلى لسحب آلية التوجيه في اتجاه جانب الإطار
المفرغ من الهواء. وينخفض هذا الأثر نتيجة لاستعمال الترس الدودي. ومن ضمن
التطويرات التي تسبب فيها الترس الدودي استعمال محامل التروس الكروية
للحد من القوى الاحتكاكية، والسماح بملاحظة بعض قوى التوجيه في العجلة على
أنها أداة مساعدة للتحكم في السيارة والتحكم بطريقة كبيرة في خفض الإجهاد
المسبب لمشاكل التوجيه بدرجة كبيرة.

تعتبر التروس الدودية إحدى الوسائل صغيرة الحجم لخفض السرعة بدرجة كبيرة وزيادة عزم الدوران. تتميز المحركات الكهربية
الصغيرة بوجه عام بأنها عالية السرعة وذات عزم دوران منخفض؛ إضافة إلى ذلك
يُزيد الترس الدودي مدى التطبيقات المناسبة لذلك، وخاصة عند معرفة درجة
الإحكام للترس الدودي.

تستخدم التروس الدودية في المكابس وفي الدرفلة وفي الناقل الهندسي وفي آلات الصناعات التعدينية وفي الدفات. إضافة إلى رؤوس الفارزة والقواعد الدوارةالموضوعة باستخدام محركات الدودة المزدوجة عالية الدقة مع ارتجاع قابل للتعديل. تستخدم التروس الدودية في العديد من المصاعد (المعروفة في الإنجليزية الأمريكية باسم المصعد) ويستخدم في محرك المصاعد نتيجة لحجمها الصغير والتوافق مع الترس.

في عصر السفن الشراعية، كان استعمال الترس الدودي للتحكم في الدفة
تقدمًا عظيمًا. قبل استعمال الترس الدودي، استُخدم الحبل المحرك للتحكم في
الدفة، ونتيجة لما تتسبب فيه الأمواج العاتية من قوة كبيرة مؤثرة بذلك على
الدفة، فيستلزم الأمر الاعتماد على العديد من الرجال لتوجيه السفينة، مع
بعض المحركات ذات العجلات الطويلة القطر للسماح لطاقم السفينة المكون من
أربعة رجال فأكثر بتشغيل الدفة.





المحرك النهائي لإحدى الشاحنات في الثلاثينيات من القرن العشرين


استخدمت التروس الدودية في بعض المحاور الخلفية للسيارات على الرغم من عدم وجود الترس التفاضلي
في هذه الحقبة الزمنية). واستفادوا من ميزة موقع الترس الموجود إما في
أعلى القمة أو في أسفل القاع في عجلة الترس التفاضلي. في العقد الثاني من
القرن العشرين، شاع في الحافلات وضع الترس الدودي في القمة لضمان سهولة
التحرك على الطرق الموحلة. وفي العشرينيات من القرن العشرين، استخدمتها
شركة ستوتز (Stutz) في سياراتها؛ للحصول على طابق أسبق من منافسيها وثُبت هذا الترس في القاع. ومثال على ذلك بيجو 404
التي يعود تاريخها لفترة الستينيات من القرن العشرين. يدعم الترس الدودي
الترس التفاضلي، الذي يحمي السيارة من التراجع. وترجع هذه الكفاءة إلى
الحاجة الشديدة لتخفيض النسب.

يعتبر الترس التفاضلي من نوع تورسن
استثناءً طارئًا على ذلك، حيث تُستخدم الدودات والتروس الدودية الضخمة
مكان الترس المخروطي للترس التفاضلي المفتوح بشكل تقليدي. برز الترس
التفاضلي من نوع تورسن بدرجة كبيرة في السيارة الحربية المتعددة الأغراض (HMMWV) وبعض سيارات هامر التجارية، وكترس تفاضلي مركزي في بعض أنظمة السيارة الرباعية الدفع، مثل أودي كواترو. في كثير من الأحيان تستخدم الشاحنات الثقيلة جدًا، مثل الشاحنات المستخدمة لحمل مواد البناء الترس التفاضلي لزيادة قوة الشاحنة. لا يعتبر الترس الدودي ذو أثر فعال مثل الترس الهيبودي، ودائمًا ما تحتوي هذه الشاحنات على غطاء كبير للترس التفاضلي، بحجم كبير متطابقًا مع زيت الترس وامتصاص وتبديد الحرارة المعينة.

وتستخدم التروس الدودية كآلية لضبط النغمات في العديد من الآلات الموسيقية، بما في ذلك الجيتار والكمان والمندولين والبوزوكي والعديد من آلات البانجو (على الرغم من أن معظم آلات البانجو المتطورة تستخدم تروس تداورية أو أوتاد احتكاك). يطلق على جهاز ضبط النغمات في الترس الدودي رأس الآلة.

تستخدم التروس الدودية البلاستيكية في كثير من الأحيان في المحركات
الكهربائية المُشغلة بالبطاريات، لتوفير مخرج بسرعة زاوية أقل (دورات أقل
في الدقيقة) من المحرك، والتي تعمل بطريقة جيدة في السرعة العالية تمامًا.
في كثير من الأحيان يستخدم نظام محرك الترس الدودي في لعب الأطفال والأجهزة
الكهربائية الصغيرة الأخرى.

يستخدم الترس الدودي في ماسك الخرطوم من نوع يوبيل أو المشابك من نوع يوبيل؛ يحتوي المسمار المشدد على دودة ذات حلق تشترك مع الفتحات على شريط المشبك.

أحيانًا يُصمم الترس الدودي للتشغيل في الاتجاه المعاكس، ناتجًا عن
دوران زراع الإخراج بطريقة أسرع من زراع الإدخال. قد تتضح لنا الأمثلة في
بعض نابذات مرافق بدء الحركة (المانيفلا) أو أداة ضبط آلة النفخ الموسيقية في أي صندوق موسيقي.

 الدودة اليسرى واليمنى






استخدام الترس الحلزوني والدودي
 
يعتبر الترس الحلزوني في الناحية اليمنى أو دودة الناحية اليمنى الأداة
التي من خلالها تتجه السنون تجاه عقارب الساعة وكأنها تتراجع من مراقب على
المحور. تكون الاتجاهات، سواء الناحية اليمنى أو اليسرى، متماثلة في الأداء
المتميز للبراغي اللولبية، الداخلية والخارجية على حد سواء. يجب أن يكون
الترسان الحلزونيان الخارجان المشغلان على المحاور المتوازية من جانبين
معاكسين. ويجب أن يكون الترس الحلزوني الداخلي وترسه الصغير من نفس
الناحية.

يعتبر الترس الحلزوني في الناحية اليمنى أو دودة الناحية اليمنى هو
الأداة التي من خلالها تتجه السنون عكس عقارب الساعة وكأنها تتراجع من
مراقب على المحور.^[4]

 التصنيع


تكون العجلات الدودية في البداية مشقوقة لجعل الأسنان خشنة وبعد ذلك مخددة للأبعاد النهائية.[

رائعة النيوماتيك

وهذا فيديو يوضح هذه الرسومات ارجوا ان ينال أعجابكم

حساب قوة السلندر النيوماتيك

تتوقف القوة   F  التى يرفعها السلندر على عاملين وهما الضغط P و مساحة مقطع السلندر A

فمثلا لو عندى سلندر هواء قطر 50 مم والضغط الداخل له 6 بار 

أولا نحسب مساحة السلندر  وهى تساوى

 A=π/4 D²

ِِA=π/4*0.5²

A= 19.625 CM²

والضغط   p= 6 bar

F = A* P  القوة النظرية التى يرفعها السلندر 

ولأنه لا يوجد شىء مثالى اذا نضرب فى 0.9 علشان الأحتكاك وكمعامل امان برضه 

اذا القوة التى يرفعها السلندر عند 6 بار هى  

F = 19.625 * 6 * 0.9 = 105.975 kg

طيب لو عند 5 بار  

F = 19.625 * 5 * 0.9 =88.3125  kg

ملحوظة : ركز فى الوحدات انا هنا حسبت المساحة بالسنتيميتر و الضغط بالبار ولذلك القوة بالكيلو جرام

هذه الحسابات للسلندر وهو خارج  بينما فى حالة الرجوع تكون القوة اقل حيث تقل المساحة بسبب وجود اكس السلندر فى الحسابات  فى حالة الرجوع 

 فى حالة الرجوع او السحب 

ِ A= π/4 ( D1²-D2²) 

F= π/4 ( D1²-D2²) * P

حيث d1  قطر السلندر الداخلى بينما d2  قطر الأكس 

احسب القوة التى يقوم بسحبها سلندر قطره  80 مم  , وقطر الأكس 25 مم فى حالة الرجوع او السحب عند ضغط 5 بار . 

F= π/4 ( 8²-2.5²) * 5 = 226.7 kg

وعشان الاحتكاك نضرب فى 0.9 

F = 226.7 * 0.9 = 204 kg 

 

 

 

 

 

 

 

مقدمة التحكم بالهواء المضغوط - علم النيوماتيك

إن كلمة نيوماتيك مشتقة من الكلمة الاغريقية (Pneuma) و التى نقصد بها (الهواء-الرياح) و هى علم هندسى يهتم بدراسة الهواء المضغوط و تدفقه و سريانه و يستخدم الهواء المضغوط فى التحكم و خاصة فى صناعة الدائن الصناعية و قد ترتب على ذلك التوسع فى انتاج الصمامات الاتجاهية ذات الانواع المختلفة و الاشكال المختلفة لاستخدامها فى دوائر التحكم فى الهواء المضغوط .

و منذ عدة سنوات أصبح بمصر كم من المصانع المتطورة و التى تحتوى على ألات تعمل بطرق تحكم غير تقليدية مثل الدوائر التى تعمل بالمبرمجات الالية PLC و قد تغيرت صناعة الصمامات الاتجاهية و استخدمت الصمامات المنطقيه فى الدوائر الهوائية .

مميزات و عيوب التحكم بالهواء المضغوط

أولا :  المميزات

·        الهواء بلا مقابل و يمكن الحصول عليه فى أى مكان و بـأى كمية مطلوبة

·        يمكن نقل الهواء المضغوط خلال الخطوط الهوائية لمسافات بعيدة

·        الهواء غير حساس للتغير فى درجة الحرارة و ذلك يمكن استخدامه فى التحكم عند أى ظروف مناخية

·        يفضل استخدامه فى الاماكن المعرضه للانفجار و التى تحتوى على غازات قابله للاشتعال

·        الالات التى تعمل بالهواء المضغوط لا نخشى عليها من الاحمال المفرطة بعكس الالات التى تعمل بالتيار الكهربى

·        الهواء المضغوط نظيف و لذلك يمكن استخدامه فى الصناعات الغذائية و صناعة الغزل و النسيج كعنصر تحكم .

ثانيا : العيوب

·        ارتفاع تكلفة انشاء و تشغيل و صيانة وحدات توليد و تجفيف الهواء المضغوط

·        لا يمكن الوصول الى سرعات ثابتة لعناصر الفعل للاسطوانات و الحركات الهوائية عند تغير الاحمال و ذلك نظرا لقابلية الهواء للانضغاط.

·        يلزم أحجام كبيرة للاسطوانات للحصول على قوى كبيرة

الأساسيات الفيزيائية للهواء المضغوط

فى علم الهواء المضغوط نعمل نحن لهواء الارض الذى هو عبارة عن مخلوط غازى لذلك يجب ايضاح بعض الظواهر العادية التى تواجهنا فى الحياة اليومية

الهواء مخلوط غازى يتكون أساسا من غازين هما

           نتروجين (ن) حوالى 78% من حجم هواء الارض

          أكسيجين (أ)   حوالى 21% من الحجم

و الباقى غازات أخرى عبارة عن ثانى أكسيد الكربون و هيدروجين و أرجون ................. و كذلك و يحتوى الهواء الجوى على نسبة معينة بخار الماء (الرطوبة) و الهواء عبارة عن جزئيات غازية متحركة و لا تقف ساكنة و تتصادم مع بعضها  بصفة مستمرة و هذاه الحركة هى سبب انتشارها فى كل حيز و فى كل جزء يعبأ بالغاز .

سعة تشبع الهواء بالماء و تأثير الهواء على سرعة التدفق و الضغط

الهواء قادر على امتصاص نسبة من الماء فى صورة بخار و قدرة المتصاص ترتفع بأرتفاع درجة الحرارة للهواء و عندما يزيد الهواء المشبع ببخار الماء يتساقط الماء من الهواء فة صورة  قطرات تنحدر على الجدران الخزان من أعلى الى أسفل و نلاحظ أثناء ركوب الاتوبيس فى فصل الشتاء فعندما يبرد الهواء المشبع ببخار الماء عللا زجاج النوفذ ينفصل الماء عن الهواء (تكثيف) ثم يتسرب الى أسفل .

و هذه الظاهرة لها أهمية خاصة لدراسة الهواء المضغوط لان قدرة الهواء على امتصاص الماء ترتبط بكمية الهواء و درجة حرارته و ليس بالضغط لذلك يجب أن تجمع و يتم عزلها بواسطة الاجهزة الخاصة .

تأثير الهواء على سرعة التدفق و الضغط

من اجل ايضاح العلاقة بين سرعة التدفق و الضغط الواقع نجرى التجربة التالية

نحضر ماسورة مسلوبة على شكل عدة أقماع متصلة ببعضها ثم يدفق الهواء خلالها ثم يقاس الضغط الواقع على مواضع مختلفة من هذه الماسورة

·        النتيجة : الهواء يكون منخفضا عند المواضع الضيقة لهذه الماسورة ( و هذه ظاهرة غريبة)

·        و نوضحها فى الاتى :

الهواء يتدفق خلال الاقطار المختلفة للماسورة بنفس الكمية فى نفس الفترة الزمنية

و هذا يعنى ان سرعة التدفق لابد و ان تزيد عند مرور الهواء فى الاقطار الضيقة و هنا يجب ايضاح قانون أخر (طاقة الهواء عند دخوله ماسوره ما = طاقته عند خروجه من نفس الماسورة)

و هذه الطاقة تتكون من نوعين مختلفين :

·        طاقة الضغط و هى مرتبطة بالضغط المطلق

·        طاقة الحركة و هى مرتبطة بسرعة التدفق

طاقة الضغط + طاقة الحركة = ثابت (مقدار ثابت)

و عند اخذ كل من قانونى التدفق و الحركة مرتبطين مع بعضهما يتضح لنا سبب انخفاض الضغط عند المواضع الضيقة فى الماسورة و عند هذه المواضع الضيقة ترتفع سرعة التدفق و ترتفع كذلك طاقة الحركة و تكون هذه الطاقة ثابتة و لكن بعد مرور الهواء من المواضع الضيق يرتفع الضغط ثانيا و لكن الهواء يتعرض لفقد احتكاكى عند مروره من هذه المواضع الضيقة بسبب احتكاكه بنفسه و جدار الماسوره

(الهواء المضغوط كوسيط فى العمل)

هذا الانتشار الضخم و السريع الذى وصل اليه الهواء المضغوط فى وقت قصير للغاية لمن الامور التى تثير الدهشه و يرجع هذا الانتشار الضخم و السريع أولا و أخيرا الى عدم وجود أى وسيط أخر للعمل بهذه البساطة و التكاليف المنخفضة من اجل حل المشاكل الاتوماتيكية .

اشكال ومكونات دائرة النيوماتيك

تتكون دائرة النيوماتيك من 

وحدة انتاج الهواء وهى الكمبريسور  

مجموعة الخدمة 

البلوف  وسوف نتحدث عن انواعها المختلفه فيما بعد 

السلندرات 

الوصلات 

 شكل الدائرة مجمعة 

ما هو التحكم المنطقى المبرمج (PLC) وما هى اهم مميزاته وعيوبه What is a

 

هو جهاز الكترونى رقمى يستخدم ذاكرة قابلة للبرمجة لتخزين الاوامر ويقوم بتنفيذ مهام معينة منطقية متتالية ( sequence ) زمنية وذلك للتحكم فى الالات والعمليات الصناعية فى المصانع.

وتختص البرمجه بـ ( PLC ) بالعمليات المنطقية المختلفة ((AND , OR , XOR او عمليات توصيل او فصل المكونات وتصمم الدوائر داخل الجهاز بحيث تتحمل الاهتزازات والحرارة والرطوبة والضوضاء.
وتتوفر اجهزة الـ ( PLC ) باشكال واحجام مختلفة وبعضها ممكن برمجته مباشرة باستخدام شاشة LCD دون الحاجة الى جهاز كمبيوتر والاشكال الاتية لبعض اجهزة الـ PLC المعروفه والمشهورة والاكثر استخداما فى وقتنا الحالى ( Siemens & LG )

ويتكون الـ PLC من :

1- وحدة الدخل ( Input module ) ويتم توصيلها بمجموعة من العناصر الفيزيائية مثل الـ switches و sensors

-2وحدة المعالجة المركزية ( CPU ) وهو مركز اتخاذ القرارات لوحدة الـ PLC ويقوم بإصدار اوامر التحكم لوحدة الخرج حسب تعليمات البرنامج المخزنة في الذاكرة
3- وحدة الخرج ( output module ) تستقبل تعليمات التحكم من وحدة الـ PLC وتقوم بتحويلها الى اشارات رقمية او تماثلية يمكن استخدامها للتحكم فى اجهزة مختلفة
4- وحدة مصدر القدرة ( power supply unit )
5- وحدة الذاكرة ( Memory unit )
6- جهاز البرمجة ( Programming device ) وهو جهاز يتم كتابة البرنامج عليه وبواسطته يتم تنزيل البرنامج على الـ PLC

مميزات الـ PLC

-1 المرونة : حيث يمكن تعديل البرنامج بسهولة وبدون اللجوء الى تغيير التوصيلات سواء فى الدخل او الخرج وبالتالى تكون النتيجة نظام مرن يمكن استخدامه فى وظائف التحكم ذات الطبيعة المتغيرة
2- انخفاض التكلفة : حيث انه بادخال التقنيات الحديثة امكن تخفيض تكلفة الـ PLC بحيث اصبح فى كثير من الحالات اوفر من الطرق التقليدية للتحكم
3- يمكن اجراء تنفيذ للبرنامج قبل تركيب وحدة الـ PLC على المعدة الصناعية
4- سرعة التنفيذ للبرنامج
5- الحماية من العبث فى البرنامج وسهولة التعامل
6- تصحيح الاخطاء وتحديد مكان الاخطاء : حيث يمكن تحديد مكان الاخطاء بدقة وبالتالى يمكن اجراء تعديل فى البرنامج بحيث يستمر اداء الماكينة طبيعى حتى يتم اصلاح العطل
7- صغر حجمه مما يؤدى الى سهولة التحكم فى وضعه فى المكان المناسب

بعض عيوب الـ PLC

 1- بعض التطبيقات يكون استخدام الـ PLC قليل النفع مثل التطبيقات الثابتة التى لا تتغير وبالتالى يكون استخدام الـ PLC بتكلفة عالية او بامكانيات غير مستغلة
 2- ادخال التقنية الحديثة يصحبها بعض المشاكل كإحداث بعض التقنيات فى الالات واعادة تدريب بعض المهندسين لمواكبة هذا التغيير والتدريب على لغات البرمجة الحديثة