عجلات الاحتكاك

يشرح هذا المقال ما هي عجلات الاحتكاك وفيم يتم استخدامها. وهكذا ستجد تعريف عجلات الاحتكاك وخصائصها وعملها. بالإضافة إلى ذلك، يتم عرض الأنواع المختلفة لعجلات الاحتكاك وصيغ هذا النوع من الآليات.

ما هي عجلات الاحتكاك؟

عجلات الاحتكاك هي عجلتان تستخدمان لنقل الحركة الدورانية. بمعنى آخر، عجلات الاحتكاك هي عناصر آلية تنقل الحركة الدائرية عن طريق الاحتكاك بين عجلتين.

وبالتالي فإن عجلات الاحتكاك هي نظام نقل احتكاك، حيث أن الحركة من عجلة إلى أخرى تنتقل بفضل الاحتكاك (أو الاحتكاك) بينها.

يتكون نظام عجلة الاحتكاك من جزأين:

• عجلة القيادة (أو عجلة الإدخال) : هي العجلة التي تنقل الحركة الدورانية إلى العجلة الأخرى. بشكل عام، يتم ربط محور عجلة القيادة بمحرك، بحيث ينقل المحرك الحركة الدورانية المطلوبة إلى عجلة القيادة وهذا إلى عجلة القيادة.
• عجلة القيادة (أو عجلة الإخراج) : هي العجلة التي تدور بفضل حركة الدوران التي تنتقل إليها من عجلة القيادة.

كما ترون في الصورة أعلاه، هناك عجلتان احتكاكتان متلامستان، وبالتالي عندما تدور العجلة المدفوعة، يحدث احتكاك بين العجلتين، مما يؤدي إلى دوران العجلة المدفوعة.

بالإضافة إلى ذلك، فإن اتجاه الدوران بين عجلتين متتاليتين يكونان معاكسين. أي أنه إذا دارت إحدى عجلات الاحتكاك في اتجاه عقارب الساعة، فإن العجلة الأخرى ستدور عكس اتجاه عقارب الساعة.

أنواع عجلات الاحتكاك

أنواع عجلات الاحتكاك هي:

• عجلات الاحتكاك الخارجية – يحدث الاتصال بين عجلتي الاحتكاك على السطح الخارجي لكلتا العجلتين. يتم عكس اتجاه الدوران بين عجلات الاحتكاك.
• عجلات الاحتكاك الداخلي : توجد إحدى عجلات الاحتكاك داخل الأخرى، بحيث يحدث التلامس بين العجلتين على السطح الداخلي للعجلة الأكبر والسطح الخارجي للعجلة الأصغر. في هذا النوع من عجلات الاحتكاك، تدور العجلتان في نفس الاتجاه.
• عجلات الاحتكاك الفروستوكونية : عجلات الاحتكاك لها شكل مخروطي مقطوع ويتم الاتصال بين العجلات على أسطحها الجانبية. وبالتالي فإن محاور عجلات الاحتكاك ليست متوازية. في هذه الحالة يكون لعجلات الاحتكاك اتجاه دوران معاكس.

صيغة عجلة الاحتكاك

في عجلات الاحتكاك، قطر العجلة الدافعة مضروبًا في سرعتها الزاوية يساوي قطر العجلة المدفوعة مضروبًا في سرعتها الزاوية. وبالتالي فإن صيغة عجلات الاحتكاك هي:

ذهب:

• 

  هو قطر عجلة القيادة.

• 

  هي السرعة الزاوية لعجلة القيادة.

• 

  هو قطر عجلة القيادة.

• 

  هي السرعة الزاوية للعجلة المدفوعة.

وبالمثل، من الصيغة السابقة، يمكننا أن نستنتج أن النسبة بين سرعة الخروج وسرعة الدخول تعادل النسبة بين قطر المدخل وقطر المخرج. لذلك، في جميع عجلات الاحتكاك، المعادلة التالية صحيحة:

من ناحية أخرى، يتم تعريف نسبة النقل (i) بين عجلتي احتكاك على أنها نسبة سرعة دوران العجلة المدفوعة إلى سرعة دوران عجلة القيادة.

ومن هنا يمكن استنتاج العلاقات التالية لعجلات الاحتكاك من جميع هذه العبارات:

• إذا كان قطر عجلة القيادة أكبر من قطر عجلة القيادة، فإن سرعة الدوران بين عجلات الاحتكاك تزداد.
• إذا كان قطر عجلة القيادة أصغر من قطر عجلة القيادة، فإن سرعة الدوران بين عجلات الاحتكاك تنخفض.
• إذا كان قطر عجلة القيادة هو نفس قطر عجلة القيادة، يتم الحفاظ على سرعة الدوران بين عجلات الاحتكاك.

مزايا وعيوب عجلات الاحتكاك

فيما يلي مزايا وعيوب عجلات الاحتكاك كنظام نقل.

مزايا عجلات الاحتكاك:

• من السهل صنع عجلات الاحتكاك، لذا فإن سعرها عادة ما يكون رخيصًا.
• تتطلب عجلات الاحتكاك القليل جدًا من الصيانة.
• إنه نظام نقل الحركة الصامت.

عيوب عجلات الاحتكاك:

• لا تستطيع عجلات الاحتكاك نقل قوة كبيرة بين المحاور، حيث أن تشغيل هذا النوع من الآليات يرتبط بقوة الاحتكاك الناتجة بين العجلتين.
• هناك خطر انزلاق العجلات أو انزلاقها ضد بعضها البعض.
• إن تآكل عجلات الاحتكاك مرتفع جدًا مقارنة بأنظمة نقل الحركة الأخرى، لأن ناقل الحركة الاحتكاكي يؤدي إلى تآكل عناصر الآلية كثيرًا.

تطبيقات عجلة الاحتكاك

أخيرًا، سنرى ما هي عجلات الاحتكاك، لأنه بالإضافة إلى فهم ما هي عجلات الاحتكاك، من المهم أيضًا معرفة الغرض منها.

تُستخدم عجلات الاحتكاك كنظام نقل عندما يتطلب الأمر القليل من الجهد. على سبيل المثال، يستخدم دينامو الدراجة أو معدات الصوت أو بعض الآليات الآلية البسيطة عجلات الاحتكاك.

بشكل عام، لا يمكن استخدام عجلات الاحتكاك لنقل الطاقة العالية لأنها يمكن أن تنزلق أو تنزلق ضد بعضها البعض. مثال آخر على استخدام عجلات الاحتكاك هو الآلية الداخلية لبعض الطابعات، والتي يجب أن تنقل قوى صغيرة.