تاريخ النشر:
تلعب منظومة الكردان دورًا مهمًا في نقل العزم والدوران بين أعمدة لا تتطابق محاورها وقد تقع بزاوية. وتستخدم هذه الأنظمة من المركبات إلى المعدات الثقيلة. يستعرض المقال البنية ومبدأ العمل والتطبيقات وأهمية عمود الكردان لأنظمة الإدارة الميكانيكية.
البنية
يتكون مفصل الكردان من شوكتين تصل بينهما صليبة. تربط الشوكتان الجزأين القائد والمقاد، وتوفر الصليبة الحركة اللازمة عند اختلاف زاوية المحاور. وتصنع عادة من مواد متينة، مثل الفولاذ، مع مراعاة أحمال العزم والدوران. ويجمع عمود الكردان بين المفاصل وأجزاء العمود في وحدة إدارة واحدة.
مبدأ العمل
ينقل المفصل العزم بين محاور تقع بزاوية. وأثناء دوران الجزء القائد تغير الصليبة موضعها وتنقل الحركة إلى الجزء المقاد، مع السماح بتغير الزاوية. ويحتاج انتظام الدوران إلى اختيار التصميم وترتيب المفاصل الصحيحين؛ فمفصل الكردان المنفرد لا يوفر وحده سرعة زاوية ثابتة عندما يعمل بزاوية غير صفرية.
التطبيقات في القطاعات المختلفة
تستخدم أعمدة الكردان على نطاق واسع لقدرتها على نقل القدرة مع اختلاف مواضع الأجزاء:
- المركبات: تصل في الدفع الخلفي والكلي بين ناقل الحركة والمحور الدافع وتنقل العزم وتسمح بحركة التعليق، وهو أمر مهم على الأسطح غير المستوية.
- المعدات الثقيلة: تتطلب معدات الإنشاء والتعدين والزراعة نقل القدرة بين أجزاء متباعدة، وتربط الأعمدة المحركات وعلب التروس والآليات المدارة.
- الإنتاج الصناعي: تستخدم في المضخات والضواغط والنواقل وغيرها من المعدات التي تتطلب مراعاة الترتيب النسبي لأجزاء الإدارة.
- التطبيقات البحرية: تدخل في أنظمة نقل قدرة المحرك إلى عمود المروحة الدافعة مع استيعاب التغيرات المقررة في مواضع الأجزاء.
أهميتها للمعدات
تتميز المنظومة بخصائص تدعم موثوقية التشغيل:
- حرية الحركة: تسمح المفاصل باختلاف زاوية المحاور. وقد تسمح الوصلات التلسكوبية أو المخددة المناسبة أيضًا بحركة محورية وتغير المسافة بين الأجزاء.
- نقل العزم: ينقل العمود العزم بين مكونات تقع بزوايا مختلفة، ويتيح ترتيب منظومة الإدارة بطرق متعددة.
- التحكم في الاهتزاز: تساعد المجموعة المختارة والمركبة والموزونة جيدًا على خفض الأحمال الإضافية والاهتزاز الناتج عن المواضع غير الصحيحة، وهو مهم لعمر المعدات وراحة التشغيل.
عمود الكردان في أنظمة نقل القدرة
عمود الكردان مجموعة ميكانيكية تصل أجزاء دوارة ذات محاور غير متطابقة وتنقل القدرة بزاوية عمل. ويرتبط الاسم بعالم الرياضيات والمهندس الإيطالي Girolamo Cardano الذي عاش في القرن السادس عشر. ومع الوقت انتشرت هذه الأنظمة في المركبات والقطارات والسفن والمعدات الثقيلة.
تستخدم تصاميم شائعة مفصلين من نوع الكردان، ويحتوي كل منهما على صليبة ذات أربعة محاور ارتكاز داخل محامل الشوكتين. ويتيح المفصل تغير الزاوية ونقل الدوران في الوقت نفسه.
يربط المفصل الأول والثاني العمود بالجزأين القائد والمقاد. وتكتسب زوايا العمل والمواضع النسبية الصحيحة أهمية في تعويض تفاوت السرعة. وتفحص هندسة الإدارة لكل تصميم وظروفه الفعلية.
تسمح المنظومة بنقل القدرة بين أجزاء لا تتطابق محاورها. وهي مدمجة نسبيًا ويمكن استخدامها في مساحات محدودة. وتقيّم الكفاءة والحمل المسموح به للمنتج المعني.
في مركبة الدفع الخلفي يصل العمود ناقل الحركة الأمامي بالمحور الخلفي. وفي الحفارات والرافعات والمعدات الثقيلة الأخرى ينقل القدرة بين آليات ذات ترتيب معقد.
وتجعل القدرة على العمل بزاوية والحجم المدمج وتنوع التنفيذات عمود الكردان عنصرًا مهمًا في آلات كثيرة.
مصنعو وموردو مكونات نقل الحركة
توجد حول العالم شركات توفر أعمدة الكردان ومكونات الإدارة المرتبطة بها. ومن أمثلة الشركات في هذا المجال:
- Dana Incorporated: مكونات نقل حركة للمركبات والنقل التجاري والمعدات الزراعية والصناعية.
- GKN Automotive: أنظمة إدارة للمركبات، بما يشمل الأعمدة والمكونات المرتبطة بها.
- SKF: محامل وموانع تسرب ومكونات نقل قدرة لقطاعات التعدين والصلب والورق والتطبيقات البحرية.
- Voith Group: أنظمة ومنتجات وخدمات للطاقة والنفط والغاز والنقل، بما يشمل أنظمة كردان للتطبيقات المناسبة.
- Timken Company: محامل ومكونات ميكانيكية لنقل القدرة في الأنظمة الصناعية المحملة.
- Walterscheid Powertrain Group: أنظمة نقل قدرة، ومنها أعمدة للزراعة والغابات والصناعة.
- KMS Kılınçlar: مصنع لأعمدة الكردان في ساكاريا، تركيا.
هذه القائمة غير شاملة. وعند اختيار المصنع ينبغي تقييم الخبرة والسمعة وجودة المنتجات وإمكانات التصنيع حسب الطلب والدعم الفني، ومقارنتها بمتطلبات التطبيق المحدد.
