This blog belongs to Anahita Yaghoubi

Duct Segment Identification: ab

·        Target Volumetric Flow rate (Design) Q = 390cfm (Given)

·        Minimum Transport Velocity (V_t) = 4000 fpm (Given)

·        Maximum Duct Diameter = 4.22”

          Q = V * A

          A = Q / V

 = 390 / 4000 = 0.375 Sq. ft

A = (Pi * D²)/ 4

Hence D = 4.22”

·        Selected Duct Diameter = 4”

We don’t have a diameter of 4.22”. Let’s choose a diameter that is less than the obtained one and is available.

·        Duct Area = 0.087 sq. ft.

By taking diameter = 4”

·        Actual Duct Velocity = 4467 fpm

V = Q / Duct Area = 390 / 0.087

·        Duct Velocity Pressure, VP = 1.24” wg

We know VP = (V / 4005)²

·        Maximum Slot Area = N / A

·        Slot Area Selected = N / A

·        Slot Velocity Pressure = N / A

·        Slot Loss Coefficient = N / A

·        Acceleration Factor = N / A

·        Slot Loss per VP = N / A

·        Slot Static Pressure = N / A

·        Duct Entry Loss Coefficient = 0.65

For θ = 180⁰ and rectangular hood loss factor = 0.65 from FIGURE 5-15

·        Acceleration Factor = 1

Acceleration Factor is generally taken as 1 for hoods.

·        Duct Entry Loss per VP = 1.65

Duct Entry Loss per VP = Duct Entry Loss Factor + Acceleration Factor

·        Duct Entry Loss = 2.046

Duct Entry Loss = Duct Entry Loss per VP * Duct VP

·        Other Losses = N / A

·        Hood Static Pressure (SP_h) = 2.046

·        Hood Static Pressure (SP_h) = Slot Static Pressure + Duct Entry Loss + Other Losses

·        Straight Duct Length = 15’ (Given)

·        Friction Factor (H_f) = 0.0703

From TABLE 5-5 at V = 4000 fpm and D = 8”

Friction Loss per VP = 1.0545

·        No. of 90⁰ degree elbows = N / A

·        Elbow Loss Coefficient  = N / A

·        Elbow Loss per VP = N / A

·        No. of Branch Entries = N / A

·        Entry Loss Coefficient = N / A

·        Entry Loss per VP = N / A

Entry Loss per VP = No. of Branch Entries * Entry Loss Coefficient

·        Special Fittings Loss Factors = N / A

·        Duct Loss per VP = 1.0545

Duct Loss per VP = Friction Loss per VP + Elbow Loss per VP + Entry Loss per VP + Special Fittings Loss Factors

·        Duct Loss = 1. 3080

Duct Loss = Duct Loss per VP * Duct VP

·        Duct SP Loss = 3.350

 SP Loss = Hood Static Pressure + Duct Loss

·        Other Losses = N / A

·        Cumulative Static Pressure = 3.350

·        Governing Static Pressure = -3.350’ wg

It is a negative pressure

·        Corrected Volumetric Flow rate = N / A

·        Corrected Velocity = N / A

·        Corrected Velocity Pressure = N / A

·        Resultant Velocity Pressure = N / A

 

Duct Segment Identification: bc

·        Target Volumetric Flow rate (Design) Q = 390cfm (Given)

·        Minimum Transport Velocity (V_t) = N / A

·        Maximum Duct Diameter = N /  A

         

·        Selected Duct Diameter = N / A

·        Duct Area = N / A

·        Actual Duct Velocity = N / A

·        Duct Velocity Pressure, VP = N / A

·        Maximum Slot Area = N / A

·        Slot Area Selected = N / A

·        Slot Velocity Pressure = N / A

·        Slot Loss Coefficient = N / A

·        Acceleration Factor = N / A

·        Slot Loss per VP = N / A

·        Slot Static Pressure = N / A

·        Duct Entry Loss Coefficient = N / A

·        Acceleration Factor = N / A

·        Duct Entry Loss per VP = N / A

·        Duct Entry Loss = N / A

·        Other Losses = 2.00

·        Hood Static Pressure (SP_h) = N / A

 Hood Static Pressure (SP_h) = Slot Static Pressure + Duct Entry Loss + Other Losses

·        Straight Duct Length = N / A

·        Friction Factor (H_f) = N / A

·        No. of 90⁰ degree elbows = N / A

·        Elbow Loss Coefficient  = N / A

·        Elbow Loss per VP = N / A

·        No. of Branch Entries = N / A

·        Entry Loss Coefficient = N / A

·        Entry Loss per VP = N / A

Entry Loss per VP = No. of Branch Entries * Entry Loss Coefficient

·        Special Fittings Loss Factors = N / A

·        Duct Loss per VP = N / A

Duct Loss per VP = Friction Loss per VP + Elbow Loss per VP + Entry Loss per VP + Special Fittings Loss Factors

·        Duct Loss = N / A

Duct Loss = Duct Loss per VP * Duct VP

·        Duct SP Loss = 2.00

 SP Loss = Hood Static Pressure + Duct Loss

·        Other Losses = N / A

·        Cumulative Static Pressure = 5.350

·        Governing Static Pressure = -5.350’ wg

It is a negative pressure

·        Corrected Volumetric Flow rate = N / A

·        Corrected Velocity = N / A

·        Corrected Velocity Pressure = N / A

·        Resultant Velocity Pressure = N / A

Duct Segment Identification: cd

·        Target Volumetric Flow rate (Design) Q = 390cfm (Given)

·        Minimum Transport Velocity (V_t) = 4000 fpm (Given)

·        Maximum Duct Diameter = 4.50”

          Q = V * A

          A = Q / V

 = 390 / 4000 = 0.375 Sq. ft

A = (Pi * D²)/ 4

Hence D = 4.22”

·        Selected Duct Diameter = 4”

We don’t have a diameter of 4.22”. Let’s choose a diameter that is less than the obtained one and is available.

·        Duct Area = 0.087 sq. ft.

By taking diameter = 4”

·        Actual Duct Velocity = 4467 fpm

V = Q / Duct Area = 390 / 0.087

·        Duct Velocity Pressure, VP = 1.24” wg

We know VP = (V / 4005)²

·        Maximum Slot Area = N / A

·        Slot Area Selected = N / A

·        Slot Velocity Pressure = N / A

·        Slot Loss Coefficient = N / A

·        Acceleration Factor = N / A

·        Slot Loss per VP = N / A

·        Slot Static Pressure = N / A

·        Duct Entry Loss Coefficient = 0.65

For θ = 180⁰ and rectangular hood loss factor = 0.65 from FIGURE 5-15

·        Acceleration Factor = 1

Acceleration Factor is generally taken as 1 for hoods.

·        Duct Entry Loss per VP = 1.65

Duct Entry Loss per VP = Duct Entry Loss Factor + Acceleration Factor

·        Duct Entry Loss = 2.046

Duct Entry Loss = Duct Entry Loss per VP * Duct VP

·        Other Losses = N / A

·        Hood Static Pressure (SP_h) = 2.046

·        Hood Static Pressure (SP_h) = Slot Static Pressure + Duct Entry Loss + Other Losses

·        Straight Duct Length = 15’ (Given)

·        Friction Factor (H_f) = 0.0703

From TABLE 5-5 at V = 4000 fpm and D = 8”

Friction Loss per VP = 1.0545

·        No. of 90⁰ degree elbows = N / A

·        Elbow Loss Coefficient  = N / A

·        Elbow Loss per VP = N / A

·        No. of Branch Entries = N / A

·        Entry Loss Coefficient = N / A

·        Entry Loss per VP = N / A

Entry Loss per VP = No. of Branch Entries * Entry Loss Coefficient

·        Special Fittings Loss Factors = N / A

·        Duct Loss per VP = 1.0545

Duct Loss per VP = Friction Loss per VP + Elbow Loss per VP + Entry Loss per VP + Special Fittings Loss Factors

·        Duct Loss = 1. 3080

Duct Loss = Duct Loss per VP * Duct VP

·        Duct SP Loss = 3.350

 SP Loss = Hood Static Pressure + Duct Loss

·        Other Losses = N / A

·        Cumulative Static Pressure = 3.350

·        Governing Static Pressure = -3.350’ wg

It is a negative pressure

·        Corrected Volumetric Flow rate = N / A

·        Corrected Velocity = N / A

·        Corrected Velocity Pressure = N / A

·        Resultant Velocity Pressure = N / A

·         

Duct Segment Identification: ef

·        Target Volumetric Flow rate (Design) Q = 390cfm (Given)

·        Minimum Transport Velocity (V_t) = 4000 fpm (Given)

·        Maximum Duct Diameter = 4.22”

          Q = V * A

          A = Q / V

 = 390 / 4000 = 0.375 Sq. ft

A = (Pi * D²)/ 4

Hence D = 4.22”

·        Selected Duct Diameter = 4”

We don’t have a diameter of 4.22”. Let’s choose a diameter that is less than the obtained one and is available.

·        Duct Area = 0.087 sq. ft.

By taking diameter = 4”

·        Actual Duct Velocity = 4467 fpm

V = Q / Duct Area = 390 / 0.087

·        Duct Velocity Pressure, VP = 1.24” wg

We know VP = (V / 4005)²

·        Maximum Slot Area = N / A

·        Slot Area Selected = N / A

·        Slot Velocity Pressure = N / A

·        Slot Loss Coefficient = N / A

·        Acceleration Factor = N / A

·        Slot Loss per VP = N / A

·        Slot Static Pressure = N / A

·        Duct Entry Loss Coefficient = 0.65

For θ = 180⁰ and rectangular hood loss factor = 0.65 from FIGURE 5-15

·        Acceleration Factor = 1

Acceleration Factor is generally taken as 1 for hoods.

·        Duct Entry Loss per VP = 1.65

Duct Entry Loss per VP = Duct Entry Loss Factor + Acceleration Factor

·        Duct Entry Loss = 2.046

Duct Entry Loss = Duct Entry Loss per VP * Duct VP

·        Other Losses = N / A

·        Hood Static Pressure (SP_h) = 2.046

·        Hood Static Pressure (SP_h) = Slot Static Pressure + Duct Entry Loss + Other Losses

·        Straight Duct Length = 15’ (Given)

·        Friction Factor (H_f) = 0.0703

From TABLE 5-5 at V = 4000 fpm and D = 8”

Friction Loss per VP = 1.0545

·        No. of 90⁰ degree elbows = N / A

·        Elbow Loss Coefficient  = N / A

·        Elbow Loss per VP = N / A

·        No. of Branch Entries = N / A

·        Entry Loss Coefficient = N / A

·        Entry Loss per VP = N / A

Entry Loss per VP = No. of Branch Entries * Entry Loss Coefficient

·        Special Fittings Loss Factors = N / A

·        Duct Loss per VP = 1.0545

Duct Loss per VP = Friction Loss per VP + Elbow Loss per VP + Entry Loss per VP + Special Fittings Loss Factors

·        Duct Loss = 1. 3080

Duct Loss = Duct Loss per VP * Duct VP

·        Duct SP Loss = 3.350

 SP Loss = Hood Static Pressure + Duct Loss

·        Other Losses = N / A

·        Cumulative Static Pressure = 3.350

·        Governing Static Pressure = -3.350’ wg

It is a negative pressure

·        Corrected Volumetric Flow rate = N / A

·        Corrected Velocity = N / A

·        Corrected Velocity Pressure = N / A

·        Resultant Velocity Pressure = N / A

 

 

CALCULATION OF BRAKE HORSE POWER (BHP):

FAN SP = SP_out - SP_in - VP_in

              = 0.5 – (-3.103) – 1.152 = 2.451

FAN TP = SP_out + VP_out - SP_in - VP_in

               = 1.152 + 0.5 – (-3.103) – 1.152 = 3.603

BHP = FAN TP * Q / (6362 * η)

Where:

η = mechanical efficiency (generally taken as 0.9)

BHP = 3.603 * 1500 / (6362 * 0.9) = 0.94

 

 

 

 

 

 

 

 

Dust Control Systems Why Dust Control?

After dust is formed, control systems are used to reduce dust emissions. Although installing a dust control system does not assure total prevention of dust emissions, a well-designed dust control system can protect workers and often provide other benefits, such as-

       Preventing or reducing risk of dust explosion or fire

       Increasing visibility and reducing probability of accidents

       Preventing unpleasant odors

       Reducing cleanup and maintenance costs

       Reducing equipment wear, especially for components such as bearings and pulleys on which fine dust can cause a "grinding" effect and increase wear or abrasion rates

       Increasing worker morale and productivity

       Assuring continuous compliance with existing health regulations

Proper planning, design, installation, operation, and maintenance are essential for an efficient, cost-effective, and reliable dust control system.

---

Types of Dust Control Systems

The three basic types of dust control systems currently used in minerals processing operations are-

       Dust collection

       Wet dust suppression

       Airborne dust capture

Dust collection systems use ventilation principles to capture the dust-filled airstream and carry it away from the source through ductwork to the collector.

Wet dust suppression techniques use water sprays to wet the material so that it generates less dust.

Airborne dust capture systems may also use a water-spray technique; however, airborne dust particles are sprayed with atomized water. When the dust particles collide with the water droplets, agglomerates are formed. These agglomerates become too heavy to remain airborne and settle.

---

Selection of a Dust Control System

The selection of a dust control system is normally made based on the desired air quality and existing regulations. Dust collection systems can provide reliable and efficient control over a long period; however, the capital and operating costs are high. Wet dust suppression and airborne dust capture systems, while somewhat less efficient, are less expensive to install and operate but also require careful selection and planning to be most effective.

The facilities that require dust control should be surveyed in detail before a dust control system is selected. Emphasis should be placed on the process, the operating conditions, the characteristics of the processing equipment, associated dust problems, and toxicity of the dust. The following is a list of information that may be required:

       Process flow diagram of the facility indicating items such as the type of material being handled, material flow rates, and the type of equipment

       Major dust emission points and conditions that occur at these points during normal operations

       Desired performance of the system

       Drawings indicating equipment layout

       Retention time of material in bins or stockpiles

       Availability of electrical and other utilities

       Areas requiring freeze protection

---

 

ادامه نوشته

 

به نام خدا

 

 

 

اصول طراحي تهويه صنعتي ( غبار گير)

در فرايندهاي توليدي

 

 

 

 

 

 

1389

 

 

 

 

 

 

الف- بررسي فرآيند مورد نظر:

در اين خصوص مي بايست فرآيند مورد نظر به دقت بررسي گردد وطراحي طوري صورت گيرد كه به دفع آلاينده كمك نمايد زيرا طراحي نامناسب مي تواند موجب مواجهه اپراتوربا آلاينده شده و مشكلات بعدي را نيز به همراه داشته باشد. بنابراين هود بايد طوري طراحي و در فرآيند جايگزين شود كه اولا مانع انجام كار نشود و ثانيا به كاهش و دفع آلاينده از منطقه تنفسي اپراتور كمك نمايد.مثلا در ساندويج فروشي ها براي ميزي كه عمل سرخ كردن مواد غذايي صورت مي گيرد هود بايد در روبروي اپراتور طراحي و جايگزين گردد زيرا اگر در بالاي سر وي قرار گيرد مي تواند به سرعت بخشيدن ورود بخارات مضر به منطقه تنفسي و در نهايت سيستم تنفسي فرد منجر گردد و مشكلات بعدي را به همراه داشته باشد بابراين  چنين هودي نه تنها به دفع آلاينده كمك نمي كند بلكه مواجهه فرد را با آلاينده فراهم مي نمايد.در هود هاي آزمايشگاهي سرعت ربايش نبايد از 125 فوت فراتر رود زيرا باعث چرخشي شدن جريان هوا و برگشت هوا مي شود.

ب- انتخاب نوع هود :

هودها به شكلهاي گوناگوني طراحي مي شوند ولي در حالت كلي به دو صورت وجود دارند يا ساده اند ويا مركب اند كه هود ساده داراي دهانه باز هستند و لي هود مركب داراي شكاف هستند و نسبت عرض به طول هود در آنها كمتر يا مساوي 0.2 استهود ساده معمولا در همه فرآيندها كاربرد دارد اما از هود مركب در فرآيندهايي استفاده مي شود كه فضاي زيادي را اشغال نمي كند مثلا هود شكافدار در لبه استخر آبكاري فلزات و يا در لبه ميز كار به كار ميرود.

 

 

 

افت درگلوگاه

 

 

 

 

 

 

 

افت در شكاف و گلوگاه

 

اشكال هودها همراه با محاسبه دبي لازم براي انتقال آلاينده

                                                                        

 

Q=2.6LVX                               

 

 

 

 

 

Q=3.7LVX                               

 

 

 

 

 

 

 

 

Q= V(10X²+A)                        

 

 

Q=0.75V(10X²+A)                  

 

                                                                             

 

 

 

 

 

 

Q=VA                                 

 

to suit work                                                                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q=1.4PVD                    

P=perimeter                   

to suit work                                                

 

 

 

Q=0.75(10X²+A)                    

 

 

 

Q=V(10X²+A)                     

 

 

 

 

 

 

حال مي خواهيم روش محاسبه دبي لازم را براي هود بيان نماييم كه براي محاسبه دبي لازم براي هود ابتدا بايد با توجه به انتخاب نوع هود از شكلهاي بالا دبي لازم  را با توجه به فرمول بدست آوريم براي اين كار ابتدا محدوده سرعت ربايش را با توجه به جدول زير بدست مي آوريم:

 

 

شرايط انتشارآلودگي	مثال	سرعت ربايش
انتشار بدون سرعت اوليه در هواي كاملا آرام	تبخير از مخازن/شستشو	100-50
انتشار با سرعت اوليه كم در هواي نسبتا آرام	اتاقك اسپري/پر كردن متناوب ظروف/نوار نقاله سرعت پايين/اسيد شويي/جوشكاري/آبكاري	200-100
توليد در ناحيه اي با حركت سريع هوا	رنگ آميزي در اتاقكهاي كم عمق/پر كردن بشكه/بارگيري با نوار نقاله/خرد كن	500-200
انتشار با سرعت اوليه بالادر ناحيه با حركت خيلي سريع هوا	سايش/صيقل كاري/سنگ زني	2000-500

 

سپس با استفاده از ابعاد طول و عرض مساحت دهانه را محاسبه كرده و با توجه به شكل و فرمول و فاصله از منبع آلودگي (X)  دبي را بدست مي آوريم.

نكته: سعي شود در انتخاب سرعت ربايش ماكزيمم در نظر گرفته شود تا مكش ايده آل باشد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نكات لازم در ساخت هود:

 

-         در هود شكافدار نسبت عرض به طول در دهانه بايد كمتر يا مساوي0.2 باشد.

-         زاويه كناره پلنوم با سطح مقطع كانال 60 تا 90 درجه باشد.

 

 

-         عرض دهانه بايد با عرض پلنوم برابر باشد . البته اين عرض براي يكنواخت سازي هوا بكار ميرود و مي تواند طراحي نشود و هود به شكل زير باشد :

 

 

 

 

البته همانطور كه گفته شد اين طراحي براي فرآيندهاي سرد است و در فرآيندهاي خيلي گرم و داغ طراحي متفاوت است . براي حوضچه آبكاري فلزات هم اگر جت دمنده در نظر نباشد به همين شكل عمل مي شود وگرنه متفاوت است.براي به دست آوردن حجم هواي واقعي در نهايت از فرمول زير استفاده نماييد:                                         

                                                                                               Q_a=Q(460+T)/530                             دماي ناحيه مورد نظر بر حسب فارنهايتT=

 

 

 

 

 

[e-mail]

کاربرد ونتوری در غبارگیر تر
در دستگاه غبارگیر تر، غبار مکش شده توسط فن وارد قسمت ابتدایی دستگاه ( ونتوری ) می گردد . خود مجموعه ونتوری از سه قسمت اصلی ورودی ، گلویی و خروجی تشکیل گردیده است .
هوای غبار آلوده در سطع گلویی سرعتی نزدیک به70 تا 120 متر بر ثانیه پیدا خواهد کرد و از طرف دیگر آب توسط نازل در گلویی نیز به روی غبار پاشیده می گردد . آب در مقطع گلویی به دلیل فشار و سرعت بالا اتمایز می گردد و روی ذرات غبار می نشیند، غبار خیس که در اثر آب پاشیده شده سنگین تر شده است به صورت مماسی وارد محفظه اصلی دستگاه می گردد و پس از تماس با سطح آب غبار ها در مخزن آب به جای می گذارد و هوای تمیز که همراه با مقداری آب و غبارهای سوپر فاین می باشد به سمت بالا حرکت می نماید که از آنجا وارد واحد سپراتور می گردد که در این واحد هوا و غبار و آب در معرض یک میدان چرخش شدید قرار می گیرد و غبار و آب به سمت جداره حرکت کرده و هوای تمیز از اگزوز خارج می گردد . میزان افت فشار در خود دستگاه با توجه به افزایش و یا کاهش سرعت در گلوگاه ونتوری متغیر می باشد که در محدوده 200 تا 400 میلی متر آب متغیر می باشد.
سرعت در گلو گاه نیز تابعی از دانسیته و قطر ذرات غبار می باشد .
این دستگاه جهت تصفیه گاز محلول در آب نیز مورد استفاده می گردد .

در دستگاه غبارگیر تر، غبار مکش شده توسط فن وارد قسمت ابتدایی دستگاه ( ونتوری ) می گردد . خود مجموعه ونتوری از سه قسمت اصلی ورودی ، گلویی و خروجی تشکیل گردیده است .
هوای غبار آلوده در سطع گلویی سرعتی نزدیک به70 تا 120 متر بر ثانیه پیدا خواهد کرد و از طرف دیگر آب توسط نازل در گلویی نیز به روی غبار پاشیده می گردد . آب در مقطع گلویی به دلیل فشار و سرعت بالا اتمایز می گردد و روی ذرات غبار می نشیند، غبار خیس که در اثر آب پاشیده شده سنگین تر شده است به صورت مماسی وارد محفظه اصلی دستگاه می گردد و پس از تماس با سطح آب غبار ها در مخزن آب به جای می گذارد و هوای تمیز که همراه با مقداری آب و غبارهای سوپر فاین می باشد به سمت بالا حرکت می نماید که از آنجا وارد واحد سپراتور می گردد که در این واحد هوا و غبار و آب در معرض یک میدان چرخش شدید قرار می گیرد و غبار و آب به سمت جداره حرکت کرده و هوای تمیز از اگزوز خارج می گردد . میزان افت فشار در خود دستگاه با توجه به افزایش و یا کاهش سرعت در گلوگاه ونتوری متغیر می باشد که در محدوده 200 تا 400 میلی متر آب متغیر می باشد.
سرعت در گلو گاه نیز تابعی از دانسیته و قطر ذرات غبار می باشد .

ین دستگاه جهت تصفیه گاز محلول در آب نیز مورد استفاده می گردد .

1 - غبارگیر خشک  ( Bag filter ) :

این دستگاه در صنایع مختلف معدنی نظیر کاشی ، چینی، پودرهای میکرونیزه، صنایع سیمان ، فولاد و ...کاربرد دارد.  
در این دستگاه غبار ایجاد شده از دستگاه های مختلف توسط هود ها و کانالها از منافذ غبارخیز جمع آوری و به صورت شناور در بستر سیال عامل به سمت دستگاه غبارگیر انتقال داده می شوند که این انتقال توسط یک دستگاه فن با  ایجاد فشار منفی در داخل شبکه و دستگاه ها انجام می گیرد . سرعت انتقال درداخل کانالها تابع از خواص فیزیکی ذرات غبار می باشد ولی محدوده  مجاز طراحی بین  10 – 20 متر بر ثانیه در نظر گرفته می شود .
 غبار به همراه هوا وارد محفظه اصلی دستگاه ( اتاق کثیف ) می گردند و پس از عبور از کیسه ها که از جنس الیاف با  خواص و دانسیته متفاوت ساخته  شده اند عبور و غبار را روی کیسه ها به جای می گذارند و هوای تصفیه شده پس از عبور از محفظه تمیز وارد فن و از اگزوز خارج می گردد . کیسه ها پس از مدت زمان خاصی توسط غبار پوشیده خواهند شد و در این زمان سنسور اختلاف فشار که اختلاف فشار هوا  قبل و بعد از کیسه را کنترل می نماید، فرمان تمیز کاری را صادر می کند . سیستم تمیز کاری شامل یک دستگاه میکروکنترلر منبع هوای فشرده ، شیرهای برقی جهت عبور هوای تمیزکاری ، شبکه لوله های هوای فشرده و ونتوری های مربوطه می باشد . به این ترتیب وقتی که  میزان افت فشار قبل و بعد از کیسه ها به مقدار مشخصی برسد میکروکنترلر فرمان بازشدن به شیر برقی را صادر می نماید و شیر برقی در زمانی حدود 100 تا 250  هزارم  ثانیه باز و هوای فشرده با فشار 6 بار از طریق لو له ها به دهنه کیسه که ونتوری می باشد، هدایت می گردد که باعث  ایجاد یک موج ضربه روی کیسه ها و تخلیه غبار کیسه ها می گردد.
این عمل آنقدر ادامه پیدا می کند که اختلاف هد کیسه ها به میزان دلخواه برسد و کیسه ها تمیز گردد . کیسه ها در این دستگاه معمولاً دارای ابعاد 120 × 2500 و 160 × 3000 و 160 × 3500 میلی متر می باشند که به صورت ردیفی در مجموعه 8 تایی  و 12 تایی چیده می شوند و هر دریف را یک شیر برقی تغذیه می نماید .
محدوده مجاز سرعت تصفیه روی کیسه ها از 0/5 الی 4/5 متر بر دقیقه می باشد که سرعت فوق بستگی به قطر ذره و خواص فیزیکی و میزان خورنده بودن ذره غبار دارد .
میزان افت فشار داخل دستگاه نیز تابعی از سرعت تصفیه جنس پارچه ها است که در محدوده 100 – 250 میلی متر آب می باشد  .
 جرم غبار معلق در هر متر مکعب هوای قبل از فیلتر معادل 120 گرم در متر مکعب  می باشد که پس از تصفیه به 5  میلی گرم در یک  متر  مکعب می رسد .
در صورتی که جرم غبار بیش از مقدار فوق  باشد  نیاز به  استفاده  از سیکلون  قبل  از فیلتر  می باشد .
سرعت مجاز هوا در کانالهای ورودی دستگاه ( شبکه غبارگیری ) معمولا ً بین 10 – 20 m / s طراحی می گردد که این نیز به دانسیته و سایز ذرات غبار وابسته میباشد. 
ظرفیت دستگاه معمولاً بر اساس متر مربع سطح فیلتراسیون بیان می گردد که پارامتر ذکر شده  تابعی از حجم هوای مکش شده و میزان غبار موجود می باشد.
این شرکت قابلیت طراحی وساخت فیلتر کیسه ای باظرفیتهای مختلف را دارا میباشد

 2-غبارگیر تر :

در دستگاه  غبارگیر تر، غبار مکش شده توسط فن وارد قسمت ابتدایی دستگاه ( ونتوری )  می گردد . خود مجموعه ونتوری از سه قسمت اصلی  ورودی ، گلویی و  خروجی تشکیل گردیده است .
هوای غبار آلوده  در سطع گلویی سرعتی نزدیک به 70 تا 120  متر بر ثانیه پیدا خواهد کرد و از طرف دیگر آب توسط نازل در گلویی نیز به روی غبار پاشیده می گردد . آب در مقطع گلویی به دلیل فشار و سرعت بالا اتمایز می گردد و روی ذرات غبار می نشیند، غبار خیس که در اثر آب  پاشیده شده سنگین تر شده است به صورت مماسی وارد محفظه اصلی دستگاه می گردد و پس از تماس با سطح آب غبار ها  در مخزن آب به جای می گذارد  و هوای تمیز که همراه با مقداری آب و غبارهای سوپر فاین می باشد به سمت بالا حرکت می نماید که از آنجا  وارد واحد سپراتور می گردد که در این واحد هوا و غبار و آب در معرض یک میدان چرخش شدید قرار می گیرد و غبار و آب به سمت جداره حرکت کرده  و هوای تمیز از اگزوز خارج می گردد .  میزان افت فشار در خود دستگاه با توجه به افزایش و یا کاهش سرعت در گلوگاه ونتوری متغیر می باشد که در محدوده  200 تا 400  میلی متر آب متغیر می باشد .
 سرعت در گلو گاه نیز تابعی از دانسیته و قطر ذرات غبار می باشد .
 این دستگاه جهت تصفیه گاز محلول در آب نیز مورد استفاده می گردد .

3- غبارگيرهاي سيکلون :

اين نوع غبارگيرها عموماً در موارد ذيل کاربرد دارند :

1 – در مواقعي که بار غبار هواي ورودي به فيلترهاي کيسه اي بيش از ظرفيت آنها باشد قبل از غبارگير   کيسه اي از سيکلون براي کاهش بار غبار استفاده مي شود.
2 – زماني که ذرات معلق در هوا داراي جرم حجمي بالا باشند . 
3 – در مواقعي که ذرات معلق درشت باشند .

غبارگيرهاي سيکلوني بيشتر قابليت جذب ذراتي را دارند که ابعاد آنها حداقل 20 ميکرون باشد و ذرات کوچکتر معمولاً همراه هواي خروجي از سيکلون خارج مي شود . در شرايط معمولي راندمان سيکلونها حدوداً 85 % مي باشد که بستگي به شرايط مختلفي از جمله ميزان و ابعاد ذرات معلق ، سرعت هوا و ابعاد و طرح سيکلون دارد. در مواردي که حجم هواي مورد تصفيه بالا باشد جهت افزايش دبي هواي عبوري از غبارگير بدون اينکه فشار افت زيادي داشته باشد از چند سيکلون بصورت موازي استفاده مي شود .
افت فشار در اين دستگاهها حدوداً 80 الي 150 ميلي متر آب مي باشد که بستگي به نوع سيکلون و سرعت تصفيه در سطح مقطع سيکلون دارد .
سرعت  تصفيه  در سطح  مقطع ( مؤلفه عمودي جريان هوا ) معمولاً بين 2 تا 4/5 متر بر ثانيه انتخاب مي گردد . افزايش اين مؤلفه با افزايش راندمان و افت بيشتر فشار همراه است .
سرعت جريان هوا در داخل سيکلون که برابر با سرعت ورودي آن فرض مي شود معمولاً بين 20 الي 25 متر بر ثانيه انتخاب مي گردد .
افزايش اين سرعت به بيش از 30 متر بر ثانيه و يا کاهش آن به کمتر از 15 متر بر ثانيه باعث افت قابل ملاحظه راندمان مي گردد .

 آناهیتا یعقوبی الموتی

کلاچ خودرو

 مقدمه :

 صفحه‌کلاچ خشک

کِلاچ نام یکی از قطعات خودرو است.

کلاچ دستگاهی است که به وسیله آن راننده هر زمان که بخواهد می تواند موتور را از جعبه‌دنده جدا نماید، یعنی موتور بچرخد بدون اینکه دنده‌ها در جعبه‌دنده بچرخند و در نتیجه خودرو حرکت نماید.

کاربرد کلاچ در مواقع تعویض دنده یا متوقف کردن خودرو است آن‌هم برای اینکه موتور خاموش نشود.

دستگاه کلاچ به وسیله پدال کلاچ که زیر پلی چپ راننده قرار گرفته بکار می افتد. برای بکار انداختن کلاچ، راننده می بایست با پای چپ پدال کلاچ را تا انتها فشار بدهد.

به هنگام حرکت دادن خودرو پس از آنکه دنده یک شده شد، بایستی پا خیلی آرام از روی پدال کلاچ برداشته شود تا از جستن خودرو به جلو جلوگیری شود.

به حالتی که کلاچ گرفته می‌شود حالت خلاصی و به حالتی که کلاچ رها می‌شود حالت درگیر شدن کلاچ گفته می‌شود.

قطعات کلاچ

·                     صفحه کلاچ

·                     ديسک کلاچ

·                     پدال

·                     دوشاخه کلاچ

·                     بلبرينگ کلاچ

به صفحه‌کلاچی که با مایع روغنی روغنکاری شده باشد اصطلاحاً صفحه‌کلاچ خیس و درغیراینصورت به آن خشک می‌گویند.

 

کلاچ

ریشه لغوی

کلاچ یک کلمه انگلیسی است و به معنی اتصال است. لیکن معنی مصطلح آن به وسیله‌ای اتلاق می‌گردد که عمل اتصال یا قطع کردن را انجام می‌دهد.

مفهوم کلی

کلاچ در واقع یک وسیله قطع کردن و یا وصل کردن است که در سیستم‌های انتقال نیرو بکار می‌رود. اصولا در سیستم‌های انتقال نیرو ، توان و نیروی تولید شده در موتور برای استفاده به شکلی دیگر و یا استفاده در جایی دیگر نیاز به جابه‌جایی و انتقال دارد. حال برای آنکه بتوان بر روی این انتقال نیرو کنترلی را اعمال کرد. ساده‌ترین راه استفاده از یک کلاچ است تا هر زمان که نیاز به توقف انتقال نیرو باشد، این عمل انجام پذیرد و یا بالعکس. بارزترین کاربرد کلاچ که بهترین مثال آن نیز هست. استفاده از کلاچ در اتومبیل‌ها و وسایل نقلیه دیگر است.

ساخت یک کلاچ ساده

برای درک بهتر نحوه کار کردن کلاچ به مثال زیر توجه کنید. دو عدد صفحه مدور را در نظر بگیرید که هر کدام بر روی یک محور قرار گرفته‌اند. حال این صفحات مدور را به یکدیگر بچسبانید بطوری که محورهای آنها به دو طرف مقابل یکدیگر امتداد یابد. حال این صفحات را کمی از یکدیگر دور کنید بطوری که ما بین آنها فاصله‌ای بوجود آید. سپس یکی از صفحات را بچرخانید. خواهید دید که تا زمانی که میان صفحات مدور فاصله وجود دارد ، می‌توانید با هر سرعتی که بخواهید یکی از صفحات را بچرخانید در حالی که صفحه دوم بی‌حرکت باقی مانده است. حال آرام آرام صفحات را به یکدیگر نزدیک کنید (در حالیکه صفحه اول هنوز می چرخد).

مشاهده خواهد شد که پس از ایجاد و برقراری تماس میان صفحات مدور ، صفحه ثابت (صفحه دوم) نیز در همان جهت چرخش صفحه متحرک شروع به چرخیدن خواهد کرد. و پس از آنکه صفحات با یکدیگر جفت شدند، مشاهده خواهد شد که هر دو صفحه به شکل یکسانی و در یک جهت و با یک سرعت شروع به چرخش می‌کند. این بدان معناست که انرژی جنبشی موجود در صفحه چرخان به صفحه ثابت نیز منتقل می‌شود. اگر میان این صفحات فاصله وجود داشته‌ باشد این انتقال انرژی وجود نخواهد نداشت. بنابراین شما یک کلاچ ساده ساخته‌اید.

 کاربرد و نحوه عمل کلاچ

آنچه بیان شد، ساختار ساده و اساس کار یک کلاچ صفحه‌ای است. که در بیشتر اتومبیل‌ها و خودروها بکار گرفته می‌شود. که یک اتصال اصطکاکی میان موتور اتومبیل به عنوان منبع تولید توان و جعبه دنده اتومبیل برقرار می‌کند. در حالی که کلاچ اتومبیل درگیر است توان از موتور به جعبه دنده و از آنجا به چرخها انتقال می‌یابد. لیکن گاهی لازم می‌شود که دنده مورد استفاده در جعبه دنده ماشین بر حسب شرایط جاده و سرعت حرکت ماشین تغییر کند.

برای آنکه بتوان این تغییر را به راحتی انجام داد، ابتدا لازم است که توان را از چرخ دنده‌های موجود در جعبه دنده قطع کرد. در این زمان است که کلاچ بکار گرفته می‌شود. برای قطع کردن این ارتباط توانی میان جعبه دنده و موتور از کلاچ استفاده می‌شود. این کار برای راننده اتومبیل می‌تواند به‌راحتی فشاردادن یک پدال به کمک پای خویش باشد. لیکن فشار دادن این پدال پایی باعث فاصله گرفتن محور جعبه دنده از صفحه در حال چرخش موتور (فلایویل) خواهد شد.

همانطوری که در مثال ذکر شده توضیح داده شد، بوجود آمدن فاصله ، معادل است با قطع ارتباط و انتقال توان. در این حالت راننده برای مدت کوتاهی پدال کلاچ را نگه می‌دارد و در حالی که جعبه دنده تحت هیچ نیروی خاصی قرار ندارد دنده مناسب را انتخاب کرده و جعبه دنده را در آن دنده مطلوب قرار می‌دهد و سپس پدال کلاچ را رها می‌کند. در این حالت انتقال توان از موتور به جعبه دنده دوباره از سر گرفته خواهد شد.

انواع کلاچ

در یک تقسیم بندی کلی کلاچ‌ها را می‌توان به دو دسته کلی کلاچ‌های تر و کلاچ‌های خشک تقسیم کرد. اصول کار هر دو نوع کلاچ یکسان است. آنها همگی اصطکاکی می‌باشند. یعنی اصول کار آنها مانند مثال مذکور است که می‌بایست مابین سطوح تماس برقرار شود.

• کلاچ تر :
• کلاچ‌های تر دارای صفحاتی هستند که معمولا از جنس فولاد یا برنج ساخته می‌شوند و در یک محفظه پر از روغن قرار می‌گیرند. البته خود این کلاچ‌ها هم با توجه به میزان توان انتقالی اندازه‌های متفاوتی دارند. انواع کلاچ‌های تر نسبت به کلاچ‌های خشک کاربرد محدودتری دارند.
• کلاچ خشک :
• کلاچ‌‌های خشک آنچنان که از نامشان پیداست در محفظه‌های خشک کار می‌کنند. کلاچ‌های خشک خود دارای انواع زیادی می‌باشند. در زیر لیست می‌شود:
• کلاچ یک صفحه‌ای
• کلاچ دو صفحه ای
• کلاچ چند صفحه‌ای
• کلاچ تسمه‌ای
• کلاچ مغناطیسی
• کلاچ مخروطی
• کلاچ یک طرفه
• کلاچ ایمنی

کاربرد کلاچ در زندگی روزمره

بارزترین کاربرد کلاچ در بکارگیری و استفاده در وسایل نقلیه است. که تقریبا تمامی آنها (به جز درصد کمی که دارای جعبه دنده اتوماتیک هستند) در ساختمان خود از کلاچ استفاده می‌کنند.

 

کلاچ در گیر بکس های اتوماتیک :

گیربکس های اتوماتیک

مقدمه :

در سال ۱۹۳۸ کرایسلر کلاچ هیدرولیکی را تولید نمود که با وجود آن در حالی که جعبه دنده می‌توانست در وضعیت درگیری باشد موتور با دور آرام به کار خود ادامه می داد و با این طرح گام موفقیت آمیزی در ابداع جعبه دنده های نیمه اتوماتیک برداشته شد و بدین لحاظ کرایسلر مشهور گردید . جعبه دنده های نیمه اتوماتیکی که طراحی گردید به نام های مختلف در تجارت شناخته شد و در طراحی های بعد به جای کلاچ هیدرولیکی مبدل گشتاور هیدرولیکی جایگزین شد و به نام های کرایسلر تورک – درایو و پلی موث هیدرایو نامیده شد. مشاهده می شود که در آنها به منظور تعویض دنده‌ها هنوز از یک کلاچ پایی استفاده شده است . در سال ۱۹۴۰ کارخانه جنرال موتور جعبه دنده هیدراماتیک را برای اولین بار در اتومبیل اولدزموبیل به کار برد. طراحی این طراحی اولین کاربرد کلاچ‌های هیدرولیکی را در ترکیب جعبه دنده ۴ دنده ای مشخص کرد و جعبه دنده اتوماتیک نامیده شد که در آن مجموعه خورشیدی جلو و عقب برای وضعیت خلاص و دنده های جلو به کار برده شد و در دنده عقب مجموعه خورشیدی جلو نسبت دور کاهنده‌ای ( افزایش گشتاور ) دارد و مجموعه خورشید عقب مسیر قدرت را عکس نمود و همچنین نسبت دور دنده عقب را بیشتر کاهش می دهد . ( افزایش گشتاور را بیشتر افزایش می دهد . ) در سال ۱۹۴۸ بیوک جعبه دنده داینافلو را ارائه داد و اولین اتومبیلی بود که در آن موفق شده بودند جعبه دنده اتوماتیک را با مبدل گشتاور هیدرولیکی به کار برند که با استفاده از مجموعه خورشیدی حرکت مستقیم دنده یک و دنده عقب را شامل می شد و اهرم تعویض دنده جعبه دنده را به محور خروجی مبدل گشتاور بدون دنده های اضافی مربوط می سازد . ضریب ماکزیمم در مبدل گشتاور ۱ : ۲۵/۲ و نسبت دنده در دنده یک ۱ : ۸۲/۱ می باشد که دارای کشش عالی در سربالایی‌ها بوده و حالت ترمز موتوری در سرازیری‌ها را نیز دارا می باشد کاربرد عمومی جعبه دنده‌های اتوماتیک که ناشی از رشد صنعتی بوده است . جعبه دنده های اتوماتیک فورد ترکیبی است از یک مبدل گشتاور ۳ عنصری و یک سیستم مجموعه خورشیدی که شامل ۳ دنده جلو ( ۳ سرعته ) و یک دنده عقب می باشد . ضریب ماکزیمم مبدل گشتاور آن برابر ۱: ۱/۲ می باشد . مسیر حرکت از مبدل گشتاور شروع می شود و دارای نسبت دنده متوسط ( دنده دو ) ۱ : ۴۸/۱ ( افزایش گشتاور کم ) با تعویض دنده به طور خودکار بوده و همچنین دارای نسبت دنده یک ۱ : ۴۴/۲ ( افزایش گشتاور زیاد ) که برای عبور در سر بالایی ها و حالت ترمز موتوری در سرازیریها می‌باشد طراحی شده است. کرایسلر دارای جعبه دنده اتوماتیک دو سرعته به نام پاور فلایت می‌باشد که دارای یک مبدل گشتاور ۳ عنصری ( توربین پمپ استاتور ) و دو مجموعه خورشیدی با نسبت دنده هایی به منظور درگیری دنده یک دنده عقب و دنده مستقیم می باشد . هنگام حرکت مسیر قدرت از مبدل گشتاور که دارای ضریب ماکزیمم گشتاوری ۱ : ۷/۲ است شروع می شود و در دنده یک نسبت دنده ۱ : ۲۷/۱ می‌باشد که به طور خودکار در دنده مستقیم قرار می گیرد . ( در دنده مستقیم نسبت دنده ۱ : ۱ است و در صورت لزوم نسبت مبدل گشتاور اعمال می گردد . ) این جعبه دنده نیز توسط اهرم تعویض دنده به طور دستی در دنده یک ( برای حرکت در سربالایی و سرازیری ) قرار می گیرد .

طرح جدید جعبه دنده اتوماتیک اولتراماتیک مربوط به اتومبیل پاکارد نشان می دهد که دارای مبدل گشتاور ۴ عنصری و یک مجموعه دنده‌های خورشیدی است که مشابه جعبه دنده داینافلوی بیوک می باشد و قادر است تا وضعیت‌های دنده مستقیم دنده یک و دنده عقب را درگیر نماید . مسیر قدرت مانند جعبه دنده داینافلو در حرکت به جلو از مبدل گشتاور شروع شده و بدون کمک دنده‌های اضافی به محور خروجی منتقل می‌گردد . مبدل گشتاور آن دارای یک کلاچ اصطکاکی برای وضعیت دنده مستقیم می باشد که به طور خودکار عمل می کند و در سایر وضعیت ها کلاچ اصطکاکی مبدل گشتاور قطع می باشد که مبدل می تواند حد اکثر نسبت گشتاوری ۱ : ۴/۲ را منتقل نماید . نسبت در دنده یک ۱ : ۸۲/۱ می باشد که جعبه دنده به وسیله اهرم تعویض دنده می تواند در این وضعیت برای عبور در سر بالایی و سرازیری قرار گیرد .

جعبه دنده های اتوماتیک استودبکر که به وسیله بورگ – وارنر ارائه گردید دارای مبدل گشتاور ۳ عنصری با یک کلاچ حرکت مستقیم و دو مجموعه خورشیدی که ۳ دنده جلو و یک دنده عقب می باشد طراحی گردیده است . حداکثر ضریب افزایشی مبدل گشتاور ۱ : ۱۵/۲ است که دارای وضعیت دنده متوسط دنده مستقیم دنده یک و دنده عقب می باشد و نسبت دنده ها عبارتند از دنده یک ۱ :۳۱/۲ دنده دو ۱: ۴۳/۱ و دنده سه ۱ : ۱ برای حرکت در سر بالایی و سرازیری با دنده یک توسط توضیحات بعدا گفته خواهد شد. تا سال ۱۹۵۵ طراحی جعبه دنده‌های اتوماتیک کامل گردید و از آن تاریخ به بعد با اتخاذ تصمیم مشترک و استاندارد اکثر کارخانجات آن را به کار بردند به طوری که امروزه بیش از ۹۰ درصد اتومبیل‌های امروزی آمریکایی مجهز به جعبه دنده های اتوماتیک می باشند . جعبه دنده اتوماتیک اولترا ماتیک مربوط به اتومبیل پاکارد مسیر قدرت در آن و در جعبه دنده اتوماتیک پاورگلاید و سایر جعبه دنده‌های اتوماتیک ۲ سرعته یکسان می باشد . شرح این که چگونه یک جعبه دنده اتوماتیک کار می‌کند باید گفت که یک داستان هیجان انگیزی است به وسیله مختصر نگاهی به اصول مقدماتی و اساسی طرز کار آنها می توان فهمید که جعبه دنده های اتوماتیک چه طور کار می کنند و این بسیار ساده است زیرا تمام تعویض های خودکار با استفاده از اصول اولیه طراحی شده‌اند و به طور کلی دارای یک مبدل گشتاور هیدرولیکی و یک مجموعه خورشیدی با نسبت دنده های مختلف می باشند که به وسیله یک سیستم کنترل هیدرولیکی به طور خودکار تعویض دنده ها را انجام می دهد .

ترکیب مبدل گشتاور هیدرولیکی و مجموعه دنده‌های خورشیدی رایج در تعدادی از جعبه دنده های اتوماتیک هم خانواده مانند جعبه دنده‌های تورک فلایت ( کرایسلر ) کروئیز ماتیک ( فورد ) و هیدرا ماتیک ( جنرال موتور ) به کار برده شده است . یکی از بزرگترین مزیت های جعبه دنده‌های اتوماتیک این است که به طور خودکار دنده ها را تعویض می نماید و وظایف راننده را کاهش می‌دهد و در نتیجه او مجبور نخواهد بود که در تعویض دنده ها مهارت خاص رانندگی را دارا باشد و متناسب با مقاومت مسیر که بستگی به وزن سرعت و موقعیت اتومبیل دارد به طور خودکار در مواقع لزوم تعویض دنده ها انجام می گردد . در جعبه دنده های معمولی بر اثر سرعت بیش از حد معمول و یا عدم ایجاد هماهنگی بین سرعت چرخ دنده ها هنگام درگیر شدن توسط یک راننده غیر ماهر باعث استهلاک سریع قطعات خواهد گردید . در صورتی که در جعبه دنده‌های اتوماتیک راننده به یک اهرم تغییر وضعیت دنده ها و پدال گاز احتیاج دارد .

● سیستم های کنترل کننده

جعبه دنده‌های اتوماتیک دارای سیستم‌های کنترل‌کننده‌ای می‌باشند که اولا جعبه دنده را با موتور مربوط می‌سازد بدین ترتیب که هرگونه تغییرات موتور را عینا به جعبه دنده منتقل می‌نمایند و باعث تعویض دنده ها می گردند . ثانیا ارتباط راننده با جعبه دنده را به وسیله اهرم تغییر وضعیت به طور دستی بر قرار می سازد که هر کدام به نوبه خود دارای وظایفی می‌باشد:

 

● سیستم کنترل دستی

ارتباط راننده به جعبه دنده را برقرار می‌سازد و تغییر وضعیت اهرم تعویض دنده‌ها را به وسیله اتصالات آن به سوپاپ دستی واقع در بدنه سوپاپ سیستم کنترل هیدرولیکی منتقل می‌نماید .

 

● سیستم کنترل دریچه گاز

این سیستم گشتاور موتور را احساس می‌کند و شامل مجموعه سوپاپ تعدیل فشار در بدنه سوپاپ سیستم کنترل هیدرولیکی می باشد و این سیستم اثر گشتاور ورودی را یا به وسیله اهرم‌های اتصال به طور مکانیکی از پدال گاز به جعبه دنده و یا به وسیله یک اثر خلایی از زیر دریچه گاز کاربراتور به یک واحد کنترل‌کننده خلایی در بدنه جعبه دنده دریافت می کند . اگر در تعویض خودکار دنده‌ها اشکالی پیش بیاید علاوه بر موارد فوق یک ارتباط دهنده دیگری برای جعبه دنده ضروری است و بدین منظور یک سیستم گاورنر پیش بینی شده است تا تغییرات سرعت جاده‌ای اتومبیل را به جعبه دنده منتقل نماید .

 

● سیستم کنترل گاورنر

این سیستم تغییرات سرعت اتومبیل را از دور خروجی جعبه دنده احساس می‌کند و مانند سیستم کنترل دریچه گاز اثر فشار هیدرولیکی را به بدنه سوپاپ سیستم کنترل هیدرولیکی می‌فرستد این سیستم مجهز به مجموعه سوپاپ تنظیم فشار با وزنه های گریز از مرکز می‌باشد. سیستم کنترل دستی کنترل دریچه گاز و کنترل گاورنر قسمت‌هایی از سیستم کنترل هیدرولیکی می‌باشند .

 

● سیستم کنترل هیدرولیکی

این سیستم شامل یک پمپ هیدرولیک جتو و سوپاپ تعدیل فشار برای تکمیل و پر کردن روغن مورد نیاز مبدل گشتاور با تجهیزات مربوطه و ارسال روغن به بدنه سوپاپ جهت تقسیم نمودن به مدارات راه‌انداز کلاچ و باند ( نوار ترمز ) می‌باشد. بدنه سوپاپ مغز سیستم هیدرولیکی و به طور معمول جایگاه سوپاپ دستی سوپاپ کنترل دریچه گاز و یک سوپاپ کنترل دستی برای ایجاد درگیری دنده یک توسط راننده و مجموعه سوپاپ تعویض دنده به طور خودکار می باشد .

  نمونه ای از صفحات کلاچ

 فشار برای کلاچ ها از طریق گذرگاه ها که در میله قرار دارند تغذیه می شود . سیستم کنترل هیدرولیکی با هر گشتاور معینی ، کلاچ ها و باندها را دارای انرژی می کند .

 وقتی که شما خودرو را در وضعیت پارک قرار می دهید

آن ممکن است شبیه یک چیز ساده ای که گیربکس را قفل می کند باشد و آن را از چرخش باز دارد . اما واقعاً نیازمند یک سری مقرارت پیچیده برای این مکانیسم است .

·         شما باید قادر باشید آن را آزاد کنید موقعی که ماشین بر روی تپه (سربالای) است .

·         شما باید بتوانید درگیر کنید این مکانیسم را حتی اگر اهرم با دنده در یک راستا(تنظیم) نباشد .

·         وقتی که درگیر است، تا اندازه ای مانع از پریدن اهرم و آزاد شدن آن می شود .

این مکانیسمی است که همه این موارد را نسبتاً مرتب انجام می دهد . اجازه دهید ابتدا به بعضی از قسمت های آن نگاهی داشته باشیم .

 شفت خروجی گیربکس: شیارهای مربعی شکل توسط مکانیسم پارک قفل درگیر می شوند و مانع حرکت ماشین می شوند .

 مکانیسم قفل دنده پارک ، دندانه های روی شفت خروجی را برای ثابت نگه داشتن خودرو، درگیر می کند . این بخشی از گیربکس است که به میل گاردان وصل شده است . بنابراین با نچرخیدن ( ثابت بودن ) این بخش مانع حرکت خودرو می شود .

در شکل بالا شما برآمدگی مکانیسم پارک قفل را درداخل پوسته می ببینید ، جایی که دنده ها در داخل آن قرار گرفته است . به سمت مخروطی شکل آن توجه کنید . آن به آزاد شدن قفل پارک ، موقعی که شما در سربالایی پارک کرده اید کمک می کند . نیروی حاصل از وزن خودرو به بیرون آمدن ( فشار وارد می کند تا مکانیسم پارک قفل آزاد شود ) مکانیسم پارک قفل کمک می کند . به دلیل زاویه دار بودن مخروطی شکل .

 نمای از میله کار انداز مکانیسم پارک

این میله به یک کابل وصل شده که توسط دسته دنده در داخل خودرو شما به کار انداخته می شود .

 نمایی از مکانیسم قفل دنده پارک

 موقعی که دسته دنده در حالت پارک قرار دارد میله بر خلاف فنر بوش مخروطی کوچک را فشار می دهد . وقتی مکانیسم پارک قفل در یک راستا باشد ( تنظیم باشد ) به منظور این که آن بتواند یکی از شیار ها در بخش خروجی دنده متوقف شود . بوش مخروطی شکل ، مکانیسم را به سمت پایین فشار خواهد داد . اگر مکانیسم در یکی از نقاط مهم در خروجی در یک راستا (تنظیم ) باشد . بنابراین فنر بر روی بوش مخروطی فشرده خواهد شد ، اما اهرم در این حالت قفل نخواهد شد تا این که خودرو کمی حرکت کند و دندانه ها به درستی همراستا ( تنظیم ) شود . آن باید کمی حرکت کند تا این که دندانه ها همراستا بشوند تا جایی که مکانیسم قفل پارک بتواند در آن حالت متوقف شود .

به دلیل مذکور در برخی موقع وقتی که ما پایمان را از روی پدال ترمز بر می داریم خودرو اندکی حرکت می کند .

 گیربکس اتوماتیک : سیستم هیدرولیک ، پمپ و گاورنر

سیستم هیدرولیک

گیربکس اتوماتیک در خودرو شما چندین وظیفه دارد . شما ممکن است نفهمید که چطور آن از راههای بسیار متفاوت عمل می کند . برای نمونه برخی ویژگی های که یک گیربکس اتوماتیک دارد :

·  اگر ماشین در حالت اورداریو (در گیربکس های چهار دنده)باشد.گیربکس دنده ای مبنی بر سرعت وسیله نقلیه و موقیت پدال گاز انتخاب میکند.

·  اگر شما به آرامی شتاب بگیرید ، تغیر دنده با سرعت کمتری نسبت به موقعی است که شما با تمام گاز شتاب بگیرید.

·  اگر پدال گاز را رها کنیم ،گیربکس به دنده بعدی پائینی تعویض می شود.

·  اگر شما اهرم دنده رادر حالت دنده پائین تر قرار دهید ،گیر بکس تغیرمکان خواهد داد(تعویض خواهد شد)مگر اینکه سرعت خودرو سریعتر ازسرعت دنده انتخابی باشد.اگر سرعت خودرو خیلی زیاد باشدباید صبر کنید تا سرعت آن کم شود و بعد از آن دنده تعویض شود(به دنده پایین).

·   اگر شما گیربکس را در حالت دنده 2 قرار دهید،افزایش و کاهش سرعت بیش از دنده 2 را نخواهیم داشت و هرگز به طور کامل نخواهد ایستاد مگر اینکه دسته دنده را تغییر دهیم.

 شما احتمالا ً پیشتر برخی قسمت های شبیه به آن را دیده اید.این واقعا ً مغز گیربکس های اتوماتیک است. آن تمام وظایف را مدیریت می کند.گذرگاه های مسیر روغن را در قسمت های متفاوت گیربکس می توانید ببینید.گذر گاه ها در داخل فلز قالب ریزی شده اند که راه مناسبی برای افزایش بازده مسیر های روغن هستند.

بدون آنها شیلنگ های زیادی برای وصل کردن قسمت های مختلف گیربکس به همدیگر لازم است. ابتدا ما در مورد قسمت های اصلی سیستم هیدرولیک بحث خواهیم کرد و بعدا ً خواهیم دید که چطور آنها با یکدیگر کار می کنند.

پمپ

گیربکس دنده ای نامیده می شود. پمپ معمولا ً در درپوش گیر های اتوماتیک یک پمپ جالبی دارند که پمپ بکس قرار دارد. آن روغن را از مخزن (کارتر) پایین گیربکس می کشد و سیستم هیدرولیک را تغذیه می کند. آن هم چنین کولر گیربکس و تورک کنورتور را تغذیه می کند.

 نمایی از پمپ دنده ای گیربکس اتوماتیک

دنده داخلی پمپ به پوسته تورک کنورتور متصل شده بنابراین آن با همان سرعت موتور می چرخد. دنده بیرونی توسط دنده داخلی چرخانده می شود و به عنوان دنده چرخان،روغن از مخزن(کارتر) از یک طرف هلالی به بالا کشیده می شود و با فشار بیشتر از سمت دیگر وارد سیستم هیدرولیک می شود.

 گاورنر

گاورنر یک سوپاپ هوشمند است که به گیربکس در خودرو شما می گوید چقدر سریع برود. آن به شفت خروجی گیربکس وصل شده است ، بنابراین موقعی که خودرو سریعتر حرکت می کند، گاورنر سریعتر می چرخد.در داخل گاورنر یک سوپاپ با فنر بار گذاری شده است،که آن را متناسب با اینکه گاورنر چقدر تند می چرخد،باز می کند. بنابراین موقعی که گاورنر تند می چرخد، سوپاپ زیاد باز می شود.پمپ ، روغن برای گاورنر را از طریق شفت خروجی تغذیه می کند.

موقعی که خودرو سریع تر حرکت می کند سوپاپ گاورنر بیشتر باز می شودو به روغن اجازه می دهد که با فشار بیشتر از میان آن عبور کند.

 گیربکس اتوماتیک:سوپاپ ها و مدولاتور ها

برای تغییر دنده به طور مناسب در گیربکس های اتوماتیک باید بدانید که موتور با چه قدرتی(گشتاوری) کار می کند. دو راه برای انجام آن وجود دارد.برخی خودرو ها یک کابل اتصال ساده دارند که به سوپاپ دریجه گاز در گیربکس وصل شده است. وقتی که پدال گاز بیشتر فشرده میشود ،فشار بیشتری به سوپاپ دریجه گاز اعمال می شود.در برخی خودرو های دیگر از خلاء مدولاتور برای وارد کردن فشار به سوپاپ دریچه گاز استفاده می شود. مدولاتور فشار منیفولد را حس می کند.(که وقتی موتور زیر بار بیشتری قرار دارد افت می کند)

شیر دستی(سوپاپ تعویض دنده دستی)چیزی است که دسته دنده وصل شده است. آن به دنده ای که انتخاب می شود بستگی دارد، سوپاپ دستی مدارات هیدرولیکی که مانع درگیری دنده های دیگر می شود را تغذیه می کند، برای نمونه، اگر دسته دنده را در دنده 3 قرار دهید،آن مدارات هیدرولیکی که مانع درگیری اور درایو می شود را تغذیه می کند.

سوپاپ راه دهنده (شیر راه دهنده) فشار هیدرولیکی لازم برای باند ها و کلاچ ها را برای در گیری هر دنده تهیه می کند.

 سیلندر پمپ گیربکس (محفظه سوپاپ ، جعبه سوپاپ)در گیربکس شامل چند سوپاپ راه دهنده است. سوپاپ راه دهنده ، زمانی که یک دنده به دنده بعدی تغییر کند را معلوم می کند.برای نمونه از دنده 1 به 2 (سوپاپ راه دهنده، زمانی که دنده 1 به دنده 2 تغیر می یابد را معلوم می کند.) سوپاپ راه دهنده از یک طرف تحد فشار،روغنی که از سمت گاورنر می آید و از سمت دیگر تحت فشار سوپاپ دریچه گاز قرار دارد. آنها توسط روغنی که از پمپ فرستاده می شود و تاٌمین می شوند و وارد یکی از دو مدار برای کنترل دنده ای که خودرو با آن در حال حرکت است می شود .

 مدار تعویض دنده

اگر خودرو به سرعت شتاب بگیرد ، سوپاپ تعویض (شیر راه دهنده )، تعویض دنده را به تاخیر خواهد انداخت . اگر خودرو به آرامی شتاب بگیرد ، تعویض دنده در سرعت پایین اتفاق می افتد . بیایید در مورد این که وقتی ماشین به آراممی شتاب می گیرد چه اتفاقی می افتد ،بحث کنیم .

بنابراین وقتی سرعت خودرو افزایش می یابد ،فشارهای از طرف گاورنر ایجاد می شود . فشار اعمالی به سوپاپ تعویض ( شیر راه دهنده ) زیاد می شود تا وقتی که مسیر دنده 1 بسته شود و مسیر دنده 2 باز شود . وقتی خودرو با گاز کم در حال سرعت گرفتن است سوپاپ دریچه گاز فشار زیادی را بر خلاف سوپاپ راه دهنده اعمال نمی کند .

وقتی خودرو به سرعت شتاب می گیرد سوپاپ دریچه گاز فشار بیشتری را بر خلاف شیر راه دهنده اعمال می کند . این به این معنی است فشاری که از گاونرمی آید باید بالا باشد (  بنابراین سرعت وسیله نقلیه باید بیشتر باشد ) قبل از این که سوپاپ راه دهنده به اندازه کافی حرکت کند تا دنده 2 را درگیر کند .

هر سوپاپ تعویض در دامنه مخصوصی از فشار عکس العمل نشان می دهد، بنابراین وقتی که ماشین با سرعت حرکت می کند ، سوپاپ دنده2 را به 3 تغییر می دهد ،زیرا فشاری که از طرف گاورنر اعمال می شود به اندازه کافی زیاد است که سوپاپ را فشار دهد . (حرکت دهد)

 گیربکس های کنترل الکترونیکی

گیربکس های کنترل الکترونیکی که در بعضی از خودروهای جدید ظاهر شد ، هنوز از هیدرولیک برای به کار انداختن کلاچ و باندها استفاده می کند ، اما هر مدار هیدرولیک توسط یک سولونوئید الکتریکی کنترل می شود . که باعث ساده شدن لوله کشی در گیربکس می شود و به طرحهای کنترلی بسیار پیشرفته اجازه می دهد .

ما در بخش قبلی بعضی از استراتژی های کنترل را که به صورت مکانیکی فعالیت های گیربکس را کنترل می کنند را دیدیم . گیربکس های کنترل الکترونیکی طرحهای کنترلی بسیار پیچیده ای دارند . که علاو ه بر نشان دادن سرعت وسیله نقلیه و موقعیت دریچه گاز ،کنترل گر های گیربکس سرعت موتور را نیز نشان می دهد ، اگر پدال ترمز فشار داده شده باشد و حتی سیستم ترمز ضد قفل را هم نشان می دهد .

استفاده از این اطلاعات و یک استراتژی کنترل پیشرفته بر اساس یک منطق مبهم است . یعنی روش برنامه ریزی سیستم های کنترل بر مبنای استدلالات انسانی است .گیربکس های کنترل الکترونیکی کارهای مانند زیر را می توانند انجام دهند :

·        تعویض دنده به طور اتوماتیک ( به دنده پایین ) در سراشیبی برای کنترل سرعت و کاهش سایش لنت های ترمز .

·        تعویض دنده ( به سمت بالا و افزایش سرعت ) موقعی که در یک سطح لغزنده ترمز می کنید ، برای کاهش گشتاور ترمزی اعمال شده توسط موتور .

·        جلو گیری از افزایش سرعت موقعی که در جاده های مارپیچ رانندگی می کنید .

بیاید در مورد ویژگی آخر بحث کنیم ، یعنی جلو گیری از افزایش سرعت موقعی که در یک جاده مارپیچی می پیچید . اجازه دهید بگوییم که شما در یک سر بالای که یک جاده کوهستانی مارپیچ است رانندگی می کنید . وقتی شما در قسمت راست جاده رانندگی می کنید گیربکس دنده را به 2 تعویض می کند که به شما شتاب کافی و قدرت بالا روی دهد . وقتی شما وارد یک جاده مارپیچ می شوید ، پدال گاز را رها می کنید و احتمالاً ترمز می کنید .

  سوخت رسانی الکترونیکی

  سیستم سوخت رسانی الکترونیکی خودرو:

مقدمه :

يكي از روشهاي مناسب جهت سالم سازي محيط زيست در جهان ، كاهش گازهاي آلاينده متصاعد شده از موتورها مي‌باشد كه در نسل جديد خودروها توسط جايگزين كردن سيستم سوخت‌ رساني انژكتوري الكترونيكي بجاي سيستم كاربراتوري ، گام مهمي در اين جهت برداشته شده است .

 مهمترين دليل براي انتخاب اين سيستم عبارت است از :

1-  بالارفتن راندمان حرارتي و افزايش قدرت حجمي

2-     توزيع يكنواخت سوخت در كليه سيلندرها

3-     گشتاور بالا در دورهاي پايين

4-     عدم نياز به ذخيره بنزين در مانيفولد ورودي

5-     كاهش مصرف سوخت

6-     كاركرد بهتر در هواي سرد

7-     كاهش گازهاي آلاينده خروجي

8-     تنظيم دور آرام  (800- 850  RPM   )

9-     عدم نياز به گرم كردن مانيفولد هوا

 يكي ديگر از دلايل جايگزين سيستم انژكتوري به جاي كاربراتوري بهبود كاركرد و افزايش بازدهي و توان اتومبيل مي‌باشد .

 مهمترين هدف سيستم كنترل الكترونيكي موتور ، اعمال تنظيم دقيق بر روي دو عامل مي‌باشد:

1-    كنترل نسبت سوخت به هوا

2-    كنترل زمان بندي جرقه

امروزه سيستمهاي الكترونيكي تزريق سوخت با وجود گران بودن به عنوان بهترين راه حل مورد استفاده قرار گرفته‌اند . در مورد پرايد انژكتوري مورد بحث در كشور ما ، روش اندازه منيفولد (MAP  ) با كمك سنسور هوا (  ATS) مي‌باشد .

   مزاياي خودروي انژكتوري نسبت به خودري كاربراتوري:

1-    كاهش ناگهاني قدرت در سر پيچهاي تند در خودروي كاربراتوري :

هر تغييري در جهت حركت خودرو باعث وارد آمدن نيروي گريز از مركز به آن مي‌شود و اين نيرو به تمام قسمتهاي خودرو وارد مي‌گردد كه از جمله اين قسمتها پياله سوخت است . پيچهاي تند تمايل دارن كه سوخت را در پياله سوخت در ديواره به سمت بالا بياورند . بنا بر اين با بالا برن شناور مانع دريافت سوخت بيشتر شده و افت قدرت ايجاد مي‌گردد . اين مشكل به دليل عدم وجود كاربراتور در خودروي انژكتوري ، وجود ندارد .

 2-    عدم توزيع يكنواخت سوخت در سيلندر ها :

پس از اختلاط سوخت و هوا در كاربراتور ، مخلوط حاصله به صورت موجي حركت مي‌كند كه باعث تغيير در سرعت جريان مي‌گردد و اين تغيير براي هريك از دهانه‌هاي ورودي هوا متفاوت مي‌باشد و اين تفاوت علت اصلي عدم توضيع سوخت يكنواخت در سيلندرها مي‌باشد و بعضي از سيلندرها با سوخت غني‌تر نسبت به ديگران پر مي‌شود ، بنا بر اين به جهت كامل پر شدن ديگر سيلندرها مجبوريم سوخت را مقداري غني‌تر در نظر بگيريم و اين موضوع يكي از علل افزايش مصرف سوخت و آلودگي هوا مي‌باشد .

 3-    پلاتين به كار رفته در سيستم جرقه زني معمولي داراي بعضي مشكلات مكانيكي بوده و عمر آن محدود مي‌باشد .

4-  جريان عبوري از مدار اوليه كويل بايد به  4  آمپر محدود گردد در غير اين صورت پلاتين آسيب مي‌بيند يا لااقل عمر آن كاهش مي‌يابد .

5-   عدم نياز به گرم كرده مانيفولد ورودي در هواي سرد در سيستم انژكتور :                                   در سيستم انژكتوري موتور در هواي سرد به راحتي روشن    مي‌شود ، چون ECU  بر اساس دماي موتور مقدار پاشش سوخت _{را بيشتر مي‌كند و به تدريج با گرم شدن موتور زمان پاشش} نيز كمتر مي‌گردد .

6-    تعداد قطعات فرسايشي درسيستم انژكتور نسبت به سيستم كاربراتوري كمتر مي‌باشد

7-    فقيرسازي مقدار سوخت در شتاب منفي خودرو:پس از مشخص افت ولتاژ سنسور موقعيت دريچه گاز (TPS) ، ECU  درميابد كه بايد ميزان سوخت را كاهش دهد بنا بر اين طول پالس ارسالي از TPS  به ECU  كاهش يافته تا مصرف سوخت كاهش يابد . هنگامي كه دريچه گاز كاملآ بسته است پاشش سوخت قطع مي‌شود .

 8-   قطع جريان سوخت جهت جلوگيري از افزايش دور معيني از موتور :                               

راي جلو گيري از صدمه ديدن موتور در نتيجه افزايش بيش‌ از حد دور آن ، ECU  انژكتورها را پس از گذشتن دور موتور از حد معين ، از كار مي‌اندازد . هر زمان كه دور موتور كاهش يافت و به زير مقدار آستانه‌اي رسيد دوباره انژكتورها پاشش سوخت را انجام مي‌دهند

 9-  در صورتي كه به هر دليل موتور خاموش شد ، پمپ بنزين قطع شده و احتمال آتش سوزي در تصادفات كاهش مي‌يابد .

10-        سرويس و نگهداري سيستم انژكتوري از كاربراتوري راحت‌تر بوده و نياز به تنظيمات دلكو و دريچه گاز ندارد .

11-        در نتيجه احتراق كامل و سيستم جرقه زني بادوام ، قدرت خروجي در پرايد انژكتوري در حدود  3  اسب بخار از نوع كاربراتوري بيشتر مي‌باشد .( افزايش راندمان حجمي )

12-        در سيستم كاربراتور سوخت قطرات سوخت به دليل خلأ منيفولد به داخل كشيده شده و با هواي جريان بالا دست مخلوط مي‌شوند . احتمال زياد وجود دارد كه قطرات سوخت در   ديواره مانيفولد به همان حالت باقي بمانند و تعادل مخلوط سوخت و هوا را به هم بزنند . اما در سيستم انژكتور سوخت تحت فشار هواي ورودي به داخل منيفولد مي‌رود و به دليل اينكه انژكتور نزديك سوپاپ گاز قرار دارد احتمال اينكه در ديواره منيفولد قطره ايجاد شود حيلي كم مي‌باشد و تمام سوخت به داخل سيلندر مي‌رود و اجازه مي‌دهد كه نسبت استوكيومتري هوا و سوخت دقيق كنترل شود .

  سنسورها :

1-    سنسور دماي هوا (ATS)

اين سنسور در مسير دستگاه هواي هواكش قرار گرفته است و اطلاعات مربوت به دماي هوا و مقدار هواي ورودي را به موتور را به واحد كنترل الكترونيكي ارسال مي‌دارد .

 واحد كنترل اين اطلاعات را به جهت تنظيم مقدار پاشش سوخت در مانيفولد ورودي به كار مي‌برد . اين سنسور در واقع يك سنسور حرارتي مي‌باشد كه نوعي مقاومت است كه آن با دماي هواي ورودي تغيير مي‌كند بر اساس ولتاژ خروجي ، كامپيوتر موتور دماي هواي ورودي را تعين كرده و مطابق با آن ميزان سوخت تزريقي را تنظيم مي‌كند .

 2-    سنسور دماي آب (CTS )

اين سنسور بر روي سر سيلندر و بر روي منيفولد هوا قرار گرفته است . اين سنسور اطلاعات مربوط به درجه حرارت آب خنك كننده را توسط يك مقاومت حساس در برابر حرارت به واحد كنترل موتور بر اساس ولتاژ خروجي سنسور مربوطه ، گرم شدن موتور را تشخيص داده و در نتيجه مخلوط مناسبي از هوا و بنزين را در هنگامي كه موتور سرد است فراهم مي‌كند .

 3-    سنسور فشار هواي منيفولد ( MAP)

اي سنسور توسط يك شيلنگ ميزان خلأ‌ داخل منيفولد را حس كرده و اختلاف ولتاژ را به واحد ECU  ارسال مي‌دارد اين سنسور بر روي بدنه خودرو در كنار ECU و شير برقي EGR  و كنيستر قرار دارد . ECU  توسط اين اطلاعات نيازمنديهاي سوخت دستگاه را تعين كرده و به انژكتورها دستور پاشش سوخت را ارسال مي‌دارد اين سنسور داراي ولتاژ  5  ولت مي‌باشد  فشار مطلق برابر است با فشار بارمتريك منهاي خلايي كه توسط پيستونها ايجاد مي‌شود . به طور مثال اگر فشار بارومتريك در سطح دريا برابرHg 30  و خلا مانيفولد برابر Hg20  در اين صورت فشار مطلق برابر Hg  10  مي‌باشد . تمامي سنسورهاي MAP  به اين طريق عمل مي‌كنند .

 4-  سنسور اكسيژن

اين سنسور مقدار اكسيژن گازهاي خروجي را كه در منيفولد دود مي‌باشند اندازه گرفته و ولتاژي مناسب با اكسيژن موجود در سيستم كه نشانه رقيق يا غني بودن مخلوط مي‌باشد به واحد ECU ارسال مي‌كند ولتاز كم نشانه زياد بودن اكسيژن و ولتاژ زياد نشانه مك بودن اكسيژن است .كنترل سوخت در اين سيستم به روش حلقه بسته انجام مي‌گيرد بنا بر اين سنسور اكسيژنزماني فعال مي گردد كه دماي موتور به حد نرمال رسيده باشد  . (300درجه سانتيگراد )

 اين سنسور به سنسور تك سيم ( Unheated  ) معروف است و تمامي اطلاعات از اين طريق به ECU   منتقل مي‌گردد و اين واحد نيز تزريق سوخت را بر حسب نياز تغيير مي دهد

اين سنسور در مسير جريان گازهاي خروجي نصب مي‌شود . با دانستن مقدار اكسيژن در گازهاي خروجي ECU  مقدار مخلوط سوخت و هوا را محاسبه خواهد كرد واحد ECU  از سيگنالهاي ارسال شده از سنسور O2  استفاده مي‌كند ( به عنوان يكي از پارامترهايي كه زمان پاشش را محاسبه مي‌كند .

روش استفاده از حلقه بسته به اين جهت به كار مي رود تا موتور را تا حد امكان در يك نسبت استوكيومتريك (سوخت / هوا   1  :7/14  ) نگه دارد .( در موقعيتهايي كه بار كمتري به موتور وارد مي‌شود ) .

 5-  سنسور وضعيت دريچه گاز (TPS  ) اين سنسور از يك مقاومت متغير دوراني تشكيل شده است و با گردش محور دريچه گاز مقدار مقاومت تغيير كرده و باعث تغيير در ولتاژ خروجي سنسور موقعيت دريچه گاز مي‌گردد . اين تغيير ولتاژ  بهECU  ارسال شده ، تا از ميزان باز و بسته بوده دريچه گاز مطلع سازد .

واحد ECU  متناسب با درجه باز شدن دريچه گاز و يا به عبارتي ولتاژ خروجي اين سنسور ميزان شتاب را تعين مي‌كند و مطابق با آن بهترين تزريق سوخت را انجام مي‌دهد . اتصال لغزنده اين سنسور با محور دريچه گاز هم محور بوده و با كوچكترين حركت درچه گاز ميزان بازبودن آن را حس كرده و در اثر بار و بسته شدن دريچه گاز ولتاژ خروجي از سنسور تغيير مي‌كند و بر اثر اين تغيير ولتاژ اطلاعات ECU  ارسال شده و واحد كنترل موتور نيز مخلوط سوخت مورد نياز را محاسبه مي‌نمايد . اين سنسور بر روي دريچه گاز نصب مي‌گردد .

 6-  سنسور دور موتور و موقعيت زاويه ميل‌نگ

اين سنسور از يك ديسك فلزي تشكيل شده است كه بر روي آن شكاف‌هايي در دور رديف شعايي با زاويه معلوم نسبت به يكديگر ايجاد شده است و ديسك را به چهار ناحيه با زاويه  90  درجه تقسيم مي‌كند .

دو عدد ديود نوري (LED)  و فتوديود در مقابل اين شكافها قرار داده شده است و در اثر گردش ديسك هنگامي كه يك شكاف در مقابل ديود مربوطه قرار مي‌گيرد با ولتاژ پنج ولت در خروجي سنسور ظاهر مي‌گردد . بدين ترتيب دور موتور و وقعيت زاويه‌اي را به واحد (ECU ) هدايت مي‌كند . محل نصب اين سنسور بر روس=ي دلكو مي‌باشد . ECU  زمان جرقه را انتخاب كرده و در هنگام روشن شدن موتور زمان جرقه توسط دلكو كنترل مي‌شود . وقتي موتور به كار افتاد زمان جرقه به واحد كنترل ارسال شده و با روشن شدن موتور تعين مي‌شود . هدف زمانبندي در اين است كه با تنظيم زمان جرقه در رابطه با نقطه مرگ بالا حد اكثر قدرت در موتور بدست آيد . آوانس كلي جرقه از روي محاسبه اطلاعات دريافت شده از سنسورهاي موتور كه روي زمانبندي جرقه تاثير مي‌گذارد محاسبه مي‌گردد . واحد كترل موتور اين اطلاعات را از سنسورهاي MAP  و      و دور موتور حس كرده و مقدار و زمان پاشش سوخت نسبت به ميزان هواي ورودي محاسبه مي‌گردد .

عملگرها  ( ACTUATORS )  اطلاعاتي كه واحد كنترل موتور از سنسورها دريافت مي‌كند ، توسط عملگرها فعال مي‌شود تا يك سوخت مناسب را جهت احتراق كامل فراهم سازد . عملگرها شامل اجزاء زير مي‌باشند :

 انژكتور :

انژكتور يك سولونوئيد الكتريكي است كه به صورت ديجيتالي عمل مي‌كند ودستكاه ECU  انژكتورها را در شرايط مختلف و با ارسال پالسهاي الكتريكي كنترل مي‌كند . هنگامي‌كه جريان الكتريكي به انژكتورها مي‌رسد سولونوئيد دريچه پاشش را باز كرده و در اثر اختلاف فشار مابين لوله سوخت رساني در  منيفولد هوا سوخت به صورت پودر شده به پش سوپاپ هوا پاشيده مي‌شود . طول زمان تزريق توسط ECU  تعين مي‌گردد . انژكتور از يك سوپاپ سوزني و يك سولونوئيد تشكيل شده است با اعمال ولتاژ به انژكتور سولونوئيد درگير شده و انژكتور را جهت تحويل سوخت باز مي‌كند . هنگامي كه به هر كدام از انژكتورها ولتاژ مي‌رسد سوزن انژكتور آهنربا شده و سمت بالا حركت مي‌كند و بدين ترتيب مسير بنزين ورودي به سيلندر را باز مي‌كنند . با قطع جريان سوزن انژكتور توسط نيروي فنر به جاي خود بر مي‌گردد و نازل بسته مي‌شود .

 2-  شير برقي ( EGR )

يك نوع سولونوئيد است كه به فرمان ECU  باز و بسته مي‌شود يكي از گازهاي آلاينده خروجي از موتور اكسيد ازت مي‌باشد . گاز ازت در درجه حرارت بالا در اتلق احتراق تشكيل مي شود . بدين ترتيب كه پيوند N2  و O2  شكسته شده و با يكديگر تركيبات NOX  را مي‌سازند كه مضر جهت محيط زيست مي‌باشند . براي كاهش تشكيل مقدار اكسيد ازت بايستي درجه حرارت حاصل از حرارت را كاهش داد . بدين منظور سيستم EGR  طراحي شده است كه به طريق زير عمل مي‌كند . تمامي اين سيستمها به اين طريق عمل مي‌كنند كه كازهاي خروجي را به منيفولد هدايت كرده تا درجه حرارت محفظه احتراق را پائين نگه دارند در نهايت آلودگي خروجي كمتر گردد . شير برقي EGR  در حالت عادي باز است يعني هنگامي كه موتور روشن مي‌شود شير برقي با ولتاژ  12  ولت مستقيم فعال شده وسوپاپ آن به وسيله آهن رباي ايجاد شده در سولونوئيد باز مي‌شود و كانال شير را به هواي آزاد وصل مي‌كند بنا بر اين شير مكانيكي EGR كه به وسيله خلا تانك آرامش كار مي‌كند بسته است زماني كه دور موتور ازحالت دور آرام به دور متوسط مي‌رسد جريان الكتريسيته در در شير برقي قطع شده و شيلنگ خلا به به شيلنگ شير مكانيكي EGR وطل مي‌شود در نتيجه مقداري از گاز خروجي از اگزوز به اتاق احتراق جهت كاهش حرارت حاصل از احتراق هدايت مي‌شود بدين ترتيب از تشكيل NOX  كاسته مي‌شود با رسال فرمان از ECU  به شير برقي EGR سولونوئيد آن باز شده و توسط خلا سوپاپ آن عمل مي‌كند .

 شير برقي EGR  در موارد زير عمل نخواهد كرد :

1  –  در حالت كار كرد سرد موتور

2-     در حالت دور آرام

3-    در بار سنگين موتور

 3-  شير برقي دور آرام ISC

اين سولونوئيد تامين كننده هواي مورد نياز در مراحل مختلف دور آرام مي‌باشد تا موتور در مراحل مختلف دورهاي موتور بهترين مخلوط سوخت و هوا را داشته باشد . هنگامي‌ كه دريچه اصلي گاز بسته مي‌شود يا پا از روي پدال برداشته مي‌شود سنسور دريچه گاز وضعيت را از طريق ارسال سيگنالي به ECU  اطلاع مي دهد . در اين صورت شير برقي دور آرام با فرمان ECU  باز مي‌شود .

 4-  شير برقي كنيستر ( استكاني ضد تبخير )

اين سولونوئيد به وسيله دستكاه ECU  كنترل مي شود . 

پالسهاي الكتريكي دريافت شده از ECU  يك حوزه مغناطيسي را در سيم پيچ سولونوئيد ايجاد كرده و در نتيجه هسته آن تحريك شده آن به سمت بالا كشيده مي‌شود و كانال ورودي را به كانال خروجي متصل مي‌نمايد .

 بدين ترتيب در هنگام استارت زدن سولونوئيد را تحريك مي‌كند تا بخار بنزين انباشته شده در مخزن كنيستر را به وسيله كانالي كه روي مخزن آرامش قرار دارد به منيفولد ورودي هدايت كند .

 5  –  كوئل

دستگاه كوئل اين سيستم ( خشك ) پرس الكتريكي ساخته شده است

هنگامي كه سوئيچ باز مي‌شود واحد كنترل موتور بر اساس اطلاعات دريافت شده از سنسور دور موتور توسط پالس ارسالي ، جريان سيمپيچ اوليه كوئل را قطع و وصل مي‌كنند و بين دو الكترود شمع ايجاد جرقه مي‌نمايد و بدين ترتيب زمان دقيق جرقه را كنترل مي‌كند

 6  –  رله اصلي

رله اصلي داراي يك كنتاكت است كه در پايين هسته قرار دارد و مقناطيس ايجاد شده توسط سيم‌پيچ بر روي هسته ، عمل كنتاكت را كنترل مي‌كند .

زماني كه سوئيچ باز مي‌شود ولتاژ باتري از سوئيچ به رله اصلي ارسال مي گردد و اين رله وظيفه دارد ولتاژ باتري را به عملگرها منتقل كند .

در نتيجه پمپ سوخت و انژكتورها و سيستم جرقه براي راه‌اندازي موتور فعال مي‌شوند . رله وظيفه دارد كه جريان الكتريكي را به سيستم موتور رسانده و جريان مطمئني را جهت جلوگيري از جريان سوخت در هنگامي كه موتور در حال حركت نمي‌باشد ، توليد كند .

 رله ها با يك جريان كم عبور جريان زيادي را امكان پذير مي‌سازد .

 7-  پمپ سوخت

از نوع پروانه‌اي با موتور DC  ، زماني كه سوئيچ باز مي‌شود رله اصلي به وسيله ولتاژ باتري فعال مي‌شود و پمپ سوخت‌ رساني را فعال مي‌سازد .

در نهايت سوخت به وسيله پمپ در فضايي اطراف موتور پمپ و مدار سيستم سوخت رساني جريان مي‌يابد و فشار در حدودbar  5/5  ، سيستم سوخت رساني را تغذيه مي‌كند .

بنزين توسط پره‌ها به سمت بالا كشيده مي‌شود . پمپ بنزين در داخل باك نصب شده و هميشه در بنزين شناور است . اين امر سر وصدايناشياز كار پمپ را جذب كرده و هم مانع ايجاد حباب هوا مي‌شود هنگامي كه موتور خاموش است سوپاپ يكطرفه عمل كرده و اين سوپاپ با حفظ كردن فشار بنزين ، امكان روشن كردن موتور داده و مانع از تشكيل بخار در لوله بنزين در دماي بالا مي‌گردد .

 ECU( واحد كنترل الكترونيكي موتور ) :

واحد كنترل موتور ، مدت زمان پاشش سوخت را بر اساس سيگنال حجم هواي ورودي و سيگنال دور موتور محاسبه مي‌كند و سپس بر اساس آن مدت زمان واقعي پاشش سوخت را كه مورد احتياج موتور مي‌باشد با تنظيم مدت پاشش مبنا بر اساس سيگنالهاي دريافتي از سنسورهاي مختلف و شرايط كار كرد موتور معين مي‌سازد . در عين حال ECU  زاويه آوانس جرقه مبنا بر اساس سرعت موتور و حجم هواي ورودي را محاسبه كرده كه بر پايه اطلاعات دريافتي از سنسورهاي مختلف خودرو مي‌باشد . واحد كنترل موتور سيگنالهاي مناسبي را بر اساس اطلاعات دريافتي از سنسورها به دستگاه جرقه زن ارسال مي‌نمايد .

 رگلاتور فشار:

اين رگلاتور فشار بنزين در داخل ريل سوخت و پشت انژكتورها را در حدود bar=kg/cm  3  نگه مي‌دارد . اين قطعه روي لوله تزريق كننده سوخت در پايين دستگاه جريان نصب مي‌گردد .

محفظه اي كه فنر رگلاتور در آن قرار دارد ، توسط يك لوله مكش به كانال هواي ورودي در مخزن آرامش وصل شده است و در اثر خلا منيفولد نيروي فشار فنر كاهش مي‌يابد و در نتيجه اگر نيروي فشار دهنده فنر كمتر از فشار بنزين داخل رگلاتور باشد ديافراگم به سمت بالا هل داده مي‌شود و ضمن اينكه بنزين اضافي از راه سوپاپ يكطرفه بهن باك بر مي‌گردد و فشار اضافي نيز با اين عمل كاهش مي‌يابد و مجددا فشار داخل ريل سوخت ثابت نگه داشته مي‌شود .

 دیسک ترمز

 ترمزهای دیسکی چگونه کار می کنند؟

بیشتر اتومبیل های امروزی روی چرخ های جلو و برخی روی هر چهار چرخ ترمز دیسکی دارند. شکل زیر قسمتی از سیستم ترمز را نشان می دهد که نقش اصلی را در متوقّف ساختن اتومبیل دارد.

   ترمز دیسکی

معمول ترین نوع ترمز دیسکی در اتومبیل های امروزی كاليپر شناور تك پيستوني است. در این مقاله، همه چیز را درباره ی این نوع ترمز دیسکی خواهیم آموخت.

قسمت های اصلی ترمز دیسکی

شکل زیر محل ترمز های دیسکی را در اتومبیل نشان می دهد:

  مکان ترمز دیسکی

اجزای اصلی ترمز دیسکی از این قرارند:

·        لنت ترمز

·        كاليپر، كه شامل يك پيستون است

·        روتور، که به توپی چرخ متصل است

بخش های ترمز دیسکی

ترمز دیسکی به ترمزهایی که در دوچرخه ها کار گذاشته شده اند، شباهت بسیاری دارد. ترمز های دوچرخه مجهز به یک کالیپر می باشند، که لنت های ترمز را روی چرخ فشار می دهد. در یک ترمز دیسکی، لنت های ترمز به جای چرخ ها ، روتور را تحت فشار قرار می دهند، و نیرو به جای اینکه از طریق کابل منتقل شود به صورت هیدرولیکی انتقال می یابد. اصطکاک به وجود آمده بین لنت ها و دیسک، سرعت دیسک را کاهش می دهد.

هر اتومبیل در حال حرکت، میزان معینی انرژی جنبشی دارد، و ترمزها برای متوقف ساختن باید این انرژی را از اتومبیل بگیرند. ترمزها چگونه این کار را انجام می دهند؟ هر بار که اتومبیلتان را متوقف می سازید، ترمزها انرژی جنبشی را به گرمای حاصل از اصطکاک بین لنت ها و دیسک تبدیل می کنند. بیشتر ترمزهای دیسکی بادی هستند.

بادگیرهای ترمز دیسکی

ترمزهای بادی تعدادی پره بین دو طرف دیسک دارند که هوا را از میان دیسک عبور داده و آن را خنک می کند. 

ترمزهای خود تنظیم

ترمزهای دیسکی از نوع کالیپر شناور تک پیستونی، خود محور و خود تنظیم هستند. کالیپر قادر است روی دیسک از سمتی به سمت دیگر بلغزد، بنابراین هر بار که ترمزها به کار گرفته شوند کالیپر به طرف مرکز دیسک حرکت می کند. همچنین به دلیل اینکه هبچ فنری برای دور نگه داشتن لنت ها از دیسک وجود ندارد، لنت ها همواره در تماس جزئی با دیسک باقی می مانند (بست لاستیکی پیستون و در واقع هر گونه لقی در روتور می تواند لنت ها را به فاصله ی اندکی از روتور نگه دارد). این مسئله بسیار مهم است، زیرا قطر پیستون های ترمز بسیار بیشتر از قطر سیلندر های اصلی خودرو است. اگر پیستون های ترمز در سیلندر جمع شوند، ممکن است گرفتن و درگیر شدن مجدّد لنت ها تنها با چندین بار استفاده از پدال ترمز برای انتقال روغن ترمز به سیلندرها میسّر باشد.

ترمز دیسکی خود تنظیم

خودروهای قدیمی تر مجهّز به مدل کالیپر ثابتِ دو یا چهار پیستونی بودند. یک (یا دو) پیستون در هر طرف روتور لنت را روی آن سمت فشار می داد. این مدل به طور کامل منسوخ شده است زیرا مدل های تک پیستونی ارزان تر و بسیار مطمئن تر هستند.

ترمز های اضطراری

 در خودروهایی که روی هر چهار چرخ ترمز دیسکی دارند، برای مواقع از کار افتادن ترمزهای اصلی، یک ترمز اضطراری با مکانیزمی مستقل از ترمزهای اصلی کار گذاشته می شود. در بیشتر خودروها از یک کابل برای به کار انداختن ترمز اضطراری استفاده می گردد.

 ترمز دستی

برخی خودروها با چهار ترمز دیسکی، یک ترمز جداگانه به نام ترمز طبلی هم دارند که به توپی چرخ های عقب متّصل می شود. این ترمز فقط مخصوص سیستم ترمز اضطراری است، و تنها توسّط کابل فعّال می شود وسیستم هیدرولیکی ندارد.

در خودروهای دیگر اهرمی تعبیه شده که باعث چرخش یک پیچ، یا حرکت دندانه ای می شود که پیستون ترمز دیسکی را منقبض می کند.  

سرویس کردن ترمزها

 معمول ترین سرویسی که ترمزها به آن نیاز دارند، تعویض لنت ها است. لنت های ترمز دیسکی معمولاً شامل قطعه ای فلزّی هستند که شاخص ساییدگی نامیده می شود.

لنت ترمز

زمانی که به میزان کافی از مادّه ی روی لنت، تحت اصطکاک ساییده شود، شاخص ساییدگی با دیسک تماس پیدا کرده وصدای جیغ مانندی تولید می کند. این بدان معنیست که زمان تعویض لنت ها فرا رسیده است.

همچنین روی کالیپر شکافی برای بازدید و معاینه وجود دارد، بنابراین شما می توانید مقدار مادّه ای که روی لنت ها باقی مانده است را ببینید.

گاهی ساییدگی های عمیقی در روتورِ ترمز رخ می دهد. روتورها همچنین ممکن است به اصطلاح تاب بردارند یا منحرف شوند؛ یعنی مسطّح بودن خود را از دست بدهند. اگر این اتّفاق بیفتد، به هنگام توقّف ممکن است ترمزها دچار لرزش و ارتعاش شوند. هر دو مشکل اغلب با بازپرداخت(تراشکاری یا ماشین کاری) روتور رفع می شوند. برای این کار از هر دو سمت روتور مقداری مادّه برداشته شده و سطح صاف و هموار حاصل می شود.

نیازی نیست در هر بار جایگزین کردن کفشک های ترمز، عمل بازپرداخت را انجام دهید. در واقع تنها زمانی این عمل احتیاج است که آنها تاب خورده و یا تحت ساییدگی زیاد قرار گرفته باشند. اگر روتورها بیش از حدّ لازم ماشین کاری شوند، عمرشان کاهش می یابد. به دلیل اینکه این عمل با جدا کردن مادّه از سطح همراه است، روتورهای ترمز بعد از هر بار ماشین کاری نازک و نازک تر می شوند. همه ی روتورهای ترمز برای حدّاقل ضخامت مجاز قبل از نیاز به تعویض قطعه، مشخّصه ای دارند. این مشخّصه را می توان در کتاب راهنمای مربوط به هر خودرو پیدا کرد.

 

 

 

 

 

 

 

 

مختصري در مورد پمپها

کاویتاسیون چیست؟

جریانی از مایع را در نظر بگیرید هرگاه فشار درون لوله به فشار بخار مایع نزدیک شود یا برسد مایع موجود در لوله شروع به جوشیدن می کند. و حباب های بخار در آن تشکیل می شود. این حباب های کوچک به همراه مایع به نقاطی که فشار در انجا با لاتر است منتقل می شود و می ترکند و باعث ایجاد اسیب به بدنه های لوله و پره های توربین می شود.

این پدیده را کاویتاسیون (خلازایی) می نامند.

کاویتاسیون در پمپ ها باعث ایجاد سرو صدا و پایین آمدن راندمان آن می شوند.

 

پمپ ها

می دانیم که مایعات دارای شکل ثابتی نیستند به همین دلیل برای جابجایی آن ها از روش اختلاف فشار استفاده می شود تا بتوان آن ها را انتقال داد.که برای این کار از پمپ ها یا تلمبه استفاده می شود.عملیاتی که برای ایجاد اختلاف فشار و جابجایی مایعات مورد استفاده می شود را پمپاژ کویند.

انواع پمپ ها

پمپ گریز از مرکز:

اینگونه پمپ ها داری یک شیر خروجی می باشد که باید بسته باشد زیرا در این موقه باعث ایجاد حداکثر فشار در تلمبه می شود که به آن فشار طراحی گفته می شود.

پمپ ترکیبی:

زمانی که نیاز باشد یک سیال را با جریان بسیار بالا ارسال کنیم چندین پمپ را بصورت سری به همدیگر متصل کرده که به اینگونه پمپ ها پمپ ترکیبی گویند.

پمپ دیاگرامی:

از اینگونه پمپ ها زمانی استفاده می شود که نیاز به ایجاد فشار و سرعت زیاد نباشد و این پمپ ها با استفاده از یک خلاء می توانند سیال را پمپ کنند

پمپ رفت و برگشتی:

در این پمپ ها برای بالا بردن فشار سیال از حرکت افقی و عمودی استفاده می شود. که مقداری اتلاف انرژی به همراه دارد.

این پمپ ها برخلاف پمپ های گریز از مرکز نباید خروجی پمپ بسته باشد زیرا باعث ایجاد خرابی در پمپ می شود. علاوه بر این ها بستن یک شیر اطمینان در خروجی پمپ لازم است.
پمپ پیستونی:

در این نوع پمپ ها که مانند پمپ های گریز از مرکز دارای یک شیر خروجی است که نباید موقع عمل پمپاژ بسته باشد.

پمپ پلانجری:

این نوع پمپ دارای یک شیر اطمینان است که مانند پمپ پیستونی است ولی اگر قطر فشارنده آن کم باشد به آن پمپ پلانجری گویند.

عيب يابي در پمپها

در شرایط ایده ال پمپ هایی را مورد استفاده قرار می دهیم که همیشه در بهترین وضعیت خود کار می کنند.اما در دنیای واقعی به ندرت پیش می آید بتوانیم از یک تولید کننده پمپی دریافت نماییم که بازدهی آن به الزامات مورد نظر ما نزدیک باشد.و یا پیدا کردن راهی که بتواند عملکرد پمپ را درنقطه بیشترین بازدهی و یا نزدیک به ان نقطه حفظ نماید محال به نظر می رسد.البته مهندسین کاربردی راههایی برای بهینه سازی انتخاب پمپها دارند.یک راه این است که پمپ مطلوب را مشخص نموده و مشخصه های آن را به قدری دقیق ذکر نماییم که پمپهای دیگر را شامل نشود.در صنعتی که رقابت بر سر بهترین پیشنهادات وجود دارد این کار مورد قبول واقع نمی شود.روش دیگر بیان نمودن مشخصات پمپ بصورت پارامترهای اساسی می باشد.این پارامترها عبارتند از: جریان هد (افت فشار)،حداکثر توان ترمز، حداقل بازدهی پمپاژ،حداقل ضریب توان موتور و حداکثر سرعت موتور.
عملكرد پمپهاي سانتريفوژ در حالتی که شدت کار بر روی آنها زیاد باشد مي تواند موجب اختلالاتی در تلمبه شود. جريان توربولنت مي تواند موجب ایجاد لرزش هايی باعث و خارج شدن پمپ از مدار شود که به آن اصطلاحا می گوینداوت شده. يكي از دلايل اوليه لرزشهاي پمپ كاويتاسيون می باشد. در اين حالت در اثر كاهش فشار مايع و تبخير صورت گرفته در سمت مكش پروانه توده هاي حباب توليد و به خروجي پروانه برخورد کرده. حبابها همراه با صدا (مشابه صداي ضربه به بادكنك) و ايجاد لرزش مي شود.

توليد حباب در پروانه وقتي رخ مي دهد كه Npsh موجود مكش پمپ كمتر از Npsh اين امر مي تواند به علت وجود مانع در مسير مكش، وجود زانوئي در فاصله نزديك ورودي پمپ و يا شرايط غير عادي مي باشد. عواملي مانند افزايش دما و يا كاهش فشار در سمت مكش نيز مي تواند شرايط فوق را ايجاد كند. البته انتخاب پمپ براي سيستمهايي كه در دبي هاي متفاوت و سرعت متغير كار مي كنند بايستي با دقت صورت گيرد تا از پديده كاويتاسيون جلوگيري گردد. با توجه به ملاحظه مراجع مختلف لرزش پمپ ها معلوم شده است يك عامل رايج اين لرزشها پديده كاويتاسيون است و مي تواند مخرب نيز باشد.

ازدیگر عواملی که می تواند باعث لرزش در پمپ ها شود می توان به هم محور نبودن تلمبه و محور اصلی آن بیان کرد زیرا در این صورت باعث ایجاد جفت نبودن با دیگر قطعات دانست به همین دلیل باعث ایجاد سرو صدا می شود.

از دیگر عوامل می توان به خارج شدن شفت از مرکز خود دانست که این پدیده با چشم قابل دیدن و تشخیص نیست به همین دلیل آن را بر روی ماشین تراش که دارای اندازه گیر ساعتی می باشد نصب می کنند و اگر این کج شدگی به اندازه خیلی خیلی ناچیرز باشد به وسیله یک شخص ماهر قابل بازگشت به خط می باشد در غیر اینصورت از رده خارج می شود.
یکی دیگر از اشکالات در پمپ ها می توان به خوردگی پروانه تلمبه و رینگ ها و بلبرنگ ها اشاره کرد که سائیده شدن و یا فاصله آزاد آنها زیاد شده است.

پمپ گریز از مرکز

هرگاه جسمی به‌سرعت حول محور خود به چرخش در آید، ذرات مرکزی آن جسم در اثر نیروی تولید شده به خارج پرتاب می‌گردند. این نیرو را نیروی گریز از مرکز گویند. پمپهای گریز از مرکز بر اساس این نیرو که در اثر چرخش پروانه بوجود می‌آید، کار می‌کنند. دو قسمت مهم این تلمبه که کار اصلی را انجام می‌دهند، عبارتند از:

پروانه impeller
جداره Casing

مایع پس از رهایی از پروانه ، از مجرایی می‌گذرد که انرژی سرعتی مایع به انرژی فشاری مبدل می‌گردد. به این ترتیب ، فشار مایع هنگام خروج بیش از فشار ورودی آن می‌باشد. اگر سطل پر آبی را با سرعت به دوران در آوریم، مشاهده می‌شود وضعی قرار می‌گیرد که بای آب نمی‌ریزد. اگر در همین حال ، سوراخی در ته طرف ایجاد کنیم، مشاهده می‌شود که آب با سرعت زیاد از سوراخ به بیرون می‌ریزد..

پمپ دوّار

پمپ دوّار ، یک نوع پمپ جابجایی مثبت است که مایع را ممکن است به دو طریق پمپ کند: دورانی خاص و مخلوطی از دوران و نوسان. هر پمپ دوّار به‌طور کلی از یک محفظه ساکن درست شده که در این محفظه یک موتور بوسیله نیروی یک محرک خارجی می‌گردد. حرکت روتور اجرا ، پمپ کننده را به حرکت در می‌آورد. پمپهای دوّار با طرحهای گوناگون و متنوع ساخته شده‌اند که معمولترین آنها عبارتند از:

چرخ دنده داخلی و خارجی ، یک پیچی و چند پیچی ، تیکه‌ای ، پره‌ای نفرشی ، پره‌ای نوسانی ، بادامک پیستونی می‌باشد. این پمپها لازم است با سرعت دورانی زیاد و در حدود 5000 دور در دقیقه و یا بیشتر کار نمایند.

در بحث قبلی که در رابطه با پمپ ها داشتیم به بیان موضوعی در رابطه با پمپ های جابجایی مثب صحبت کردیم برای اینکه این قضیه کمی روشن تر و شفاف تر باشد به شرحی در رابطه با پمپ های جابجایی مثبت و نوع های شبیه به آن می پردازیم.

پمپ های جابجایی مثبت

پمپ دورانی یک نوع پمپ جابه‌جایی مثبت می باشد. به عنوان مثال در هر دور کامل چرخ در یک پمپ چرخ دنده‌ای مقدار معینی از سیال را از ورودی به خروجی منتقل کرده و آن را به سیستم های لوله کشی انتقال می دهد. به همین دلیل از پمپهای چرخ دنده‌ای معمولا برای انتقال سیالها از میان سیستمهایی که دارای یک مسیر جریان کامل از قسمت خروجی به ورودی پمپ می‌باشند، استفاده می‌شود. اگر این مسیر جریان برای مدتی مسدود شود، فشار زیاد ایجاد شده باعث متوقف شدن واحد محرک می‌گردد. پمپ ممکن است خورد شود، یا حداقل اتصالات فلزی سیستم لوله کشی خراب شده و شروع به نشت نمایند.

پمپ چرخ دنده جناقی

این پمپ به خاطر داشتن شکل دندانه چرخ دنده‌اش ، پمپ چرخ دنده جناقی نامیده شده است. دندانه‌های پمپ چرخ دنده‌ای ساده ، مستقیم هستند. بدین دلیل هنگام تخلیه هر چرخ دنده در یک زمان انجام می‌شود. دنده چرخ دنده‌های جناقی کج است. این موضوع باعث روی هم افتادن چرخ دنده‌ها می‌شود. هنگام تخلیه یک چرخ دنده قبل از تکمیل هنگام چرخ دنده دیگر انجام می‌شود، بدین دلیل باعث نرم تر کار کردن جریان در داخل سیستم لوله کشی می‌شود.
پمپ های چرخ دنده حلزونی

بعضی از پمپهای چرخ دنده‌ای باید بتوانند سیال را به هر دو جهت جابه‌جا کنند. بدین معنی که جهت چرخش چرخ دنده‌ها بایستی معکوس شود. چرخش پمپهای چرخ دنده‌ای ساده قابل برگشت (دو طرفه) است، ولی دارای خروجی ضربانی می‌باشند. پمپهای چرخ دنده جناقی دارای خروجی یکنواخت‌تری هستند، ولی جهت چرخش چرخ دنده‌ها قابل برگشت نیست. برای پیشگیری این نقض ، بعضی از پمپهای چرخ دنده‌ای از چرخ دنده حلزونی استفاده می‌کنند. کجی دندانه‌های چرخ دنده حلزونی باعث می شود هنگامه تخلیه یکنواخت برای جریان خروجی آرام تر از پمپ می‌باشد.
هر پمپ دارای سه روتور می‌باشد، یک روتور نیرو دهنده و دو هرز گرد. روتورها درون یک پوسته قرار می گیرند. سیال از طریق دهانه مکشی وارد پمپ می‌شود و از طریق گذرگاههای محفظه به هر دو انتهای روتورها یا جایی که سیال در میان فضای بین پوسته روتور و دندانه‌های روتور نیرو دهنده بار (سیال) پمپاژ شده مورد نیاز را با هرزگردها که بطور ساده برای آب بندی بکار می‌روند، حمل می‌کند. محفظه‌های روتور از یاطاقانهای طوقهای تشکیل شده‌اند. این یاطاقانها روتورها را نگهداری و هدایت کرده و آنها را درگیر می‌کنند.

محفظه روتورها کانالهایی هستند که مایع باید قبل از تخلیه شدن از پمپ از میان آنها بگذرد. برای جلوگیری از نفوذ هوا به داخل پمپ (فشار سیال در طرف مکش پمپ ممکن است کمتر از فشار اتمسفر باشد) شافت روتور نیرو دهنده باید آب بندی شود. شافت روتور هرزگرد مانند میله والو به وسیله پکینگی که توسط گلند در کاسه نمد نگه داشته می‌شود، آب بندی می‌گردد. قسمت انتهای کاسه نمد یک قسمت مجزا می‌باشد. این قطعه یاطاقان طوقه‌ای می‌باشد که بوش آب بندی نامیده می‌شود. بوش آب بندی ، شافت روتور نیرو دهنده را نگه داشته و هدایت می‌کند و نیز برای نفوذ ناپذیری هوا از اطراف شافت به داخل کمک می‌کند.

زمانی که یک مهندس شیمی (بعضی از شاخه ها) وارد صنعت می شود باید بتواند با انواع پمپ ها و دستگاه هایی که با سیال ها سروکار داردند کارکند و اطلاعاتی درمورد آنها داشته باشد. به همین دلیل سعی کردم در این پست به توضیحی در مورد یکی از پمپ های بسیار معروف و پر کاربرد در صنعت بپردازم.

پمپ سانتریفوز

در این این نوع پمپ ها سیال ابتدا به مرکز پمپ و نزدیک پره‌ها فرستاده می شود. و از اثر نیروی گریز از مرکز که ناشی از گردش سریع پمپ می‌باشد و انرژی جنشی زیادی بدست آورده و به خارج پرتاب شده و پوسته را از سیال پر کرده. انرژی جنبشی در قسمت های خروجی پمپ به انرژی فشاری تبدیل شده.

حرکت پروانه:

در جهت عمود بر فرو رفتگی پره ها در پمپ ها می باشد. پمپ های سانتریفیوژ از پرکاربردترین پمپ هائی است که در صنعت کاربرد فراوان دارد. مزیت این نوع پمپ ها این است که در اثر گذر حجمی سیال در آنها یکنواخت می‌شود.

پمپ های سانتریفیوژ را بر حسب نوع آن ها به انواع زیر تقسیم بندی می‌کنند:

از نظر وضعیت طبقات که ممکن است یک طبقه و یا چند طبقه باشند.

از نظر مقدار آبدهی و هد که ممکن است بصورت کم ، متوسط و زیاد باشند.

از نظر نوع پروانه ، تعداد تیغه.

اجزای یک پمپ سانتریفوژ

موتور ، که باعث حرکت دورانی محور می گردد.

پوسته جداره

لوله رانش

لوله مکش

محفظه بین پوسته و پروانه

پروانه پمپ شامل پره‌هایی می‌باشد که به نحوی ساخته شده‌اند تا جریان داخل پمپ حتی امکان یکنواخت باشد.

انواع پروانه‌های پمپهای سانتریفوژ

انواع پروانه‌های معمولی

پروانه ممکن است به یک صفحه متصل باشد یا بین دو صفحه قرار داشته باشد یا آزاد باشد. مایع در جهت محور وارد بدنه پمپ می‌شود و سیال ورودی بوسیله پره‌های پروانه دریافت شده و به داخل یک پیچک که مماس بر پمپ می‌باشد تخلیه می‌گردد. آب بندی پمپ های سانتریفوژ مسئله ای بسیار مهمی است که در صورت عدم رعایت آن باعث کاهش راندمان عمل پمپ می‌گردد.

در این قسمت انواع پمپ های گریز از مرکز( centrifuge pump ) را مورد بحث و بررسی قرارمي دهیم.

ابتدا اصول کار اولیه یک پمپ گریز از مرکز را بصورت خیلی مختصر شرح می دهم تا با مفهوم گریز از مرکز آشنایی پیدا کنید.

یک قوطی حلبی را در نظر بگیرید که در آن دو تا تیغه قرار گرفته است که سیال مورد نظر در آن ریخته می شود و این تیغه ها که به دیواره متصل می باشند شروع به حرکت می کنند و موجب ایجاد تلاطم و گردش در آب می شوند که این نیرو را گریز از مرکز گویند. خوب تا اینجا را داشته باشید حال این نیروی ایجاد شده باعث می شود تا سیال به کناره های دیواره ظرف رفته وسپس به سمت جلو یا بالا حرکت کند و این حرکت را گریز از مرکز یعنی خارج شدن از نقطه مرکز را گویند. یک مثال ساده می تواند قضیه را کاملا روشن کند. زمانی که شما می خواهید یک چای را شرین کنید درون آن شکر ریخته و با قاشق هم می زنید اگر خیلی سریع هم بزنید مایع درون لیوان یک شکل خاصی به خود می گیرد که کل مایع تمایل دارد به دور قاشق نزدیک شود که این همان نیروی گریز از مرکز در پمپ های گریز از مرکز می باشد.

انواع پمپ های گریز از مرکز:

پمپ پره مستقیم ( شعاعی)
پمپ تیغه خمیده ( volute )
پمپ مارپیچ

پمپ پره مستقیم:

در این گونه پمپ ها یک مجرای ورودی در مرکز پروانه پمپ قرار گرفته که سیال از طریق آن وارد محفظه می شود در این حین حرکت دورانی سیال موجب ایجاد یک فشار به قطر خارجی پروانه می شود. که باعث ایجاد جریان شده و پروانه را با سرعت و فشار زیادی ترک گفته و از طریق خروجی خارج شده.

پمپ تیغه خمیده ( volute ) :

این نوع پمپ ها علاوه بر قسمت های داخلی که به پره های منحنی شکل مجهز می باشد حتی درپوش آن هم به پره های منحنی شکل مجهز شده. در این گونه پمپ شکل پمپ یک تغییر خاصی دارد که حالت مارپیچ به خود دارد.

زمانی که سیال وارد محفظه پمپ شده پره ها سیال را به تلاطم در آورده اما به فرم مارپیچ این کار انجام می شود. و سیال را به دیواره چسبانده و سپس آن را خارج کرده. همزمان با گردش پروانه آب به دیواره چسبیده می شود و وارد مجرای مارپیچی شده. توجه کنید که فرآیند کار تمامی پمپ های گریز از مرکز یکسان است ولی کمی با هم تفاوت دارند.

پمپ مارپیچ:

این پمپ ها به شکل یک منحنی مارپیچ می باشند که به گرد یک نقطه دوران می کنند و دارای فاصله یکسان و ثابتی می باشند که از مرکز خود دور می شوند. حالت مارپیچ به شکل پوسته داخلی پمپ اطلاق می شود که فرم مارپیچ به خود می گیرد. این شکل پمپ یک مزیت خوب به پمپ می دهد تا بتواند سیال را به راحتی خارج کند. پس نتیجه این می شود که مجرای مارپیچی شکل سیال را جمع کرده و به سمت دریچه خروجی هدایت کرده. یکی دیگر از مزیت های این نوع پمپ ها این است که سرعت در تمامی نقاط پمپ یکسان است ولی در هنگام خروج سرعت کمی کاهش یافته. می دانید که فشار با سرعت رابطه عکس دارد زمانی که سرعت کم شده فشار زیاد شده حال برای اینکه فشار را بیشتر کنند سطح مقطع خروجی پمپ را افزایش داده.

در قسمت قبل به تفسیر پمپ های گریز از مرکز (Centrifuge Pump ) پرداخته و انواع آن ها را بیان نموده. حال می خواهم در اینجا به توضیح در مورد تقسیم بندی کلی پمپ ها بپردازیم.
پمپ ها را براساس میزان ارسال ارتفاع سیال تقسیم می کنند. که به آن هد پمپ (Pump Head ) گویند.

حال پمپ ها به چند دسته تقسیم می شوند:

پمپ ها تک مرحله ای (Single Stage ):
پمپ های دو مرحله ای:
پمپ های چند مرحله ای:
پمپ ها تک مرحله ای (Single Stage ):

این پمپ ها برای مواردی طراحی شده اند که ارتفاع خروجی آن ها کمتر از 1000 فوت (305 متر) باشد کاربرد دارد. اما مهمترین ایرادی که از این گونه پمپ ها می توان گرفت این است که ارتفاعی که سیال را می تواند پمپ کنند بسیار کم می باشد. این نوع پمپ ها به دو صورت طراحی می شوند:

پمپ های تک مرحله ای ثابت:

پمپ های تک مرحله ای متحرک (Portable ):
پمپ های تک مرحله ای ثابت:

این پمپ برای زمانی است که بخواهیم یک سیال را از یک چاه کم عمق یا مصارف عمومی و کار در منزل مورد استفاده قرار می گیرد.

پمپ های تک مرحله ای قابل حمل:

این پمپ برای موتورهای برقی و گازوئیلی یا بنزینی استفاده می شود. بیشتر شرکت های ساختمانی از این نوع پمپ ها استفاده می کنند زیرا قابلیت حمل به هر نقطه را دارد و برای هر نوع عملیاتی توانایی وقدرت مناسبی دارند.

پمپ های چند مرحله ای:

دیگر در رابطه با پمپ های دو مرحله ای صحبت نمی کنم زیرا ساختاری شبیه به پمپ های چند مرحله ای دارد. این پمپ ها برای زمانی طراحی شده اند که بخواهیم یک سیال را به ارتفاع زیادی پمپاژ نماییم به همین دلیل این پمپ ها با استفاده از ساختاری که برای آن ها طراحی کرده اند مناسب می باشند. در این پمپ ها از یک مرحل های وجود دارد تا 10 و بیشتر به طوری که هر مرحله را می توان یک پمپ تک مرحله ای فرض کرد.

ارسال سیال در این گونه پمپ ها به صورت افزاینده می باشد که ابتدا در مرحله اول سیال ورودی به دوبخش تبدیل شده و میزانی فشار به آن اضافه می شود و سپس در مرحله بعدی باز سیال به دو بخش تقسیم شده و میزان دیگری فشار به ماده ما اضافه شده و باز در مرحله بعدی سیال به اندازه فشار دلخواه رسیده و حال از جمع زدن کل این مراحل عدد 8 بدست می آید که پمپ 8 مرحله ای نامیده می شود و این طریقه محاسبه و کارکرد پمپ های چند مرحله ای بود که به صورت خلاصه توضیح دادم.

پره ها (Vans )

در پمپ های گریز از مرکز (Centrifuge Pump ) نوع پره (Vane) به مصرف و شرایط محل مورد نیاز و عملکرد آن پمپ بستگی دارد که از چه نوع جنس و چگونه شکلی مورد استفاده قرار می گیرد. پره های پمپ می تواند از تک پره (Single Vane ) تا 12 تا بیشتر هم باشد. هر چقدر تعداد پره ها بیشتر باشد پمپ توانایی این را دارد که بهتر بهره به ما بدهد. خود پره ها هم به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند:

پره باز(Open Vane )
پره نیمه باز( Semi-Open Vane )
پره پوشیده (Covered Vane )
پره باز(Open Vane )

این پره ها به گونه ای طراحی شده اند که یک از هر دوطرف آزاد می باشند مثل پره های چرخ گوشت. هر پره ای که به این فرم طراحی شده باشد از نوع پره باز می باشند که در وسط آن یک سوراخ وجود دارد که در جای خود سوار می شود و سیال از یک مجاری دیگر وارد شده. از این پره برای سیالاتی استفاده می شود که هیچ گونه ناخالصی در خود نداشته باشد.
پره نیمه باز( Semi-Open Vane )

از این پره ها در پمپ های فشار قوی که سیال دلرای ناخالصی و ذرات معلق می باشد مورد استفاده قرار می گیرد. شکل این نوع پره ها به گونه ای است که یک صفحه در پشت پره چسیبده می شود و یک طرف آن بسته و طرف دیگر آن باز می باشد بگونه ای که پره قابل مشاهده می باشد.

پره پوشیده (Covered Vane )

حال به توضیح در مورد این پره پرداخته. این پره ها استفاده زیادی در صنعت پمپ سازی دارد زیرا این پره ها خیلی کم سائیده می شوند مدت طولانی می توان از آن ها استفاده کرد زیرا بازده زیادی دارند. و به هیچ وجه مواد زاید نمی توانند با پره درگیر شوند. ساختار این پره ها به گونه ای است که پره بین دو صفحه قرار گرفته و یک فاصله بین آن دو صفحه وجود دارد که پره بین آن قرار می گیرد و سیال از آن راه با پره در تماس می باشد.

 

 

 

معرفي ماشين‌كاري با جت آب و مواد ساينده معرفي ماشين‌كاري با جت آب و مواد ساينده

Abrasive and Water Jet Machining: Introduction

اگرچه سال‌هاست كه از استفاده از تكنولوژي جت مواد ساينده و جت آب مي‌گذرد و ليكن اخيراً اين دو فرآيند در زمينه بازار ماشني ابزار جايگاه مناسبي پيدا كرده است. اين موضوع مهم و قابل توجه است و تعدادي از نوآورن قديمي با استفاده از جايگزيني و تكميل فرآيندهاي معمولي ماشين‌كاري خود با استفاده از اين دو فرآيند (ماشين‌كاري با جت‌آب و جت مواد ساينده) سود فراواني برده‌اند.

اخيراً بر طبق گزارش Frost و Sullivan كه يك شركت بازاريابي كار مي‌كنند، اعلام نموده‌اند كه abrasive waterjet به نحو چشمگيري رشد و گسترش قابل ملاحظه‌اي پيدا كرده است. رشد 1/9 درصد در فاصله سال‌هاي 2002-1997 براي بازار واترجت و جت مواد آينده پيش‌بيني مي‌شود.

هم واترجت و هم ليزر قادرند فلزات و ديگر مواد را برش دهند. وليكن دستگاه‌هاي واترجت ارزان‌تر از دستگاه‌هاي ليزر مي‌باشند و عملاً دستگاه‌هاي واترجت برتر از ماشين‌هاي برش معمولي مي‌باشند.

چرا تعداد زيادي از مردم به خريد دستگاه‌هاي واترجت روي آورده‌اند، زيرا: چون مي‌توانند سريع برنامه‌ريزي كرده و در مدت كوتاهي پول‌دار شده و سود زيادي عايدشان شود. همچنين مي‌توانند سريعاً دستگاه را تنظيم كرده و كل مجموعه تنظيمات دستگاه را تنظيم كرده و كل مجموعه تنظيمات دستگاه را چك كنند آنها از ابزار دستگاه خيلي تعريف مي‌كنند. چونكه ابزار، هم در ماشينكاري اوليه و هم در ماشينكاري ثانويه (نهايي) يكي است و نيازي به تغيير ابزار نمي‌شود. سرعت ساخت قطعات بسيار بالا و خارج از تصور مي‌باشد. اين روش باعث ايجاد اثرات حرارتي روي قطعه نمي‌شود. آنها مي‌توانند هزينه خريد دستگاه را در مدت كوتاهي تامين نمايند. شما قبلاً عبارات واترجت و جت مواد ساينده را شنيده‌ايد، اين مهم است كه بدانيد جهت مواد ساينده همان واترجت نمي‌باشد، اگرچه خيلي به هم شبيه هستند. تكنولوژي جت‌آب به حدود 20 سال پيش برمي‌گردد و جت مواد ساينده حدوداً 10 سال بعد به وجود آمد. اساس هر دو روش مبتني بر افزايش فشار آب تا حد خيلي زياد و خروج آب از يك روزنه كوچك به خارج مي‌باشد. سيستم واترجت از يك باريكه آب استفاده مي‌كند كه از دهانه (orifice) خارج مي‌شود و مي‌تواند مواد نرمي از قبيل پارچه و مقوا را برش دهد و ليكن نمي‌تواند مواد سخت‌تري را برش‌كاري كند. آب در دهانه ورودي از 20 تا 55 هزار پوند بر اينچ مربع تحت فشار قرار مي‌گيرد، سپس از دهانه (jewel) كه قطر آن به طور نمونه 015/0-010/0 اينچ مي‌باشد. با فشار خارج مي‌شود و در سيستم جت مواد ساينده، مواد ساينده به جت‌آب افزوده شده تا بتواند مواد سخت‌تر را نيز برش دهد. سرعت خيلي زياد جت آب باعث ايجاد خلاء شده و مواد ساينده را به داخل نازل مكش مي‌كند. اغلب مردم زماني كه منظورشان جت ساينده است، به غلط اصطلاح واترجت را به كار مي‌برند. يك مجموعه كامل نازل واترجت حدود 500 تا 1000 دلار مي‌باشد در صورتي كه نازل جت سازنده حدود 800 تا 2000 دلار هزينه در بر دارد. هزينه عملياتي جت مواد ساينده به خاطر سايش تيوپ مخلوط‌كننده مواد ساينده با آب و همچنين به خاطر مصرف مواد ساينده نسبت به واترجت خيلي زياد است.

تنها محدوديت جت‌آب نازل‌هاي آن مي‌باشد و jewel داراي سوراخ بسيار ريزي بوده كه آب با فشار از آن به بيرون پاشيده مي‌شود. Jewel ممكن است ترك برداشته و يا در اثر رسوب در آن مسدود شدن دهانه ياقوتي نازل در اثر ورود مواد زائد و گرد و كثافت در دهانه ورودي آب (inlet water) مي‌باشد و مي‌توان براحتي و با استفاده از يك فيلتراسيون مناسب از بروز چنين مواردي جلوگيري نمود. رسوبات در اثر مواد معدني موجود در آب نيز ممكن است پديد آيد. Jewelها را مي‌توان در مدت كوتاهي حدود 2 تا 10 دقيقه تعويض نمود. همچنين قيمت بالايي نداشته و حدود 5 تا 50 دلار مي‌باشد، البته نازل‌هاي الماسه نيز وجود دارند وليكن قيمت آنها حدود 200 دلار مي‌باشد و همچنين ساخت آنها نيز مشكل‌تر از نازل‌هاي ياقوتي مي‌باشد. ابعاد و شكل هندسي دهانه نازل در نحوه عملكرد آن تاثير بسيار مهمي داشته و در مورد نازل‌هاي الماسي تامين اين دقت و تلرانس كمي مشكل و هزينه‌بر مي‌باشد.

محدوديت‌هاي موجود در مورد نازل‌هاي مربوط به جت مواد ساينده

نازل‌هاي جت مواد ساينده علاوه بر طرح ساده‌اي كه دارند گاه‌گاهي ايجاد مشكلاتي نيز مي‌كنند. طرح‌هاي گوناگوني ساخته شده‌اند ولي همگي در بروز يكسري مشكلات مشترك هستند.

تيوپ مخلوط‌كننده يك قطعه و مجموعه گران‌قيمت بوده و به علت سايش در اثر مواد ساينده داراي عمر كوتاهي نيز مي‌باشد. همانطوري كه گفته شد، جت مواد ساينده قادر است هر چيزي را برش دهد و اين توانايي بالايي فرسايش و در نتيچه آن برش مسير عبور و تيوپ مخلوط‌كننده را نيز تحت تاثير قرار مي‌دهد و همين مسئله در افزايش قيمت نهايي قطعه توليدي تاثير مي‌گذارد.

از ديگر مشكلات موجود در مورد دستگاه‌هاي جت مواد ساينده اين است كه تيوپ مخلوط‌كننده به هميشه بلكه گاه‌گاهي مسدود مي‌شود. معمولاً علت اين امر در اثر مواد زايد و كثيف (dirt) و همچنين دانه‌هاي مواد ساينده كه از اندازه استاندارد بزرگ‌تر باشند نيز حاصل مي‌شود.

مزاياي ماشين‌كاري با جت مواد ساينده

برنامه‌‌ريزي و تنظيم فوق‌العاده سريع

در اين فرآيند نيازي به تغيير ابزار جهت كارهاي مختلف نمي‌باشد، برعكس ديگر دستگاه‌هاي ماشين‌كاري كه حتي براي تعويض ابزار نير بايد براي دستگاه برنامه‌ريزي كرد. تنها برنامه‌ريزي لازم براي انجام عمليات ارائه نقشه قطعه به دستگاه مي‌باشد و اگر مشتري نقشه قطعه كار را روي يك ديسكت به شما تحويل دهد، نصف كار انجام شده است و اين به اين معني است كه شما در توليدات كم و حتي تك‌سازي هم مي‌توانيد سود قابل توجهي ببريد.

براي اغلب كارها نياز به فيكسچر خيلي كمي نياز است:

براي مواد تخت مي‌توان پس از قرار دادن آنها روي ميزكار با قراردادن دو وزنه 10 پوندي روي آن قطعه كار را فيكس نمود و براي قطعات كوچك مي‌تواند با استفاده از رويندهاي كوچك، كار را محكم نمود.

امكان ماشين‌كاري تقريباً هر قطعه (شكل) دو بعدي و برخي از قطعات (اشكال) سه بعدي

امكان ماشين‌كاري شعاع‌ها و گوشه‌هاي داخلي با شعاع كم، امكان ساخت فلانج كاربراتور با سوراخ‌ها و همه چيزهاي لازم آن. برخي از دستگاه‌هاي فوق‌العاده پيشرفته قادر به ماشين‌كاري سه بعدي مي‌باشند. ماشين‌كاري سه بعدي نيازمند و مستلزم دقت زيادي مي‌باشد. به همين دليل ماشين‌كاري سه بعدي صرفاً جهت كاربردهاي خاص به كار مي‌رود.

به هر حال ماشين‌كاري جت مواد ساينده داراي توانمندي فوق‌العاده در توليد اشكال دو بعدي است و ليكن در مورد اشكال سه بعدي داراي محدوديت‌هايي مي‌باشد.

اعمال نيروي جانبي بسيار كم به قطعه حين ماشين‌كاري

بدين معني كه شما مي‌توانيد با اطمينان قطعاتي كه ضخامت ديواره آنها به كوچكي 0025/0 اينچ باشد را به راحتي و بدون تركيدگي و يا حتي لب‌پريدگي، ماشين‌كاري كنيد. همچنين پايين بودن زياد ميزان نيروي جانبي برش اين امكان را فراهم مي‌كند تا بتوان اشكال لانه زنبوري و تو در تو توليد نموده و با اين كار را از متريال حداكثر استفاده را كرد.

اغلب هيچ گونه گرمايي روي قطعه كار ايجاد نمي‌شود:

شما مي‌توانيد قطعه كار را ماشين‌كاري كنيد. بدون ايجاد افزايش دما و سخت شدن قطعه كار و بدون توليد دودهاي سمي، بدون ايجاد پيچيدگي در قطعه كار، و بدون توليد دودهاي سمي، و بدون ايجاد پيچيدگي در قطعه كار.

شما مي‌توانيد قطعاتي را كه قبلاً سخت‌كاري شده‌اند و عمليات حرارتي بر روي آنها انجام شده است را به راحتي ماشين‌كاري كنيد. در ايجاد سوراخ بر روي فولاد به ضخامت 2 اينچ حداكثر دماي قطعه كار به 120 درجه فارنهايت مي‌رسد و ليكن ماشين‌كاري بر روي ديگر قطعات در دماي اتاق انجام مي‌شود.

نيازي به ايجاد سوراخ اوليه نمي‌شود:

بر خلاف ماشين‌كاري با وايركات كه نياز به ايجاد سوراخ اوليه مي‌باشد در اين روش نيازي به ايجاد سوراخ اوليه نمي‌باشد.

موضوع ضخامت قطعه‌كار

محدوديت مشخصي براي ضخامت معلوم نمي‌باشد و ليكن سرعت برش تابعي از ضخامت قطعه كار مي‌باشد.

عدم آسيب‌رساني به محيط

شما مي‌توانيد از مواد ساييده شده قرمز رنگ كه از garnet بجاي مانده است جهت تزئين باغچه استفاده كنيد حتي اگر شما مي‌خواهيد قطعات زيادي از جنس مواد خطرناك از قبيل سرب و … را ماشين‌كاري كنيد، اين مهم است كه مقدار خيلي كمي از ماده برداشته مي‌شود. اين خود در حفاظت محيط‌زيست موثر است.

باقي مانده مواد خام نيز قابل استفاده است

هنگام ماشين‌كاري قطعات گران‌قيمت از قبيل تييانيوم، باقي مانده ماده خام نيز ارزشمند است زير عرض برش اين فرآيند كوچك بوده و پس از توليد قطعه اصلي، مي‌توان از مواد باقي مانده مجدداً قطعات ديگري توليد نمود.

تنها و تنها فقط به يك ابزار نياز است

در اين روش نيازي به تغيير ابزار نمي‌باشد و حتي نيازي به برنامه‌ريزي جهت تغيير ابزار نمي‌باشد. برنامه‌ريزي و تنظيم دستگاه و تميز كردن نيز زمان زيادي نمي‌برد، از اين رو در اين روش سرعت توليد و بهره‌وري خيلي زياد است.

افسانه‌ها و موهومات معمول در مورد جت مواد ساينده

اوه! شما مي‌توانيد فولاد به ضخامت 6 اينچ را با آب ببريد!؟

خير! اگر شما مشاهده مي‌كنيد كه يك قطعه فولادي به ضخامت 6 اينچ در حال برش‌كاري است، بدانيد كه اين واترجت نيست بلكه جت مواد ساينده است كه اين كار را انجام مي‌دهد. وظيفه آب در اينجا فقط اعمال شتاب فوق‌العاده زياد بر مواد ساينده است. و اين مواد ساينده است كه فولاد را مي‌برد، نه آب!

عمر نازل برش‌كاري

به اشتباه خيال مي‌شود كه عمر نازل خيلي مهم و حساس است و اين در حالي است كه عمر قسمت نازل دستگاه اهميت آن چناني ندارد و آنچه كه مهم است عمر تيوپ مخلوط‌كننده مواد ساينده با آب است.

Orifice يا jewelها ارزان هستند و اصلاً قابل قياس با تيوپ اختلاط نمي‌باشد. Jewelها (قسمت نازل يا دهانه خروجي آب است كه از جنس لعل يا ياقوت مي‌باشد) تقريباً ارزان و حدود 15 تا 50 دلار مي‌باشند و اين در حالي است كه قيمت تيوپ مخلوط‌كننده 100 تا 200 دلار مي‌باشد. Jewelها نوعاً در اثر رسوبات معدني موجود در آب آسيب مي‌بينند كه البته اين رسوبات قابل برداشت مي‌باشند. Jewel از جنس ياقوت قرمز و آبي تقريباً يكسان هستند و تفاوتشان فقط در رنگشان است. علت رنگ قرمز rubyها به علت درصد بالاي كرم موجود در آنها بوده و در مقابل sapphireها علت رنگ آبي، درصد بالاي آهن موجود در آنها است وليكن هر دو سنگ ياقوت معدني مي‌باشند. اما اگر هنوز عمر مفيد نازل براي شما خيلي مهم است مي‌توانيد بجاي نازل از جنس ياقوت قرمز يا آبي، از نازل الماسه استفاده كنيد ولي بهتر است فعلاً از يك سامانه مناسب فيلتراسيون آب استفاده كنيد.

مدت كاركرد مفيد تيوب مخلوط‌كننده چقدر است؟

براي روشن شدن موضوع بدانيد استفاده از يك تيوب مخلوط‌كننده كهنه و آسيب ديده در اثر كاركرد مانند بكارگيري يك تيغچه الماسه كند شده مي‌باشد. اين مشكل است كه بگوييم چه وقت يك تيوب كاملاً آسيب ديده و قابل كاربرد نمي‌باشد. اما اين مهم است كه ساييدگي در تيوب باعث كاهش كارآيي ماشين‌كاري مي‌گردد. براي كارهاي دقيق بهتر است از يك تيوب جديد استفاده نمود.

عمر مفيد تيوب به پارامترهاي زيادي بستگي دارد، به عنوان مثال نوعاً از 20 تا 100 ساعت مي‌تواند عمر مفيد متوسط فرض شود. البته با توجه به شرايط ممكن است از اين زمان سريع‌تر يا كندتر نيز سايش اتفاق بيفتد كه البته باز به شرايط كاري بستگي دارد.

پس هزينه اصلي عملياتي چه چيزي است؟

وقتي هزينه‌هايي از قبيل تيوب اختلاط و دهنه‌هاي نازل كه قطعات گران‌قيمت و فرسايشي هستند را مورد توجه قرار مي‌دهيد بايستي هزينه كل عميات را نيز در نظر گرفته و آن را با سودمندي و قدرت توليد دستگاه مقايسه كنيد وقتي شما چنين مقايسه‌اي را انجام دهيد خواهيد ديد كه دستگاه جت مواد ساينده شايد سودآورترين دستگاه در كارگاه شما باشد.

توجه داشته باشيد كه قيمت ساعت كار دستگاه بين 20 تا 35 دلار متغير است. البته كارگاه‌هايي نيز مشاهده شده‌اند كه به علت انجام كارهاي فوق‌العاده دقيق، ساعت كار دستگاهشان بين 500 تا 2000 دلار مي‌باشد. البته كمي غير عادي نيز مي‌باشد و همچنين گاهگاهي كارگاه‌هايي نيز ديده مي‌شوند كه كارهايي انجام مي‌دهند كه انجام آنها با ساير روش‌ها يا تقريباً غير ممكن و يا با استفاده از روش‌هايي كه بتواند جايگزين جت مواد ساينده شود، خيلي گران مي‌شود.

تلرانس‌ها و دقت‌هاي قابل دستيابي

جهت توليد قطعات دقيق نياز به دستگاه دقيق نيز مي‌باشد. البته پارامترهاي ديگري نيز وجود دارند كه مهم و قابل توجه مي‌باشند. يك ميزكار دقيق در دقت كار تاثير دارد. فاكتور اصلي در دقت و تلرانس، نرم‌افزار دستگاه است نه سخت‌افزار آن! تلرانس قابل دستيابي به مقدار زيادي به مهارت استفاده كننده بستگي دارد. اخيراً پيشرفت‌هاي مهمي در خصوص كنترل فرآيند جهت دستيابي به تلرانس‌هاي بالاتر صورت گرفته است. دستگاه 10 سال پيش داراي تلرانس كاري بين 060/0 تا 10/0 اينچ بوده است و ليكن امروزه دستگاه‌هايي توليد شده‌اند كه قادرند قطعاتي با تلرانس 002/0 اينچ توليد كنند.

جنس قطعه كار

مواد سخت‌تر نوعاً پس از برشكاري كمتر taper شده‌اند و اين مسئله در تعيين ميزان تلرانس قابل دستيابي، قابل توجه است.

ضخامت قطعه كار

هنگامي كه ضخامت قطعه كار افزايش مي‌يابد، كنترل رفتار خروجي جت‌ ساينده در محلي كه از قطعه كار خارج مي‌شود، مشكل مي‌گردد و هر چه ضخامت قطعه كار افزايش يابد، ميزان شيب‌دار شدن و احتمال لب‌پريدگي افزايش مي‌يابد.

دقت ميزكار

واضح است است دقت بالاتر وقتي حاصل مي‌شود كه حركت ميز دقيق‌تر و قابل كنترل‌تر باشد.

استحكام و پايداري ميزكار

ارتعاشات بين سيستم حركتي و قطعه كار و ضعف در كنترل سرعت و تغيير ناگهاني در وضعيت دستگاه مي‌تواند باعث بروز عيب در قطعه كار گرديده كه اغلب witness marks ناميده مي‌شود (شكل 4)

كنترل جت مواد ساينده

چون اساساً ابزار برشي يك جرياني از آب پر فشار همراه با مواد ساينده است (طبق شكل 5) هنگام خروج از قطعه كار حالت اريبي شكل بوجود مي‌آيد، لذا جهت حصول تلرانس و دقت لازم بايستي اين عقب‌افتادگي با كنترل مناسب جبران گردد.

اين مسلئه عقب‌افتادگي (lag) مي‌تواند در موارد ذيل بروز اشكال نمايد

الف- در اطراف منحني‌ها

هنگامي كه جت مي‌خواهد از يك مسير منحني شكل عبور نمايد، lag باعث شيب‌دار شدن مي‌گردد، بنابراين براي جلوگيري از اين امر بايستي سرعت حركت خطي مسير برش را پايين آورد و اجازه داد كه قسمت انتهايي جت و قسمت ابتدايي آن كه اين دو مابين محل ورود جت و محل خروج آن از قطعه كار قرار دارد در يك راستا قرار گرفته و از شيب‌دار شدن آن جلوگيري گردد.

ب- گوشه‌هاي داخلي

هنگامي كه جت وارد يك گوشه داخلي از مسير برش مي‌گردد بايستي سرعت پيشروي را پايين آورد تا عقب‌افتادگي قسمت انتهايي جت جبران شده و مسير برش صاف و بدون شيب‌دار شدن توليد شود در غير اين صورت احتمال افزايش شعاع گوشه وجود خواهد داشت. همچنين پس از اتمام ماشينكاري گوشه‌ها و رسيدن به خط مستقيم نبايستي سرعت پيشروي يكمرتبه افزايش يابد زيرا اين عمل باعث پس زدن ناگهاني جت و آسيب‌ديدگي قطعه كار مي‌گردد.

ج- ميزان پيشروي

هنگامي كه سرعت پيشروي كاهش داده مي‌شود، عرض مسير برش قه مقدار اندكي افزايش مي‌يابد.

د- شتاب

هر گونه حركت ناگهاني از قبيل تغيير در ميزان پيشروي به طور ناگهاني باعث آسيب‌ديدگي قطعه كار مي‌گردد. لذا بايستي براي كارهاي فوق‌العاده دقيق، شتاب به خوبي كنترل گردد.

هـ- فاصله نازل تا قطعه كار

برخي از نازل‌ها نسبت به برخي ديگر باعث شيب‌دار شدن بيشتري در مسير برش مي‌گدرد. نازل‌هاي بلندتر معمولاً شيب كمتري ايجاد مي‌نمايند، كاهش فاصله نازل تا سطح قطعه كار باعث كمتر شدن شيب مي‌گردد.

و- عرض برش

عرض برش كه همان قطر يا عرض پرتو جت مي‌باشد، مشخص مي‌كند كه تا چه حد شما مي‌توانيد گوشه‌هايي تيز و با حداقل شعاع گوشه توليد نماييد. تقريباً كوچكترين قطر پرتو جت توليد عرض برشي به پهناي 030/0 اينچ مي‌نمايد. دستگاه‌هايي با قدرت عملياتي بالاتر نيازمند نازل‌هاي بزرگتري مي‌باشد زيرا حجم آب و مواد ساينده نيز بيشتر خواهد بود.

ز- ثبات فشار پمپ

تغييرات در فشار پمپ واترجت مي‌تواند باعث ايجاد اثراتي بر روي قطعه نهايي گردد. بنابراين لازم است كه در حين انجام عمليات طوري برنامه‌ريزي گردد كه تغييرات فشار پمپ به حداقل رسيده تا از ايجاد اثرات نامطلوب بر قطعه كار جلوگيري شود و اين موضوع بخصوص در مواردي كه تلرانس مورد نظر در حدود 005/0 اينچ باشد، رعايت اين مسئله الزامي است پمپ‌هاي قديمي‌تر اغلب بيشتر باعث بروز چنين مشكلاتي مي‌شدند وليكن پمپ‌هايي كه با استفاده از سيستم ميل‌لنگ كار مي‌كنند باعث توزيع فشار يكنواخت‌تر و منظم‌تر مي‌گردند.

ح- تجربه اپراتور

با توجه به فاكتورهاي ذكر شده سيستم جت مواد ساينده قادر است قطعات را با تلرانسي از 020/0 اينچ تا 001/0 اينچ توليد نمايد. امتياز و برتري يك دستگاه جت مواد ساينده نسب به نوع مشابه خود، در سهولت دستيابي به تلرانس‌هاي مذكور مي‌باشد در صورتي كه نازل بتواند در هر موقعيت لازم نسبت به محورهاي x و y با تلرانس 01/0 اينچ قرار گيرد، بنابراين شما مي‌توانيد قطعه‌اي با ضخامت 5/0 اينچ را با تلرانس 002/0 اينچ توليد نماييد. علاوه بر مطالب فوق، تجربه اپراتور نيز حائز اهميت مي‌باشد.

 

ماشین کاری سریع (High Speed Machining) ماشین کاری سریع چیست؟

 هنوز سؤالات و اشکالات و تعریفهای متناقض زیادی پیرامون این موضوع وجود دارد. در ادامه، این سؤالات پاسخ دهی شده و به طریقی که به حذف فضای نامفهوم ایجاد شده پیرامون ماشین کاری سریع کمک کند، مورد بحث قرار گرفته اند.

پس زمینه تاریخی

عبارت ماشین کاری سریع (HSM)، عموماً به فرزکاری انگشتی با سرعت دورانی بالا و پیشروی سریع بر می گردد؛ به عنوان نمونه، پاکت تراشی در بدنه آلومینیومی هواپیماهابا نرخ براده برداری بالا. در طی 60 سال گذشته، ماشین کاری سریع در مورد گستره وسیعی از تولید قطعات فلزی و غیر فلزی با وضعیت سطحی خاص در ماشین کاری مواد با سختی 50 HRC و بالاتر اعمال گردیده است.

برای بیشتر قطعات فولادی که تا حدود 32-42 HRC سخت شده اند، گزینه های ماشین کاری عبارتند از:

- ماشین کاری خشن و نیمه پرداختی در شرایطی که هنوز سخت نشده اند (آنیل)

- عملیات حرارتی برای دست یابی به سختی نهایی (در حدود 63 HRC)

- ماشین کاری الکترودها و اسپارک قطعات خاص قالبها (خصوصاً گوشه ها با شعاعهای کوچک و حفره های عمیق با دسترسی محدود برای ابزارهای برشی)

- پرداخت و فوق پرداخت سطوح استوانه ای، تخت و حفره ها توسط کاربید سمانته مناسب، Cermet (نوعی آلیاژ سرامیک و فلز)، کاربید سرامیک مخلوط شده یا نیترید بورون مکعبی چند کریستالی (PCBN).

در مورد خیلی از قطعات و اجزاء، فرآیند تولید شامل آمیزه ای از این گزینه ها بوده و در مورد قالبها باید پرداخت کاری دستی -که زمان بر است- را نیز اضافه نمود. در نتیجه، هزینه های تولید بالا رفته و زمان تدارک (Lead time) بیش از اندازه طولانی خواهد شد.

یکی از اهداف و مقاصد صنایع قالب سازی این بوده و هست که نیاز به پولیش زدن دستی را کاهش داده و یا حذف نمایند و متعاقباً کیفیت را بهبود بخشیده و هزینه های تولید و زمان تدارک را کاهش دهند.

فاکتورهای اقتصادی و فنی اصلی برای پیشرفت ماشین کاری سریع

بقا – همیشه افزایش رقابت در بازارهای فروش کالا با تهیه استانداردهای جدید همراه است. نیاز به بهره وری در زمان و هزینه روز به روز بیشتر و بیشتر می شود. این موضوع سبب می شود تا پروسه ها و فناوریهای تولیدی نوینی شکل بگیرد. ماشین کاری سریع، امید بخش و ارائه دهنده راه حلهای جدید است... .

مواد - پیشرفت مواد جدیدی که ماشین کاری آنها مشکل است، بر نیاز به یافتن راه حلهای جدید ماشین کاری تأکید می نماید. صنایع فضایی، آلیاژهای فولادی ضد زنگ و مقاوم به حرارت مخصوص به خود را داراست. صنایع اتومبیل سازی، کامپوزیتهای دو فلزی، آهن فریتی و حجم رو به رشد آلومینیوم را داراست. صنعت قالبسازی اساساً با مشکل ماشین کاری فولادهای ابزاری سخت شده از مرحله خشن کاری تا پرداخت کاری روبه روست.

کیفیت - نیاز به قطعات و اجزاء محصولاتی با کیفیت بالاتر، نتیجه رقابتهای رو به افزایش است. چنانچه ماشین کاری سریع درست به کار گرفته شود، راه حلهای زیادی در این زمینه ارائه می دهد. یک نمونه جایگزین کردن پرداخت کاری دستی با ماشین کاری سریع است که خصوصاً در قالبها و یا قطعات با هندسه سه بعدی پیچیده از اهمیت بالایی برخوردار است.

فرایندها – نیاز به زمان بازده کوتاهتر از طریق کاهش تعداد باز و بست کردنها و روشهای ساده تر، در خیلی از موارد می تواند توسط ماشین کاری سریع برآورده شود. یک هدف نوعی در صنعت قالب سازی این است که ابزارهای سخت شده کوچک در یک set-up ماشین کاری شوند. فرایندهای پر هزینه و زمان بر EDM را نیز می توان توسط ماشین کاری سریع کاهش داده و یا حذف نمود.

طراحی و پیشرفت - امروزه یکی از ابزارهای اصلی برای رقابت، فروش محصولات تازه و نوظهور می باشد. در حال حاضر عمر متوسط قطعات خودروها در حدود 4 سال، قطعات کامپیوترها و خدمات جانبی آن 1.5 سال، و عمر گوشیهای تلفن، 3 ماه و ... است. یکی از شرایط لازم برای چنین پیشرفت در تغییر سریع طرحها و محصولات و کاهش زمان عرضه آنها استفاده از تکنیکهای ماشین کاری سریع است.

محصولات پیچیده - استفاده از سطوح چند کاره (multi-functional surfaces) بر روی قطعات در حال افزایش هستند، همچون طرحهای جدید پره های توربین که قابلیت ها و تواناییهای جدید و بهینه ای بدست می دهد. طرحهای قبلی اجازه می دانند که پره ها را توسط دست یا با روبات پولیش زنی نمود، اما پره های جدیدی که بسیار پیچیده تر شده اند، می بایستی از طریق ماشین کاری و ترجیحاً ماشین کاری سریع، پرداخت شوند. در این مورد نمونه های خیلی بیشتری از قطعات با دیواره نازک که می بایستی ماشین کاری شوند، موجود است. (تجهیزات پزشکی، الکترونیک، محصولات دفاعی و اجزاء کامپیوترها)

اولین تعریف از ماشین کاری سریع:

در تئوری Salomon، ماشین کاری با سرعت برشی بالا... فرض می شود که در سرعتهای برشی خاص (5 تا 10 مرتبه بزرگتر نسبت به ماشین کاری معمولی)، دمای براده برداری در لبه برشی شروع به کاهش می نماید... .

در نتیجه ... به نظر می رسد که شانسی برای بهبود تولید در ماشین کاری با ابزارهای معمولی در سرعتهای برشی بالا بدست دهد... .

تحقیقات نوین، متأسفانه نتوانسته است این تئوری را به طور امل تأیید نماید. کاهش نسبی دما در لبه برنده برای مواد مختلف، در سرعتهای برشی خاص رخ می دهد. این کاهش دما برای فولاد و چدن کوچک بوده و برای آلومینیوم و دیگر فلزات غیر فرو بزرگتر می باشد.

به عنوان یک تعریف منطقی از ماشین کاری سریع می توان گفت: ماشین کاری در سرعتهای به طور مشخص بالاتر نسبت به سرعتهای معمول مورد استفاده در کارگاهها. این سرعت به عوامل زیر بستگی دارد:

1. ماده ای که می بایستی ماشین کاری شود – به عنوان مثال: آلیاژهای آلومینیوم، سوپر آلیاژهای نیکل، فولادها، آلیاژهای تیتانیوم، چدن یا کامپوزیتها

2. نوع فرایند ماشین کاری – برای مثال: تراشکاری، فرزکاری یا سوراخکاری

3. ماشین ابزار مورد استفاده – برای مثال: قابلیت های توانی، سرعت، پیشروی ماشین؛ دیگر مشخصات ماشین ابزار همچون پایداری استاتیکی و دینامیکی

4. ابزار برشی مورد استفاده – به عنوان نمونه: فولاد تند بر، ابزار کاربیدی، سرامیکی یا الماسه

5. ملزومات قطعه کار – شکل، سایز، هندسه، سفتی، دقت و پرداخت

6. ملاحظات دیگر – دسترسی به براده، ایمنی و اقتصاد

تعریفهای عملی از ماشین کاری سریع:

• ماشین کاری با سرعت بالا در حقیقت تنها سرعت برشی بالا نیست. این موضوع را می بایستی به عنوان فرایندی که در آن عملیات با روشهای بسیار خاص و با تجهیزات تولیدی بسیار دقیق انجام می گیرد، در نظر گرفت.

• ماشین کاری با سرعت بالا، لزوماً ماشین کاری با اسپیدلهای با سرعت بالا نمی باشد. خیلی از کاربردهای ماشین کاری سریع با اسپیندلهایی با سرعتهای متوسط و با ابزارهای بزرگ انجام می گیرد.

• ماشین کاری سریع در پرداخت کاری فولادهای سخت شده در سرعتها و پیشرویهای بالا، اغلب 4-6 برابر سریعتر نسبت به ماشین کاری معمولی انجام می پذیرد.

مزایای استفاده از ماشین کاری سریع:

• حداقل فرسایش ابزار حتی در سرعتهای بالا

• فرایندی با قابلیت تولید بالا برای قطعات کوچک

• کاهش تعداد مراحل فرایند

در این نوع ماشین کاری دمای قطعه کار و ابزار پایین نگه داشته می شود که باعث می شود در خیلی از موارد عمر ابزار طولانی تر شود. از طرف دیگر در ماشین کاری سریع، عمق ماشین کاری کم بوده و زمان درگیری برای لبه برنده بسیار کوتاه است. (در تصویر زیر به وضوح تفاوت میان ماشین کاری معمولی و ماشین کاری سریع از لحاط حرارت ایجاد شده و منطقه حرارت دیده ابزار در هر دو روش آشکار است.) بنابراین می توان گفت که سرعت پیشروی به اندازه کافی بالا هست که حرارت نتواند گسترش پیدا کند. نیروی برشی کوچک باعث تغییر شکلهای جزئی در ابزار می شود. از آن جایی که نوعاً در این نوع ماشین کاری، عمق برش کم است، نیروهای برشی شعاعی بر روی ابزار و اسپیندل کوچک است. لذا یاتاقانهای اسپیندل، ریلهای راهنما و ballscrewها حفظ می شوند.

برخی معایب استفاده از ماشین کاری سریع:

• نرخ سریغ افزایش و کاهش سرعت و توقف های مکرر اسپیندل باعث می شود که راهنماها، یاتاقانهای اسپیندل و ballscrewها سریعتر فرسوده شوند.

• نیاز به دانش خاص فرایند، تجهیزات برنامه نویسی و رابطی برای انتقال سریع داده ها

• توقف اورژانسی عملاً لازم نیست. خطاهای انسانی، خطاهای سخت افزاری یا نرم افزاری، پیامدهای بزرگی به همراه خواهد داشت.

• نیاز به طراحی خوب فرایند.

ابزارها

در بیشتر کاربردها ابزارهای کاربیدی مورد نیاز است. خمواره باید در این نوع ماشین کاری از گریدی از ابزارهای کاربیدی استفاده کرد که علاوه بر سختی (مقاومت در برابر سایش)، دارای چقرمگی (مقاومت در برابر شوک و ضربه) نیز باشد؛ چرا که ماشین کاری سریع اغلب با شوکهای زیادی همراه است. ضربه، ارتعاشات و تغییرات دمایی، همگی در سرعتهای بالاتر، شرایط بحرانی تری دارند. در مورد ابزارهای با چقرمگی بالاتر، احتمال لب پر شدن یا ترک خوردن به علت این شوکها کمتر می باشد.

بهترین حالت از نظر سختی و چقرمگی، در ابزارهاب کاربیدی با دانه بندی ریز بدست می آید. بسیاری از کاربیدهای ریزدانه ای که امروزه موجود هستند، چقرمگی بهتر، و تغییرات سختی کمتری نسبت به گریدهای درشت تر از خود نشان می دهند.

ماشین کاری سریع اغلب ماشین کاری در درجه حرارت بالا نیز هست. انتخاب ابزار نه تنها بر اساس مقاومت سایشی، بلکه می بایستی بر اساس قابلیت حفظ مقاومت سایشی در دماهای بالا نیز انجام پذیرد.

معمولا در ماشین کاری سریع از ابزارهای کاربیدی با پوشش TiAlN استفاده می شود؛ چرا که این پوشش با ایجاد یک سد حرارتی از ابزار محافظت می کند. این پوشش در حدود 35% نسبت به TiN به لحاظ حرارتی مقاومتر است. خاصیت دیگر TiAlN مقاومت سایشی است که سبب شده در ماشین کاری قطعات ریخته گری شده مؤثر باشد. از آنجایی که این پوشش در ماشین کاری در دمای بالا مؤثر است، اغلب به منظور کاهش شوک از خنک کار استفاده نمی شود. به منظور جایگزینی خاصیت روانکاری خنک کار، لایه ای از پوشش روانکار بر روی TiAlN استفاده می شود.

در مقایسه با کاربیدها موادی که در جدول زیر لیست شده اند، مقاومت سایشی بالاتری در سرعتهای برشی بالاتر از خود نشان می دهند، اما در برابر شوکها ضعیف تر می باشند. در یک فرایند پایدار، استفاده از یکی از موارد زیر می تواند طول عمر بیشتری نسبت به ابزاراهای کاربیدی بدست دهد.

فلزات غیر فرو فلزات فرو

PCD CBN

Cermet سرامیک

موضوعات مرتبط

در مورد ماشین کاری آلیاژهایی با قابلیت ماشین کاری پایین از جمله آلیاژهای تیتانیوم و سوپر آلیاژهای نیکل، ترجیح داده می شود که به جای ماشین کاری سریع از ماشینکاری با توان عملیاتی بالا (High-Througput Machining) استفاده نمود چرا که به مدرت این فلزات بتوانند در سرعتهای بالاتر از 300 smm ماشین کاری شوند. عبارتی که اغلب برای پوشش دادن به هر دو مبحث HSM و HTM به کاری می رود، ماشین کاری با راندمان بالا (High Efficiency Machining) می باشد. به عبارت دیگرHEM به معنای بار برداری با نرخی سریعتر نسبت به کاربردهای معمولی می باشد.

 

 

ماشين‌كاري پره‌هاي توربين ساخت پره‌هاي توربين به دليل بارهاي مكانيكي و ديناميكي زيادي كه بر آنها وارد مي‌شود از اهميت زيادي برخوردار است. نواحي مختلف پره شامل شرود و مناطق آب بندي،‌ ايرفويل، شاتك و سوراخهاي خنك كاري و ريشه مي‌شود. كه هر منطقه بسته به جنس پره و نوع استفاده پره (صنايع هوايي يا ساير صنايع،‌ كمپرسور يا توربين) به روشهاي مختلف ساخته مي شود. در حالت كلي براي ساخت پره توربين يا كمپرسور ابتدا ماده خام را به يكي از روشهاي آهنگري يا ريخته‌گري دقيق به شكل اوليه موردنظر در مي‌آورند. سپس براي اينكه قسمتهاي مختلف پره را به اندازه نهايي برسانند از روشهاي مختلف ماشين‌كاري استفاده مي‌كنند. دقيق‌ترين قسمت پره به لحاظ ابعادي، قسمت ريشه آن مي‌باشد كه معمولاً از روش سنگ‌زني خزشي براي ماشين‌كاري آن استفاده مي‌شود. به طور كلي ساخت پره‌هاي متحرك موتورهاي توربين گازي با توجه به شكل پيچيده و شرايط كاري حاد از تكنولوژي بالايي برخوردار است. در اين ميان ريشه پره با توجه به نيروهايي كه به آن وارد مي‌شود نسبت به بقيه قسمتهاي پره داراي كيفيت سطح و دقت ابعادي بالايي مي‌باشد. تاكنون كيفيت سطح نامناسب مانع از بكارگيري روش تخليه الكتريكي (وايركات) براي ماشين‌كاري ريشه پره مي‌شد. اما اخيراً با توجه به پيشرفتهاي به وجود آمده در مولد ماشينهاي وايركات،‌ استفاده از اين روش براي ماشين کاری ريشه پره مورد توجه قرار گرفته است. معمولاً براي ساخت ريشه پره توربین،از روش سنگ‌زني خزشي و قسمت كمپرسور از روش خانكشي استفاده مي‌شود اما اخيراً در خارج از كشور ساخت ريشه پره با روش تخليه الكتريكي مورد توجه قرار گرفته است. يكي از عواملي كه تاكنون مانع از استفاده اين روش براي ماشين‌كاري ريشه پره مي‌شد، كيفيت سطح نامناسب با توجه به حرارتي بودن اين روش است. اما اخيراً با توجه به پيشرفتهايي كه در مولد اين ماشينها بوجود آمده است استفاده از آن را براي ماشين‌كاري ريشه پره امكان‌پذير ساخته است. براي ماشين‌كاري ريشه پره كمپرسور كه از جنس فولاد زنگ نزن است معمولاً از روش خان‌كشي استفاده مي‌شود از مزاياي اين روش يك سرعت بالا، دقت فرمها و سطوح توليد شده به وسيله خان‌كشي در حد مطلوب و عمر ابزار طولاني و قابليت و سهولت در ايجاد پروفيلهاي نامنظم بدون نياز به اپراتور ماهر مي‌باشد.

 

 

بررسي اثر پودرهاي مختلف افزوده شده به دي الكتريك بر روي پارامترهاي ماشين كاري تخليه الكتريكي (EDM)در ماشينكاري تخليه الکتريکي يكي از مشكلات موجود افزايش زبري سطح ماشينكاري شده با افزايش جريان و پائين بودن نرخ براده برداري(MRR) در مقايسه با ساير روشهاي ماشينكاري پيشرفته و سنتي مي باشد. يكي از روشهاي بهبود اين وضعيت افزودن پودر فلزات و اکسيد آنها به دي الكتريك است. در اين مقاله با افزودن پودرهاي مس (CU)، اكسيد آلومينيم (AL2O3) سيليسيم كاربايد(SiC) در مخزن طراحي شدة حاوي دي الكتريك به بررسي پارامترهاي MRR ، صافي سطح‌، فاصله گپ پرداخته و دو حالت بدون پودر و با پودر با يكديگر مقايسه شده است. نتايج تحقيق نشان ميدهد که افزودن پودرها به دي الکتريک سبب بهبود صافي سطح ميگردد و ميتوان با جريانهاي الکتريکي بالاتر که سبب افزايش نرخ براده برداري ميگردند صافي سطح را در حد مورد نظر نگه داشت که در حالت بدون پودر امکان پذير نميباشد.

 

سیستم تراشکاری Valenite سه اینسرت با هندسه جدید اضافه می نماید.

شرکت Valeniteبار دیگر سیستم تراشکاری ValTURNTM خود را با اضافه کردن 3 هندسهجدید به خط اینسرتهای تراشکاری خود گسترش داده است. هندسه های جدید با گریدهای ابزاری پوشش یافته موجود MTCVD یعنی: VP5515 و VP5525 ترکیبب شده است، تا گستره کاربردهای 3 ابزار ValTURN را که به طور خاص برای بارهای برشی متوسط و برش پیوسته و منقطع، برای کاربردهای خشن تراشی با بار زیاد، و برای فرایند پرداخت کاری با عمق کم در فولادهای کم کربن و مواد نرم طراحی شده اند، گسترش دهد. تستهای آزمایشگاهی نشان داده است که ترکیب هندسه ها و گریدها، کنترل براده و عملکرد برشی عالی برای ماشین کاری مواد آهنی فراهم می نماید.

هر سه هندسه جدید ار نوع منفی ANSI (ANSI Negative type geometry) بوده و اینسرتها دو طرفه می باشند. آرایه انتخاب با اشکال، ضخامتها، دایره های محاطی، شعاع گوشه و ... مختلف اینسرت بیشتر افزایش یافته که منجر به 98 نمونه جدید و 98 گزینه عملکردی خاص برای گستره وسیعی از فرایندها شده است. هندسه ای جدید عبارتند از:

طرح M8- این هندسه دارای عرش (land) خنثایی است تا لبه برنده بسیار مقاومی در کاربردهای ماشینکاری متوسط ایجاد نماید. اینسرتهای با این هندسه می توانند هم در برشهای پیوسته و هم در برشهای منقطع به کار گرفته شوند و برای فولادها، فولادهای ضد زنگ و چدنها مناسب می باشند.

طرح R4- این هندسه در اینسرتهای مخصوص کار سنگین با عرش خنثای وسیع به کار گرفته شده تا لبه برنده بسیار مقاومی برای کاربردهای خشن تراشی فولادها و چدنها فراهم نماید. این طرح برای برشهای پیوسته یا منقطع مناسب بوده و برای گستره وسیعی از کاربردها ایده آل است.

طرح C2- دارای هندسه خاصی است که شامل عرش مثبتی است که کنترل براده در عمق برشی کم را قطعی می سازد. هندسه C2 برای فولادهای کم کربن و مواد نرم، ایده آل بوده و کنترل عالی روی پرداخت سطح بدست می دهد.

نام گذاری الفبایی-عددی فهرست اصطلاحات هندسه منفی ANSI شرکت Valenite نشانگر نوع فرایند است، به عبارت دیگر؛ F نشانگر پرداخت کاری، M نشانگر ماشین کاری در سطح متوسط، R نشان دهنده خشن کاری و C نشانگر تکمیلی (complementary) می باشد. ارقام از 1 تا 9 مقاومت نسبی لبه برنده را تعیین می کند، که رقم 9 نشان دهنده بالاترین مقاومت و بیشترین نرخ پیشروی می باشد.

گریدهای ابزاری VP5515 و VP5525 ، هر دو کاربیدهای پوشش یافته پروسه MTCVD با TiCN/Al2O3/TiN میباشند. زمینه اصلی از کبالت غنی شده تا در مقابل کند شده لبه مقاوم بوده و اینسرتدارای لبه ای برنده سنگ خورده ای است که از ایجاد لبه انباشته جلوگیری می کند.

مجموعه سیستم تراشکاری ValTURN شامل آرایه وسیعی از اینسرتها برای فولاد، فولاد ضد زنگ، چدن، آلیاژهای دمابالا، آلومینیوم و آلیاژهای غیر آهنی، و کاربردهای تراشکاری قطعات سخت، به اضافه ابزارگیرهای ValTURN ProGRIP™ می باشد که پایداری، دقت و قابلیت تطبیق پذیری با فرمتهای استفاده آسان را فراهم می نماید.

شرکت Valenite فعالیتهای خود را ادامه می دهد تا در سال 2005 گریدها و هندسه های جدیدی ارائه نماید تا پوشش بازاری خود را به بیش از 90% از کاربردها گسترش دهد.

همانند تمامی محصولات Valenite ، ابزارهای سیستم تراشکاری Valenite با سرویس سطح بالای ValPro™ برای مشتریان به منظور سفارش دادن، قیمت گیری و زمان بندی تحویل حمایت می شود. علاوه بر آن یک هیئت فنی به طور مستمر محصولات به روز شده و اطلاعات کاربردی، و پیشنهاد برای بهینه سازی بهره وری برش فلزات را ارائه می نماید.

 

اشعه مادون قرمز مشكلات اتصال پلاستيك ها را حل كرده استماشين هاي جديد جوش مادون قرمز Tamworth-based CPR Automation اكنون براي جوشكاري پلاستيك ها آماده اند .

توليد كنندگان كه به طور سنتي از صفحات داغ براي جوش دادن پلاستيك ها استفاده مي كردند اكنون با استفاده از جوش مادون قرمز به قابليت هاي جديد توليدي از قبيل جوش چند نقطه در يك مرحله جوشكاري ودرنتيجه افزايش ميزان توليد دست مي يابند. از اين روش در صنايعي مثل صنعت قالبگيري پلاستيكها ، توليدكنندگان مواد پر كننده پلاستيكي ، صنعت بسته بندي و حتي در دستگاههاي جوش خانگي استفاده نمود .

جوش مادون قرمز بسيار تميز است و با آن امكان جوش يك درز جوش طولاني را خواهيد داشت . از مزاياي ديگر سيستم هاي CPR نسبت به روش صفحات داغ ايجاد يك جوش يكنواخت به خاط توزيع يكنواخت حرارت در جوش است و همچنين شما مي توانيد به منظور محافظت از جوش از يك گاز محافظ نيز استفاده كنيد . كنترل پيشرفته CPR به شما اجازه كنترل و مونيتورينگ جوش مادون قرمز را ميدهد . سيستم مي تواند داده هاي بسيار زياد فرآيند مانند دما جوش ، شكل جوش و ... را نشان دهد و در خود ذخيره كند .همچنين سيستم مجهز به AMC ( Automatic Melt Control ) براي كنترل دقيق دما و ذوب است

 

 

روش نوين برای آج زنی فک گيرهروش نويني براي ايجاد آج‌هاي قوسي شكل بر روي فك گيره هاي صنعتي

 با استفاده از ماشين ابزار تراشكاري از سوي تيم تحقيقاتي گروه مهندسي مكانيك دانشكده فني مهندسي دانشگاه رازي به جامعه صنعتي كشور ارائه شد.

به گزارش ايسنا، مهندس علي محمد رشيدي از محققان اين طرح كه با همكاري عليرضا باغبانباشي و شهريار ياقوتي پور و با پشتيباني معاونت پژوهشي دانشگاه رازي انجام شده گفت: با بهره‌گيري از اين روش كه براي اولين بار در كشور ارائه شده مي‌توان سطح تخت (دهانه فك) گيره هاي صنعتي را با استفاده از ماشين تراش معمولي (ماشين ابزار گردتراش) با طراحي قيد و بست‌ها و قلمگير مناسب آج زني كرد.

وي خاطرنشان كرد: طي آج زني يك سري فرورفتگي و برجستگي به فرم لوزي بر روي سطوح قطعات به منظور افزايش قابليت گيرايي سطوح و زيبايي آنها ايجاد مي‌شود.

آج‌هاي ايجاد شده در فرايند جديد بر خلاف آج زني با صفحه تراش كه به صورت خطوط مستقيم متقاطع هستند، به فرم قوسهاي متقاطع مي‌باشند. در روش جديد هم سرعت آج زني سطوح تخت بسيار بيشتر از روش آج زني با صفحه تراش است وهم گيرايي فك‌ها در تمامي جهات يكسان است.

طي تحقيق انجام شده چگونگي انجام فرايند تشريح شده و اين فرايند با استفاده از يك نرم‌افزار رايانه‌يي شبيه‌سازي شده و به كمك آن اثر پارامترهاي موثر مانند سرعت چرخش محور، سرعت پيشروي قلم، محل نصب آن، ابعاد قابل آج زني و ... بررسي و مقادير بهينه تعيين شده‌اند.

 

تاریخچه ماشین تراش

 

ماشین های تراش که ابتدائی ترین نوع ماشینهای افزار بشمار می روند تاریخچه آن بین قرن 17و18 شروع شده که در ابتدا معمولی ترین و یا قدیمی ترین روش تراش تراشیدن چوب بوسیله درخت است . بدین معنی که دو سر چوب را بین دو درخت قرار داده و یک طناب به شاخه درخت بسته و انرا حول چوب مورد نظر پیچیده و طرف دیگر طناب را شخص دیگری گرفته و با دست طناب را به حرکت در خواهد آورد. شخص دومی که در طرف مقابل قرار گرفته با رنده چوب را می تراشد . این روش قدیمی ترین روش تراش بوده که بعد از مدتی تکامل پیدا کرد.

اولین ماشین تراش در سال 1740 در فرانسه ساخته شد . در این ماشین وسیله چرخش محور اصلی بوسیله ی دست خواهد بود که دسته گرداننده محور آن مستقیما روی پیش دستگاه که به محور اصلی متصل است توسط دو چرخ دنده ساده به میله پیچ بری متصل می باشد قرار گرفته است . در این نوع ماشین برای تعویض چرخ دنده های متفاوت جهت پیچ تراشی پیچهای مختلف پیش بینی شده است .

در سال 1796 یک نفر انگلیسی بنام Freeland برای اولین مرتبه ماشین تراشی ساخت که دارای میله پیچ بری بود با عوض کردن چرخ دنده های روی محور اصلی و محور پیچ بری می توان پیچ های مختلف را ساخت.

در سال های 1800و1830 در ایالات متحده امریکا ماشین های تراشی ساخته شد که با بدنه چوبی و پایه آهنی مجهز بود. در سال1836 شخصی بنام Patnon در ماساچوست آمریکا ماشین تراشی با میله پیچ بری ساخت.در سال1850ماشین تراشی با بدنه آهنی توسط Newhaven Cannectionساخته شد ودر سال 1853شخصی بنام Freelandدر نیویورک ماشین تراشی با ریلهائی بطول 20فوت که کارهایی به قطر 10اینچ را می توانست بتراشد ساخت و بدنه آهنی و در درشت آنجایگاه چرخ دنده های تعویضی بود.

بعد ها ماشین تراش مدرن تری ساخته شدهکه می توان با آنها پیچ های مختلفی را تراشیدو نیز بار های طولی و عرضی بوسیله یک چرخ دنده هائیکه در روی دستگاه سوپرت طولی وعرضی قراردادبصورت خودکارانجام گیردهمچنین طریقه تعویض چرخ دنده هادر قسمت پیش دستگاه نشان داده شده است . ولی در سال های بعد این ماشین تکمیل تر شده وپایه ای که بخود ماشین متصل شده بود ساخته شد. بعد از مدتی ماشین های بهتری از نظر قدرت و دورهای بیشتر ساخته شد که بنام ماشین های تراش جعبه دندهای معروف است . این ماشین دارای جعبه دنده دور و نیزجعبه بار می باشد که باسانی میتوان ماشین را خودکار نمود و کارهای مختلف را تراشید .

اگرچنانکه ماشین تراش ساخت ماندسلی را با ماشین های دقیق امروزه مقایسه کنیم متوجه خواهیم شد که ماشین تراش ماندسلی نسبت به ماشین های دیگر بد شکل و ناخوش آیندبودناگفته نماندکه ماشین تراش ساخت ماندسلی مقدمهساختن ماشین های ابزارسازی بهدی قرارگرفت .

امروزه با وجود اینکه بیش از 178 سال از اختراع ماشین تراش ماندسلی می گذرد هنوزماشین تراش هسته مرکزیصنایع امروزی را تشکیل می دهد . همچنین ناگفته نماند که ماشین تراش را بحق سلطان ماشین ها باید نامید زیرا که با آنها کارهائی که ماشین های دیگر مجموعاازانجامش عاجزند میتوان انجام داد.

اصولاتراشکای به عملیاتی گفته می شود که توسط یک ابزارتک لبه قطعات استوانه ای شکل ایجاد می کند و در اکثر مواردابزارثابت است در حالی که قطعه کار دوران می کند .   

از بسیاری جهات تراشکاری یک روش برش فلزات است که نعاریف مشخص و نسبتا غیر پیچیده ای دارد .از سوی دیگرباتوجه به اینکه فرایند نسیاری پرمصرف و متداول است تا کنون توسعه زیادی یافته و در سطوح بالایی بهینه سازی گردیده است و در هنگام کاربرد بایدعوامل مختلفی مورد ارزیابی قرار گیرند.

علیرغم اینکه عملیات تراشکاری با یک لبه برنده انجام می شود اما این فرآینداز نظر شکل کارو جنس آن نوع‘شرایط عملیات ‘نیازها‘هزینه هاو...معرف عوامل و فاکتورهای متعددی برای ابزاربرشی می باشد. ابزارهای برشیامروزی به دقت طراحی می شوند و این امر بر اساس ده ها تجربه ‘تحقیق و توسعه می باشد .

از شکل هندسی وجنس ابزارگرفته تا شکل کلی‘نوعگرفتناینسرتهاروی ابزار گیر‘نوع ساقه یا طرح های مدلوار‘ابزارتراشکاری از آن چنان پویایی در زمینه برش فلزات برخوردار است که آنچه امروزقابل اجراست دو دهه قبل حتی تصورش نیز مشکل بود.بسیاری از اصولی که برای برش فلزات تک لبه به کار می رود برای دیگرروش ها حتی عملیات فرز کاری که در آن یک ابزار چند لبه دوران می کند نیز کاربرد دارد.

به منظور ساده کردن موضوع می توان عملیات تراشکاری را به چهار دسته اصلی تقسیم کرد:(1)تراشکاری طولی(2)پیشانی تراشی(3)کپی تراشی روی زوایا (4)پروفیلهای گرد همچنین ترکیبات زیادی نیز از قبیل ماشینکاری پله ها‘تغییرقطرهاو پخها هم وجود خواهند داشت اما آنها نیز از همان 4عملیات اصلی تشکیل شده اند.

تراشکاری ترکیبی از دو حرکت است :دوران قطعه کار و پیشروی ابزار. در بعضی از موارد اجرایی ممکن است قطعه کار ثابت بوده و ابزار دور قطعه دوران کند اما اصول اصلی یکسان است .

پیشروی ابزار می تواند در راستای محورقطعه کارباشدکه این به معنای تراشیدن قطر قطعه کار تارسیدن به قطرکوچکتر است.روش دیگرپیشروی ابزارروی یک انتهای قطعه کار به سمت مرکز است که این به معنای کاهش طول قطعه خام می باشد.اغلب پیشروی ها در عملیات مخروط تراشی و کپی تراشی مخلوطی از دو نوع پیشروی فوق خواهند بود . ماشین های تراش کنترل اتوماتیک امروزه می توانندانواع برش های مستقیم و گرد را انجام دهند.CNCبه معنای یک کنترل کننده بسیار قوی است که می توانند در عملیات تراشکاری‘مسیرهای پیچیده را جایگزین ابزارهای فرم دار و استفاده از مدل های کپی تراشی نماید.

بنابراین تراشکاری به معنای برداشتن موادازرویسطح جانبی یک قطعه کاردواربایک ابزارتک لبه خواهد بود.

قسمت های مختلف یک دستگاه تراش

بطورکلی یک ماشین تراش دارای قسمت های است‘که جمیعا درتراش قطعه کار همگی کمک میکنند .

قسمت هایی که تنظیم و کنترل ماشین رابعهده دارندعبارتنداز:

 

چرخ دستی دستگاه حامل سوپرت طولی

 

 این چرخ دستی در قسمت جلوقوطی دستگاه حامل سوپرت طولی قرارداردکه می توان به وسیله آن دستگاه حامل سوپرت طولیرا در طول بین دستگاه مرغک و پیش دستگاه حرکت داد.وظیفه ی اصلیاین چرخ دستی تنظیم و قرار دادن ابزار برش در هر قسمت دلخواه قطعه است‘قبل از اینکه بکار بار خودکار داده شود.

چرخ دستی دستکاه مرغک

 

 بوسیله ی چرخ دستی دستگاه مرغک می توان محور آن را تغییرمکان داد.چرخش آن معملابادست صورت می گیرد.باچرخاندن چرخ دستی ‘ محورمی تواندداخل جا مرغککه در پیشانی سمت قطعه کار قرار دارد جا بگیرد.بعلاوه چرخش چرخ دستی موافق عقربه ی ساعت نیز سبب می گیرد که محوربسمت قطعه کار جلو برود.از طرف دیگر درصورت سوار کردن مته در داخل محور دستگاه مرغک ضمن چرخاندن دسته ی آن می توان درپیشانی کار سوراخ ویا مته مرغک زد. 

 

 کنترل بار

 

 در روی قاب قوطی دستگاه حامل سوپرت دست کار خودکاروجود داردکه باآن بار طولی و عرضی رنده تراش را تنظیم می نماید.بعلاوه بوسیله دست هم می توان ‘دسته بار عرضی در عرض کار نیز بار داد.مقدار را با استفاده از حلقه ی مدرجی که روی ابتدای پیچ سوپرت عرضی قرار دارد بطور دقیق تنظیم کرد. برای تنظیم بار خودکار ابتدا مقدار پیشروی قلم برای سوپرت عرضی و طولی تععین می گردد و سپس این مقدار روی جعبه دنده بار تنظیم می شود. بعد اهرم روی بار خودکار قرار می گیرد تا عمل تراش انجام شود. البته باید توجه داشت که برای پرداخت کاری بایستی قلم در طول یا عرض کارکم و برای خشن تراشی مقدار آن نسبتا زیادباشد.

 

 سوپرت دستی

 

 سوپرت دستی که روی سوپرت عرضی قرار دارد به وسیله ی دست قابل کنترل و بار دادن از طرفی زیر آن صفحه ی صاف و مدوری قرار دارد که محیط آن بین صفرتا180درجه مدرج شده است .با باز کردن پیچ های آن می توان سوپرت دستی را حول محور خود 360 درجه چرخاند. با این دستگاه می توان مخروط های کوتاه داخلی و خارجی ومخروط های کامل را نیز تراشید و در ضمن جهت رو تراشی هم از آن استفاده کرد روی پیچ این دستگاه حلقه مدرجی وجود دارد که برای تنظیم بار دقیق مورد استفاده قرار می گیرد. با این طریق در صورتی که بار بسیار کمی برای پرداخت کاری مورد نیاز باشد قابل تنظیم است. البته در پیچ تراشی‘خشن تراشی‘برداشتن بار زیاد نیز از آن استفاده می شود.

 

 صفحه مخروطی تغییر محور اصلی

 

 صفحه مخروطی تغییر سرعت محور اصلی روی جعبه دنده سرعت قرار گرفته است‘که با چرخاندن آن به وسیله دست هر یک از دورهای لازم را که قبلا تعیین شده می توان به دست آورد .سرعت ماشین بر حسب اندازه و نوع قطعه کار و نوع رنده تراشی که بکار برده می شودتعیین می گردد.بطور کلی سرعت ماشین بعد از اینکه قطعه کار و رنده تراش روی ماشین قرار گرفته تنظیم و ضمنا سرعت ماشین بر حسب دور در دقیقه منظور می گردد.

مرغکها دستگاته تراش

 

 کار اصلی مرغکهای ماشین تراش نگهداری قطعات کاربین محور اصلی ومحور دستگاه مرغک است.مرغکی که در داخل محور اصلی قرار دارد انرا مرغک متحرک می نامند.مرغک ثابت را معمولادر داخل دستگاه مرغک قرار می دهند این مرغک معمولا دارای چرخش نیست .

در هر صورت بعضی از تولید کنندگان‘مرغک بلبرینگی ‘با ساچمه ای‘ویا ساچمه ای استوانه ای می سازندکه فقط نوک مرغک با کار در تماس بوده وهمراه کار دارای گردش است.در صورتیکه ار مرغک ثابت استفاده شودبایستی نوک آن کاملا سخت شده باشد برای کارهای سنگین مرغک بلبرینگی را می توان داخل محور دستگاه مرغک قرار داد. زیرا اگر ازمرغک ثابت استفاده شود چون سطح اصطکاک زیاد است در اثر سرعت زیاد مرغک خواهد سوخت . محورهائیکه داخل آنها مرغک قرارمی گیرد معمولا به صورت مخروطی مرس می باشند.

هنگام استفاده از مرغکها داخل محورها را بایستی قبلا تمیز کرد. زیرا ممکن است داخل محور کثیف بوده و یا دارای براده باشد .بعلاوه باید انتهای مرغک را تمییز کرده و سپس آنها را داخل محور قرار داد. اگر داخل محور براده و یا کثافات دیکری وجود داشته باشد در این حال اگر ازمرغک استفاده شود مرغک داخل محور دور نخواهد بود و نیز مرغک داخل محور دستگاه مرغک نیز از مرکزخارج می شود . 

علاوه بر مرغکهای گفته شده فوق مرغک ثابت دیگری وجود دارد بنام مرغک نیمه که درست شبیه مرغک ثابت بوده با این تفاوت که در سطح مخروطی 60درجه آن یک قسمت توخالی ایجاد شده که از این قسمت برای پیشانی تراشی بین دو مرغک استفاده می شود. بخاطر داشته باشید لقی(بازی)مرغک در هنگام عملیات تراشکاری بسیار مهم است چون مرغک حالت تکیه گاه برای کار دارد‘بایستی با دقت سنگ زده شود و با مرغک دیگر کاملا در یک راستا باشند. پیشانی قطعه کار را باید کاملا مته زد و سپس بوسیله مته خزینه سر مخروطی خزینه کرد. یا بوسیله ی مته مرغک پیشانی کار را مته مرغک زد. البته در این صورت بایستی از مرغک 60درجه استفاده کرد. ماشین تراش معمولا برای سرعت های زیاد طراحی شده است. در صورتیکه بخواهیم از سرعت های  زیاد و یا کارهای سنگینی را با آن بتراشیم باید از مرغک بلبرینگی استفاده کرد.

زیرا چون سرعت زیاد است و عمل روغنکاری حذف میشود.در این صورت با استفاده از مرغک ثابت ممکن است نوک مرغک بسوزدبنابراین برای جلوگیری از سوختن نوک مرغک باید مرتبا آن را روغنکاری کرد.

برای تراش قطعات تو خالی مانند لوله ها بایستی از مرغک گردان لوله گیر استفاده کرد.زیرا از این نوع مرغک میتوان برای لوله های بزرگ هم استفاده نمود.

 

 

نوک گیر یا گیره قلبی ماشین تراش:

 

 برای تراشیدن کارهای بلند با ماشین تراش از روش بین دو مرغک استفاده میشود در این حال لت نوک گیر در انتهای میله مورد تراش و یا میله مخروطی و یا سایر کارهای بلند بسته می شود . دنباله نوک گیر در داخل یکی از شیارهای صفحه مرغک قرار می گیرد و دو پیشانی جا مرغک زده شده روی دو مرغک تعبیه می شود و در آخر دستگاه مرغک را که در جاهای مناسب قرار گرفته است محکم می کنند. هنگام تراشیدن قطعات کار باید سعی نمود که قطعه کار از بین دو مرغک خارج نشود. این عمل هنگامی صورت خواهد گرفت که اولا مرغکها در محل خود بطور مناسب محکم نشده و یا دستگاه مرغک و یا محور دستگاه مرغک بدرستی محکم نگردند و یا ممکن است که جا مرغکها به اندازه کافی نباشد .

 

 دستگاه قلم گیرسریع عوض کن آلریز

 

 از این دستگاه می توان برای عملیات متعدد تراشکاری استفاده کرد. با قرار دادن رنده در داخل شیار یک طرفه ایکه در آن ایجاد شده اند در شیار  Tشکل دستگاه را می توان برای کارهای سنگین و بار گیری زیاد بکار برد زیرا که عمل برش بدون صدا و ارتعاش صورت خواهد گرفت و نیز برای تراش فلزات می بایستی از زیر قلمی فلزی استفاده کرد و قلم گیر آن نیز دارای ارتفاع سنج و یک مهره آج زده می باشد .

 

تدارک و تنظیم ماشیتهای تراش

 

 تدارک ماشینهای تراش عبارت است از قرار دادن و محکم کردن قطعه کار و ابزار برش در محل مخصوص و روغنکاری ماشین قبل از راه اندازی آن و باز کردن شیر مایع خنک کننده پس از شروع به عمل فلز تراشی و اجرای عملیات نظیر آن.

تنظیم ماشین های تراش عبارت است از انتخاب و میزان کردن سرعتهای حرکت آن متناسب با خواص ابزار برش و جنس فلزی که باید تراشیده شود. برای این منظور باید دسته ها و اهرمهای مختلف تنظیم سرعت حرکت کار و حرکت بار ماشین را در مکانهای مناسبی قرار داد. در برخی موارد ضرورت پیدا میکند که قبلا نسبتهای حرکت بین اجزا مختلف ماشین را محاسبه کنند و سپس این نسبتها را به کمک اهرمها ودسته های جهبه دنده بالا و جعبه دنده پائین و تنظیم دور متغیر موتور الکتریکی و تعویض چرخ دنده ها عملیات نظیر آن برقرار نمایند.

 

 اهمیت تنظیم ماشینهای تراش

 

 در عملیات ماشینکاری هر قدر تراش فلزات با ماشین صورت گرفته باشد اعمال ماشین کاری بطور صحیح انجام نخواهد گرفت مگر ابنکه ماشین ها قبلا دقیق تنظیم شده باشند.از طرفی دیگر قطعات کار را می بایستی بطور مناسب روی ماشین قرار داده و پس از تنظیم صحیح آنرا در جای خود محکم نمود‘ و نیز ماشین باید برای عملیات مخصوصی قبلا آماده شده باشند و برای تنظیم مناسب ماشین تراش شخص تراشکارمی باید معلوماتی درباره شناسا ئی و وظایف قطعات اصلی ماشین تراش داشته باشد. بعلاوه تراشکار باید با انتخاب وسیله مناسبی جهت بستن و نگهداری قطهات کار روی ماشین تراش باشد.کلمه تنظیم(Setup)در بعضی از مواقع به معنی سوار کردن قطعات روی ماشین تراش می باشد برای این منظور شخص تراشکار می باید دارای تجربه بیشتری از یک نو آموز یا فردیکه می خواهد کارهای ماشینکاری را بیاموزد و یا در حال تمرین می باشد  باشد زیرا که چنین افرادی در ابتدای کار دارای آگاهی کمتری می باشند. در بعضی از صنایع و یا کارخانجات تنظیم و یا سوار کردن قطعات جهت عملیات تراشکاری بوسیله یک شخص و عمل تراشکاری بوسیله شخص دیگری انجام خواهد شد.

برای سوار کردن کار روی ماشین بطور صحیح و مناسب شخص تراشکار باید بتواند سوالات زیر بطور صحیح پاسخ بگوید.

1-چه نوع وسیله نگهداری جهت سوار کردن روی یا داخل ماشین تراش لازم است.

2- چگونه قطعه کار باید در داخل وسیله نگهداری قطعات کارها سوار شود.

3- در چه مواقع کار بطور دقیق روی ماشین سوار شده است.

4-چه نوع ابزار برش(رنده تراش) لازم است و چگونه باید آنرا روی ماشین تراش سوار نمود.

بعد از اینکه کار بطور مناسب و صحیحی روی ماشین تراش سوار شد مرحله مهم بعدی انتخاب و سوار کردن صحیح رنده راست تراش روی ماشین تراش می باشد انجام این عمل و نوع فلزیکه باید تراشکاری شود و شکل رندهایکه باید سنگ زده شود و تیز زوایائیکه برای تراش فلزات لازم است بسیار مهم هستند . بعد از انتخاب تیغ فرز یا رنده تراش می بایستی در قلم گیر جای داده و سپس آنرا روی ماشین تراش قرار داد وانگاه نسبت به مرکز کار آنرا کاملا تنظیم و محکم نمود .

 

 تدارک ماشین تراش

 

 در تدارک ماشین تراش قبل از همه باید کار را به آن بست و رنده یا رنده ها را در محل مناسبی قرار دادو محکم کرد.

برای بستن قطعاتی که باید تراشیده شوند از وسایل زیر استفاده می کنند :

1- مرغکهای ماشین تراش 2- سه نظام 3- سنبه مرغک 4- صفحه مرغک قطعات بلند را میان مرغکها می تراشند. یکی از مرغکها داخل سوراخ مخروطی محور ماشین قرار می گیرد و با آن می چرخد. مرغک دیگر داخل سوراخ مخروطی دستگاه مرغک قرار دارد و ساکن است. به انتهای قطعاتی که میان مرغکها تراشیده می شوند اسبابی به نام نوک گیر می بندند و زبانه ی صفحه مرغک روی محور ماشین پیچیده می شود و پشت نوک گیر افتاده آنرا با خود می چرخاند . قطعاتی را که طول آنها نسبت به قطرشان کم است میان فکهای سه نظام یا چهار نظام محکم می کنند . کارهای بزرگی را که نمی توان میان فکهای سه نظام یا چهار نظام بست به کمک بستها و پیچها یا نبشیهای صفحه مرغک محکم میکنند

.

سوهانکاری روی ماشین تراش

 

بدلایل مختلفی قطعات کارها را روی ماشین تراش سوهانکاری می نمایند گوشه های تیز و خط خط شدن روی کارها را می توان بسادگی از روی آنها بوسیله سوهان بر طرف نمود‘ونیز علایمی که بوسیله نوک رنده روی کار باقی گذارده می شود. باید بوسیله سوهان برطرف گردد. دربعضی ازموارد برای ساختن کارها بطور دقیق می توان ازسوهان نیز استفاده نمود .ولی بطور کلی سوهانکاری درهر صورت روی ماشین تراش صحیح نخواهد بود.مگر درمواقع ضروری که نمیتوان عیب کار رابوسیله دیگری بر طرف کرد. اما برای اینکه کار را بطور دقیق وسطح پرداختی تراشیده شود.لازم است که از یک رنده که نوک آن کاملا دقیق سنگ زده شده استفاده نمود. در بعضی اوقات برای سنگ زدن نوک رنده ها جهت پرداختکاری از سنگ دستی استفاده می شود.

در صورتیکه برای تراش از شخص تراشکار ‘ماهر استفاده گردد‘دقت و درستی کار بهتر خواهد بود.  از طرفی بی توجهی در هنگام سوهانکاری دقت کار تراشیده را بسیار کم خواهد کرد.

 

سرعت برش در ماشینهای ابزار

 

برحسب تعریف سرعت برش عبارت است از سرعت عبور ابزار برنده (قلم- تیغ فرز- مته)و کاریکه تراشیده می شود نسبت به یکدیگر مطابق تعریف بالا سرعت برش در ماشین های مختلف بستگی بنوع کار ماشین دارد مثلا برای ماشین تراش می توان چنین توضیح داد. سرعت برش در ماشین تراش عبارت است از مقدار طولی از سطح کاریکه در دقیقه از مقابل نوک رنده عبور می نماید. یا به عبارت دیگر عبارت است از طول براده ایکه دریک دقیقه از روی کار برداشته می شود می باشد .

 

سرعت برش متناسب برای هر ماشین به عوامل زیر بستگی دارد:

 

1-   نوع کاریکه تراشیده می شود(از نظر نرمی و سختی ).

2-   نوع قلم یا تیغچه که مورد مصرف قرار می گیرد.

3-   مقدار براده ایکه برداشته می شود.

4-   نوع تراشیکه داده می شود(خشن ویا پرداختکاری)که البته این عمل را می توان همان پیشروی ابزار برش در هر دور گردش یا در هر دقیقه در نظر گرفته می شود نامید.

5-   سن و وضعیت ماشین.

6-   مواد خنک کننده(آب صابون یا روغن)

اصولا موضوع سرعت برش در ماشینهای ابزار بخاطر پیدا کردن سرعت متناسبی برای هر نوع ماشین می باشد. زیرا که سرعت برش بیش از حد لازم باعث مستهلک شدن سریع ابزار و خراب شدن کار و سرعت برش کمتر از حد مجاز موجب کندی پیشرفت کار و در نتیجه عدم تولید محصول به طور سریع می باشد .

البته با وجود راهنمائیکه در این مورد برای انواع مختلف می شود انتخاب صحیح سرعت برش بستگی تام به تجربه فرد یا شخص ماشین کار دارد.مقدار سرعت برش را نیز می توان از رابطه زیر به دست آورد.

 

                                                                                               V=Dлn/12سرعت برش متر در دقیقه            

 

که در رابطه فوقِِDقطر قطعه کار به میلیمتر وn دور دقیقه وVسرعت برش برحسب متر در دقیقه می باشد در صورتیکه رابطه فوق را بر حسب واحدهای اینچی بیان کنیم میتوان چنین گفت :

 

 

                                                                                               V=Dлn/12   سرعت برش فوت در دقیقه           

که در رابطه فوق Vسرعت برش بر حسب فوت در دقیقه (F P M)و Dقطر قطعه کار بر حسب اینچ و nتعداد دور در دقیقه می باشد. در صورتیکه عدد л را بطور تقریب برابر 3 فرض نمائیم فرمول به صورت زیر نوشته می شود .

 

V=3Dn/12=Dn/4  سرعت برش بر حسب فوت در دقیقه             

از طرف دیگر برای تمام فلزات سرعت برش مناسبی تعیین و در جداول مخصوصی آمده است. در این صورت با داشتن سرعت برش می توان دور ماشین برای فلز مورد نظر را محاسبه نمود . که بعد از این عمل اهرمهای سرعت ماشین برای دور به دست آمده از فرمول تنظیم و سپس قطعه کار تراشیده می شود . برای محاسبه دور می توان از رابطه زیر استفاده کرد.

 

n=1000V/d л  تعداد دور ماشین در دقیقه          

 

n=12V/d л          تعداد دور ماشین در دقیقه         

 

 

کاربرد ابزارهای تراشکاری

 

کاربرد ابزارهای تراشکاری فرایندی است شامل چند مرحله منطقی که در پاسخ به نیازهای ماشینکاری و مطابق نقشه های تولیدی انجام می شود.در اکثر این روش مشخص است که از طریق برنامه های ابزارهای برشی انجام شده و از پارامترهای عملیات برشی مورد نیاز تاثیر خواهد پذیرفت. علاوه بر این یک تفکر تولیدی برای دستیابی به بهترین نتایج یا حل مشکلات خاص نیز مورد نیاز می باشد.

هنگامی که به سراغ ابزارهای مدرن تراشکاری می رویم سه متغیر اصلی وجود خواهند داشت .Aروش گرفتن(clamping)اینسرت Bنوع و طرح براده شکن اینسرت وCجنس ابزار برشی . اصولا فرایند اصول به کار بردن ابزارهای تراشکاری با این سه عامل به طور مرتب درگیر خواهد بود. ابزارهای امروزی تراشکاری به طور کلی شامل این موارد هستند:یک ابزارگیر (Tool holder)فولادی با مکانیز برای ثابت نگهداشتن اینسرت روی آن . اینسرت از جنس مواد سخت می باشد و دارای چند لبه برنده خواهد بود .

زمانی که لبه تا حد معینی ساییده شد جای آن با لبه دیگر عوض خواهد شد که ایندکسینگ گفته می شود . تعریف منطقی متغیرهای ابزار مرحله به مرحله از طریق لیست ابزارهای موجود‘مشخصات ماشین ابزار‘نقشه های ساخت و امکانات موجود برای ایده های نو ایجاد می گردد.

نتیجه نهایی و ساخت کارایی ابزار در طول عملیات برشی دو ضابطه برتر برای هر عملیات ماشینکاری به شمار می روند.نتیجه نهایی عملیات برشی باید قطعه ای منطبق با مشخصات و محدوده های مورد نظر باشد در ضمن این که مقاصد اقتصادی ماشینکاری را نیز تامین نماید. نمایش کارایی ابزار نیز شامل هزینه ابزار در عملیات ماشینکاری ‘به همراه ارائه مناسبی از سایر عوامل از قبیل‘شکستن براده ها ‘قابلیت اطمینان‘اطلاعات برشی‘مدیریت ابزار و فهرست ابزار ها خواهد بود.

عوامل اصلی که بر انتخاب و کاربد ابزارهای تراشکاری تاثیر می گذارند عبارتنداز:

1-     جنس قطعه کار- قابلیت ماشینکاری‘شرایط‘خواص و ...

2-     طراحی قطعه کار- شکل ‘ ابعادو مقادیرمجاز برای کار موردنظر

3-     محدودیت ها - دقت‘کفیت سطح و ...

4-     ماشین ابزار-نوع‘توان‘شرایط و مشخصات

5-     پایداری – از لبه برنده گرفته تا فونداسیون ماشین

6-     تنظیمات – قابلیت دستیابی‘ابزار گیر‘تعویض ها

7-     برنامه ابزار – ابزار صحیح

8-     کارایی-اطلاعات برشی‘عمر ابزارو مسائل اقتصادی و

9-     کیفیت-تحویل ابزارو خدمات بعدی.

 

طبقه بندی ماشین های فلز تراشی

 

معمولترین ماشين فلزتراشی‘ماشین تراش است.ماشین های تراش را به دو دسته تقسیم می کنند:

1-ماشین تراش اونیورسال                2- ماشین تراش مخصوص.

به وسیله ماشین های تراش اونیورسال می توان سطوح جانبی و قاعده ی استوانه ها  و مخروط ها و نیز سوراخ های استوانه ای و مخروطی و پیچ و مهره ها را به اندازه های مختلف تراشید و قطعات فلزی را با مته سوراخ کرده و خزینه نمود برقوزد و قلاویز کرد.

ماشین تراش مخصوص برای انجام عملیات تراشکاری محدود در ساختن قطعات معین و سری به کار می روند. قسمتهای اصلی ماشین تراش اونیورسال عبارتند از:1- بستر:فونداسین سختی است از جنس چدن و به شکل دو راهگاه طولی که به وسیله ی نوارهای عرضی به هم متصیلند و مجموعا بر روی دو پایه ی محکم نصب شده است. پیش دستگاه با جعبه دنده ی سرعت‘پس دستگاه ‘جعبه دنده بار با میله ی پیچ تراشی و میله ی بار و صفحه ی رنده بند با میز ماشین‘و سوپرت دستی با بستر ماشین همراهند.

2- پیش دستگاه:پیش دستگاه به وسیله پیچ هایی در طرف چپ به بستر ماشین تراش محکم شده است.در داخل پیش دستگاه جعبه دنده و محور ماشین ورودی دیواره ی آن دسته های تنظیم سرعت قرار داد.مهمترین قسمت پیش دستگاه ماشین تراش محوری است در یاتاقانهای بالشی یا ساچمه ای گردش می کند. محور ماشین تراش معمولا تو خالی است . در سوراخ مخروطی آن میله مرغک متحرک را قرار می دهند و روی پیچ محیط آن صفحه ی مرغک یا سه نظام را بسته و محکم می کنند.

3-پس دستگاه: بیشتر به عنوان تکیه گاه قطعات طویل که بین مرغکها تراشیده می شوند و گاهی برای نگاه داشتن مته و برقو و قلاویز و ابزارهای دیگر به کار می رود.پس دستگاه را می شود به راحتی در طول راهگاههای کشویی حرکت داد.

4- سوپرت یا دستگاه رنده نگهدار: دستگاه رنده نگهدار برای نگه داشتن رنده و حرکت دادن آن در امتداد بار عرضی و طولی است. سرسره ی عرضی را می توان به کمک پیچ در جهت عمود به محور تنه ی دستگاه حرکت داد.تغییر مکان سرسره ی تحتانی  و سرسره ی عرضی هم با دست و هم به طور خودکار امکان پذیر است . قسمت گردان را می توان به اندازه 45 درجه از دو طرف گرداند. از این عمل مخصوصا در مخروط تراشی استفاده می شود. قسمت گردان را می توان به وسیله ی پیچ هایی که سر آنها در شیارهای کمانی شکل سرسره ی عرضی قرار گرفته است در هر وضع دلخواه محکم کرد. روی سطح هادی فوقانی قسمت گردان می توان رنده بند را برای میزان کردن رنده در محل مطلوب تغییر مکان داد.

5- دستگاه بار: دستگاه بار برای انتقال حرکات زیر برنده نگهدار و در نتیجه برنده به کار می رود :

الف – حرکت بار طولی به وسیله ی میله ی پیچ بری برای پیچ تراشی.

ب- حرکت بار طولی به وسیله ی میله ی بار خودکار.

ج – حرکت بار عرضی به وسیله ی میله ی خودکار و پیچ عرضی دستگاه رنده نگهدار.

عملیات زیر باید به وسیله دستگاه بار انجام پذیر باشند:

1 - شروع و متوقف حرکت بار خودکار بدون آنکه میله ماشین از گردش بیفتد.

2- تغییر جهت حرکت بار خودکار بدون تغییر یافتن جهت گردش محور ماشین.

3 – تغيير مقدار بار بدون تغيير يافتن تعداد دور محور ماشين .

برای انجام دو عمل اول در دستگاه بار خودکار‘قطع و تغییر جهت حرکت پیش بینی می شود. و برای انجام عمل سوم از جعبه دنده بار استفاده می کنند.

کاربرد ابزارهای تراشکاری

کاربرد ابزارهای تراشکاری فرایندی است شامل چند مرحله منطقی که در پاسخ به نیازهای ماشینکاری و مطابق نقشه های تولیدی انجام می شود.در اکثر این روش مشخص است که از طریق برنامه های ابزارهای برشی انجام شده و از پارامترهای عملیات برشی مورد نیاز تاثیر خواهد پذیرفت. علاوه بر این یک تفکر تولیدی برای دستیابی به بهترین نتایج یا حل مشکلات خاص نیز مورد نیاز می باشد.

هنگامی که به سراغ ابزارهای مدرن تراشکاری می رویم سه متغیر اصلی وجود خواهند داشت .Aروش گرفتن(clamping)اینسرت Bنوع و طرح براده شکن اینسرت وCجنس ابزار برشی . اصولا فرایند اصول به کار بردن ابزارهای تراشکاری با این سه عامل به طور مرتب درگیر خواهد بود. ابزارهای امروزی تراشکاری به طور کلی شامل این موارد هستند:یک ابزارگیر (Tool holder)فولادی با مکانیز برای ثابت نگهداشتن اینسرت روی آن . اینسرت از جنس مواد سخت می باشد و دارای چند لبه برنده خواهد بود .

زمانی که لبه تا حد معینی ساییده شد جای آن با لبه دیگر عوض خواهد شد که ایندکسینگ گفته می شود . تعریف منطقی متغیرهای ابزار مرحله به مرحله از طریق لیست ابزارهای موجود‘مشخصات ماشین ابزار‘نقشه های ساخت و امکانات موجود برای ایده های نو ایجاد می گردد.

نتیجه نهایی و ساخت کارایی ابزار در طول عملیات برشی دو ضابطه برتر برای هر عملیات ماشینکاری به شمار می روند.نتیجه نهایی عملیات برشی باید قطعه ای منطبق با مشخصات و محدوده های مورد نظر باشد در ضمن این که مقاصد اقتصادی ماشینکاری را نیز تامین نماید. نمایش کارایی ابزار نیز شامل هزینه ابزار در عملیات ماشینکاری ‘به همراه ارائه مناسبی از سایر عوامل از قبیل‘شکستن براده ها ‘قابلیت اطمینان‘اطلاعات برشی‘مدیریت ابزار و فهرست ابزار ها خواهد بود.

عوامل اصلی که بر انتخاب و کاربد ابزارهای تراشکاری تاثیر می گذارند عبارتنداز:

1-     جنس قطعه کار- قابلیت ماشینکاری‘شرایط‘خواص و ...

2-     طراحی قطعه کار- شکل ‘ ابعادو مقادیرمجاز برای کار موردنظر

3-     محدودیت ها - دقت‘کفیت سطح و ...

4-     ماشین ابزار-نوع‘توان‘شرایط و مشخصات

5-     پایداری – از لبه برنده گرفته تا فونداسیون ماشین

6-     تنظیمات – قابلیت دستیابی‘ابزار گیر‘تعویض ها

7-     برنامه ابزار – ابزار صحیح

8-     کارایی-اطلاعات برشی‘عمر ابزارو مسائل اقتصادی و

9-     کیفیت-تحویل ابزارو خدمات بعدی.

 

طبقه بندی ماشین های فلز تراشی

 

معمولترین ماشين فلزتراشی‘ماشین تراش است.ماشین های تراش را به دو دسته تقسیم می کنند:

1-ماشین تراش اونیورسال                2- ماشین تراش مخصوص.

به وسیله ماشین های تراش اونیورسال می توان سطوح جانبی و قاعده ی استوانه ها  و مخروط ها و نیز سوراخ های استوانه ای و مخروطی و پیچ و مهره ها را به اندازه های مختلف تراشید و قطعات فلزی را با مته سوراخ کرده و خزینه نمود برقوزد و قلاویز کرد.

ماشین تراش مخصوص برای انجام عملیات تراشکاری محدود در ساختن قطعات معین و سری به کار می روند. قسمتهای اصلی ماشین تراش اونیورسال عبارتند از:1- بستر:فونداسین سختی است از جنس چدن و به شکل دو راهگاه طولی که به وسیله ی نوارهای عرضی به هم متصیلند و مجموعا بر روی دو پایه ی محکم نصب شده است. پیش دستگاه با جعبه دنده ی سرعت‘پس دستگاه ‘جعبه دنده بار با میله ی پیچ تراشی و میله ی بار و صفحه ی رنده بند با میز ماشین‘و سوپرت دستی با بستر ماشین همراهند.

2- پیش دستگاه:پیش دستگاه به وسیله پیچ هایی در طرف چپ به بستر ماشین تراش محکم شده است.در داخل پیش دستگاه جعبه دنده و محور ماشین ورودی دیواره ی آن دسته های تنظیم سرعت قرار داد.مهمترین قسمت پیش دستگاه ماشین تراش محوری است در یاتاقانهای بالشی یا ساچمه ای گردش می کند. محور ماشین تراش معمولا تو خالی است . در سوراخ مخروطی آن میله مرغک متحرک را قرار می دهند و روی پیچ محیط آن صفحه ی مرغک یا سه نظام را بسته و محکم می کنند.

3-پس دستگاه: بیشتر به عنوان تکیه گاه قطعات طویل که بین مرغکها تراشیده می شوند و گاهی برای نگاه داشتن مته و برقو و قلاویز و ابزارهای دیگر به کار می رود.پس دستگاه را می شود به راحتی در طول راهگاههای کشویی حرکت داد.

4- سوپرت یا دستگاه رنده نگهدار: دستگاه رنده نگهدار برای نگه داشتن رنده و حرکت دادن آن در امتداد بار عرضی و طولی است. سرسره ی عرضی را می توان به کمک پیچ در جهت عمود به محور تنه ی دستگاه حرکت داد.تغییر مکان سرسره ی تحتانی  و سرسره ی عرضی هم با دست و هم به طور خودکار امکان پذیر است . قسمت گردان را می توان به اندازه 45 درجه از دو طرف گرداند. از این عمل مخصوصا در مخروط تراشی استفاده می شود. قسمت گردان را می توان به وسیله ی پیچ هایی که سر آنها در شیارهای کمانی شکل سرسره ی عرضی قرار گرفته است در هر وضع دلخواه محکم کرد. روی سطح هادی فوقانی قسمت گردان می توان رنده بند را برای میزان کردن رنده در محل مطلوب تغییر مکان داد.

5- دستگاه بار: دستگاه بار برای انتقال حرکات زیر برنده نگهدار و در نتیجه برنده به کار می رود :

الف – حرکت بار طولی به وسیله ی میله ی پیچ بری برای پیچ تراشی.

ب- حرکت بار طولی به وسیله ی میله ی بار خودکار.

ج – حرکت بار عرضی به وسیله ی میله ی خودکار و پیچ عرضی دستگاه رنده نگهدار.

عملیات زیر باید به وسیله دستگاه بار انجام پذیر باشند:

1 - شروع و متوقف حرکت بار خودکار بدون آنکه میله ماشین از گردش بیفتد.

2- تغییر جهت حرکت بار خودکار بدون تغییر یافتن جهت گردش محور ماشین.

3 – تغيير مقدار بار بدون تغيير يافتن تعداد دور محور ماشين .

برای انجام دو عمل اول در دستگاه بار خودکار‘قطع و تغییر جهت حرکت پیش بینی می شود. و برای انجام عمل سوم از جعبه دنده بار استفاده می کنند.