تابع حدبة

التركيب

إضافةً إلى ذلك، تستعمل بعض التصميمات قفصًا لفصل عناصر الدحرجة وتنظيم حركتها، في حين تستعمل تصميمات أخرى مجموعة كاملة من البكرات الإبرية من دون قفص. وتوجد كذلك تصميمات تعتمد على بكرات أسطوانية عند الحاجة إلى قدرة أعلى على تحمل الأحمال.

في هذا الإطار، ويختلف تابع الحدبة عن المحامل الدحروجية التقليدية في طريقة تحميل الحلقة الخارجية. ففي المحامل التقليدية تكون الحلقة الخارجية مدعومة عادةً داخل مبيت صلب، بينما قد يتلقى تابع الحدبة حمله من مسار أو حدبة عند منطقة تماس محددة. لذلك تُصمم حلقته بحيث تكون أكثر سماكة وصلابة لتحمل الأحمال والتشوهات الناتجة عن التلامس المباشر مع المسار.

إضافةً إلى ذلك، تُستعمل الصفائح الطرفية أو وسائل التثبيت الجانبية لمنع خروج عناصر الدحرجة والحلقة الخارجية من موضعها في الاتجاه المحوري. كما تتضمن كثير من أتباع الحدبات وسائل للتشحيم وإعادة التشحيم، وقد تكون محكمة الغلق في التطبيقات التي تتطلب حماية أكبر من الملوثات.

من جهة ثانية، تتكون الأجزاء الأساسية في تابع الحدبة عادةً من حلقة خارجية دوارة، وعنصر دحرجة مثل البكرات الإبرية أو البكرات الأسطوانية، وعنصر داخلي أو مسمار تثبيت، إضافة إلى عناصر تثبيت جانبية تمنع الحركة المحورية.

علاوةً على ذلك، ظهر أحد التصميمات الحديثة المهمة للتابع ذي المسمار في ثلاثينيات القرن العشرين، وحصل توماس ل. روبنسون من شركة McGill Manufacturing على براءة اختراع لتصميم محمل من هذا النوع نُشرت سنة 1937. وقد تضمن التصميم مسمارًا مدمجًا مع المحمل ووسائل لتشحيم عناصر الدحرجة.

التطبيقات

• آليات الحدبات والأتباع.
• الآلات الصناعية وخطوط الأتمتة.
• أنظمة النقل والحركة على المسارات.
• آليات توجيه ونقل الحركة في الآلات.
• بعض تطبيقات هندسة السيارات ومحركات الاحتراق الداخلي.

من جهة ثانية، وفي سياق محركات السيارات، قد يستعمل مصطلح تابع الحدبة في بعض الأحيان بصورة أوسع للإشارة إلى عناصر من رافعات الصمامات أو الأجزاء التي تتفاعل مع عمود الحدبات، إلا أن تابع الحدبة بالمعنى الميكانيكي العام يشير إلى عنصر الدحرجة الذي يتبع سطح الحدبة أو المسار.

وفي السياق ذاته، تستعمل أتباع الحدبات في عدد كبير من الآليات التي تتطلب انتقال الحركة بين سطح حدبة وعنصر تابع، ومن تطبيقاتها:

النوع اليوكي

وفي السياق ذاته، يُستعمل هذا النوع عندما تكون صلابة التركيب وقدرة تحمل الأحمال من الاعتبارات المهمة. وتوفر الشركات المصنعة أتباع يوكي ذات أسطح خارجية أسطوانية أو محدبة، وبأشكال مختلفة من عناصر الدحرجة.

وفي هذا السياق، يُركب تابع الحدبة من نوع اليوكي بين دعامتين أو على محور يمر عبر الفتحة المركزية. ويتيح هذا الترتيب دعم التابع من الجانبين، مما يقلل من الانحراف الناتج عن الحمل مقارنةً ببعض التركيبات الكابولية ذات المسمار.

الجلب

من جانب آخر، توجد كذلك أتباع حدبات تعتمد على جلبة بدل عناصر الدحرجة. ويكون هذا التصميم مناسبًا لبعض التطبيقات الخفيفة التي تتطلب بنية بسيطة أو احتياجات صيانة منخفضة، لكنه لا يناسب الأحمال والسرعات المرتفعة التي يمكن أن تتحملها بعض التصميمات الدحروجية.

البكرات الإبرية ذات المجموعة الكاملة

كذلك، يستعمل هذا النوع مجموعة كبيرة من البكرات الإبرية الموضوعة مباشرة داخل التابع. وتوفر هذه البنية قدرة مرتفعة على تحمل الأحمال الشعاعية، لكنها ليست مصممة أساسًا لتحمل الأحمال الدفعية الكبيرة.

البكرات الأسطوانية

من جانب آخر، تستعمل بعض أتباع الحدبات بكرات أسطوانية بدلًا من البكرات الإبرية. ويتيح هذا التصميم استخدام بكرات ذات أقطار أكبر في بعض التطبيقات، مما يمكن أن يرفع قدرة المحمل على تحمل الأحمال، وخاصة في التطبيقات ذات الأحمال العالية.

اعتبارات التصميم

• يعتمد اختيار تابع الحدبة على مجموعة من العوامل الهندسية، من أهمها:
• قيمة الحمل الشعاعي والحمل المحوري المتوقع.
• سرعة دوران التابع أو سرعة حركة المسار.
• نوع السطح الذي سيتلامس معه التابع.
• درجة المحاذاة بين التابع والمسار.
• ظروف التشحيم ودرجة الحرارة.
• الحاجة إلى التعويض عن عدم المحاذاة.
• المساحة المتاحة وطريقة التثبيت.

• انظر كذلك
• محمل دحروجي
• تشحيم
• احتكاك
• حركة ترددية
• حركة دورانية
• هندسة ميكانيكية
• محرك احتراق داخلي
• عمود الحدبات
• المراجع

علاوةً على ذلك، وفي التطبيقات ذات الأحمال المرتفعة يمكن استخدام تصميمات ذات بكرات أسطوانية أو ترتيبات يوكي، بينما تكون التصميمات ذات البكرات الإبرية مناسبة لعدد كبير من التطبيقات الصناعية التي تتطلب قدرة جيدة على تحمل الأحمال ضمن أبعاد مدمجة.

أتباع المسارات

من جهة ثانية، تُستعمل أتباع المسارات في أنظمة النقل، والآلات الصناعية، وآليات الحدبات، وبعض أنظمة التوجيه والحركة الخطية.

من جهة ثانية، قد تكون الحلقة الخارجية في بعض هذه الأنواع مزودة بأخدود على شكل لتتبع مسار ذي مقطع مماثل، أو قد تحتوي على حافة أو شفة تستعمل لتوجيهها على حافة المسار. وتوجد كذلك أتباع مسارات مصممة لتحمل الأحمال الشعاعية والدفعية معًا، باستخدام عناصر دحرجة مناسبة لطبيعة الحمل.

من جانب آخر، يرتبط مفهوم تابع المسار بمبدأ توجيه عنصر دحروجي على مسار محدد. وتعد أتباع الحدبات فئة من أتباع المسارات، إلا أن بعض أتباع المسارات تُصمم لتتبع مسارات ميكانيكية لا تمثل حدبات تقليدية.

بحسب شكل السطح الخارجي

ومن جهة أخرى، يُستعمل السطح المحدب عندما يُراد تقليل تأثير عدم المحاذاة بين التابع والمسار، إذ يساعد الشكل المحدب على تقليل تركّز الإجهادات عند الحواف عند حدوث ميل أو انحراف نسبي بين التابع والمسار. وتستعمل الكثير من تصميمات أتباع الحدبات السطح المحدب، بينما تتوافر كذلك أسطح أسطوانية لتطبيقات أخرى.

من جهة ثانية، أما السطح الأسطواني فيوفر سطح تماس أسطوانيًا وقد يكون مناسبًا عندما تكون المحاذاة بين التابع والمسار محكمة ولا يُراد تعويض الانحراف بواسطة شكل السطح.

يمكن أن يكون السطح الخارجي للتابع أسطوانيًا أو محدبًا.

المسمار اللامركزي

ومن جهة أخرى، يُستعمل المسمار أو الطوق اللامركزي في بعض أتباع الحدبات للسماح بتعديل الموضع النسبي للتابع عند تركيبه. ويمكن استخدام هذا التعديل لضبط التلامس مع الحدبة أو المسار والتعويض عن تفاوتات التصنيع أو التجميع.

النوع ذو المسمار

ومن جهة أخرى، يمكن أن يكون المسمار متحد المركز مع الحلقة الداخلية، كما توجد تصميمات تستعمل مسمارًا لامركزيًا أو طوقًا لامركزيًا يسمح بضبط موضع التابع أثناء التركيب.

ومن ناحية أخرى، يحتوي تابع الحدبة من النوع ذي المسمار على مسمار ملولب أو محور مدمج يُستعمل لتثبيت التابع مباشرةً في الجزء الحامل. ويتميز هذا التصميم بسهولة التركيب مقارنةً باستخدام محمل منفصل مع مسمار تثبيت مستقل.

الأنواع

بحسب عنصر مقاومة الاحتكاك

وعلى صعيد آخر، توجد أنواع عديدة من أتباع الحدبات، ويمكن تصنيفها وفق عنصر الدحرجة وشكل السطح الخارجي وطريقة التثبيت.

البكرات الإبرية ذات القفص

كذلك، في هذا التصميم تُفصل البكرات الإبرية بواسطة قفص. ويساعد القفص على تنظيم حركة البكرات وتقليل الاحتكاك الداخلي، كما يجعل التصميم ملائمًا للسرعات الأعلى مقارنةً ببعض تصميمات المجموعة الكاملة، وإن كان ذلك قد يأتي على حساب جزء من قدرة حمل الأحمال.

وسائل إدارة المسمار

ومن جهة أخرى، تتوافر بعض أتباع الحدبات ذات المسمار المزودة بشق لرأس مفك البراغي، في حين تستعمل تصميمات أخرى تجويفًا سداسيًا يسمح بتطبيق عزم تثبيت أكبر أثناء التركيب. ويمكن أن يكون هذا مفيدًا بصورة خاصة عندما يكون التابع مثبتًا داخل فتحة عمياء أو عندما تكون الحاجة إلى ضبط التابع أثناء التركيب أكبر.