القابض

تستخدم القابض الجاف الاحتكاك الجاف لنقل الطاقة من عمود الإدخال إلى عمود الإخراج، فعلى سبيل المثال، يضغط قرص الاحتكاك على دولاب الموازنة في محرك السيارة بواسطة آلية زنبركية. ولا تُدار عجلات السيارة إلا عندما يكون دولاب الموازنة ملامسًا لقرص الاحتكاك. ولإيقاف نقل الطاقة، يُبعد قرص الاحتكاك عن دولاب الموازنة بواسطة آلية رافعة. معظم القوابض في السيارات ذات ناقل الحركة اليدوي هي قوابض جافة. ^{[ 3 ]} قد يكون انزلاق قابض الاحتكاك (حيث يكون القابض مُعشّقًا جزئيًا ولكن تدور الأعمدة بسرعات مختلفة) ضروريًا في بعض الأحيان، كما هو الحال عند تسارع السيارة من وضع السكون؛ ومع ذلك، يجب تقليل الانزلاق إلى أدنى حد ممكن لتجنب زيادة معدلات التآكل.

في القابض من نوع السحب ، يؤدي الضغط على الدواسة إلى سحب محمل التحرير لفصل القابض. أما في القابض من نوع الدفع ، فيؤدي الضغط على الدواسة إلى دفع محمل التحرير لفصل القابض.

تتكون القابض متعدد الأقراص من عدة أقراص احتكاك مرتبة بشكل متمركز. في بعض الحالات، يُستخدم بدلاً من القابض ذي القطر الأكبر. تستخدم سيارات سباق السرعة القابض متعدد الأقراص للتحكم في معدل نقل الطاقة إلى العجلات أثناء تسارع السيارة من وضع السكون.

تتضمن بعض أقراص القابض نوابض مصممة لتغيير التردد الطبيعي للقرص، بهدف تقليل الضوضاء والاهتزازات داخل السيارة. كما تستخدم بعض القوابض في سيارات ناقل الحركة اليدوي صمام تأخير القابض لتجنب التعشيق المفاجئ.

في القابض الرطب ، تغمر مادة الاحتكاك في الزيت (أو يمر عبرها زيت) مما يبرد القابض ويزيته. يوفر هذا تعشيقًا أكثر سلاسة وعمرًا أطول للقابض؛ إلا أن كفاءة القوابض الرطبة قد تكون أقل نظرًا لانتقال جزء من الطاقة إلى الزيت. ولأن أسطح القابض الرطب قد تكون زلقة (كما هو الحال في قابض الدراجة النارية المغمور بزيت المحرك)، فإن تكديس عدة أقراص قابض يمكن أن يعوض انخفاض معامل الاحتكاك ، وبالتالي يمنع الانزلاق عند التشغيل الكامل.

غالباً ما تستخدم القوابض الرطبة مادة ورقية مركبة.

تتعشق القابض الطارد المركزي تلقائيًا مع ازدياد سرعة عمود الإدخال، وتنفصل مع انخفاضها. تشمل تطبيقاتها الدراجات النارية الصغيرة ، والدراجات البخارية ، والمناشير الآلية ، وبعض السيارات القديمة .

يشبه القابض المخروطي قابض الاحتكاك الجاف، إلا أن مادة الاحتكاك تُطبّق على السطح الخارجي لجسم مخروطي الشكل. يسمح هذا الشكل المخروطي بحدوث عملية التثبيت أثناء التعشيق. ومن التطبيقات الشائعة للقوابض المخروطية حلقة التزامن في ناقل الحركة اليدوي.

قابض الكلب هو تصميم مانع للانزلاق للقابض يستخدم في ناقلات الحركة غير المتزامنة .

طُوِّرت القابض أحادي الدورة في القرن التاسع عشر لتشغيل آلات مثل المقصات والمكابس ، حيث يكفي سحب ذراع التشغيل مرة واحدة أو (لاحقًا) الضغط على زر لتفعيل الآلية، مما يؤدي إلى تعشيق القابض بين مصدر الطاقة وعمود المرفق للآلة لدورة كاملة قبل فصله. عند فصل القابض، يكون الجزء المُدار ثابتًا. كانت التصاميم المبكرة عادةً عبارة عن قوابض كلبية مزودة بكامة على الجزء المُدار تُستخدم لفصل الكلابات عند النقطة المناسبة. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

طُوِّرت في القرن العشرين قابضات أحادية الدورة مُبسَّطة للغاية، تتطلب قوى تشغيل أقل بكثير، وفي بعض الأنواع، تسمح بجزء ثابت من الدورة لكل عملية. ^{[ 6 ]} حلت قابضات الاحتكاك سريعة الاستجابة محل قابضات التروس في بعض التطبيقات، مما قضى على مشكلة تحميل الصدمات على التروس في كل مرة يتم فيها تعشيق القابض. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

إضافةً إلى استخدامها في معدات التصنيع الثقيلة، طُبقت القوابض أحادية الدورة على العديد من الآلات الصغيرة. ففي آلات الجدولة ، على سبيل المثال، يؤدي الضغط على مفتاح التشغيل إلى تشغيل قابض أحادي الدورة لمعالجة الرقم المُدخل مؤخرًا. ^{[ 9 ]} وفي آلات الطباعة ، يؤدي الضغط على أي مفتاح إلى تحديد حرف معين، كما يؤدي إلى تشغيل قابض أحادي الدورة لتشغيل آلية طباعة ذلك الحرف. ^{[ 10 ]} وبالمثل، في آلات الطباعة عن بُعد ، يؤدي استلام كل حرف إلى تشغيل قابض أحادي الدورة لتشغيل دورة واحدة من آلية الطباعة. ^{[ 11 ]}

في عام ١٩٢٨، طوّر فريدريك ج. كريد قابضًا زنبركيًا أحادي الدورة ، كان مناسبًا بشكل خاص لعملية التشغيل والإيقاف المتكررة المطلوبة في آلات الطباعة عن بُعد . ^{[ ١٢ ]} وفي عام ١٩٤٢، طوّر اثنان من موظفي شركة بيتني باوز لعدادات البريد قابضًا زنبركيًا أحادي الدورة مُحسّنًا. ^{[ ١٣ ]} في هذه القوابض، يُلفّ زنبرك لولبي حول العمود المُدار ويُثبّت في وضعية ممتدة بواسطة ذراع التشغيل. عند التشغيل، ينكمش الزنبرك بسرعة حول عمود الطاقة، مُشغّلًا القابض. في نهاية دورة واحدة، إذا أُعيد ضبط ذراع التشغيل، فإنه يمسك بنهاية الزنبرك (أو لسان مُتصل به)، ويؤدي الزخم الزاوي للعضو المُدار إلى تحرير الشد على الزنبرك. تتميز هذه القوابض بعمر تشغيلي طويل، حيث أدّى العديد منها عشرات، وربما مئات الملايين من الدورات دون الحاجة إلى صيانة باستثناء التشحيم العرضي.

حلت القوابض أحادية الدورة ذات الكلاليب المتتالية محل القوابض أحادية الدورة ذات الزنبرك الملفوف في طابعات الصفحات، مثل طابعات التلغراف ، بما في ذلك طراز Teletype 28 وما تلاه، باستخدام نفس مبادئ التصميم. كما استخدمتها آلات الكتابة IBM Selectric . عادةً ما تكون هذه القوابض عبارة عن مجموعات قرصية الشكل مثبتة على عمود الدوران. يوجد داخل أسطوانة الدوران المجوفة القرصية الشكل كل من كلابتين أو ثلاث كلابات حرة الحركة مرتبة بحيث عندما يتم تحرير القابض، تنطلق الكلاليب للخارج تمامًا مثل أحذية فرامل الأسطوانة . عند التعشيق، ينتقل عزم الحمل على كل كلاب إلى الكلاب الأخرى لإبقائها متشابكة. لا تنزلق هذه القوابض بمجرد قفلها، وتتعشق بسرعة كبيرة، في حدود أجزاء من الثانية. يمتد نتوء التحرير من المجموعة. إذا قام ذراع التحرير بتعشيق هذا النتوء، يكون القابض قد تم فصله. عندما يحرر ذراع التحرير هذا النتوء، تعمل النوابض الداخلية والاحتكاك على تعشيق القابض. ثم يدور القابض دورة واحدة أو أكثر، ويتوقف عندما يقوم ذراع التحرير بتعشيق نتوء التحرير مرة أخرى.

• فرامل القابض العكسية : توجد في بعض أنواع الساعات الكهربائية التي تعمل بمحركات متزامنة، والتي صُنعت قبل أربعينيات القرن العشرين، لمنع الساعة من الدوران عكسيًا. يتكون القابض من فرامل قابض زنبركية ملفوفة، موصولة بالدوار بواسطة مرحلة أو مرحلتين من تروس التخفيض. ينغلق القابض عند الدوران عكسيًا، ولكنه يتمتع أيضًا ببعض الحركة الزنبركية. تعمل قصور الدوار الذاتي عند الدوران عكسيًا على تشغيل القابض ولف الزنبرك. وعندما ينفك الزنبرك، يُعيد تشغيل المحرك في الاتجاه الصحيح.
• قابض الحزام : يُستخدم في المعدات الزراعية، وجزّازات العشب، وآلات الحراثة، وآلات نفخ الثلج. تنتقل طاقة المحرك عبر مجموعة من الأحزمة التي تكون مرتخية عندما يكون المحرك في وضع الخمول، ولكن بكرة الشد يمكنها شد الأحزمة لزيادة الاحتكاك بين الأحزمة والبكرات.
• قابض BMA : تم اختراعه بواسطة والدو جيه كيلي في عام 1949، ^{[ 14 ]} ويستخدم لنقل عزم الدوران بين عمودين يتكونان من عنصر قيادة ثابت مثبت على أحد هذين العمودين، وعنصر قيادة متحرك، وله سطح تلامس مع عدد من التجاويف.
• القابض الكهرومغناطيسي : يُشغَّل عادةً بواسطة مغناطيس كهربائي يُعد جزءًا لا يتجزأ من مجموعة القابض. أما النوع الآخر، وهو قابض الجسيمات المغناطيسية ، فيحتوي على جسيمات متأثرة مغناطيسيًا في حجرة بين أجزاء القيادة والقيادة، حيث يؤدي تطبيق تيار مباشر إلى تكتل الجسيمات والتصاقها بأسطح التشغيل. وتتميز عملية التعشيق والانزلاق بسلاسة ملحوظة.
• قابض الزنبرك الحلزوني : يتكون من زنبرك حلزوني، يُلف عادةً بسلك ذي مقطع عرضي مربع. طُوِّرت هذه الأنواع في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين. ^{[ 15 ] [ 16 ]} في أبسط صوره، يُثبَّت الزنبرك من أحد طرفيه بالعضو المُدار، بينما يكون طرفه الآخر حرًا. يلتف الزنبرك بإحكام حول عضو قيادة أسطواني. إذا دار عضو القيادة في الاتجاه الذي يُفترض أن يُفكّ فيه الزنبرك، فإنه يتمدد قليلًا وينزلق، وإن كان ذلك مصحوبًا ببعض الاحتكاك. لهذا السبب، يجب عادةً تزييت قوابض الزنبرك بزيت خفيف. عند تدوير عضو القيادة في الاتجاه المعاكس، يلتف الزنبرك بإحكام حول سطح القيادة، فيُغلق القابض بسرعة كبيرة. يزداد عزم الدوران اللازم لانزلاق قابض الزنبرك بشكل أُسِّي مع عدد لفات الزنبرك، وفقًا لمعادلة الكابستان .

تستخدم معظم السيارات والشاحنات ذات ناقل الحركة اليدوي قابضًا جافًا، يُشغّله السائق باستخدام الدواسة الموجودة في أقصى اليسار. تُنقل حركة الدواسة إلى القابض عبر وصلات ميكانيكية، أو نظام هيدروليكي (أسطوانتان رئيسية وفرعية)، أو كابل. لا يُفصل القابض إلا عند ضغط السائق على دواسة القابض، ولذلك يكون ناقل الحركة متصلًا بالمحرك في الوضع الافتراضي. يتوفر وضع "محايد" يسمح بتحرير دواسة القابض دون أن تتحرك السيارة.

القابض مطلوب للانطلاق من وضع الثبات وفي المركبات التي تفتقر ناقلات الحركة فيها إلى وسائل التزامن للمساعدة في مطابقة سرعات المحرك وناقل الحركة أثناء تغيير التروس لتجنب "تصادم" التروس، والذي يمكن أن يتسبب في أضرار جسيمة لأسنان التروس.

عادةً ما تُركّب القابض مباشرةً على سطح دولاب الموازنة للمحرك ، حيث يوفر هذا قرصًا فولاذيًا كبيرًا مناسبًا يمكن استخدامه كقرص قيادة واحد للقابض. تستخدم بعض قوابض السباق مجموعات أقراص صغيرة متعددة الأقراص لا تُعدّ جزءًا من دولاب الموازنة. يُغلّف كل من القابض ودولاب الموازنة داخل غلاف مخروطي الشكل لعلبة التروس. تختلف مادة الاحتكاك المستخدمة في قرص القابض، ومن المواد الشائعة راتنج مركب عضوي مغطى بسلك نحاسي أو مادة خزفية . ^{[ 17 ]}

في ناقل الحركة الأوتوماتيكي ، يقوم محول عزم الدوران بدور القابض . ومع ذلك، غالباً ما يتضمن ناقل الحركة نفسه قوابض داخلية، مثل قابض القفل لمنع انزلاق محول عزم الدوران، وذلك لتقليل فقد الطاقة عبر ناقل الحركة وبالتالي تحسين كفاءة استهلاك الوقود. ^{[ 18 ]}

تستخدم مراوح تبريد المحرك القديمة التي تعمل بالسيور عادةً قابضًا حراريًا على شكل شريط ثنائي المعدن . عندما تكون درجة الحرارة منخفضة، يلتف الزنبرك ويغلق الصمام، مما يسمح للمروحة بالدوران بسرعة تتراوح بين 20% و30% من سرعة عمود المرفق . ومع ارتفاع درجة حرارة الزنبرك، ينفك ويفتح الصمام، مما يسمح بمرور سائل التبريد، فتدور المروحة بسرعة تتراوح بين 60% و90% من سرعة عمود المرفق.

يستخدم ضاغط مكيف الهواء في السيارة عادةً قابضات مغناطيسية لتشغيل الضاغط حسب الحاجة.