شرح أنواع الروابط
قبل قراءة هذا المقال ، يمكنك أيضًا الاستمتاع مقالة أساسيات الروابط هنا.
الارتباط هو آلية تتشكل من خلال توصيل اثنين أو أكثر من الرافعات معًا. يمكن تصميم الروابط لتغيير اتجاه القوة أو جعل كائنين أو أكثر يتحركان في نفس الوقت. تُستخدم العديد من السحابات المختلفة لتوصيل الروابط معًا ، ومع ذلك تسمح لهم بالتحرك بحرية مثل المسامير ، والبراغي المتقدمة مع المكسرات ، والمسامير المجهزة بشكل فضفاض. هناك فئتان عامتان من الروابط: روابط مستوية بسيطة وروابط متخصصة أكثر تعقيدًا؛ كلاهما قادر على أداء المهام مثل وصف الخطوط المستقيمة أو المنحنيات وتنفيذ الحركات بسرعات مختلفة. يتم قبول أسماء آليات الارتباط الواردة هنا على نطاق واسع ولكن غير مقبولة عالميًا في جميع الكتب المدرسية والمراجع. يمكن تصنيف الروابط وفقًا لوظائفها الأساسية:
- توليد الوظائف: الحركة النسبية بين الروابط المتصلة بالإطار
- توليد المسار: مسار نقطة التتبع
- توليد الحركة: حركة رابط المقرنة
روابط مستوية بسيطة
يتم تحديد أربعة روابط مستوية بسيطة مختلفة موضحة أدناه عن طريق الوظيفة:
- ارتباط الحركة العكسية ، الشكل A أدناه يمكن أن يجعل الكائنات أو القوة تتحرك في اتجاهين متعاكسين ؛ يمكن القيام بذلك باستخدام رابط الإدخال كرافعة. إذا كان المحور الثابت متساويًا من المحاور المتحركة ، فإن حركة ارتباط الإخراج ستعمل على مساواة حركة ربط المدخلات ، ولكنها ستعمل في الاتجاه المعاكس. ومع ذلك ، إذا لم يتمركز المحور الثابت ، فلن تساوي حركة ارتباط الإخراج حركة ارتباط المدخلات. من خلال تحديد موضع المحور الثابت ، يمكن تصميم الرابط لإنتاج مزايا ميكانيكية محددة. يمكن أيضًا تدوير هذا الربط من خلال 360 درجة.
- يمكن لربط الضغط ، الشكل B ، أن يجعل الكائنات أو القوة تتحرك في نفس الاتجاه ؛ يتحرك ارتباط الإخراج في نفس اتجاه ارتباط الإدخال. تم تصنيفه تقنيًا على أنه رابط من أربع أشرطة ، ويمكن تدويره من خلال 360 درجة دون تغيير وظيفته.
- يمكن أن يؤدي ارتباط الحركة الموازية ، الشكل C ، إلى جعل الكائنات أو القوى تتحرك في نفس الاتجاه ، ولكن على مسافة محددة. يجب أن تكون المحاور المتحركة والثابتة على الروابط المتعارضة في متوازي متوازي متساوٍ في هذا الارتباط للعمل بشكل صحيح. من الناحية الفنية مصنفة على أنها رابط من أربعة أشرطة ، يمكن أيضًا تدوير هذا الربط من خلال 360 درجة دون تغيير وظيفته. تعتمد الصور الفاتحة التي تحصل على الطاقة للقطارات الكهربائية من الكابلات العلوية على ارتباط الحركة الموازية. إن رسم البانغيات التي تسمح بنسخ الرسومات الأصلية يدويًا دون تتبع أو تصوير هي أيضًا تعديلات على هذا الرابط ؛ في أبسط أشكاله ، يمكن أيضًا الاحتفاظ بصواني الأدوات في وضع أفقي عند فتح أغطية أدوات الأدوات.
- يمكن أن يغير ارتباط الجرس-كرنك ، الشكل D ، اتجاه الكائنات أو القوة بمقدار 90 درجة. رن هذا الربط جرس الباب قبل اختراع المصطلحات الكهربائية. في الآونة الأخيرة تم تكييف هذه الآلية لفرامل الدراجات. وقد تم ذلك عن طريق تثبيت اثنين من السواعد الجرس عازمة 90 درجة في اتجاهين متعاكسين معا لتشكيل ملقط. عن طريق الضغط على رافعات المقود المرتبطة بنهايات الإدخال لكل كرنك ، ستتحرك نهايات الإخراج معًا. كتل المطاط على نهايات الإخراج من كل كرنك اضغط على حافة العجلة ، وتوقف الدراجة. إذا كانت المسامير التي تشكل محورًا ثابتًا في نقاط منتصف السواعد ، فستكون حركة الارتباط متساوية. ومع ذلك ، إذا تختلف هذه المسافات ، فيمكن الحصول على ميزة ميكانيكية.
روابط متخصصة
بالإضافة إلى تغيير حركات الكائنات أو القوى ، تم تصميم روابط أكثر تعقيدًا لأداء العديد من الوظائف المتخصصة: وتشمل هذه الرسم أو تتبع الخطوط المستقيمة ؛ نقل الكائنات أو الأدوات بشكل أسرع في السكتة الدماغية التراجع عن السكتة الدماغية التمديد ؛ وتحويل الحركة الدوارة إلى حركة خطية والعكس صحيح. أبسط الروابط المتخصصة هي روابط أربعة أشرطة. كانت هذه الروابط متعددة الاستخدامات بما يكفي لتطبيقها في العديد من التطبيقات المختلفة. تحتوي الروابط المكونة من أربعة أشرطة في الواقع على ثلاثة روابط متحركة فقط ولكن لديها رابط ثابت واحد وأربعة مفاصل أو محاور دبوس. يجب أن تحتوي الآلية المفيدة على أربعة روابط على الأقل ، لكن مجموعات الحلقة المغلقة من ثلاثة روابط هي عناصر مفيدة في الهياكل. نظرًا لأن أي ارتباط مع رابط ثابت واحد على الأقل هو آلية ، فإن كل من روابط الحركة المتوازية والدفع المذكورة سابقًا هي آلات تقنيًا.
تشترك الروابط ذات الأربع أشرطة في الخصائص الشائعة: ثلاث روابط متحركة صلبة مع اثنين منها مفصولة لقواعد ثابتة تشكل إطارًا. آليات الارتباط قادرة على إنتاج حركة الدوران أو التذبذب أو الترددية عن طريق دوران كرنك. يمكن استخدام الروابط لتحويل:
- دوران مستمر في شكل آخر من الدوران المستمر ، مع نسبة سرعة زاوية ثابتة أو متغيرة
- دوران مستمر في التذبذب أو التذبذب المستمر في الدوران ، مع نسبة سرعة ثابتة أو متغيرة
- أحد أشكال التذبذب في شكل آخر من أشكال التذبذب ، أو شكل من أشكال المعاملة بالمثل في شكل آخر من المعاملة بالمثل ، مع نسبة سرعة ثابتة أو متغيرة
هناك أربع طرق مختلفة يمكن من خلالها إجراء روابط من أربع أرقام القيام بانعكاسات أو ثورات كاملة حول نقاط المحور الثابتة. يعتبر أحد الرابط المحوري هو عضو المدخلات أو السائق والآخر يعتبر العضو المخرج أو المدفوع. يسمى الرابط المتحرك المتبقي عادة رابط الاتصال. يسمى الرابط الثابت ، الذي يتوقف عن طريق المسامير أو المحاور في كل نهاية ، رابط الأساس.
آلية كرنك روكير ، الشكل أعلاه ، توضح الانقلاب الثاني. أقصر رابط AB هو المجاور لـ AD ، رابط الأساس. يمكن لـ Link AB أن يصنع ثورة 360 كاملاً بينما يمكن أن يتأرجح القرص المضغوط للربط المعاكس فقط ووصف القوس.
آلية الصخور المزدوجة ، أدناه ، توضح الانقلاب الثالث. AD Link هو رابط الأساس ، وهو مقابل أقصر رابط قبل الميلاد. على الرغم من أن Link BC يمكن أن يصنع ثورة 360 كاملاً ، إلا أن كل من Links Links AB و CD يمكن أن تتأرجح فقط ووصف الأقواس.
الانقلاب الرابع هو آلية أخرى كرنك روكير تتصرف بطريقة مماثلة للآلية الموضحة أدناه
مولدات الخط المستقيم
تُعرف الروابط القادرة على وصف الخطوط المستقيمة باسم المولدات المستقيمة. هذه الروابط هي مكونات مهمة في أنواع مختلفة من الآلات ، وخاصة أدوات الآلات. تلعب أبعاد الروابط الصلبة دورًا مهمًا في ضمان عمل هذه الآليات بشكل صحيح.
أحد الأمثلة على مولد خط مستقيم هو مولد وات المستقيم. هذا الرابط قادر على وصف خط مستقيم عمودي قصير. وهو يتألف من روابط متساوية الطول AB و CD ، والتي يتم مفصلي في A و D ، على التوالي. تتتبع نقطة الوسط E لتوصيل Link BC نمطًا ثمانيًا على رحلة الآلية الكاملة ، ولكن يتم تتبع خط مستقيم في جزء من الرحلة لأن النقطة E تختلف إلى اليسار في الجزء العلوي من السكتة الدماغية وإلى اليمين في أسفلها السكتة الدماغية. استخدم صانع الأدوات الاسكتلندي جيمس وات هذا الرابط في مضخة شعاع يحركه البخار حوالي عام 1769 ، وكان أيضًا آلية بارزة في الآلات المبكرة التي تعمل بالطاقة البخارية.
مثال آخر على مولد خط مستقيم هو مولد Scott Russell المستقيم. يمكن أن يصف هذا الربط أيضًا خطًا مستقيمًا. يتوقف Link AB عند النقطة A ويتم تثبيته على ربط القرص المضغوط عند النقطة B. Link CD يتوقف على الأسطوانة في النقطة C ، مما يقيدها على الحركة المتأرجحة الأفقية.
الروابط الدوارة/الخطية
الروابط الدوارة/الخطية ، والمعروفة أيضًا باسم آليات التمرير المنزلق ، هي أجهزة ميكانيكية تقوم بتحويل الحركة الدوارة إلى حركة خطية أو عكس. وهي تتكون من ثلاثة روابط - كرنك دوار ، قضيب متصل بالانزلاق ، وكتلة منزلق أو مكبس.
الساعد هو رافعة دوارة متصلة بمحرك أو محرك ، في حين أن قضيب التوصيل هو رابط صلب ينزلق ذهابًا وإيابًا داخل قناة أو فتحة. يتم توصيل الكتلة المنزلق أو المكبس بنهاية قضيب التوصيل ويتحرك في اتجاه خطي.
مع تدوير الكرنك ، فإنه يحرك قضيب التوصيل ذهابًا وإيابًا ، مما تسبب في تحرك الكتلة المنزلق أو المكبس في اتجاه خطي. يمكن استخدام هذه الحركة الخطية لأداء العمل ، مثل قيادة المضخة ، أو رفع الحمل ، أو تحريك حزام النقل.
العكس صحيح أيضًا - يمكن تحويل الحركة الخطية إلى حركة دوارة. عندما يتم تطبيق قوة على الكتلة المنزلق أو المكبس ، فإنها تحرك قضيب التوصيل ذهابًا وإيابًا ، مما يتسبب في تدوير الكرنك. يمكن استخدام هذه الحركة الدوارة لتشغيل مولد أو شفرة منشار أو عجلة طحن.
تُستخدم آليات التمرير على نطاق واسع في مختلف التطبيقات ، بما في ذلك المحركات والمضخات والضواغط والعديد من أنواع معدات التصنيع. فهي فعالة وموثوقة وسهلة الصيانة ، مما يجعلها مكونًا أساسيًا في العديد من العمليات الصناعية.
كيف تعمل آلية سكوتش اليك
آلية Scotch-Yoke هي نوع من آلية الحركة المتبادلة التي تحول الحركة الدوارة إلى حركة خطية. سمي على اسم المهندس الاسكتلندي جيمس وات الذي استخدمه في محركات البخار.
تتكون الآلية من العمود المرفقي الدوار مع دبوس ، يسمى نير ، متصل به. يتحرك النير ذهابًا وإيابًا على طول خط مستقيم ، مسترشدًا بفتحة في كتلة انزلاق أو منزلق. يتم توصيل شريط التمرير بمكبس أو جهاز آخر يتطلب حركة خطية.
مع تدوير العمود المرفقي ، يتحرك النير ذهابًا وإيابًا في خط مستقيم ، ويدفع ويسحب شريط التمرير معه. يمكن استخدام حركة شريط التمرير لأداء العمل ، مثل ضخ سوائل أو كائنات متحركة على طول المسار.
تتمثل الميزة الرئيسية لآلية Scotch-Yoke في أنها توفر حركة سرعة ناعمة وثابتة إلى شريط التمرير ، على عكس الآليات الأخرى التي يمكن أن تنتج حركة متشنج أو غير متساوية. ومع ذلك ، فإنه يحتوي أيضًا على بعض العيوب ، مثل الاحتكاك العالي والارتداء بسبب التلامس المنزلق بين النير والمنزلق ، والحاجة إلى محاذاة دقيقة للنير والمنزلق لتجنب الربط.
بشكل عام ، تعد آلية Scotch-Yoke طريقة بسيطة وفعالة لتحويل الحركة الدوارة إلى حركة خطية ، وقد تم استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك المحركات والمضخات ومعدات التصنيع.
كيف تعمل آلية دوارة إلى خطي
الآلية الدوارة إلى الخطية هي نوع من الآلية التي تحول الحركة الدورانية إلى حركة خطية. يمكن تحقيق ذلك من خلال مجموعة متنوعة من الآليات ، ولكل منها مزاياها الفريدة وعيوبها.
أحد أنواع آلية الدوران إلى الخطي هو آلية المسمار ، والتي تتكون من المسمار والجوز. يحتوي المسمار على رمح ملولب يتم تدويره بواسطة محرك أو مصدر آخر للحركة الدوارة. يتم ربط الجوز على المسمار ويتحرك على طول المسمار أثناء تدويره. يمكن استخدام هذه الحركة الخطية لأداء العمل ، مثل تحريك النظام الأساسي أو رفع الحمل.
هناك نوع آخر من آلية الدوران إلى الخطي هو آلية العمود المرفقي ، والتي تستخدم عادة في المحركات. يحتوي العمود المرفقي على سلسلة من السواعد أو المجلات التي يتم تعويضها من خط الوسط. مع تدوير العمود ، تدفع السواعد وتسحب قضبان التوصيل المرفقة بالمكابس أو الأجهزة الأخرى التي تتطلب حركة خطية.
هناك نوع آخر من آلية الدوران إلى الخطي هو آلية CAM ، التي تستخدم كاميرا دوارة لإنتاج حركة خطية. تحتوي الكاميرا على شكل غير دائري يسبب أتباع ، مثل الأسطوانة أو الرافعة ، للتحرك في مسار خطي أثناء تدوير الكاميرا. يمكن استخدام هذا لأداء مجموعة متنوعة من الوظائف ، مثل فتح وإغلاق الصمامات أو نقل منصة على طول المسار.
بشكل عام ، تعد الآليات الدوارة إلى الخطية مكونات أساسية في العديد من الآلات والأجهزة. يعتمد اختيار الآلية على عوامل مثل الكمية المطلوبة للحركة الخطية ، وسرعة ودقة الحركة ، ومصادر المساحة والطاقة المتاحة.
لفهم الفئات الأخرى من الرافعات ، أنشأنا بعض منشورات المدونة على تلك الموضحة أدناه:
