تكثر الاختلافات بين محركات الأقراص المزدوجة التقليدية ذات الجريدة المسننة والترس، والتصميمات القائمة على الترس المنقسم، وأنظمة الترس الأسطوانية.

من الطيران إلى الأدوات الآلية، وقطع الزجاج، والأدوات الطبية وغيرها، تعتمد عمليات التصنيع على التحكم الموثوق في الحركة. يتم توفير السرعة والدقة التي تتطلبها هذه التطبيقات من خلال أنظمة القيادة الخطية المختلفة التي يتم التحكم فيها بواسطة المؤازرة.
يجمع أحد الإعدادات الشائعة بين عناصر التحكم المؤازرة والرف والترس التقليدي المطوي. يمكن أن يتطلب الأخير خلوصًا بين أسنان الحامل والترس لمنع الانحشار والتآكل المفرط، وإلا فإن التغيرات البيئية (مثل تغير درجة الحرارة بمقدار 10 درجات) يمكن أن تؤدي إلى قفل النظام مع تمدد أسنان التروس. ومن ناحية أخرى، يؤدي التخليص إلى رد فعل عنيف، وهو ما يعادل الخطأ.

مشاكل التخليص في الترس المزدوج والمنقسم
بالنسبة للتطبيقات الدقيقة، أحد الحلول النموذجية لمشكلة التخليص هو إضافة ترس ثانٍ يسحب في الاتجاه الآخر - مقابل النظام الأول، ليكون بمثابة عنصر تحكم.

أحد تكرارات هذه الفكرة هو استخدام ترس منقسم. هنا، يتم قطع الترس الصغير بشكل أساسي من المنتصف الجانبي، مع وضع زنبرك بين النصفين. أثناء تحرك الترس المنقسم على طول الجريدة المسننة، يدفع النصف الأول من الترس الصغير جانبًا واحدًا من سن الجريدة والنصف الآخر على سن الجريدة التالية. بهذه الطريقة، يزيل إعداد الترس المنقسم رد الفعل العكسي والخطأ.

هنا، نظرًا لأن نصف الترس الصغير فقط يؤدي العمل - بينما يعمل النصف الآخر كعنصر تحكم - فإن سعة عزم الدوران تكون محدودة. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن ديناميكيات القيادة يجب أن تتغلب على قوة الزنبرك، يحدث فقدان الحركة، مما يقلل الكفاءة الإجمالية. أثناء التحرك تحت التسارع، يمكن أن يعطي الزنبرك أيضًا دقة حركة مهينة قليلاً. أخيرًا، عندما يتم إيقاف الترس الصغير لإجراء عملية ما، مثل الحفر، يمكن أن ينثني نظام الزنبرك الموجود في الترس الصغير قليلاً، بدلاً من أن يظل جامدًا.

يتكون إصلاح الخلوص الآخر من نظام مزدوج الترس. في هذا الترتيب، يتحرك جناحان منفصلان على طول نفس الحامل. تعمل الترس الصغير بطريقة السيد/التابع، حيث يقوم الترس الصغير (الرئيسي) بتحديد الموضع، بينما يقوم الترس الثاني (التابع) بمقاومة رد الفعل العكسي. عادةً، يتم التحكم في التروس الصغيرة إلكترونيًا، لذلك يتم الحفاظ على الدقة ويمكن تعديل إعدادات التحكم للتعويض عن تآكل النظام.

ما الفائدة؟ يمكن أن تكون الأنظمة ذات الترس المزدوج مكلفة، لأنه يتعين على المصممين عادةً شراء محرك ثانٍ، وترس صغير، وعلبة تروس. يجب أيضًا زيادة مساحة التصميم: يتطلب المحرك الثاني مزيدًا من الطول لتنفيذ القيادة. على سبيل المثال، إذا كان المستخدم يحتاج إلى نظام التحكم في الحركة للتبادل ذهابًا وإيابًا بمقدار متر واحد، فيجب أن يكون طول الجريدة 1.2 أو 1.3 متر لاستيعاب الترس الصغير الثاني، الذي يركب 200 إلى 300 ملم خلف الأول. وأخيرًا، تعتبر تكلفة تشغيل محركين كبيرة خلال دورة حياة التصميم النموذجية التي تتراوح من خمس إلى 10 سنوات.

يعد التشغيل الخالي من ردود الفعل العكسية لمحركات الأقراص ذات الترس الصغير مناسبًا للتطبيقات طويلة الأشواط، مثل آلة التوجيه هذه.
خيار آخر: الأجنحة الدوارة
تتضمن تقنية الترس الصغير ترسًا صغيرًا يتكون من بكرات مدعومة بالمحامل تعمل على تشغيل حامل ذو شكل أسنان مخصص. تتصل بكرتان أو أكثر بأسنان الجريدة المتقابلة في جميع الأوقات، لتوفير دقة أعلى من أنظمة تشغيل الترس المسنن والترس الصغير: باختصار، تقترب كل بكرة من كل وجه سن في مسار مماس، ثم تتدحرج لأسفل الوجه لتقليل الاحتكاك التشغيل بكفاءة تزيد عن 99% في تحويل الحركة الدورانية إلى الحركة الخطية.

يتكون الترس الأسطواني من بكرات مدعومة بالمحامل والتي تستخدم شكل أسنان مخصصًا.
لا يحتوي التصميم على زنبرك يمكن طيه وتقليل الدقة أيضًا، ولا يتم فقدان أي كفاءة في التغلب على قوة الزنبرك. بالإضافة إلى ذلك، فإن عمل الأسطوانة لا يتطلب أي خلوص، وبالتالي يزيل رد الفعل العكسي والخطأ. على النقيض من ذلك، بالنسبة لنظام الجريدة المسننة والترس التقليدي، يجب أن يدفع أحد أسنان الترس من جانب واحد من سن الجريدة وينتقل على الفور إلى الجانب التالي من السن.

يحيط الترس الصغير بأسنان مختلفة في وقت واحد، حيث يمتد على جانب واحد من أحد الأسنان ويخصص مساحة مع الجانب الآخر. ليست هناك حاجة إلى ترس ثانٍ لمواجهة الأول؛ ينقل ترس واحد بدقة قدرة عزم الدوران اللازمة.

كما تعمل التصميمات المعتمدة على الترس الأسطواني على إطالة العمر وتقليل الصيانة. في التطبيقات الأبطأ، يمكن للنظام أن يعمل بدون تشحيم. تتآكل الرفوف التقليدية بمرور الوقت وتتطلب تعويضًا عن الدقة الموضعية وعزم الدوران، لكن التروس الدوارة تحافظ على الدقة. تتطلب التروس الصغيرة في كلا التصميمين استبدالًا دوريًا، ولكن على الأقل بالمقارنة مع التروس المزدوجة، تكون تكاليف الاستبدال الإجمالية للترس الصغير أقل.

أمثلة التطبيق
النظر في إنتاج ألواح جسم الطائرة الكبيرة. يمكن أن يتطلب هذا التطبيق مسافة سفر طويلة ودقة عالية عبر الآلات ذات النمط القنطري. توفر المحركات ذات الترس الأسطواني تحديد موضع خطي دقيق عبر هذه المسافات الطويلة.

في المقابل، قد تكون دقة موضع الجريدة المسننة والترس التقليدية غير كافية بسبب متطلبات الخلوص؛ يحافظ الحد الأدنى من الخلوص على الدقة خلال مسافات السفر القصيرة، ولكن قد يكون تصنيع التصميم وتثبيته على مسافات طويلة مكلفًا. يمكن أيضًا تنفيذ نظام ثنائي الترس (مع ترسين محملين مسبقًا ضد بعضهما البعض)، ولكنه مكلف ولا يسمح عادةً بتفاوت الخلوص الذي يحدث على مسافات طويلة أيضًا.

الاستخدام الشائع الآخر لنظام الترس المزدوج هو وضع رأس القطع في آلة توجيه الألياف الزجاجية. في حين أن المحرك ثنائي الترس قد يعمل بشكل جيد في البداية في هذا التطبيق، إلا أن مزيج غبار الألياف الزجاجية والاحتكاك المنزلق المستمر الناتج عن الترس المقابل يمكن أن يسبب تآكلًا مبكرًا. باستخدام نظام الترس الأسطواني، الذي يستخدم التدحرج بدلاً من الانزلاق، يمكن زيادة متوسط ​​العمر المتوقع بنسبة 300% أو أكثر.

يمكن أيضًا استخدام نسخة دوارة من نظام الترس الأسطواني لإجراء تحديد المواقع متعدد المحاور. هنا، يتم تركيب عدة تروس (جميعها تتحرك بشكل مستقل) على ترس واحد. يستخدم التصميم مساحة أقل من محركات الأقراص ذات الترس المزدوج المستخدمة أحيانًا في هذه التطبيقات.