اصول و مبانی تعمیر گیربکسهای صنعتی

 مفاهیم اساسی در شناسایی چرخ دنده ها

خط کنش Line of Action: عبارتست از خط راستی که بر دایره های مبنای دو چرخ دنده درگیر مماس می شود.

دایره گام Pitch Circle: دایره ای که در لحظه تماس دو چرخ دنده در هنگام درگیری ایجاد می شود را گویند.

درجه کیفیت : عددی است که برای تعییئ کیفیت سطح چرخ دنده بکار می رود.

تلرانس:مقدار تغییر مجاز نسبت به اندازه اصلی را گویند.

منبع: http://sotq.mihanblog.com

ادامه نوشته

ماشین کاری مدرن (اسپارک)

اسپارك یا(Electro discharge machining (E.D.M یك روش ماشین كاری غیر سنتی است كه در ان فلز توسط جرقه های الكتریكی از سطح كنده میشود . جرقه ها بین الكترود( كه معمولا مسی یا گرافیتی است ) و قطعه كار كه فاصله كم و كنترل شده ای با هم دارند ایجاد میشوند . الكترود به فرم مورد نظر ساخته میشود و با پیشروی ان در قطعه كار در نهایت حفره ای ایجاد میشود . هیچ تماس مستقیمی بین الكترود و قطعه كار وجود ندارد . یك مایع دی الكتریك ,غالبا از مواد نفتی سبك فاصله بین الكترود و قطعه كار را پر كرده و محیط مناسبی برای تولید جرقه ها ایجاد میكند . هم الكترود و هم قطعه كار الزاما باید هادی الكتریسیته باشند


مزایای ماشین كاری به روش اسپارك عبارت است از :
- چون تماس بین قطعه كار و الكترود وجود ندارد ایجاد دیواره های نازك و اشكال ظریف امكان پذیر است .
- عموماً می توان قطعات با شكل پیچیده را ماشین كاری كرد .
- نرخ ماشین كاری وابسته به سختی قطعه كار نبوده و متناسب با نقطعه ذوب قطعه كار است . بنابراین موادی كه قابلیت ماشین كاری كمی دارند مثل كاربیت های سمانته و فولادهای ابزاری ابكاری شده را میتوان ماشین كاری كرد .
- ماشین كاری بدون پلیسه است .
غالباً برای ساخت انواع قالب ها از اسپارك استفاده می شود . قالب های تزریق پلاستیك , قالبهای اكسترود , آهنگری و دایكاست فقط موارد محدودی از انواع قالبهای ساخته شده با این روش هستند . ضمنا از این روش مستقیماً در خط تولید استفاده می شود .
روش كار :
گرچه برخی از دستگاههای اسپارك قادرند در چند محور حركت كنند ولی غالب این دستگاهها دارای یك كلگی هستند كه الكترود به آن وصل شده است و با یك سیستم سرو كنترل فقط در جهت عمودی حركت می كنند.
علامت پلاریته منفی حاكی از ان است كه قطب منفی منبع تغذیه به الكترود وصل شده است .

اگر كلگی بدون كنترل به سمت پایین حركت كند با قطعه كار برخورد كرده و بین آن وقطعه كار اتصال كوتاه ایجاد میشود . سرو سیستم كنترل حركت كلگی مانع این امر شده و با مقایسه ولتاژ بین الكترود و قطعه كار با یك ولتاژ مرجع مانع نزدیكی بیش از حد این دو و ایجاد اتصال كوتاه میشود . اگر ولتاژ بین الكترود وقطعه كار بیش از ولتاژ مرجع باشد كلگی به سمت پایین میرود و اگر كمتر شود برمی گردد . محرك كلگی یك جك هیدرولیكی یا یك سرو موتور است . در حین اسپارك و با خورده شدن قطعه كار فاصله بین آن و الكترود زیاد می شود و بنابراین ولتاژ بین آنها افزایش می یابد . سیستم كنترل كلگی را آن قدر پایین می آورد تا این ولتاژ مساوی ولتاژ مرجع شود . بدین ترتیب در تمام طول ماشین كاری فاصله هوایی بین الكترود و سطح ماشین كاری شده قطعه كار ثابت باقی می ماند . وقتی الكترود تا عمق از پیش تنظیم شده در قطعه كار فرو رفت استپ دستگاه عمل كرده و كلگی را بیرون می كشد .
مكانیزم كنده شـــــــــــــــدن فـــــــلز:
پالس های مربعی شكل DC توسط یك جریان مستقیم به دو سر قطعه كار و الكترود اعمال میشوند . در حالت ایده آل هر پالس یك جرقه تولید میكند . جرقه در محلی كه مقاومت الكتریكی كمتر است تولید می شود . بر اثر جرقه ها كل سطح تقابل قطعه كار و الكترود خورده می شود . اساس تكنولوژی منابع تغذیه ماشین های اسپارك تولید امواج مربعی نسبت به زمان است . متغیرها , زمان قطع و وصل پالس و ماكزیمم جریان می باشد .
البته آنچه در عمل اتفاق می افتد پیچیده تر است . وقتی كه الكترود از قطعه كار فاصله دارد ولتاژ برابر ولتاژ مدار باز , یعنی در حدود 100 ولت است . با نزدیك شدن الكترود به قطعه كار در محلی كه كمترین فاصله وجود دارد دی الكتریك شروع به یونیزه شدن میكند . در نتیجه جریان ایجاد شده و افزایش می یابد و ولتاژ تا حدود 35 ولت كاهش می یابد . بدین ترتیب یك جرقه زده می شود . فـــــاصله الكترود و قطعه كار در محلی كه جرقه زده میشود بین 01/0 تا 04/0 میلی متر است . با هر جرقه ای حفره كوچكی (هم در سطح الكترود و قطعه كار) از طریق ذوب و تبخیر مواد ایجاد می شود . زمان وصل پالس را می توان به زمان یونیزه شدن , زمان جرقه و زمان دی یونیزه شدن تقسیم كرد . زمان قطع پالس به ذرات اجازه می دهد توسط جریان دی الكتریك شسته شده و دور شوند و سیال یونیزه شده با سیال تازه جایگزین شود .
زمان قطع پالس باید از زمان دی یونیزه شدن بزرگتر باشد تا مانع تداوم جرقه در یك نقطه شود وضعیتی كه به آرگ DC (چسبیدن الترود) گفته می شود .
منبـــــــــــــــــــع تغذیه :
منابع تغذیه دستگاههای اسپارك از انواع خازنی-مقاومتی( RC ) و انواع لامپ های خلا به انواع ترانزیستوری كه درحال حاضر از آنها استفاده می شود تكامل یافته اند . از منابع RC هنوز هم برای سوراخ كاری سوراخ های قطر پایین استفاده می شود . تمایل به استفاده از ترانزیستورهای MOSFET به دلیل توانایی سویچینگ سریع این نوع ترانزیستورها در قدرت های بالا گسترش می یابد . در منابع تغذیه پیشرفته امكان تنظیم مستقل زمان قطع و وصل پالس ها وجود دارد . محدوده این زمان ها عموما بین 2تا1000 میكرو ثانیه است . كل انرژی هر جرقه مجزا متناسب با حجم مكعب مستطیلی است كه اضلاع آن زمان , جریان و ولتاژ است . البته منظور از زمان , زمان موثر یعنی زمان بعد از یونیزاسیون است . قطر حفره ایجاد شده تقریبا متناسب با جریان اعمال شده و عمق آن تقریبا متناسب با زمان وصل پالس است . نرخ ماشین كاری در یك منبع تغذیه 125 آمپری از تقریبا صفر در پرداخت تا حداكثر 410 میلیمتر مكعب بر دقیقه تغییر می كند . یك منبع تغذیه 400 آمپری می تواند تا 4350 میلی متر مكعب بر دقیقه ماشین كاری كند . باید توجه داشت كه افزایش نرخ ماشین كاری ( با افزایش جریان ) خطی نیست . در یك منبع تغذیه استاندارد در آن واحد فقط یك جرقه ایجاد می شود . بنابراین افزایش تعداد الكترود ها باعث افزایش راندمان نمی شود . اصطلاح چند راهه است . چنین منبعی در واقع تركیبی از چند منبع جریان كم در یك دستگاه است كه امكان چندین جرقه همزمان در الكترودها را فراهم می كند ( در هر الكترود در آن واحد فقط یك جرقه ) .
با گسترش استفاده از منابع تغذیه solid state كاربرد پلاریته مثبت ( اتصال قطب مثبت منبع تغذیه به الكترود ) بیش از گذشته عمومیت یافته است . در بعضی از منابع تغذیه در فواصل معینی یك پالس معكوس ایجاد می شود تا حتی الامكان مانع چسبیدن الكترود و قطعه كار ( آرك DC ) شود مثلا به ازای هر 15 پالس معمولی یك پالس معكوس ایجاد می شود . منابع تغذیه بر حسب ظرفیت جریان از 10 تا 1000 آمپر طبقه بندی می شوند .

بافت سطح :
سطح اسپارك شده خصوصیات منحصر به فردی دارد و از حفره های زیادی كه اندازه یكسانی دارند تشكیل می شود . بر خلاف سطوح حاصل از ماشین كاری سنتی جهت ماشین كاری , اثری بر جای نمی گذارد . چون اندازه حفره ها بستگی به انرژی هر جرقه دارد و انرژی هر جرقه در محدوده وسیعی قابل تغییر است بنابراین پرداخت سطح حاصل از اسپارك در محدوده ra=0/2,12/5 μm تغییر میكند .
اثرات متالوژیكی و شیمیایی :
سطح اسپارك شده به دلیل سرد بودن قطعه كار و وجود دی الكتریك كوئینج می شود . ضخامت لایه متأثر از اسپارك نسبتاً نازك است . ( در خشن كاری 13/0 و در پرداخت 01/0 میلی متر )
كیفیت سطح :
درجه مطلوب بودن سطح حاصل از اسپارك همواره عامل نگرانی بوده است . هر دو لایه حرارت دیده و ذوب شده تحت تنش كششی هستند . در لایه ذوب شده ممكن است ترك های مویی ظاهر شود و شروعی بر آسیب كلی قطعه كار باشند . سئوالی كه باید جواب داد این است كه آیا امكان انتشار ترك سطحی در كل حجم قطعه كار وجود دارد . و اگر لازم است آیا لایه برداشته شود چطور می توان این كار را انجام داد .
شات بلاست مقدار كمی از لایه ذوب شده را برداشته و استحكام خستگی را افزایش می دهد .
برای بهبود كل استحكام خستگی قطعه , هر دو لایه حرارت دیده و ذوب شده باید برداشته شوند . عام ترین روش انجام این كار پولیش و روش الكترومكانیكی است .
الكترودها :
قیمت الكترود معمولا عمده ترین بخش از كل هزینه ماشین كاری به روش EDM است .
برای انتخاب بهترین جنس الكترود و شرایط ماشین كاری , لازم است قیمت مواد , قیمت ساخت , مقدار سایش و هزینه تعمیر و اصلاح الكترود به دقت محاسبه شود .
سایش :
نقطه ذوب بیش ترین نقش را در تعیین مقدار سایش دارد نرخ سایش الكترود بر حسب سایش انتهایی , سایش لبه ها و سایش گوشه ها بیان می شود .
مواد :
مواد الكترودها عمدتا از :
- گرافیت
- مس
- آلیاژ مس تنگستن و نقره تنگستن
- مس گرافیت
- برنج
- فولاد
- تنگستن
ساخت الكترودها :
الكترودها عمدتاً با روش تراش , فرز , وایركات و دیگر ماشین ابزار و استفاده گسترده گرافیت در ساخت الكترود سهولت ماشین كاری آن است . طراحی سیستم های ابزار بر اساس این فرض است كه الكترود بدون جدا شدن از هلدر آن ماشین كاری شود .
اتصال و تنظیم الكترود :
الكترود باید طوری ساخته شده باشد كه بتوان الكترود های با دنباله استاندارد را به آن وصل كرد . در جریان تعمیر یا ساخت الكترود نیز همین پایه و دنباله باید مبنای ماشین كاری و ساخت الكترود باشد . در صورت باز كردن الكترود از جای خود یا تغییر موقعیت آن مثلا برای تست ابعادی باید بتوان آن را دقیقاً به وضعیت اولیه برگرداند .
سیال دی الكتریك :
مایع دی الكتریك هادی جرقه است و تحت ولتاژ اعمال شده باید یونیزه شود الكترود و قطعه كار توسط آن خنك می شوند , ذرات ریز حاصل از اسپارك را شسته و با خود می برد . دی الكتریك خوب باید ویسكوزیته پایین , نقطعه اشتعال بالا و قیمت كم داشته باشد .
اسپارك عمودی CNC :
اسپارك های cnc سه محوره و حتی شش محوره ساخته شده كه مثل فرز cnc با الكترود كروی كوچكی می تواند انواع سطوح پیچیده را ماشین كاری كنند .
مزایای اسپارك های CNC :
- تعیین موقعیت الكترودها نسبت به نقاط مرجع .
- ایجاد چند حفره در قطعه كار با پارامترها های اسپارك یكسان .
- تعدیل و اصلاح سایش الكترود با تنظیم تماس آن روی سطوح مرجع .
- كنترل قطعه كار بدون باز كردن آن با نصب پروب هایی در نشیمن گاه الكترود .
- امكان تنظیم سریع دستگاه برای قطعه كار و الكترود خاصی بر اساس نرخ ماشین كاری یا درجه پرداخت سطح .
- امكان ذخیره سازی و استفاده مجدد از اطلاعات مربوط به مقدار افست الكترود در مواردی كه محور الكترود منطبق بر محور نصب الكترود نیست خطای چرخش الكترود را نیز می توان اصلاح كرد .
- وجود چند سیستم مختصات برای قطعاتی با موقعیت های خطی و دورانی مختلف .
- امكان ایجاد افست های كوچك و بزرگ با الكترودهای شبیه فرز برای خشن كاری و پرداخت .

مهندسان مکانیک معروف

Ø      جیمز وات (۱۷۳۶-۱۸۱۹): تکمیل کننده موتور بخار و پدر انقلاب صنعتی.

Ø      کارل بنز (۱۸۴۴-۱۹۲۹): مخترع موتورهای دیزلی و بنیان گذار موتورهای احتراق داخلی ( هم دوره با دایملر و می باخ)و سازنده اولین خودروی تجاری، مبدع پدال گاز در خودرو و سیستم جرقه زنی با استفاده از شمع و باتری، مخترع کلاچ و مکانیزم تعویض دنده، کاربراتور و رادیاتور نیز از اختراعات اوست.

Ø      گوتلیب ویلهلم دایملر (۱۸۳۴-۱۹۰۰): مهندس و طراح صنعتی، به همراه می باخ مخترع اولین موتور سیکلت (دوچرخه موتور دار)و پیشرو در گسترش موتورهای احتراق داخلی، پدر بزرگ موتورهای احتراق داخلی.

Ø      ویلهلم می باخ(۱۸۴۶-۱۹۲۹):مهندس و طراح صنعتی، صاحب نشان میباخ، همکاری با دایملر در ساخت موتورهای احتراق داخلی و موتورهای چهار زمانه، دارنده دکترای افتخاری از دانشگاه اشتوتگارت، عضو افتخاری انجمن مهندسین آلمان.

Ø      چستر کارل‌سون (۱۹۰۶-۱۹۶۸): دستگاه زیراکس از نوآوری‌های اوست.

Ø      ساموئل کولت (۱۸۱۴-۱۸۶۲): سازندهٔ اسلحهٔ کولت.

Ø      سویچیرو هوندا (۱۹۰۶-۱۹۹۱): بنیان‌گذار شرکت معروف هوندا.

Ø      آیزاک سینگر (سینجر) (۱۸۱۱-۱۸۷۵): سازندهٔ نخستین چرخ خیاطی خانگی.

Ø      آلفرد برنارد نوبل (۱۸۳۳-۱۸۹۶): پایه‌گذار اندیشهٔ جایزهٔ نوبل.

Ø      رودولف دیزل(۱۸۵۸-۱۹۱۳): سازندهٔ موتورهای معروف دیزل که با گازوئیل کار می‌کنند.

Ø      نیکلاس اتو(۱۸۳۲-۱۸۹۱):مهندس ومخترع اولین موتور احتراق داخلی با بازدهی مطلوب، تعمیم دهنده مفهوم چهار زمانه به موتورهای احتراق داخلی.

Ø      فلیکس وانکل(۱۹۰۲-۱۹۸۸): مخترع موتور دورانی وانکل.

Ø      ویلیس کریر: مخترع تهویه مطبوع

Ø      دونالد کرن:در زمینه مبدلهای حرارتی خدمات ارزنده‌ای بر جای نهاد و مولف کتاب heat exchanger design نیز می‌باشد

 

مزایا و معایب ماشین های cnc

مزایای دستگاه های CNC

1.      دقت ماشین کاری بالا به طوری که اشتباهات در تولید با به کار بردن سیستم کنترل کامپیوتری به حداقل می رسد.

2.      قابلیت تکرار پذیری و ماشین کاری قطعات به صورت سری.

3.      سرعت بالای ماشین کاری قطعات.

4.      کاهش زمان تولید وقیمت تمام شده آن .

5.      کاهش خطای انسانی .

6.      کاهش زمان تنظیمات اولیه ماشین .

7.      کاهش زمان اندازه گیری و کنترل قطعات تولیدی .

8.      نظارت کمتر اپراتور حین عملیات ماشین کاری .

9.      ماشین کاری قطعات مطابق برنامه نوشته شده نه تجربه اپراتور.

10. انعطاف پذیری بالا درتعویض یا ارتقای تولید.(بعلت عدم نیاز به تعویض اجزای سخت افزاری ماشین از جمله بادامکها ، طبلکها ، شیرها ، کنتاکتورها و...  با تعویض یا اطلاح نرم افزار تولید به راحتی تعویض یا ارتقا می یابد.)

11. حفظ و در دسترس بودن برنامه قطعات به صورت بانک اطلاعاتی  .

12. کنترل برنامه دستگاه به صورت گرافیکی قبل از تولید واقعی (امکان تست غیر مخرب  ) .

13. امکان طراحی قطعه کار و برنامه ماشین کاری آن توسط کامپیوتر وبرنامه های کمکی .

14. امکان ماشین کاری قطعات پیچیده منجمله قالبهای صنعتی .

15. تولید قطعات ثانویه بدون نیاز به ماشین کار با تجربه .

16. افزایش قابل توجه راندمان و کاهش ضایعات .

17. امکان شبکه کردن چند دستگاه و نظارت بر همه آنها به صورت متمرکز .

18. امکان هدایت و کنترل از راه دور دستگاههای CNC مجهز به سیستم هایCAD/CAM و CIMJ

19. عیب یابی راحت دستگاه به علت اعلام آلارمهای مختلف .

20. نظارت و کنترل راحتر پرسنل و قطعات تولدی.

معایب دستگاه های CNC

1.      قیمت نسبتا زیاد آنها .

2.      هزینه بالای  نگهداری و تعمیرات آنها .

3.      آشنایی با زبان انگلیسی و برنامه نویسی .

4.      پرداخت دستمزدهای بالا برای اپراتورهای حرفه ای .

5.      زمان زیاد برای رفع نقص اساسی دستگاه بعلت عدم وجود نمایندگی معتبر در ایران و وابستگی به افرادی خاص و محدود.

به طور خلاصه :

در مقایسه با NCهای سنتی CNCها انعطاف پذیر ترندو توانایی محاسباتی بیشتری دارند:

1.      نوار برنامه قطعه ونوار خوان فقط یکبار و آنهم برای ورود اطلاعات به حافظه استفاده میشوند,این امر باعث افزایش پایایی میشود زیرا نوارخوان ازاجزاء باکمترین پایایی است.

2.      اصلاح نواربرنامه درسایت ماشین :نواربرنامه را درطی وارد کردن به ماشین میتوان اصلاح کرد.

3.      انعطاف پذیری بیشتر:توابع وانتخابهای جدیدی با هزینه کمتر نسبت به NCهای سنتی میتوان به CNCهاداد.

4.      مبدل های متریک:CNCمیتواند نوار برنامه ای را که به اینچ نوشته شده را به سیستم بین الملی متریک تبدیل کندوبکار گیرد.

5.      سیستم ساخت جامع :CNC قابل تطبیق ترین سیستم با یک سیستم جامع اطلا عاتی است.

کامپیوتر CNCمادامیکه در حال کنترل ماشین ابزار است میتواند اطلاعات ساختی ومدیریتی کارگاه را نیز با کمک یک کامپیوتر مرکزی پردازش کند

معرفی کوپلینگها

1-   کوپلینگ های صلب (سخت)

 

این نوع کوپلینگ ها جهت اتصال دو محور کاملا هم راستا در تجهیزاتی که در آن ها هم محوری دقیق دو محور ضروری و قابل دسترس است استفاده می شود لازم به ذکر است که هر گونه عدم تقارن محوری در این نوع کوپلینگ ها خرابی های سریع را در اثر تشت های بالا به دنبال دارد این نوع از کوپلینگ ها به دو دسته تقسیم بندی می شوند:

 

1-1         کوپلینگ های پوسته ای

 

در این نوع کوپلینگها ، دو نصفه پوسته با فشار پیچها روی محور بسته شده و گشتاور چرخشی بوسیله اصطکاک به محور منتقل می گردد. هردو محور با خار انطباقی به پوسته متصل می شوند ، مونتاژ این کوپلینگها آسان است ولی فقط امکان انتقال قدرت بین دو محور هم قطر را میسر می سازد. این نوع کوپلینگ انتقال گشتاورهای کم را امکان پذیر می نماید.

 

ادامه نوشته

الکترود ها

انواع جوشكاري

I. جوشكاري با قوس الکتریکی :
یکی از متداول ترین روشهای اتصال قطعات کار می باشد، ایجاد قوس الکتریکی عبارت از جریان مداوم الكترون بین دو الکترود و یا الکترود و یا الکترود و کار بوده که در نتیجه آن حرارت تولید می شود. باید توجه داشت که برای برقراری قوس الکتریک بین دو الکترود و یا کار و الکترود وجود هوا و یا یک گاز هادی ضروری است. بطوریکه در شرایط معمولی نمی توان در خلاء جوشكاري نمود. 
در قوس الکتریکی گرما و انرژی نورانی در مکانهای مختلف یکسان نبوده بطوریکه تقریباً 43% از حرارت درآند و تقریباً 36% در کاتد و 21% بقیه بصورت قوس ظاهر می شود. دمای حاصله از قوس الکتریکی بنوع الکترودهای آن نیز وابسته است بطوریکه در قوس الکتریکی با الکترودهای ذغالی تا 3200 درجه سانتیگراد در کاتد و تا 3900 در آند حرارت وجود دارد. دمای حاصله در آندو کاتد برای الکترودهای فلزی حدوداً 2400 درجه سانتیگراد تا 2600 درجه تخمین زده شده است. 

ادامه نوشته

تسمه

تسمه (belt) یک حلقه از مواد انعطاف پذیر است که برای اتصال مکانیکی دو یا چند شفت دوار مورد استفاده قرار می گیرد.تسمه ممکن است که به عنوان یک منبع حرکت برای تاثیر انتقال قدرت ویا دنبال کردن حرکت نسبی استفاده می شود.تسمه روی حلقه های پولی قرار می گیرد.

در یک سیستم دارای دو پولی (قرقره) ، تسمه هم میتواند پولی ها را در یک مسیر مشخص حرکت دهد و هم می تواند طوری حرکت کند که جهت شفت خلاف جهت آن باشد.

به عنوان یک منبع حرکت، تسمه نقاله دارای کاربردی است که در آن  تسمه طوری تطبیق داده شده است که به طور مداوم بار بین دو  نقطه را تحمل کند

تسمه ارزانترین ابزار برای انتقال قدرت بین شفت  است. انتقال قدرت با طراحی های خاص بین تسمه و پولی به دست می آید

تقاضا بر روی حرکت انتقال قدرت تسمه ها بسیار زیاد است که این خود منجر به تغییرات بسیاری در آن می شود . حرکت آن ها به آرامی و با سرو صدای کم می باشد و بالشتک موتور ویاتاقان نسبت به تغییرات بار مقابله می کنند اگر چه با قدرت کمتری  نسبت به چرخدنده ها وزنجیرها عمل می کند. با این حال پیشرفت در مهندسی تسمه اجازه استفاده از تسمه ها را در سیستم هایی که سابقا از چرخدنده و زنجیر استفاده می کردند ، می دهد.

انتقال قدرت بین تسمه و پولی با عنوانی متفاوت از تنش و سرعت تسمه بیان شده است.

که انتقال قدرت را میتوان از فرمول زیر محاسبه کرد:

 

که: T1 , T2    تنش در سمت های شل و سفت تسمه، v  سرعت و P   مقدار انتقال قدرت

P=(T₁-T₂)v

ارتباط تنش ها برابر است با:

T_{1  /} T₂₌e^µα

 

که: µ ضریب اصطکاک و α زاویه سطح تماس با مرکز پولی است.

انواع تسمه ها

 تسمه ها  دارای انواع مختلفی می باشد که به معرفی چند مورد از آنها می پردازیم:

تسمه تخت     ( Flat belts )

این تسمه ها به طور گسترده در قرن های 19 و اوایل قرن 20 کاربرد بسیاری داشته که برای انتقال قدرت در کارخانه ها استفاده می شده. کاربرد آن ها در مزارع و معادن و .... از قبیل کارخانه های چوب بری، خرمن کوب نوار نقاله و .... می باشد.

این تسمه  می تواند  قدرت های بالا را در سرعت های بالا تحویل  دهد.(500 اسب بخار در سرعت 10000 فوت بر دقیقه ، که در مورد تسمه های بزرگ صدق می کند)

این محرک های بزرگ نیاز به فشاربسیار زیادی دارد ، که منجر به بارهای قوی می شودو برای سیستم های بسته کاربرد چندانی ندارد.

 جنس تسمه تخت از چرم ، پارچه و یا لاستیک ،پلیمر است.

تسمه گرد   (  round belts)

تسمه هایی با سطح مقطع دایره ای شکل هستند و  برای اجرا در پولی هایی با شیارهای  v شکل با زایه 60 درجه طراحی شده اند.

این شیارهای گرد زمانی مناسب هستند که چرخ پولی های گرد به سمت تسمه ها راهنمایی شده باشند و یا وقتی مورد استفاده قرار می گیرند که تسمه های  نوع"حلقه  (o-ring)  " وجود داشته باشد.

شیار های V  شکل  گشتاور را از طریق گوه  انتقال می دهند بنابراین اصطکاک افزایش می یابد با این وجود تسمه های گرد فقط در موقعیت هایی که گشتاور نسبتا پایینی داریم استفاده می شود.

این تسمه در طول ها و اندازه های مختلف تولید می شود که برای اتصال  این تسمه از یک جز اصلی یا اتصال فلزی و یا جوش استفاده می شود.

تسمه ذوزنقه ای  (v-belts)

این تسمه که هم به عنوان تسمه v و هم به عنوان طناب گوه شناخته می شود به طور کلی بدون محدودیت و سطح مقطع آنها ذوزنقه ای شکل است ومشکل های از جمله لغزش و هم ترازی را حل می کند.

تسمه های ذوزنقه ای بهترین ترکیب از دو کشش، سرعت حرکت بار یاتاقان ها و عمر طولانی را فراهم می کند که به خاطر فاصله مرکزیشان نسبت به تسمه های تخت پر کاربردترند. فاصله مرکز مورد نظر بزرگتر از بزرگترین قطر پولی است اما کمتر از 3 برابر مجموع هر دو پولی می باشد و محدوده سرعت مطلوب این تسمه 1000-7000 ft/min   می باشد.

این تسمه ها به خاطر ضخامت بزرگترشان نسبت به تسمه های تخت ، نیاز به پولی های بزرگتری دارند و دارای طول های قابل تنظیم  با قابلیت جداسازی قطعات و متعلقات در هنگام لزوم می باشد.

برای بدست آوردن قدرت بالای مورد نیاز 2 یا چند تسمه ذوزنقه ای را در آرایشی به نام multi-v  در کنار یکدیگر به هم متصل می کنند که در خوشه های چند شیار قابل اجرا می باشند.

تسمه چند شیار  (multi-groove belts)

این تسمه که به polygroove  نیز معروف است معمولا از 5 یا 6 تسمه V شکل در کنار یکدیگر ساخنه می شود به همین خاطر برای همان سطح دیسک ، تسمه نازکتری  نسبت به ذوزنقه ای به ما می دهد که این دلیل انعطاف پذیر بودن تسمه می باشد اگرچه اغلب پهن تر است که این انعطاف پذیری باعث افزایش بهره وری می شود.

خم شدن مداوم تسمه ، انرژی کمتری را در اصطکاک داخلی  به هدر می دهد.این افزایش بهره وری در عمل به دلیل کاهش اثرات حرارت بر روی تسمه است.تسمه به مدت طولانی تری به صورت خنک تر در سرویس عمل می کند

این توانایی درخم شدن ،به طراحان اجازه می دهد که مسیر را به صورت یک مجموعه و یا به صورت مارپیچی طراحی کنند.این خصوصیت  می تواند به طراحی یک موتور محکم که در آن لوازم جانبی خیلی نزدیک به بلوک موتور نصب شده و نیازی به ارائه تنظیمات تنیدگی نمی باشد، کمک کند. کل این تسمه  ممکن است به وسیله یک زنجیر پولی تنیده شود.

تسمه آجدار  (ribbed belt)

تسمه آجدار ، تسمه انتقال قدرت است که  شامل شیارهای طولانی می باشد وعمل تماس بین دنده تسمه و شیار پولی را انجام می دهد. این تسمه دارای یک ساختار تک قطعه ای است که این ساختار برای توزیع یکنواخت تنش در سراسر عرض پولی  در جایی که تسمه در حال  تماس است ،ارائه شده است.

تسمه آجدار دارای محدوده قدرت تا KW    600 بوده، با نسبت سرعت بالا، دارای حرکت مارپیچی شکل ، طول عمر بالا، پایداری و یکنواختی در تنش دیسک است و باعث کاهش ارتعاش می شود.

این تسمه در کمپرسور،دوچرخه تناسب اندام،ماشین آلات کشاورزی، میکسر مواد غذایی، ماشین لباسشویی ، ماشین چمن زنی و...استفاد می شود.

تسمه تایمینگ  (timing belts)

این تسمه که با نام های دیگری از جمله دندانه دار، بی نظیر و تسمه همزمان ، شناخته می شود یک تسمه انتقال مثبت است که می تواندحرکت نسبی داشته باشد. این تسمه دارای دندانه می باشد که آنرا با پولی دندانه دار مناسب تطبیق می دهند تا هنگامی که به درستی تنیده شد دیگر بعد از ان هیچ لغزشی نداشته باشد ودر سرعت ثابت عمل  کند واغلب برای انتقال حرکت مستقیم در نمایه سازی و اهداف زمان بندی استفاده می شود.

تسمه تایمینگ اغلب به جای زنجیر و چرخدنده ها استفاده می شود به طوری که سر و صدای کمتری تولید می کند و احتیاجی به روغن کاری ندارد.

میل بادامک خودرو، سیستم های زمان بندی کوچک و موتور های استپر  اغلبا از این تسمه ها استفاده می کنند.

تسمه تایمینگ ها احتیاج به کمترین تنش دارند واز جمله کارآمدترین تسمه ها هستند.این تسمه ها می توانند تا 200 اسب بخار (150 KW) در سرعت  16000 Ft/min  را تحمل کنند.

این تسمه ها با طراحی  دندانه های مارپیچی موجود هستند که این نوع طراحی  باعث می شود که دندانه ها به تدریج درگیر شوند که به همین دلیل کارآمدتر و دارای انتقال قدرت تا  98%  است و دارای سر وصدا  کمتری نیز می باشد.

معیار های انتخاب تسمه محرک های تسمه بر اساس معیارهای زیر ساخته می شوند:

1-سرعت و قدرت بین  محرک و محور

2-فاصله مناسب بین شفت ها

3-شرایط عملیاتی مناسب

 

 

معادله قدرت از فرمول زیر محاسبه می شود:

(2π radian)×(rpm) / (60 sec × 1000 W) )  ×  گشتاور  (Nm)= قدرت  (KW)

   

عوامل تنظیم قدرت تسمه عبارتند از: نسبت سرعت، فاصله شفت، نوع واحد محرک (موتور الکتریکی،موتور احتراق داخلی)، محیط خدمات(روغنی،مرطوب،گردوخاکی)، محور بارهای واحد(تشنجی،کمک فنر، معکوس شده) وتنظیمات تسمه-پولی(باز،عبوری،تبدیل)

 

اصطکاک تسمه

---

اصطکاک تسمه  (belt friction) انتقال قدرت تابعی از تنس تسمه است با این حال با افزایش تنش، بار، روی تسمه و یاتاقان است.

یک تسمه ایده آل تسمه ای است که کمترین تنش را داشته باشد و در فشار بار های بالا لغزشی نداشته باشد

تنش تسمه باید با نوع تسمه،اندازه،سرعت و قطر پولی تنظیم شود.

تنش تسمه با اندازه گیری نیرویی که تسمه را منحرف می کند و با یک فاصله داده شده در هر اینچ از قطر پولی،تعیین می شود. 

نانو تکنولوژی چیست؟

نانو تکنولوژی چیست؟

نانوتكنولوژي توليد كارآمد مواد و دستگاهها و سيستمها با كنترل ماده در مقياس طولي نانومتر، و بهره برداري از خواص و پديده هاي نوظهوري است كه در مقياس نانو توسعه يافته اند

اصول بنیادی

یک نانومتر یک میلیاردم متر است. برای سنجش طول پیوندهای کربن-کربن، یا فاصلهٔ میان دو اتم بازهٔ ۱۲ تا ۱۵ نانومتر به کار می‌رود؛ همچنین طول یک جفتِ دی‌ان‌آ نزدیک به ۲ نانومتراست. و از سوی دیگر کوچک‌ترین باکتری سلول‌دار ۲۰۰ نانومتر است. اگر بخواهیم برای دریافتن مفهوم اندازهٔ یک نانومتر نسبت به متر سنجشی انجام دهیم می‌توانیم اندازهٔ آن را مانند اندازهٔ یک تیله به کرهٔ زمین بدانیم. یا به شکلی دیگر یک نانومتر اندازهٔ رشد ریش یک انسان در طول زمانی است که برای بلند کردن تیغ از صورتش باید بگذرد.

فناوری نانو کاربردهای گسترده‌ای در دانش‌های گوناگون دارد که از موردهای مهم آن می‌توان به کاربردهایش در پزشکی برای ساخت داروهای بدون اثرهای جانبی اشاره کرد که تنها بر یک بافت ویژه تأثیر می‌گذارند. از انواع کاربرد ها می‌توان در ساخت نانو جوراب ها ، نانو لوله‌های کربنی و ... اشاره کرد.

ادامه نوشته

سیستمهای هیدرولیک و پنوماتیک

سیستمهای هیدرولیک و پنوماتیک

امروزه در بسياري از فرآيندهاي صنعتي ، انتقال قدرت آن هم به صورت کم هزينه و با دقت زياد مورد نظر است در همين راستا بکارگيري سيال تحت فشار در انتقال و کنترل قدرت در تمام شاخه هاي صنعت رو به گسترش است. استفاده از قدرت سيال  به دو شاخه مهم هيدروليک و نيوماتيک ( که جديدتر است ) تقسيم ميشود .

از نيوماتيک در مواردي که نيروهاي نسبتا پايين (حدود يک تن) و سرعت هاي حرکتي بالا مورد نياز باشد (مانند سيستمهايي که در قسمتهاي محرک رباتها بکار مي روند) استفاده ميکنند در صورتيکه کاربردهاي سيستمهاي هيدروليک عمدتا در مواردي است که قدرتهاي بالا و سرعت هاي کنترل شده دقيق مورد نظر باشد(مانند جک هاي هيدروليک ، ترمز و فرمان هيدروليک و...).

حال اين سوال پيش ميايد که مزاياي يک سيستم هيدروليک يا نيوماتيک نسبت به ساير سيستمهاي مکانيکي يا الکتريکي چيست؟در جواب مي توان به موارد زير اشاره کرد:

 

1.طراحي ساده      2.قابليت افزايش نيرو        3. سادگي و دقت کنترل

4. انعطاف پذيري      5. راندمان بالا                6.اطمينان

در سيستم هاي هيدروليک و نيوماتيک نسبت به ساير سيستمهاي مکانيکي قطعات محرک کمتري وجود دارد و ميتوان در هر نقطه به حرکتهاي خطي يا دوراني با قدرت بالا و کنترل مناسب دست يافت ، چون انتقال قدرت توسط جريان سيال پر فشار در خطوط انتقال (لوله ها و شيلنگ ها) صورت ميگيرد ولي در سيستمهاي مکانيکي ديگر براي انتقال قدرت از اجزايي مانند بادامک ، چرخ دنده ، گاردان ، اهرم ، کلاچ و... استفاده ميکنند.

در اين سيستمها ميتوان با اعمال نيروي کم به نيروي بالا و دقيق دست يافت همچنين ميتوان نيرو هاي بزرگ خروجي را با اعمال نيروي کمي (مانند بازو بسته کردن شيرها و ...) کنترل نمود.

استفاده از شيلنگ هاي انعطاف پذير ،  سيستم هاي هيدروليک و نيوماتيک را به سيستمهاي انعطاف پذيري تبديل ميکند که در آنها از محدوديتهاي مکاني که براي نصب سيستمهاي ديگر به چشم مي خورد خبري نيست.  سيستم هاي هيدروليک و نيوماتيک به خاطر اصطکاک کم و هزينه پايين از راندمان بالايي برخوردار هستند همچنين با استفاده از شيرهاي اطمينان و سوئيچهاي فشاري و حرارتي ميتوان سيستمي مقاوم در برابر بارهاي ناگهاني ، حرارت يا فشار بيش از حد ساخت که نشان از اطمينان بالاي اين سيستمها دارد.

 اکنون که به مزاياي سيستم هاي هيدروليک و نيوماتيک پي برديم به توضيح ساده اي در مورد طرز کار اين سيستمها خواهيم پرداخت.

 

براي انتقال قدرت به يک سيال تحت فشار (تراکم پذير يا  تراکم ناپذير) احتياج داريم که توسط  پمپ هاي هيدروليک ميتوان نيروي مکانيکي را تبديل به قدرت سيال تحت فشار نمود. مرحله بعد انتقال نيرو به نقطه دلخواه است که اين وظيفه را لوله ها، شيلنگ ها و بست ها به عهده ميگيرند .

بعد از کنترل فشار و تعيين جهت جريان توسط شيرها سيال تحت فشار به سمت عملگرها (سيلندرها يا موتور هاي هيدروليک ) هدايت ميشوند تا قدرت سيال به نيروي مکانيکي مورد نياز(به صورت خطي يا دوراني ) تبديل شود.

اساس کار تمام سيستم هاي هيدروليکي و نيوماتيکي بر قانون پاسکال استوار است.

 

قانون پاسکال:

1.    فشار سرتاسر سيال در حال سکون يکسان است .(با صرف نظر از وزن سيال)

2.    در هر لحظه فشار استاتيکي در تمام جهات يکسان است.

3.    فشار سيال در تماس با سطوح بصورت عمودي وارد ميگردد.

 

کار سيستمهاي نيوماتيک مشابه سيستم هاي هيدروليک است فقط در آن به جاي سيال تراکم ناپذير مانند روغن از سيال تراکم پذير مانند هوا استفاده مي کنند . در سيستمهاي نيوماتيک براي دست يافتن به يک سيال پرفشار ، هوا را توسط يک کمپرسور فشرده کرده تا به فشار دلخواه برسد سپس آنرا در يک مخزن ذخيره مي کنند، البته دماي هوا پس از فشرده شدن بشدت بالا ميرود که مي تواند به قطعات سيستم آسيب برساند لذا هواي فشرده قبل از هدايت به خطوط انتقال قدرت بايد  خنک شود. به دليل وجود بخار آب در هواي فشرده و پديده ميعان در فرايند خنک سازي بايد از يک واحد بهينه سازي براي خشک کردن هواي پر فشار استفاده کرد.

اکنون بعد از آشنايي مختصر با طرز کار سيستمهاي هيدروليکي و نيوماتيکي به معرفي اجزاي يک سيستم هيدروليکي و نيوماتيکي مي پردازيم.

 

اجزاي تشکيل دهنده سيستم هاي هيدروليکي:

1- مخزن : جهت نگهداري سيال

2- پمپ :   جهت به جريان انداختن سيال در سيستم که توسط الکترو موتور يا 3- موتور هاي احتراق داخلي به کار انداخته مي شوند.

4- شيرها : براي کنترل فشار ، جريان و جهت حرکت سيال

5- عملگرها : جهت تبديل انرژي سيال تحت فشار به نيروي مکانيکي مولد کار(سيلندرهاي هيدروليک براي ايجاد حرکت خطي و موتور هاي هيدروليک براي ايجاد حرکت دوراني).

 

اجزاي تشکيل دهنده سيستم هاي نيوماتيکي:

1- کمپرسور

2- خنک کننده و خشک کننده هواي تحت فشار

3- مخزن ذخيره هواي تحت فشار

4- شيرهاي کنترل

5- عملگرها

 

    يک مقايسه کلي بين سيستمهاي هيدروليک و نيوماتيک:

 

1- در سيستمهاي نيوماتيک از سيال تراکم پذير مثل هوا و در سيستمهاي هيدروليک از سيال تراکم ناپذير مثل روغن استفاده مي کنند.

2- در سيستمهاي هيدروليک روغن علاوه بر انتقال قدرت وظيفه روغن کاري قطعات داخلي سيستم را نيز بر عهده دارد ولي در نيوماتيک علاوه بر روغن کاري قطعات، بايد رطوبت موجود در هوا را نيز از  بين برد ولي در هر دو  سيستم سيال بايد عاري از هر گونه گرد و غبار و نا خالصي باشد

3- فشار در سيستمهاي هيدروليکي بمراتب بيشتر از فشار در سيستمهاي نيوماتيکي مي باشد ، حتي در مواقع خاص به 1000 مگا پاسکال هم ميرسد ، در نتيجه قطعات سيستمهاي هيدروليکي بايد از مقاومت بيشتري برخوردار باشند.

4- در سرعت هاي پايين دقت محرک هاي نيوماتيکي  بسيار نامطلوب است در صورتي که دقت محرک هاي هيدروليکي در هر سرعتي رضايت بخش است .

5- در سيستمهاي نيوماتيکي با سيال هوا نياز به لوله هاي بازگشتي و مخزن نگهداري هوا نمي باشد.

6- سيستمهاي نيوماتيک از بازده کمتري نسبت به سيستمهاي هيدروليکي برخوردارند.

فرآیند‌های اكستروژن

مقدمه          

پوشش دهي بروش اکستروژن فرآيندي است که در آن يک لايه ترموپلاستيک مذاب بر روي سطح يک فيلم، فويل، کاغذ و يا پارچه اعمال ميگردد. عملکرد و مقاومت ورق حاصله بستگي به ميزان چسبندگي فيلم مذاب و لايه زيرين دارد و عدم حصول پيوند مناسب باعث ايجاد مشکلات متعددي در فرآيند توليد و عملکرد نهايي ورق مذکور خواهد گشت. در پوشش دهي بروش اکستروژن از موادي استفاده ميشود که در محدوده دمايي 220-80 درجه سانتيگراد به مايع روان تبديل شده وبعد از خنک شدن دوباره جامد ميشوند. اين مواد %100 جامد بوده و در ساختمان آنها از حلالها و آب استفاده نميشود. با توجه به شرايط فرآيند، عمل پوشش دهي با اين روش سريع بوده و هيچگونه عوارض مخرب زيست محيطي ندارد.

ما در اين مقاله به بررسي فرآيند مذکور، مواد مورد استفاده و عوامل موثر در ميزان چسبندگي پوششهاي اکستروژني ميپردازيم و هردو مبحث اکستروژن و کواکستروژن رامورد بحث قرارميدهيم.    

ادامه نوشته