مقدمة عن المحاور: أساسيات للمهندسين

كطالب أو مهندس محترف ، قد تفاجأ بمعرفة مدى أهمية المحور البسيط في طريقة عمل الآلات والمركبات.

على الرغم من أنه يبدو وكأنه جزء بسيط ، إلا أن المحور هو جزء أساسي من كيفية إرسال الطاقة الميكانيكية إلى العجلة أو منها.

تستخدم المحاور في مجموعة كبيرة من الأشياء ، من السيارات والشاحنات إلى القطارات والآلات الصناعية.

في منشور المدونة هذا ، سأتحدث عن أساسيات المحاور وما تعنيه في الهندسة ، حتى تتمكن من معرفة المزيد عن هذا الجزء المهم.

لذا ، سواء كنت مهندسًا متمرسًا أو بدأت للتو ، استمر في القراءة لمعرفة سبب أهمية المحاور وكيفية عملها.

فهم المحاور

تعريف رسمي:

عضو داعم يحمل عجلة وإما أن يدور مع العجلة لنقل الطاقة الميكانيكية إليها أو منها أو يسمح للعجلة بالدوران بحرية عليها.

المحور هو قطعة تثبت عجلة في مكانها وتتحول إما مع العجلة لإرسال أو استقبال طاقة ميكانيكية أو تسمح للعجلة بالدوران عليها بحرية.

تعد المحاور جزءًا مهمًا من أي آلة أو مركبة ذات عجلات.

تشمل الأنواع الشائعة من المحاور المحاور الأمامية والخلفية والمحاور الجذرية.

ومع ذلك ، هناك العديد من الأنواع الأخرى التي تُستخدم لأشياء مختلفة ، مثل المحاور الترادفية والمحاور الميتة ومحاور التوجيه.

أنواع المحاور:

المحاور الأمامية

يتم حمل وزن مقدمة السيارة بواسطة المحور الأمامي ، مما يساعد أيضًا على توجيه السيارة وامتصاص الصدمات الناتجة عن التغيرات في سطح الطريق.

غالبًا ما يستخدم في الشاحنات والحافلات وبعض المركبات ذات الدفع الرباعي.

المحاور الخلفية

المحور الخلفي مسؤول عن إرسال الطاقة إلى العجلات التي تتحرك.

لها نصفين ، والتي تسمى نصف مهاوي. يربط التفاضل بين النصفين.

معظم المحاور الخلفية "حية" ، مما يعني أنها تدور مع عجلات السيارة.

ولكن ليست كل المحاور الخلفية هي محاور حية.

تحتوي بعض السيارات على نظام تعليق خلفي مستقل يستخدم نصف أعمدة وأجزاء أخرى لإرسال الطاقة إلى العجلات.

المحاور كعب

المحور الجذري هو محور قصير لا يتعارض مع عرض السيارة.

يتم استخدامه على الدراجات النارية والدراجات النارية وبعض المقطورات الصغيرة التي تعمل بأنظمة تعليق تعمل بمفردها.

أنواع أخرى من المحاور

هناك العديد من الأنواع الأخرى من المحاور التي تُستخدم لأشياء مختلفة ، مثل المحاور الترادفية ، والمحاور الميتة ، والمحاور التي تقوم بالتوجيه.

تستخدم الشاحنات والمقطورات الثقيلة محاور ترادفية لتوزيع الوزن على مساحة أكبر.

المحاور الميتة هي محاور لا تتحرك وتستخدم لدعم الحمل بشكل أكبر أو التأكد من توزيع الوزن بالتساوي.

تُستخدم محاور التوجيه لمنح مقطورة أو مركبة أخرى لا تستطيع إدارة عجلاتها الخاصة القدرة على القيام بذلك.

مكونات المحور

المحامل هي التي تسمح للعجلات بالدوران حول محور مثبت في السيارة.

إنها تساعد في تقليل الاحتكاك وتحافظ على المحور والعجلة من التلف بسرعة كبيرة.

اعتمادًا على الغرض الذي تستخدم من أجله ، يمكن تصنيع المحاور من الفولاذ أو سبائك الألومنيوم ، من بين أشياء أخرى.

نظرًا لقوتها العالية ووزنها المنخفض ، تُستخدم محاور ألياف الكربون أيضًا في بعض التطبيقات عالية الأداء.

الميزة الميكانيكية للعجلة والمحور

الميزة الميكانيكية للعجلة والمحور هي نسبة المسافة من مركز العجلة إلى مركز المحور (نصف قطر العجلة) إلى المسافة من القوة المطبقة على العجلة إلى مركز المحور (نصف قطر المحور ).

لا علاقة له بعزم الدوران أو زخم الدوران.

الميزة الميكانيكية للعجلة والمحور هي المقدار الذي تغير به الآلة القوة التي تدخل فيها.

هذا يساوي نسبة القوة الخارجة إلى القوة الداخلة فيها.

اختيار المحور الأيمن

يعتمد نوع المحور الذي تحتاجه السيارة على أشياء مثل احتياجاتها الفنية ومقدار القوة التي تصنعها.

يعتمد نوع المحور المستخدم على عدد من الأشياء ، مثل وزن السيارة وكيفية استخدامها والتضاريس ومقدار عزم الدوران أو القوة المطلوبة.

يمكن تصنيع المحاور من الفولاذ أو الألومنيوم أو حتى ألياف الكربون ، اعتمادًا على الغرض من استخدامها والخصائص المطلوبة.

في الختام ، تحتاج إلى معرفة الأنواع المختلفة للمحاور وأجزائها من أجل اختيار النوع المناسب من المحور لوظيفة معينة.

يعتمد نوع المحور الذي يجب استخدامه على عدد من الأشياء ، مثل الاحتياجات الفنية ومقدار القوة التي يتم إجراؤها.

تعد المحاور جزءًا مهمًا من أي مركبة أو آلة ذات عجلات.

يمكن أن يساعد اختيار المحاور الصحيحة والحفاظ عليها في حالة جيدة في التأكد من أن هذه الأنظمة تعمل بأمان وكفاءة.

نصيحة: قم بتشغيل زر التسمية التوضيحية إذا كنت بحاجة إليه. اختر "ترجمة آلية" في زر الإعدادات ، إذا لم تكن معتادًا على اللغة الإنجليزية (أو اللهجة الهندية). قد تحتاج إلى النقر فوق لغة الفيديو أولاً قبل أن تصبح لغتك المفضلة متاحة للترجمة.

ميكانيكا المحور

المحور هو عمود ينقل القوة الميكانيكية من جزء من آلة إلى جزء آخر.

محور CV ، الذي يرمز إلى "محور السرعة الثابتة" ، هو عمود يساعد في وصول الطاقة إلى العجلات حتى عندما تدور بنفس السرعة.

يتم استخدامه في الغالب في السيارات ذات الدفع بالعجلات الأمامية ، ولكن يمكن العثور عليها أيضًا في السيارات ذات الدفع الرباعي وبعض السيارات ذات الدفع بالعجلات الخلفية.

محاور CV مصنوعة من وصلات CV ، والتي تسمح لناقل الحركة بقيادة العجلات الأمامية بسلاسة وموثوقية.

أصبح هذا ممكنًا من خلال المحامل التي تسمح للمفاصل بالتحرك بطرق مختلفة.

المحور CV مقابل المحور العادي

تختلف محاور السيرة الذاتية عن المحاور العادية في كيفية عملها وكيفية صنعها.

على الرغم من أن كل محور تقريبًا يقوم بنفس الشيء ، إلا أنهما يعملان بطرق مختلفة جدًا.

يربط المحور العادي عمودين يدوران لكنهما يظلان في نفس المكان.

في المقابل ، يربط مفصل السيرة الذاتية بين عمودين دائريين مختلفين يجب أن يكونا قادرين على التحرك والانحناء للحفاظ على هذين العمودين متصلين.

علامات اهتراء محور السيرة الذاتية

هناك عدة طرق لمعرفة ما إذا كان محور السيرة الذاتية سيئًا ويحتاج إلى الاستبدال.

في معظم الأحيان ، سيصدر محور السيرة الذاتية السيئ صوت طقطقة عند الدوران ، مما يعني وجود مشكلة في مفصل السيرة الذاتية الخارجي.

علامة أخرى على وجود محور سيرة ذاتية سيئ هي القيادة مع اهتزازات تزداد سوءًا كلما تقدمت بشكل أسرع.

إذا كان عمود محور سيرتك الذاتية مثنيًا ، فقد تبدأ في الشعور بالاهتزاز أثناء القيادة.

الشحم الموجود داخل الإطارات أو على حافتها هو علامة ثالثة على محور سيرة ذاتية سيئ.

هذا يعني أن أحد الحذاءين أو كليهما قد فشل ويحتاج إلى الاستبدال.

الاهتزاز السيئ بعد الاصطدام بشيء مثل حفرة أو حافة هو العلامة الرابعة لمحور السيرة الذاتية السيئ.

قد يعني هذا أن المحور منحني.

إذا حدث أي من هذه الأشياء ، فقد حان الوقت لإلقاء نظرة احترافية على سيارتك لمعرفة ما إذا كانت بحاجة إلى الإصلاح.

تعظيم كفاءة المحور

باستخدام المعادلة v = rω ، يمكنك معرفة السرعة القصوى لنقطة على السطح الخارجي للعجلة بالنسبة إلى المسافة التي تفصلها عن المحور.

هنا ، v هي السرعة الخطية للنقطة ، و r هي المسافة الشعاعية من المحور ، و هي السرعة الزاوية للعجلة.

توضح هذه المعادلة أن المسافة الشعاعية والسرعة الزاوية يرتبطان ارتباطًا مباشرًا بالسرعة الخطية.

النقطة الموجودة على العجلة الأبعد عن مركز الدوران هي النقطة الأكثر سرعة.

يمكن أن تكون هذه أي نقطة على العجلة ، اعتمادًا على كيفية تشكيلها والطريقة التي تتحرك بها.

عندما تتحرك عجلة دون انزلاق ، فإن النقطة التي تلامس فيها الأرض تتحرك بنفس سرعة السيارة.

السرعة الزاوية للعجلة تساوي نسبة سرعة السيارة إلى نصف قطر العجلة.

لا ترتبط الحركة الزاوية للعجلة عند توقفها ارتباطًا مباشرًا بحركتها الخطية.

تعتمد الحركة الخطية على السرعة وطول الوقت المستغرق للتوقف ، بالإضافة إلى أشياء أخرى مثل الاحتكاك ووزن السيارة.

استخدم حالات

المحاور هي أجزاء مهمة من مجموعة كبيرة من الآلات والمركبات ، ولكل تطبيق متطلبات التصميم الخاصة به للتأكد من أنها تعمل بشكل صحيح.

مستعمل في:	وصف:
السيارات	في مجال صناعة السيارات ، تعتبر المحاور مهمة جدًا لأنها تدعم وزن السيارة وترسل الطاقة من المحرك إلى العجلات. المحاور الحية والمحاور المستقلة هما النوعان الرئيسيان من المحاور المستخدمة في السيارات. تحتوي معظم سيارات الدفع الخلفي على محاور حية ، والتي تتكون من محور واحد يرسل الطاقة إلى كلتا العجلتين. من ناحية أخرى ، تتمتع السيارات ذات الدفع بالعجلات الأمامية بمحاور مستقلة تسمح لكل عجلة بالتحرك بشكل مستقل. هذا يجعل الركوب والتعامل أفضل.
معدات ثقيلة	المعدات الثقيلة مثل الجرافات والرافعات والحفارات تحتاج أيضًا إلى محاور. تدعم المحاور الوزن الثقيل لهذه الماكينات وتمنحها القوة التي تحتاجها للتحرك. غالبًا ما تستخدم المحاور الحية لإرسال الطاقة إلى عجلات المعدات الثقيلة. يمكن أن تساعد الميزات الأخرى ، مثل الأقفال التفاضلية ، في تحسين الجر على الأراضي الوعرة.
آلات الزراعة	تدعم المحاور وزن الآلات الزراعية مثل الجرارات والحصادات وترسل الطاقة إلى العجلات. تحتاج هذه الآلات إلى محاور قوية ومتينة بما يكفي للتعامل مع التضاريس الوعرة والأحمال الثقيلة التي تأتي مع الزراعة.
التجول بالقطار	المحاور هي أجزاء مهمة من النقل بالسكك الحديدية لأنها تدعم العجلات وترسل الطاقة إلى القطار حتى يتمكن من التحرك. عادة ما تكون محاور السكك الحديدية مصنوعة من الفولاذ عالي القوة ويجب أن تكون قادرة على التعامل مع السرعات العالية والأحمال الثقيلة لسير القطار.
آلات للصناعة	تُستخدم المحاور في الكثير من المعدات الصناعية ، مثل الناقلات والرافعات وأدوات التعدين. لكي تتحرك هذه الآلات ، فإنها تحتاج إلى محاور للخدمة الشاقة يمكنها حمل وزن المعدات ونقل الطاقة بشكل موثوق.

خاتمة

بينما نختتم هذا الحديث عن المحاور ، من المهم أن نتذكر مدى أهميتها في عالم الهندسة.

من العجلة الأولى إلى السيارات التي نقودها كل يوم ، كانت المحاور جزءًا مهمًا من كيفية تغير وسائل النقل والآلات بمرور الوقت.

على الرغم من أهمية المحاور ، إلا أنه غالبًا ما يتم تجاهلها ولا يتم التفكير كثيرًا في كيفية عملها أو كيفية صنعها.

لكن كطالب هندسة أو مهندس ، من المهم معرفة مدى أهمية هذا الجزء البسيط ولكن المهم.

عندما تتعلم المزيد عن الهندسة ، ضع في اعتبارك أنه حتى أصغر جزء يمكن أن يحدث فرقًا كبيرًا في كيفية عمل الماكينة أو السيارة.

لذا في المرة القادمة التي تقود فيها أو تستخدم الآلات ، فكر في المحاور التي تجعل كل ذلك ممكنًا.