X
تبلیغات
وبلاگ تخصصي مكانيك

وبلاگ تخصصي مكانيك

کنترل بهینه تأسیسات هیدروالکتریک

کنترل بهینه تأسیسات هیدروالکتریک که شامل نگهداری پمپ می باشد.

1- مقدمه توان الکتریکی نیروی زندگی اقتصادهای توسعه یافته مدرن است. در بسیاری از حوزه ها تقاضا برای الکتریسیته سریع تر از عرضه آن افزایش می یابد. هر چند ، ساخت نیروگاه ها نه تنها گران است بلکه از لحاظ محیطی خسارت آور و از این رو نامتداول است. مطلوب خواهد بود که ساخت تأسیسات جدید نیرو راتا جایی که ممکن است به تعویق انداخت. نمی توان الکتریسیته را ذخیره کرد و باید در اندازه معینی تولید و در همان زمان مصرف شود. هر چند ، تقاضای بشر برای الکتریسیته در چرخه 24 ساعت بسیار متغیر است که آن به خاطر الگوهای خواب و بیدار است و از فصلی به فصل دیگر به خاطر اختلاف در نور طبیعی و حتی مهم تر از آن دماهای متغیر هم تغییر می کند. (شکل 1) اگر مردم تنها بتوانند الکتریسیته را در نسبت یکنواخت تری از نیروگاه های موجود مصرف کنند ، الکتریسیته را جهت استفاده اخیر طراحی کنند ، می توانند برای تقاضای بالای نیرو کافی باشد. شکل 1: نمودارهای کاربردبرق در 2005 بنابراین هدف بلند مدت طرح سیستم نیروی الکتریسیته ، یکنواخت کردن شکل بار است. یکی از ابزاری که به برنامه ریزان سیستم اجازه می دهد تا هدف یکنواخت کردن شکل بار را برآورده کنند زمان استفاده از قیمت گذاری نیرو است. در ایام پیشرفت ، چنین زمان استفاده از قیمت گذاری اغلب به واسطه عدم تنظیم بازارهای الکتریسیته صورت می گیرد که در آن قیمت ها فقط متغیر نمی باشند. اما زمان تعیین کننده استفاده از قیمت ها نیز برای این منظور استفاده شده بود. برای مثال ، سودمندی می توانست باندهای قیمت گذاری متغیری را با هزینه های بالا بین AM 7 و PM11 و هزینه های پایین طی ساعات شب ، اختیار کند. چنین الگوهای قیمت گذاری می تواند مصرف کنندگان را در جهت تغییر استفاده آن ها مثلاً در تهویه مطبوع در شب – با خانه های عایق کاری شده برانگیزانند. این راهبرد می تواند در هموار کردن حداکثر تقاضا موفق باشد. چه اشکالی دارد اگر سیگنال های متغیر قیمت در تولید کنندگان الکتریسیته به کار برده شوند؟ ممکن است برخی از تولید کنندگان دارای توانایی های محدودی در ذخیره الکتریسیته باشند. برای مثال ، اپراتور یک سد هیدروالکتریک قادر به ذخیره آب در پشت سد است و آن از طریق توربین ها به منظور تولید الکتریسیته مدتی بعد رها می کند. که این باید برای آب پمپ در یک مخزن ذخیره سازی مطلوب باشد آن هم زمانی که قیمت ها پایین هستند و زمانی که قیمت ها بالا روند بعدها آن را رها کند. اگر دیفرانسیل میان قیمت های پایین و بالا کافی باشد ، این می تواند به طور اقتصادی حتی با ارائه خسارات اتلافی غیر قابل اجتناب در فرایند مطلوب باشد. البته ، تضاد ظاهری بین کارایی اقتصاد و مهندسی که نتیجه آن در صورتی که کسی صرفه جویی های مالی و محیطی مرتبط با ساخت نیروگاه را در نظر بگیرد تنها یک تعارض است که با هموار کردن شکل بار پذیرفته شده است. هیدروالکتریسیته جهانی Twh 2890 هر ساله تولید شده است که پاسخ گوی %5/16 کل تولید برق جهان است.[2] ، و آن را یکی از منابع موثق و مقرون به صرفه انرژی قابل تجدید می سازد [3].(شکل 1) به خاطر مقدار واضح اقتصادی منابع آبی در سیستم های هیدروالکتریکی کار بزرگی بر روی بهینه سازی آماری آن ها صورت گرفته است. برخی از این مقالات پیچیدگی های ذاتی در طرح منابع آبی را عنوان می کنند [7-4]. در حالی که مقالات دیگر بیشتر مربوط به پیچیدگی های عملکردی یک سیستم کلی هیدروالکتریکی هستند [10-8]. در سال های اخیر ، برخی از سیستم های هیدروالکتریکی مبتنی بر نیرو که قابل ملاحظه ترین آن نروژ و نیوزلند است تنظیم نشده بودند در حالی که مابقی همچون کلمبیا و کوبیک در کانادا ، گویا تک قطبی های دولت هستند و نیرو را در بازارهای کنترل نشده فراهم می سازند. در این نمونه ها hydropower باید علی رغم قیمت های نامعلوم و متغیر نیرو تهیه شود. نوشته کمی پیرامون این مسائل تهیه شده است [12 و 11 و 9 و 8]. اغلب این مقالات بر پیچیدگی های درج مشخصه نامعلوم قیمت ها در سیستم های کنترل بهینه تمرکز می کنند اما راهبردهای ویژه کنترل سد را فراهم نمی کنند. در این مقاله نشان می دهیم که تأثیر و تأثر میان پویایی های تولید غیر خطی و نسبت های ورودی آب بسیار پیچیده هستند به ویژه زمانی که قیمت ها متغیر هستند حتی این قیمت ها نیز تعیین کننده هستند. در زمان کوتاه وجود مدل های خوب ورودی هیدرولوژیکی و پیش بینی های آب و هوایی تعیین قیمت در واقع تعیین کننده هستند اما مدل قیمت متغیر در این جا وابستگی عملی بزرگ را بررسی می کند. راهبردهای بهینه کنترل را برای اپراتور تأسیسات هیدروالکتریکی در معرض ورودی آب و دارا بودن ظرفیت های محدود ذخیره سازی پمپ بررسی می کنیم. برخی از تأسیسات موجود ذخیره پمپ بین دو سیستم انبار «بسته» طراحی شده اند که در آن مخزن بالاتر هیچ ورودی را تجربه نمی کند. به علاوه ، اغلب تأسیسات ذخیره سازی پمپ با ماشین آلات برگشت پذیر ویژه ای طراحی شده اند که می توانند هم به عنوان پمپ و هم توربین با کارایی کاسته در هر کاری عمل کنند. ما احساس می کنیم که ذخیره پمپ افزایش بسیار مهمی است نه به خاطر تمایل اخیر در جهت بازارهای کنترل نشده بلکه شاید به خاطر افزایش اخیر در نفوذ بازار به واسطه انرژی بادی سبز می باشد. ذخیره سازی پمپ میانگیری در ارائه غیر قابل پیش بینی نیروی بادی به وجود می آورد. ساختار موجود ارزان تر و شاید از لحاظ محیطی از ایجاد تأسیسات جدید هم کمتر بحث برانگیز باشد. مدل نشان داده در این مقاله برای یک چنین بهبود سازی وسایل مناسب خواهد بود. برای تثبیت نظرات به عنوان مثال تأسیسات تولید نیروی Eugenia Falls را در نظر بگیرید که با تولید نیروی Ontario کار می کرد. این تأسیسات ماکزیمم kw 4500 از رأس m 150 را تولید می کنند که یک آبخیز کوچک ولی مرتفع را با دریاچه Eugenia مرتبط می سازد. پیچیدگی های مخصوص تأسیسات واقعی هیدروالکتریکی وسیع می باشند. مدل سازی آماری این پیچیدگی چالشی را نشان می دهد. در این مقاله از یک طرف سعی می کنیم که تمام جزئیاتی (شامل داده های اختصاصی) را که قبل از بررسی تأسیسات واقعی برای استفاده حقیقی لازم خواهند بود را و از طرف دیگر مدل تمام نشده ای را که تنها برخی از علوم خواص اجسام را در بردارد به طور کامل توصیف کنیم. امیدواریم که این بررسی بازیکنان بخش خصوصی را ترغیب به بررسی کامل نماید. نتیجه در کارایی بهبود یافته به ندرت یک «پیروزی خالص» را برای تولید کنندگان نیرو بدون تأثیرات دیگر محیطی نشان خواهد داد. بررسی انجام گرفته در زیر به ما اجازه می دهد تا بینش های جالبی در مورد رفتار این تأسیسات به دست آوریم. به ویژه نشان می دهیم که برای قلمروی بزرگی از پارامتر فضا که این تأسیسات را توصیف می کند ، تنش میان بهره بهینه اقتصادی و کارایی بهینه مهندسی خیلی کمتر از آن است که کسی بتواند انتظار داشته باشد و کنترل خیلی کم تحت تأثیر افزایش نسبت ورودی می باشد. (شکل 2) . شکل 2 : کارخانه ذخیره پمپ : رأس (h) ، فاصله بین مخزن و توربین (h1) و ارتفاع مخزن (hh) در بخش 2 ، مدل ساده ای از تأسیسات هیدروالکتریکی را در نظر می گیریم که شامل چندین پارامتر عملکردی در بازار با زمان متغیر اما هزینه های تعیین کننده نیرو و در کل زمان متغیر اما ورودی های مشخص کننده آب می باشد. در بخش 3 ، الگوریتمی را برای بهینه سازی دو انرژی و مزیت به وجودآمده با این تأسیسات نشان می دهیم. در بخش 4 ، برخی از نتایج را نشان می دهیم. به طور قابل ملاحظه می بینیم که تحت چندین انتخاب معقول پارامترهای تأسیسات و برای مخارج نیرو که بسیار متغیر نمی باشند ، عملکرد بهینه اقتصاد این تأسیسات از عملکرد بهینه انرژی آن ها بسیار متفاوت نمی باشد. در بخش 5 ، کنترل به واسطه کارایی متغیر توربین را بررسی می کند. بخش نهایی نتایج و پیشنهادات را نشان می دهد. 2- مدل وسایل هیدروالکتریکی دو طبقه بندی مهم تولید نیروی هیدروالکتریکی وجود دارد : شیوه های قراردادی (سدها و رودها) که برق را از طریق جریان آب در یک جهت تولید می کند و شیوه های ذخیره پمپی که هم تولید کننده و هم مصرف کننده برق هستند [14]. کارخانه ذخیره سازی پمپی از دو مخزن یکی در ارتفاع بالاتر از دیگری استفاده می کند. طی دوره های تقاضای کم یا قیمت پایین برق ، انرژی با پمپاژ آب از مخزن پایینی به مخزن بالایی ذخیره می شود. برعکس آب در مخزن پایینی جهت چرخاندن توربین ها رها می شود. طی دوره های پر تقاضا یا قیمت بالای برق ، الکتریسیته تولید می کند (شکل 2) . کارخانه های ذخیره سازی پمپی هم می تواند با استفاده از توربین ها – پمپ معکوس یا تولید متمایز و تجهیزات تلمبه زنی طراحی شوند [15]. همان طور که تمرکز ما در این مقاله راهبرد کنترل است ، نمونه تولید متمایز و تجهیزات تلمبه زنی را مطرح می کنیم. در نتیجه ، این مدل زمانی که هیچ پمپی وجود نداشته باشد به تأسیسات قراردادی هپدور کاهش می یابد. عملکرد بهینه تأسیسات تولید هیدروالکتریکی به قیمت نیرو ($/Mwh) ، نسبت ورودی آب در مخزن f(m3/s) ، مقدار کمی آب ذخیره شده w(m3) و تابع نیرو (MW) E(c , w) بستگی دارد [8]. نسبت رها سازی C(m3/s) را به واسطه توربین در حداکثر مقدار نقدی تأسیسات کنترل می کنیم. این مقدار نقدی بر V(t , T , w , p) ($) دلالت می کند و به شرح زیر مشخص شده است. (شکل 3) (1 ) در این جا r عامل تخفیف برای ارزش زمان پول و R(wt)($) مقدار باقیمانده آب مانده در سد در پایان افق زمانی است. (شکل 5) شکل 5: کارایی توربین به واسطه نسبت تخلیه و نیرو توان خروجی تولید کنندگان هیدرو – توربو تابع رأس هیدرولیکی شبکه و تخلیه آب است [16]. هندسه مخزن رابطه میان رأس و مقدار آب ذخیره شده در پشت سد را به دست می آورد. به منظور ساده سازی و روشن کردن محاسبه ، از رأس آب مؤثر به جای حجم آب برای توصیف تابع انرژی تولید شده E استفاده می کنیم. جزئیات هندسی این رابطه را زمانی تصور خواهیم کرد که تعیین کنیم چگونه ورودی آب داده شده یا خروجی آن ، رأس را تغییر می دهد. می توانیم تابع هدف (1) را به شرح زیر بنویسیم : (2) (3) شکل8 : کنترل کارایی توربین و نیرو را زیاد می کند . به علت آن که مخزن نمی تواند زیر چند سطح جزئی آب خالی شد و یا بالا سطح ماکزیمم پر شود ، مقدار آب ذخیره شده بین واقع شده و جریان رها شده c نیز (بسته به w ) محبوس شده تا در محدوده قرار گیرد. اگر تابع E شرایط اصل pontryagin ماکزیمم [20-17] یا معادله Bellman [21 و 20] را برطرف سازد ، می توانیم ثابت کنیم که راه حلی وجود دارد اما یافتن راه حل تحلیلی مشکل است. اکنون مدلی برای وسایل ذخیره پمپ مطرح می کنیم که در آن تابع نیرو نه هموار و نه مقعر است. به عبارت دیگر شرایط برای اصل pontryagin ماکزیمم و معادله Bellman برطرف نشده اند. نیروی p نظری موجود از رأس داده شده آب در نسبت مستقیم با رأس h و نسبت رها سازی c است [22]. اگر p در واحد وات اندازه گیری شد ، c در m3/s و h در متر ، p=1000 kg/m3 و g شتاب به واسطه گرانش (m/s2) می باشد ، پس نیروی غیر خالص جریان آب P=pgch می باشد. وقتی آب را در cm3/s در رأس h آب رها یا پمپاژ کنیم ، رأس آب در نسبت dh , dh = c/s تغییر می کند که s ناحیه کف مخزن بالایی است. در این مقاله ، تغییر در رأس که نتیجه تغییر در سطح آب مخزن پایین دست است دو دلیل دارد : ابتدا ، این مخزن معمولاً دارای مساحت سطح بزرگ تر از مخزن بالا دست می باشد و دوم ، در عمل حفره سازی و طغیان آب ، سطح آب پایین دست را محدود می کند تا در نوار باریکی بالا و پایین برود. برای خلاصه کردن جزئیات عددی محاسبه ، از این پس فرض می کنیم که مخزن مکعبی است و s=3600Rm2. در این نمونه اگر آب را در cm3/s , dh = c/π m/h رها کنیم و محاسبات ما با استفاده از راس آب بجای حجم آب w خلاصه شده اند. اگر تابع نیرو E(c,h) را نشان می دهیم که کارایی توربین به رأس و تخلیه (نسبت رهاسازی) بستگی دارد [8]. با استفاده از مدل نظری وسایل ذخیره پمپ در Ref[8] که با تصویری در Ref [23.p.496] و Refs[24- 27] موجب شده بود ، تابع کارایی توربین h(c,h) به شرح زیر داده شده است : (4) شکل 9: مسیر کنترل برای حداکثر نیرو 180 h0= و f=0 شکل 10 : مسیر کنترل برای حداکثر نیرو این تابع به حداکثر مقدار ثابت زمانی می رسد که نیروی نظری ثابت مگا وات باشد. در نوشته مهندسی ، کارایی اغلب بر حسب «طرح شکل» بیان شده است. مثلاً تصاویر 33 ، 35 ، 37 ، 39 در Ref [27] را ببینید. نمودار نمایشی که با این اشکال مطابق می کند شکل 31 مقاله اخیر است. طرح شکل با معادله (4) که در شکل 6 رسم شد مطابقت می کند. این شکل مشابه تصاویر پایینی سمت چپ 33 ، 35 ، 37 و 39 Ref [27] می باشد. فرض کنید که پمپ در سطح ثابت توان ورودی pα مگا وات با کارایی ثابت r<1 عمل می کند و سطح مقطع لوله از مخزن تا توربین Sp≤S , Sp = лm2 می باشد و قطر مطابق d=2m است. همچنین نیاز داریم تا افت رأس hf را که با معادله [28] داده شده است در نظر بگیریم که مستقیماً متناسب با طول لوله L ، مجذور سرعت آب V و عبارت بیان کننده عامل اصطکاک ff می باشد و به طور معکوس با قطر لوله d ، تناسب دارد : (5) همان گونه که در بالا بحث شد ، فرض می کنیم که سطح پایین دست زمانی که آب به مخزن بالا پمپاژ می شود تغییر نمی کند. هر چند افت رأس در پمپ نیز باید در نظر گرفته شود. از [8] Ref ، تابع نیرو E(c,h) که کل نیروی تولید شده را به دست می دهد و در مگا وات اندازه گیری شده است عبارت است از : (شکل های 12 و 14) شکل 12: مسیر کنترل 2 برای ماکزیمم نیرو180 h0= ، 3 = f (6) 3- الگوریتم بهینه سازی در این بخش ، شیوه عددی برای حل مسئله زمانی که نسبت جریان کنترل و رأس در روش زیر محدود شده باشند را تعیین می کنیم. (7) منحصراً برای سهولت نتیجه r = 0 , Δs=1 قرار می دهیم و مقدار باقیمانده R(h(T)) را بی توجه به رأس نهایی صفر قرار می دهیم. در این نمونه از معادلات (1) و (3) تابع ساعتی مشخص شده عبارت است از : (8) اگر این هدف به دست آید باید تصور کنیم که انتخاب های مطلوب نه تنها در s=t بلکه در s=t+1 , t+2 , ….. , T نیز به وجود خواهند آمد. (این اصل Bellmax برنامه ریزی پویاست). بنابراین این مسئله را در زمان استفاده از برنامه نویسی پویا [29] وارونه حل می کنیم و سپس از راه حل جلویی برای یافتن مسیر کنترل بهینه استفاده می کنیم. مراحل عبارتند از : (1)تشخیص زمان ، رأس و به دست تمام کنترل های ممکن به عنوان تابع رأس (2)در زمان آخر VT =0 , s=T و انتخاب کنترل نامربوط است در نتیجه CT=0 برای ht ЄH (3)در s=T-1 ، حداکثر مقدار نقدی را بیابید. (شکل 3) -اگر کنترل در محدودیت است به مرحله بعد بروید و گرنه مقدار نقدی را ∞− قرار دهید. -رأس را در زمان بعد T حساب کنید ، اگر رأس در محدودیت است و یا اگر رأس بزرگ تر از رأس ماکزیمم است ، آن را مساوی با شکل های 13 و 15 و 16 و 18 رأس ماکزیمم قرار دهید و به مرحله بعد بروید و گرنه مقدار نقدی را در ∞− قرار دهید. -مقدار نقدی ماکزیمم را بیابید که رأس مساوی با رأس در مرحله قبلی است ، مقدار نقدی را در زمان T-1 حساب کنید که مجموع مقدار نقدی ماکزیمم در T و بیشترین مقدار نقدی در زمان اخیر T-1 است. -ماکزیمم مقدار نقدی در زمان T-1 را بیابید ، اگر بیش از یک راه حل وجود دارد که متناسب با r>0 است ، راه حلی را بیابید که اغلب نیروی اولیه را به وجود می آورد. -به مرحله 3 ادامه دهید و زمان را با یک واحد در مرحله تا زمانی که s=t شود کاهش دهید. (4) با ارائه رأس اولیه ، از نتایج مراحل وارونه در پیشبرد زمان به جلو استفاده کنید (از زمان شروع t0 به زمان نهایی T ) تا مسیر کنترل (شکل 4) c را بیابید که V را زیاد کند. -با دادن رأس اخیر ، کنترلی را بیابید که مقدار نقدی را زیاد می کند ، اگر بیش از یک راه وجود داشته باشد که با r>0 متناسب است ، آن راه حلی را انتخاب کنید که اغلب نیروی اولیه را تولید می کند بخش های 40101 و 40102 را ببینید. -رأس را در مراحل زمان بعد حساب کنید ، اگر رأس بیشتر از رأس ماکزیمم باشد ، رأس را با رأس ماکزیمم جایگزین کنید. -به مرحله 4 ادامه دهید زمان را با یک واحد در هر مرحله تا زمانی که s=T-1 است ، افزایش دهید. 4- بررسی نتایج اکنون وسیله ذخیره سازی پمپ را با همان پارمترهای مهندسی که در [8] Ref نشان داده شدند بررسی می کنیم. برای دقت L = 120 , ff = 0/01 , γ=75% , αp = 15 R , ψ=60 , ηmax= 0/85 قرار دهید. مدلی را بحث می کنیم که با معادله (6) رمزگذاری شده است که در آن محدودیت مدل به رأس h بستگی دارد. فرض می کنیم hЄ[120 , 180 ] و از تابع میانگین قیمت ساعتی (9) استفاده می کنیم. (9) در این مدل ، کارایی توربین که به رأس و نسبت رهاسازی بستگی دارد ، می تواند با رأس پایین و نسبت بالای رهاسازی یا رأس بالا و نسبت پایین رهاسازی به حداکثر برسد. کارایی توربین تحلیلی در معادله (4) بر حسب نسبت تخلیه و نیروی تولید شده (شکل 5) مشابه موردیست که از آزمایش نمونه نخستین [25 و 24 ] Ref به دست آمده است و طرح شکل کارایی توربین (شکل 6) از فرمول تحلیلی به دست آمده است نیز مشخصات مشابه بخشی از تصاویر در [27 و 26 ] Ref دارد ، در نتیجه بررسی مبتنی بر این مدل می تواند از حساسیت پذیری بسیار سودمندی به ما ارائه دهد. در بخش 5 کارایی های مختلف توربین را بیشتر بحث خواهیم کرد. به خاطر آن که افت رأس متناسب با مجذور سرعت آب است ، نیروی E تابع افزایش رأس h است (شکل 7). همان گونه که در شکل 8 برای یک رأس داده شده نشان داده می شود ، حداکثر کنترل نیرو ، آب بیشتری از کنترل کارامد رها می کند. برای ورودی کوچک آب ، کنترل بهینه منتظر ورودی های آب جهت تشکیل رأس بزرگ می باشد ، در نتیجه برق بیشتری با هما ن مقدار آب تولید می شود. باقیمانده این بخش بحث می کند چگونه نسبت ورودی ، زمان شروع ، هزینه و کارایی توربین ، استراتژی کنترل را تحت تأثیر قرار می دهند ، انرژی بهینه (قیمت ثابت) و عملیات فرم دهی (قیمت متغیر) را نشان می دهد و نتایج محاسباتی را توضیح می دهد که یا با شهودیات ما موافق و یا در تعارض است. 401 عملیات انرژی بهینه برای شروع ساده ترین مورد ممکن را بحث می کنیم که در آن قیمت ثابت است (p=1) . در این جا قیمت ، استراتژی کنترل را تحت تأثیر قرار نمی دهد. در این نمونه پمپ بهینه / استراتژی رهاسازی ، رها کردن آب در زمانی است که می تواند بیشترین انرژی را تولید کند. 1. 1. 4 عدم وجود ورودی در این مورد ، هرگز در پمپ معنا نمی دهد و آن به خاطر افت کارایی است. تنها تصمیمی که در این جا گرفته می شود این است که چگونه مخزن را خالی کنیم. که این کار با راه های دیگر انجام می گیرد و استراتژی بهینه منحصر به فرد نمی باشد. اگر رأس اولیه h0=120 (مخزن خالی است) باشد پس c=0 می شود. اگر h0=180 (شکل 9) ، استراتژی کنترل ، کارایی توربین را افزایش می دهد. 2. 1. 4 نسبت کم ورودی اگر نسبت ورودی کم باشد ، کنترل بهینه ، کارایی توربین η را به جای تابع نیرو E افزایش می دهد. فرض کنید نسبت ورودی R f = 3 است که خیلی کمتر از کنترلی است که η و E را افزایش می دهد. اگر رأس اولیه h0=120 (شکل 10) باشد ابتدا منتظر بمانید مخزن پر و سپس خالی شود. اگر رأس اولیه h0=180 باشد ، استراتژی کنترل بهینه ابتدا رها کردن آب ، سپس منتظر ماندن برای پر شدن مخزن است. اشکال 11 و 12. انتخاب ساده نرخ تخفیف r=0 حاکی از آن است که کنترل بهینه خاص نیست. کنترل شرح داده شده در شکل 11 ، در ابتدا آب بیشتری از کنترل شروع داده شده در شکل 12 رها می کند ، در حالی که هر دو کنترل همان مقدار کلی آب را در زمان کلی رها می کند و مقدار مشابهی برق تولید می کند. همان طور که در بخش 3 ذکر شد ، اولین مورد را در استراتژی کنترل بهینه انتخاب می کنیم. کنترل بهینه مشابه مقدار کنترلی است که کارایی توربین را زیاد می کند. زمانی که مخزن پر شد به منظور افزایش انرژی پتانسیلی ، آب را رها می کنیم ، تنها تفاوت میان دو استراتژی پر کردن ناپایدار است و اگر مخزن در شروع خالی باشد زمان زیاد باید منتظر بماند. 3. 1. 4 نسبت ورودی f افزایش می یابد نمی تواند c را به حداکثر η برساند در بخش ، اثر افزایش نسبت ورودی و آن که نسبت ورودی همیشه برای به حداکثر رساندن E بزرگ نیست را نشان می دهیم. و این را برای نمونه ای نشان می دهیم که در آن مخزن شروع به خالی شدن می کند و شروع نمونه پر حالت ثابت شروع نمونه خالی است. زمانی که f = 5л , 8л (تصویر 14 ) ، راهبرد کنترل بهینه منتظر ماندن برای بزرگترین رأس و سپس رها سازی برای افزایش الکتریسیته است. همان طور که ورودی آب زیاد می شود ، زمان های رهاسازی نیز در همان موقع افزایش می یابند و رأس ثابت آب را محافظت می کنند. شکل 14: مسیر کنترل برای ماکزیمم نیرو 180 h0= ، 3 = f با نسبت ورودی f=10л (شکل 15) ، بهترین کنترل رها کردن در نسبت ورودی (c=f) می باشد در نتیجه مخزن را پر نگه می دارد. یعنی انرژی پتانسیلی تأثیر زیادی بر کنترل نسبت به کارایی توربین دارد. آن هم زمانی که نسبت ورودی فراسوی مقدار داده شده افزایش بیابد. شکل حالت ثابت با نسبت ورودی f تغییر می کند. همان طور که f زیاد می شود ، زودگذر اولیه کوتاه تر است اما زودگذر نهایی بلندتر است. دلیل آن این است همان طور که نسبت ورودی افزایش می یابد ، مخزن می تواند در زمان کوتاهی پر شود و در انتها آب زیادی را رها کند. 4. 1. 4 نسبت ورودی f بزرگ تر از مورد بعدی که باید در نظر گرفته شود زمانی است که نسبت ورودی بسیار بزرگ است یعنی بزرگ تر از . استراتژی حفظ نسبت رهاسازی c در سطحی است که η یا E افزایش می دهد (شکل 16) و f=20л می باشد. وقتی مخزن پر نباشد (شکل 16) ، c تابع نیرو E را در حالی که مخزن پر می شود زیاد می کند برای مخزن پر می باشد. 5. 1. 4 خلاصه به خاطر آن که چرخه های پمپ / رهاسازی متضرر افت های کارایی می شود ، پارامترهای تلمبه زنی بالا هرگز با یک قیمت ثابت مطلوب نیستند. راه حل در ابتدا رها کردن آب کافی به منظور حفظ سرچشمه و سپس نزدیک به انتهای افق زمانی ، رها کردن آب در نسبت سریع تر است در نتیجه مخزن خالی می شود. راه حل حفظ رأس ، رهاسازی آب و در انتها رها کردن آب می باشد در نتیجه مخزن خالی می شود. اگر ورودی کوچک باشد باید منتظر ماند و سپس آب را رها کرد. شکلهای 10 و 15 و 13 را ببینید. منتظر ماندن یا نماندن بستگی به نسبت ورودی آب دارد. حائز اهمیت است که مدل ورودی نشان داده شده در این جا را بشناسیم ، ورودی مستقل از رأس است. از آن جا که آب در سرچشمه بزرگ دارای حجم انرژی پتانسیلی غنی تر از آب در سرچشمه کوچک است ، اگر چرخه پمپ / رهاسازی بسیار کارآمد باشد پس تحت شرایط خاصی متضرر هزینه متوسطی در افزایش رأس با تلمبه زنی اولیه می شود شکل 17. این راه حل جایگزینی جریان آب ورودی کم انرژی با جریان پر انرژی را میسر می سازد. در کل زمانی که نسبت ورودی بسیار کوچک است ، مخزن باید پر شده سپس آب در بیشترین کارایی توربین رها شود. در این روش می توانیم عمده برق را با استفاده از حجم داده شده آب به وجود آوریم. زمانی که نسبت ورودی بیشتر از کنترل باشد که تابع نیرو را افزایش می دهد ، پس راه حل افزایش E است. نرخ تغییر قیمت شکل 28 : ارتفاعی که ما را مستقل از , P F=12.15 می سازد . 2. 4 عملیات شکل دهی بهینه بخش قبلی مربوط به افزایش انرژی الکتریکی تولید شده به وسیله یک سد در زمان داده شده می باشد. در عوض باید بتوانیم مقدار انرژی تولید شده را افزایش دهیم. این مشکل افزایش مقدار تحت تأثیر قیمت برق است. البته ، با یک قیمت ثابت همچون بخش قبلی ، این دو هم ارز هستند. در این بخش ، کنترل بهینه را در موردی بررسی می کنیم که هزینه ثابت نمی باشد. در عوض این یک تابع سینوسی تعیین کننده است. اگر هیچ گونه ورودی وجود نداشته باشد ، پمپ و راهبرد رهاسازی جهت زیاد کردن مقدار نقدی ، کارایی توربین را در زمانی که قیمت بالا است افزایش می دهد. اگر نسبت ورودی زیادتر باشد ، کنترل بهینه همچون افزایش انرژی است به جز آن که کنترل تا زمانی که تولید نیرو E به حداکثر برسد ، متفاوت می باشد. اکنون کنترل بهینه را به عنوان تابع رأس اولیه ، نسبت ورودی ، زمان و نسبت تغییر قیمت بحث می کنیم. 1. 2. 4 عدم وجود ورودی : کنترل و رأس در مورد اول فرض می کنیم ورودی آب وجود ندارد. چون قیمت متغیر است راه حل های پمپ و رهاسازی ، ممکن هستند. زمان اولیه t0=7AM و رأس اولیه h .=175 , 150 , 120 (خالی ، بنابراین نمی تواند رها شود) را در نظر بگیرید. به ترتیب شکل های 18 تا 20 را ببینید. در شکل 18 h0=175 و مخزن تقریباً پر است. در نتیجه در ابتدا نیازی به خالی کردن آب نیست. راهبرد کنترل این است که منتظر باشیم قیمت به اندازه کافی بالا رود و رها شود ، سپس صبر کنیم (c=0 ) تا قیمت پایین آید و در پایان تمام آب را رها کنیم. در شکل 19 (h0=150) و شکل 20 (h0=120) راه حل ، ابتدا تخلیه مقداری از آب ، منتظر ماندن و رها کردن آب در بیشترین هزینه است. 2. 2. 4 نسبت کنترل و ورودی f اکنون رأس اولیه را در h0=120 ثابت می کنیم و نسبت های ثابت ورودی را در میان f = 2л , 3л , 6л , 10 л , 14л تغییر می دهیم. اگر نسبت ورودی کوچک باشد ، تلمبه زنی مورد نیاز می شود (تصاویر 21 و 22 ) و راه حل رهاسازی کارایی توربین را افزایش می دهد. اگر سرچشمه آب بسیار کوچک باشد و نسبت ورودی بسیار کوچک نباشد ، تنهانیاز به خالی کردن آب در آغاز آن داریم (شکل 23). در حالی که قیمت در عدم وجود ورودی بالا است و تا جایی که ممکن است آب رها می شود ، راهبرد کنترل برای افزایش مقدار نقدی رها سازی آب بیشتر آن هم زمانی که هزینه بالا است ، می باشد. وقتی f=10л (شکل 24) ، راه حل کنترل تحت تأثیر قیمت قرار می گیرد و c بالای c=fقبل از آن که قیمت در بیشترین نقطه قرار گیرد ، افزایش می یابد. رهاسازی آب بیشتر قبل از بالاترین نقطه برآورد مطلوب است و زمانی که قیمت به سرعت کاهش می یابد مخزن را پر کنید. همان طور که نسبت ورودی f تا f= 14л (شکل 25) افزایش می یابد ، قیمت راه حل نرخ های رهاسازی c=f را تحت تأثیر قرار نمی دهد و بیشترین رأس را جهت ذخیره اغلب انرژی پتانسیلی حفظ می کند. (شکل های 25 – 22) ، همان گونه که نسبت ورودی افزایش می یابد ، کارایی توربین، تابع نیرو و انرژی تانسیلی هرکدام دارای تأثیرات مختلفی در راهبرد کنترل خواهند بود. زمانی که نسبت ورودی به اندازه کافی بزرگ باشد که به نسبت رهاسازی c اجازه افزایش تابع نیروی تولید شده E دهد ، راه حل مشابه وقتی است که تولید انرژی نسبت به مقدار افزایش می یابد. شکل 29 : حداقل نسبت ورودی که C را مستقل از P می سازد . شکل 30 : زمان های تخلیه / انتظار / رها سازی/ نسبت ورودی 3. 2. 4 کنترل و نرخ تغییر قیمت نرخ تغییر قیمت برای نمونه هزینه ثابت صفر است (افزایش الکتریسیته ) ، همان طور که نرخ تغییر افزایش می یابد ، ورودی که c=f را به وجود می آورد نیز افزایش خواهد یافت. برای دیدن آن ، شکل 15 ، c=f ، را با شکل 24 مقایسه کنید که در آن کنترل تحت تأثیر قیمت است. نرخ تغییر قیمت w.r.t نسبت ورودی و ارتفاع مخزن را در بخش 3. 4 بحث خواهیم کرد. 4. 2. 4 کنترل و زمان الگوی قیمت راه حل کنترل را تحت تأثیر قرار می دهد بنابراین اگر زمان شروع یا انتها تغییر کند ، قطعاً کنترل را تحت تأثیر قرار می دهد. اگر ورودی آب نداشته باشیم می توانیم ببینیم که چگونه زمان راهبرد کنترل را تحت تأثیر قرار می دهد. شکل 26 در t=0 AM ، هزینه پایین است ، آب بیشتری تخلیه می شود ؛ شکل 20 در t= 7AM ، براورد نه بالاست نه پایین. آب کمی خالی می شود ؛ شکل 27 در t=12AM ، برآورد بالاست ، آبی تخلیه نمی شود. اگر افق زمانی به اندازه کافی طولانی باشد تفاوت تنها در زودگذر آغازی و نهایی وجود ندارد. 3. 4 صفات اختصاصی نرخ تغییر قیمت در بخش 3. 2. 4 نشان دادیم که کنترل نه تنها به تغییر قیمت بلکه به نرخی که در آن قیمت تغییر می کند بستگی دارد. شکل 31 . کارایی توربین مانند شکل 33 در Ref است . زمانی که انرژی به حداکثر برسد نرخ تغییر قیمت صفر می باشد و همان طور که نسبت ورودی تا چند مقدار افزایش می یابد ، کارایی توربین کنترل را تحت تأثیر قرار نمی دهد ، نسبت رهاسازی برابر با نسبت ورودی است ، سطح آب در بیشترین نقطه است و ذخیره سازی عمده انرژی پتانسیلی یکی از عوامل مهم است. به عبارت دیگر ، در حالی که مقدار نقدی افزایش می یابد نسبت ورودی که c=f را می سازد برای افزایش انرژی بزرگ تر است زیرا قیمت متغیر کنترل را تحت تأثیر قرار می دهد. همچنین مشاهده می کنیم که نسبت کمتر رهاسازی می تواند کارایی توربین و تابع نیرو برای رأس بزرگ تر را به حداکثر برساند و این بدان معناست که نسبت کم ورودی می تواند c=f را در صورتی که ارتفاع مخزن بالا باشد ، به وجود آورد (شکل 8). در این جا بحث می کنیم که چگونه کنترل بهینه تحت تأثیر ارتفاع مخزن ، نسبت ورودی ،w.r.t نسبت تغییر قیمت قرار می گیرد. اگر ارتفاع مخزن بین 140m و 210m تغییر کند ، رأس اولیه h0=120 است ، زمان شروع t. =0 ، قیمت Pt=27+ αsin(2лt – 15/4л)/24) ونسبت تغییر α در فاصله [26 و 0] قرار می گیرد. شکل 32: مسیر کنترل : طبق شکل 31 شکل 33: مسیر کنترل : راندمان بیضی 1. 3. 4 ارتفاع مخزن w.r.t نسبت تغییر هزینه فرض کنید نسبت ورودی f= 12л , 15л است و رأس اولیه در پایین ترین نقطه h0=120 قرار دارد ، می توانیم ارتفاع مخزن w.r.t نسبت تغییر هزینه را بیابیم که کنترل c را مستقل از p برای ارتفاعات زیر این منحنی می سازد. کنترل تحت تأثیر قیمت است در حالی که بالای منحنی ، هزینه راهبرد کنترل را تحت تأثیر قرار نمی دهد. همان طور که در شکل 28 نشان داده شده ، زمانی که نسبت تغییر هزینه کوچک تر باشد ، کنترل تحت تأثیر رسیدگی های مهندسی ذخیره سازی انرژی پتانسیلی است. همان طور که نسبت تغییر افزایش می یابد ، هزینه استراتژی کنترل را بیشتر تحت تأثیر قرار خواهد داد و به رأ س بزرگ تری نیاز دارد که می تواند c را مستقل از p بسازد ، زیرا زمانی که ارتفاع مخزن بیشتر است ، نسبت رهاسازی کمتر c می تواند E را افزایش دهد (شکل 8). نسبت بالای رهاسازی c می تواند E نیرو را با استفاده از سرچشمه کوچک تر آب افزایش دهد ، در نتیجه منحنی ارتفاع مخزن برای f=15л کوچک تر از f=12л است (شکل 28). دو منحنی در این تصویر نشان می دهند که کنترل برای نسبت بالای ورودی کمتر تحت تأثیر هزینه است. 2. 3. 4 نسبت ورودی w.r.t نسبت تغییر هزینه با دادن رأس نخستین h0=120 با ارتفاع مخزن 180 و 160 ، شکل 29 حداقل ورودی آب w.r.t نسبت تغییر هزینه را شرح می دهد که c را مستقل از p می سازد : زیر این منحنی ، کنترل تحت تأثیر هزینه است و بالای منحنی با نسبت ورودی مشخص شده است. با دادن ارتفاع مخزن ، همان طور که نسبت تغییر هزینه افزایش می یابد ، نسبت ورودی به منظور حفظ c مستقل از p نیاز به افزایش دارد ، مثلاً زمان پر کردن مخزن کاهش می یابد. دو منحنی در شکل 29 نشان می دهند که کنترل برای نمونه مخزن بزرگ تر کمتر تحت تأثیر هزینه است. شکل 34: مسیر کنترل : کارایی راندمان (طرح 180h=) شکل 35: مسیر کنترل : کارایی متغیر توربین 4. 4 بررسی بیشتر در مورد کنترل برای حداکثر الکتریسیته و مقدار از بررسی قبلی دیده ایم که شباهت ها و تفاوت هایی میان کنترل به منظور زیاد کردن مقدار نقدی و الکتریسیته وجود دارد. اکنون دو کنترل w.r.t نسبت ورودی را به طور جزئی مقایسه می کنیم. فرض می کنیم که نسبت ورودی از 0 تا л20 ، h0=120 و AM t0=0 تغییر می کند. شکل 30 نشان می دهد اگر نسبت ورودی کوچک باشد ، زمان بیشتری برای تخلیه وجود دارد. به عبارت دیگر ، کنترل بهینه انتظار زیاد در به حداکثر رسانیدن الکتریسیته و عدم تخلیه در هر مقدار نسبت ورودی را شامل می شود. زمان های رهاسازی همان طور که نسبت ورودی زیاد می شود افزایش می یابند. اگر نسبت ورودی بزرگ باشد ، نسبت رهاسازی تحت تأثیر هزینه قرار نمی گیرد و کنترل ها برای هر دوی آن ها تقریباً مشابه است. 5- بررسی در مورد کارایی توربین و کنترل در این مقاله ، کارایی تحلیلی توربین که با معادله (4) داده شده است می تواند در کمترین و بیشترین رأس به حداکثر برسد. هر چند عبارت تحلیلی که با معادله (4) داده شده است تنها تخمین واقعیت است. در این بخش از مدل واقعی تری برای کارایی توربین استفاده می کنیم و نشان می دهیم که این مدل به قواعد کیفی مشابه منتهی می شود. از [27] Ref می دانیم که رأس طرح شده مطلوب و نسبت تخلیه برای هر توربین وجود دارد. شکل 36: مسیر کنترل : کارایی کم توربین متغیر (مستطیلی) طرح شکل کارایی مشابه تقریباً شبیه به بیضی های هم کانون است همان طور که در شکل 31 شرح داده شد. همچنین به اشکال 33 و 35 و 37 و 39 در [27] Ref بنگرید. 5 نقطه از منحنی در شکل 33 ،[27]Ref را انتخاب می کنیم و از معادله زیر استفاده می کنیم : (10) برای ساده کردن درجه بندی ، چهار منحنی با کارایی توربین 90 درصد در بخش مرکزی بیضی شکل را به ترتیب 85% ، 80 % ، 75 % ، 70 % انتخاب کردیم. فرض کنید که رأس طرح m 150 و نسبت تخلیه طرح 100 m3/s است. سپس از شکل 31 ، که با دیجیتالی کردن شکل 32 نمونه [27] Ref به دست آمده است می دانیم که کارایی توربین می تواند برای رأس h=180 زمانی که نسبت تخلیه بین 85 m3/s و 81m3/s است ، به حداکثر برسد. داده های کارایی را در تابع نیرو (6) قرار می دهیم و راه حل کنترل را می یابیم (شکل 32 ). راه حل کنترل ، به حداکثر رساندن کارایی توربین بعلاوه تابع نیرو می باشد برای مثال نسبت رهاسازی که به نسبت ورودی بستگی دارد که برابر است با مقادیری بین حداکثر و حداقل تخلیه که η را به حداکثر می رساند. اگر تفاوت بزرگی در کارایی توربین رأس وجود نداشته باشد ، انرژی پتانسیلی نقش مهمی ایفا می کند زیرا رأس که می تواند η را به حداکثر برساند خیلی کمتر از بزرگ ترین رأس است که اغلب انرژی پتانسیلی را ذخیره می سازد. برای مثال زمانی که طرح رأسm = 80 , 100./. η در h=180 و 85./.= η در h= 140 باشند ، راه حل کنترل حفظ رأس و به حداکثر رساندن E است. سپس از تصویر مشابه با بیضی های تو در تو به منظور نشان دادن محدوده وسیعی از مقادیر کارایی استفاده می کنیم و راه حل کنترل مطلوبی را می یابیم. بیشتر فرض کنید که کارایی توربین حدود h=150m , c=105 m3 است و از این نقطه کاهش می یابد. طرح شکل چنان است که کارایی توربین در h=180 بسیار کوچک است. اساساً راه حل کنترل مشابه نمونه کارایی تحلیلی با معادله (4) است – برای افزایش کارایی توربین زمانی که آب کم است و شکل 32 را مشاهده می کنید. که این تعادل بهینه ای بین حداکثر کارایی توربین و ذخیره انرژی پتانسیلی را نشان می دهد. تا جایی که ممکن است انرژی پتانسیلی راذخیره و کارایی توربین را افزایش دهید. به علاوه اگر طرح شکلی را با یک بیضی تصور کنیم که کارایی توربین می تواند با رأس بالا (h=180) و تخلیه پایین (c=105) به حداکثر برسد ، راه حل کنترل (شکل 34) حفظ بیشترین رأس با نسبت بهینه رهاسازی است که مشابه شکل 11 است. برای شناخت بیشتر رابطه بین کنترل و کارایی توربین ، ساده ترین نمونه را با استفاده از یک مستطیل جهت توصیف مشخصات بازده توربین همچون[27] Ref ، بررسی می کنیم. فرض کنید کارایی توربین در h*c=[140 , 160 ] * [ 90 , 120] به حداکثر رسیده است و همان طور که دامنه افزایش می یابد آن کاهش می یابد. کنترل تا جایی پیش می رود که کارایی توربین را برای بازده بسیار متغیر (شکل 35) به حداکثر برساند در حالی که انرژی پتانسیلی را برای کارایی کم متغیر نیز افزایش می دهد (شکل 36). برای هر توربین واقعی ، داده های کارایی از طرح شکل مربوطه موجود هستند و انجام کامپیوتری الگوریتم ها آن را آسان می سازد تا نمایش پارامتری را جایگزین کرد و راه حل کنترل را به دست آورد. 6- نتایج بررسی نشان داده شده در این مقاله نشان می دهد که راه حل مطلوب تخلیه / رهاسازی بستگی پیچیده وحساسی به تعریف پارامتر ، وسایل هیدروالکتریکی ، هزینه و ورودی های آب دارد. هر چند ، برخی از نتایج کلی در مورد شیوه ای که در آن راه حل تخلیه / رهاسازی به این پارامترها بستگی دارد می توانند به وجود بیایند. در نتیجه شیوه اصلی را توصیف می کنیم که در آن راهبرد کنترل به ورودی آب بستگی دارد. -برای نسبت های کوچک ورودی ، راهبرد کنترل که به مشخصات توربین بستگی دارد ، به حداکثر رساندن کارایی توربین یا تابع نیرو است و هزینه موجود راهبرد کنترل را تحت تأثیر قرار می دهد ؛ -برای نسبت های بزرگ ورودی ، راهبرد کنترل به حداکثر رساندن تابع نیرو می باشد. هزینه متغیر راهبرد کنترل را تحت تأثیر قرار نمی دهد و انرژی پتانسیلی نقش مهمی ایفا می کند. در این نمونه ، عوامل تدبیر مهندسی آب بیش از پویایی قیمت بحرانی تر هستند ؛ -به علت این تأثیرات انرژی پتانسیل ، براینسبت های متوسط ورودی با بیشترین نسبت رهاسازی در بیشترین هزینه ، نه هم اندازه و نه کوتاه ترین دوره عدم رهاسازی در کمترین هزینه می باشد. محاسبه برنامه ریزی پویا ، کنترل مطلوبی در نور تأثیرات پیچیده ای همچون انرژی پتانسیلی ، نسبت ورودی و کارایی توربین به دست می دهد.

+ نوشته شده در ۱۶/۴/۱۳۹۱ساعت ۲۰:۱۸ توسط علي باقري دسته : مقالات نظر(0)

جوشکاری اولتراسونیک پلاستیک ها

جوشکاری اولتراسونیک پلاستیک ها

جوشکاری اولتراسونیک شامل استفاده از انرژی صوتی با فرکانس بالا برای نرم کردن و ذوب کردن ترموپلاستیک ها در منطقه جوش است . قسمت هایی که باید به یکدیگر جوش داده شوند زیر فشار روی هم نگه داشته شده و تحت ارتعاشات اولتراسونیک با فرکانس 20 تا 40 کیلو هرتز قرار می گیرند. موفقیت جوش به طراحی مناسب اجزا و مناسب بودن موادی که جوش داده می شوند بستگی دارد. از آنجا که جوشکاری اولتراسونیک بسیار سریع است ( کمتر از 1 ثانیه ) و قابلیت اتوماسیون دارد به طور وسیع از آن در صنعت استفاده می شود . برای تضمین سلامت جوش طراحی مناسب اجزا بخصوص فیکسچرها لازم است . با طراحی مناسب از این روش می توان در تولید انبوه استفاده کرد. یک ماشین جوشکاری اولتراسونیک شامل اجزای زیر است : یک منبع تغذیه ، یک مبدل ، یک آمپلی فایر تقویت کننده به نام بوستر ، یک وسیله تولید صدا یا شیپوره ( horn ) منبع تغذیه فرکانس برق شهر 50-60 هرتز را به 20-40 کیلو هرتز می رساند . این انرژی به مبدل می رود و در مبدل دیسک پیزو الکتریک انرژی الکتریکی را به ارتعاش در فرکانس اولتراسونیک تبدیل می کند. اغلب ماشین های اولتراسونیک در فرکانسی بالاتر از 20 کیلو هرتز کار می کنند و صدایی تولید می کنند که گوش انسان قادر به شنیدن آن نیست . امواج تولید شده در مبدل به بوستر رفته و دامنه آن تا حد دلخواه افزایش پیدا می کند و سپس در شیپوره ( که یک وسیله صوتی مکانیکی است) امواج صوتی مستقیماً به قطعه کار منتقل می شود. همچنین شیپوره نقش اعمال فشار بر روی قطعه را نیز بر عهده دارد.بعد از انتقال امواج صوت به قطعه کار در منطقه اتصال در اثر اصطکاک زیاد این انرژی تبدیل به گرما شده و باعث نرم شدن و ذوب پلاستیک و بهوجود آمدن جوش میشود. مزایای این روش عبارتند از : - راندمان بالا - تولید بالا با قیمت پایین - سهولت در اتوماسیون - سرعت جوش بالا - تمیز بودن آن مهمترین محدودیت این روش محدودیت در انرژی اعمالی و کوچک بودن عرض شیپوره ( کمتر از 250 میلی متر ) است و در نتیجه طول جوشی که به وجود میآید کوچک است . موارد استفاده از جوش التراسونیک ترموپلاستیک ها : - جوشکاری ساده یک اتصال - جاسازی یک قطعه در قطعه ای دیگر همرا با اتصال بین آن دو - جوش نقطه ای ورق ها و صفحات پلاستیکی - ... صنایعی که این نوع جوشکاری در آن کاربرد دارد : - استفاده در صنعت بسته بندی - استفاده در صنعت اتومبیل سازی - استفاده در صنعت پزشکی - استفاده در صنعت اسباب بازی - صنایع مرتبط فیزیک پلاسما (Plasma Physics) پلاسما گاز شبه خنثایی از ذرات باردار و خنثی است که رفتار جمعی از خود ارائه می‌دهد. به عبارت دیگر می‌توان گفت که واژه پلاسما به گاز یونیزه شده‌ای اطلاق می‌شود که همه یا بخش قابل توجهی از اتمهای آن یک یا چند الکترون از دست داده و به یونهای مثبت تبدیل شده باشند. یا به گاز به شدت یونیزه شده‌ای که تعداد الکترونهای آزاد آن تقریبا برابر با تعداد یونهای مثبت آن باشد، پلاسما گفته می‌شود. دید کلی : می‌دانیم که برای ماده سه حالت جامد ، مایع و گاز در نظر گرفته می‌شود. اما در مباحث علمی معمولا یک حالت چهارم نیز برای ماده فرض می‌شود. حدوث طبیعی پلاسما در دماهای بالا ، سبب تخصیص عنوان چهارمین حالت ماده به آن شده است. یک نمونه بسیار طبیعی از پلاسما آتش است، بنابراین خورشید نمونه‌ای از پلاسمای داغ بزرگ است. حدود پلاسما اغلب گفته می‌شود که 99% ماده موجود در طبیعت در حالت پلاسماست، یعنی به شکل گاز الکتریسته داری که اتمهایش به یونهای مثبت و الکترون منفی تجزیه شده باشد. این تخمین هر چند ممکن است خیلی دقیق نباشد ولی تخمین معقولی است از این واقعیت که درون ستارگان و جو آنها ، ابرهای گازی و اغلب هیدروژن فضای بین ستارگان بصورت پلاسماست. در نزدیکی خود ما ، وقتی که جو زمین را ترک می‌کنیم بلافاصله با پلاسمایی مواجه می‌شویم که شامل کمربندهای تشعشعی وان آلن و بادهای خورشیدی است. در زندگی روزمره نیز با چند نمونه محدود از پلاسما مواجه می‌شویم. جرقه رعد و برق ، تابش ملایم شفق قطبی ، گازهای داخل یک لامپ فلورسان یا لامپ نئون و یونیزاسیون ، مختصری که در گازهای خروجی یک موشک دیده می‌شود. بنابراین می‌توان گفت که ما در یک درصدی از عالم زندگی می‌کنیم که در آن پلاسما بطور طبیعی یافت نمی‌شود. آیا کلمه پلاسما یک کلمه بامسما است؟ کلمه پلاسما ظاهرا بی‌مسما به نظر می‌رسد. این کلمه از لغت یونانی πλάσμα,-ατος,τό آمده است که هر چیز به قالب ریخته شده یا ساخته شده را گویند. پلاسما به علت رفتار جمعی که از خودشان نشان می‌دهد، گرایشی به متاثر شدن در اثر عوامل خارجی ندارد و اغلب طوری عمل می‌کند که گویا دارای رفتار مخصوص به خودش است. حفاظ دبای یکی از مشخصات اساسی رفتار پلاسما ، توانایی آن برای ایجاد حفاظ در مقابل پتانیسیلهای الکتریکی است که به آن اعمال می‌شوند. فرض کنید بخواهیم با وارد کردن دو گلوله بارداری که به یک باتری وصل شده‌اند یک میدان الکتریکی در داخل پلاسما بوجود آوریم. این گلوله‌ها ، ذرات یا بارهای مخالف خود را جذب می‌کنند و تقریبا بلافاصله ، ابری از یونهای اطراف گلوله منفی و ابری اطراف گلوله مثبت را فرا می‌گیرند. اگر پلاسما سرد باشد و هیچگونه حرکت حرارتی وجود نداشته باشد، تعداد بار ابر برابر بار گلوله می‌گردد، در این صورت عمل حفاظ کامل می‌شود و هیچ میدان الکتریکی در حجم پلاسما در خارج از ناحیه ابرها وجود نخواهد داشت. این حفاظ را اصطلاحا حفاظ دبای می‌گویند. معیارهای پلاسما • طول موج دبای (λD) باید خیلی کوچکتر از ابعاد پلاسما (L) باشد. • تعداد ذرات موجود در یک کره دبای (ND) باید خیلی بزرگتر باشد. • حاصلضرب فرکانس نوسانات نوعی پلاسما (W) در زمان متوسط بین برخوردهای انجام شده با اتمهای خنثی (t) باید بزرگتر از یک باشد. کاربردهای فیزیک پلاسما • تخلیه‌های گازی: قدیمی‌ترین کار با پلاسما ، مربوط به لانگمیر ، تانکس و همکاران آنها در سال 1920 می‌شود. تحقیقات در این مورد ، از نیازی سرچشمه می‌گرفت که برای توسعه لوله‌های خلای که بتوانند جریانهای قوی را حمل کنند و در نتیجه می‌بایست از گازهای یونیزه پر شوند احساس می‌شد. • همجوشی گرما هستهای کنترل شده: فیزیک پلاسمای جدید (از حدود 1952 که در آن ساختن راکتوری بر اساس کنترل همجوشی بمب هیدروژنی پیشنهاد گردید، آغاز می‌شود. • فیزیک فضا: کاربرد مهم دیگر فیزیک پلاسما ، مطالعه فضای اطراف زمین است. جریان پیوستهایی از ذرات باردار که باد خورشیدی خوانده می‌شود، به مگنتوسفر زمین برخورد می‌کند. درون و جو ستارگان آنقدر داغ هستند که می‌توانند در حالت پلاسما باشند. بزرگترین حسن تمامی فرآیندهای EDM این است که یک فرآیند ساختی غیر تماسی است. با این روش هیچ یک از تنشهای روشهای سنتی ایجاد نمی گردد و شما می توانید کارهایی را انجام دهید که با ابزارهای رایج امکان آن وجود ندارد. John shanahan ، مدیر تولید شرکت makino در ضمن توضیح ماشینهای wireEDM افقی، به برخی از پیشرفتهای زیر اشاره می کند:- قطرهای سیم ها به کوچکی" 00078/ 0(mm 2 % ) - تعویض قطعه کار مجتمع (integrated work changers) - سوراخ کاری EDM سوراخ های بسیار دقیق با نسبت ارتفاع به قطر 1: 100 (برای این کار RAM EDM مورد نیاز است) - اسپیندلهای تعویض ابزار مستقیم با ارتعاش کم که تغییرات ابزارگیر و سرعت های اسپیندل را تا rpm 170000 محدود می کند. - سیستم های فیدبک مداربسته تا nm 2 . (شکل 1) او توضیح میدهد که: در آینده ما به شرایط محیطی توجه بیشتری خواهیم کرد چرا که درگیری با اندازه های کوچک بیشتر خواهد شد. جبران الکترونیکی کافی نخواهد بود، علاوه بر ساختار مکانیکی صوتی، در نظر گرفتن کنترل حرارتی نیز باید در طراحی ها بطور ذاتی و اساسی صورت پذیرد. ? برای ماشینکاری سوراخ های کوچک با EDM ، شرکت Makino محصول Edge 2 خود را ارائه می کند. John Bradford متخصص فنی توضیح می دهد که: این ماشین همانند ماشینCNC EDM sinker طراحی شده است اما با گزینه هایی برای کاربردهای سوراخکاری سوراخهای کوچک که می توانند سوراخهای 20μm را ماشین کاری نمایند. تا به حال این ماشین برای بستهای نوری ( Optical Connectors) و دیگر قطعات الکترونیک به کار رفته است. و اغلب wire EDM برای ساختن فیچرهای خاص در سوراخهای اصلی استفاده شده است. موقعیت دهی و تکرار پذیری تا1 +,1- تضمین شده است. هنگام تصمیم گیری میان EDMو لیزرهای گوناگون، متغیرهای متعددی وجود دارند که باید بیش از هزینه اولیه در نظر گرفته شوند مثل زمان Setup ،سرعت و حجم تولید. شرکتPrima North American یکی از سازندگان پیشرو در زمینه سیستمهای ماشین کاری لیزری YAG: Nd و CO2 می باشد. یکی از بزرگترین کاربردهای محصولات این شرکت، سوراخکاری دقیق سوراخهای گسترده عظیمی از اجزا موتورهای جت هواپیما و توربین های مورد استفاده در تولید انرژی می باشد. قطعات سوراخکاری شده توسط سیستم laserdyne شامل پره ها ی توربین پره هدایت نازل و محفظه های احتراق می شود. برای این کاربردها هدف سازندگان موتور توربین دست یابی به جریان هوای ثابت از طریق سوراخهای خنک کاری و از طریق سطح اجزا می باشد. جریان هوای خیلی زیاد به طور معکوس بر راندمان سوخت تاثیر می گذارد. جریان خیلی کم و فوق گرم شدن اجزا عمر آنها را کاهش میدهد. Terry Vanderwert نائب رئیس شرکت توضیح میدهد که: ? در حال حاضر ما بر روی روشهائی سرمایه گذاری کرده ایم تا ثبات جریان هوا را از طریق سوراخ های ماشین کاری شده توسط لیزر، بیشتر بهبود بخشیم. سوراخ های موتور توربین به طور نوعی در حد "02/0 (mm5/0) و بزرگتر بوده، که در آلیاژهای نیکل، کبالت، کروم، در دمای بالا تولید شده است. سوراخ های کوچکتر تقریباً "006/0 (mm15/0) قطر داشته و می تواند در این مواد تولید شوند، و حتی سوراخهای کوچکتری در بازه وسیعی از موارد دیگر نیز قابل تولید می باشند. ? ما همچنین در حال ادامه فعالیت های خود برای اضافه کردن قابلیت سوراخکاری سوراخهای شکل داده شده (shaped holes) هستیم، روش و طرحی که برای بهبود خنک کاری اجزا موتور بسیار سودمند است. سوراخکاری لیزری به عنوان یک فرآیند با ابزار نرم و شکل پذیر (soft-tooled process) دارای انعطاف پذیری بالایی در اشکال قابل تولید و راحتی در اصلاح شکل آنها می باشد. بطور کلی لیزر UV توان کمتری نسبت به دیگر لیزرها مصرف می کند و بدین ترتیب منطقه HAZ محدود تری خواهیم داشت و یا اینکه هیچ لایه HAZ ای بوجود نمی آید. لیزرهای UV دقیق تر بوده و اثرات حرارتی یا ذوبی کمتری دارند. این لیزرها محدوده اشعه ای بزرگتری داشته که این اشعه ها در تمام این محدوده خیلی یکنواخت و یکدست هستند. ? Sercel می گوید: اینکه اشعه لیزر در برابر ماده قطعه کار چگونه واکنش می دهد بحرانی بوده و همیشه تست و آزمایش اولین قدم پر اهمیت می باشد. در خیلی از موارد آنها ممکن است تنها بر روی قطعاتی عمل کنند که دارای خواص جذبی به خصوصی هستند اما توسط لیزر excimer شما میتوانید هر ماده ای را ماشین کاری کنید چرا که مواد انرژی UV بیشتری را جذب میکنند. آنها این اشعه را بازتاب نمی کنند. به همین دلیل شما میتوانید با پلیمرهای حساس به حرارت کوارتز و شیشه کار کنید. (درعمل لیزرهای excimer در هر پاس از0.1 تا 0.5میکرو متر باربرداری میکنند. به طور کلی EDM قطعات ضخیم را ماشین کاری می کند و لیزر قطعات نازک. سه حوزه ای که در ساخت و تولید میکرونی از لیزر استفاده می کند عبارتند از: برش کاری، جوش کاری، و سوراخکاری. ROY توضیح میدهد که : برای مدتی کمترین نیازهای سوراخکاری در حد 50 μm نگه داشته شده است. برای کاربردهای جوشکاری، در حال حاضر در محدوده 50μm قرارداریم. این کارها اساساً برای میکرو الکترونیک است. برای برشکاری، نیاز تا حد 20 μm کاهش پیدا می کند. در خیلی زمینه ها نیاز و تمایل به سمت محدوده پایین تری است. هر چه اشعه لیزر کوچکتر میشود به لیزر با انرژی کمتری احتیاج است. ماشین کاری سریع توسط ریز ابزار ما ابزارهایی با قطر "250/0 (6mm) یا کمتر برای ماشین کاری سریع (HSM) به همراه عملکردهای میکروابزاری برای کار با فلزات غیر آهنی و پلاستیک ها ارائه میکنیم. سرعت اسپیندلها عموماً rpm 25000 یا بیشتر است. تجهیزات CNC سنتی که از ابزارهایی با قطر کوچکتر از mm 6 استفاده میکنند دارای دور rpm 10000 یا کمتر می باشند که عموماً به نرخهای پیشروی نامطلوب و هزینه های ناشی از شکست ابزار منجر میشود. به منظور ماشین کاری با میکروابزار ماشینهای سنتی می بایستی خیلی آرام حرکت کنند و عموماً تمایل به شکست ابزارهای ترد و شکننده در آنها زیاد است. از طرف دیگر ابزارهای کوچکتر ترد و شکننده بوده و بسیار مستعد شکستن می باشند. خروج نامناسب براده علت اصلی برای شکست ابزار می باشد. در حقیقت ابزارهای کوچکتر به علت باربرداری ناکافی ناشی از پارامترهای نادرست ماشین کاری می شکنند. برای کمینه کردن احتمال شکست، براده ها می بایستی از کانال برش دور شوند. ابزارهای کوچک نیازمند اسپیندلهایی با سرعت بالا هستند، اما آنها نیاز دارند که حتی سریعتر نیز حرکت کنند تا براده ها را به سمت بیرون پرتاب نمایند. بهترین راه برای ماشین کاری کارآمد و موثر با ابزار کوچک فرآیند سه گانه می باشد. 3 مورد مرتبط بهم عبارتند از: - طراحی میکرو ابزار - خنک کار با ویسکوزیته پایین - فن آوری ماشین کاری سریع ملزومات ابزاری با کاهش قطر ابزار و افزایش سرعت اسپیندل تغییر پیدا می کند. ابزارهای سنتی که از اینسرت استفاده میکنند برای کاربردهای میکروابزاری مناسب نمی باشند. این موضوع بیشتر از اینکه به خاطر قطر ابزار باشد به خاطر سرعتهای دورانی بالاتری است که مورد نیاز است. سرعتهای دورانی بالاتر نیازمند بالانس کردن مناسب ابزار و محفظه براده بزرگتری برای اطمینان از براده برداری مناسب و جلوگیری از سوختن براده می باشد. هندسه میکروابزار به همراه اسپیندلهای سرعت بالا و خنک کار مناسب می توانند به کلی پلیسه زدایی را به عنوان یک عملکرد ثانویه حذف کند. میکرو ابزار نیازمند روانکاری با ویسکوزیته پائین تر از آب می باشد. ویسکوزیته پایین تر به این علت مورد نیاز است که لازم است خنک کار در سرعتهای بالای در نظر گرفته شده برای اسپیندل به لبه برشی ابزار رسانده شود. خنک کارهای امولسیونی ویسکوزیته بالاتری نسبت به آب داشته و نتیجتاً به عنوان روانکار برای ماشین کاری سریع با میکروابزار غیرمفید و بی تاثیر خواهد بود. سیستمهای موجود اسپری خنک کار درحجم میکرونی از اتانول استفاده می کنند. اتانول برای فلزات غیر آهنی و برخی پلاستیک ها ایده آل است. اما، فلزات فولادی نیازمند خنک کارهای روغنی می باشند. بنابراین مزایای خنک کار اتانولی برای ماشینکاری آهنی بی فایده است. این بدین دلیل است که ابزار کاربیدی برسطح فولاد تولید جرقه کرده که می تواند در مواجهه با خنک کارهای الکلی شرایط دینامیکی بسیار شدیدی فراهم نماید. خنک کارهای معمولی از نوع خنک کارهای نفتی می باشند. چنین خنک کارهایی لازم است بطور مناسب خالص و تصفیه شوند که هزینه های خاص خود را دارد. اما در مورد اتانول نیاز نیست که تصفیه و یا بازیابی شود چراکه به راحتی تبخیر می شود اسپیندلهای فرکانس بالا با محدوده سرعت 6000 تا rpm 60000 برای فرزکاری، سوراخکاری، thread milling و حکاکی با استفاده از میکروابزار مناسب می باشند. میکروابزارها آنچنان به سرعت حرکت می کنند که زمان کافی برای بازگشتن حرارت به قطعه کار و تشکیل بافت وجود نخواهد داشت. حدود 60% حرارت در داخل خود براده است که ایجاد برش تمیز تری می کند. کیفیت ماشین کای بهتر بر پایه ابزار خنک تر، نیروهای ماشین کاری کوچکتر و در نتیجه ارتعاشات کمتر است.

+ نوشته شده در ۱۶/۴/۱۳۹۱ساعت ۲۰:۱۵ توسط علي باقري دسته : مقالات نظر(0)

قابلیت جوش پذیری فولادها

قابلیت جوش پذیری فولادها

جوش پذیری عبارت است از قابلیت تشکیل اتصال جوش با کیفیت بالا و بدون پیدایش عیب بدون توجه به روش جوشکاری و در نظر گرفتن تمهیدات خاص. به طور کامل نمی توان اظهار داشت که تمام فلزات ، از قابلیت جوشکاری یا ظرفیت جوش پذیری خوبی برخوردارند. فلزاتی که در حالت جامد صد در صد در یکدیگر قابل حل شدن هستند ، بالاترین درجه قابلیت جوشکاری در یکدیگر را دارند و فلزاتی که قابلیت انحلال آن ها در حالت جامد محدود است، ظرفیت جوش پذیری کمتری دارند . بدیهی است ، فلزاتی که در حالت جامد در یکدیگر قابل حل هستند ، با روش های ذوبی نیز امکان جوشکاری آنها وجود ندارد. چنین فلزاتی را با روش های جوشکاری فشاری در حالت خمیری (پلاستیک) به وسیله نیروی مکانیکی به یکدیگر اتصال می دهند و یا در بعضی موارد ، برای دستیابی به استحکام لازم از فلز واسط (سوم ) استفاده می کنند. این فلز سوم ، باید بتواند در هر یک از دو فلز دیگر نفوذ کرده یا حل شود. بدین ترتیب ، همانگونه که ملاحظه می شود ، ظرفیت جوش پذیری فلزات به خواص متالوژیکی فلز و همچنین استحاله های فازی در هنگام ذوب و انجماد بستگی دارد . به طور کلی عوامل تعیین کننده در جوش پذیری فلزات عبارتند از : 1- آنالیز یا ترکیب شیمیایی فلز یا آلیاژ«فلزات پایه و پر کننده » 2- عملیات حرارتی پیش گرمایی و پس گرمایی 3- روش های جوشکاری 4- سایر عوامل خارجی و محیطی همانطور که گفته شد جوش پذیری فولاد به ترکیب شیمیایی فولاد و در صدر همه آنها به درصد کربن بستگی دارد . از نظر ارزیابی جوش پذیری ، نقش عناصر آلیاژی موجود در فولاد را گاهی با معادل کربن می سنجند. معادل کربن یعنی اینکه بجای عناصر آلیاژی ، فولاد و چه میزان کربن می تواند داشته باشد تا همان نقش را در جوش پذیری فولاد بازی کند. یکی از رههای بررسی جوش پذیری فولاد محاسبه کربن معادل است. یکی از معروفترین فرمولهای ارائه شده طبق استاندارد کشور انگلیس ( BS4360 )به صورت زیر می باشد که در آن ، علامت اختصاری هر عنصر ، معرف درصد همان عنصر در آنالیز شیمیایی فولاد است. بدیهی است با افزایش مقدار معادل کربن ، متمایل به تشکیل مارتنزیت و در نتیجه سخت شوندگی فولاد و احتمال ایجاد ترکیدگی بیشتر می شود. بدون در نظر گرفتن ضخامت و شکل قطعه ، برای انجام جوشکاری موفقیت آمیز با توجه به میزان کربن معادل ، باید مطابق جدول ذیل عمل کرد . %Ceq ملاحظات جوشکاری کمتر از 4/0 بدون احتیاط – استفاده از الکترودهای سلولزی یا روتیلی 4/0 تا 48/0 استفاده از الکترودهای معمولی با 100 تا 120 درجه پیش گرمایش یا الکترود قلیایی کم هیدروژن 48/0 تا 55/0 استفاده از الکترودهای معمولی با 200 تا 250 درجه پیش گرمایش ، الکترود قلیایی با پیش گرمایش 150 تا 200 درجه ، الکترود آستنیتی با روش قوسی فلزی با گاز محافظ بدون پیش گرمایش بیش از 55/0 استفاده از الکترود قلیایی کم هیدروژن با 200 تا 350 درجه پیش گرمایش یا الکترود آستنیتی با روش قوسی فلزی با گاز محافظ جدول ذیل قابلیت جوش پذیری انواع فولادها و چدنها را بر اساس فرآیندها مختلف جوشکاری نشان می دهد. فرآیند جوشکاری آلیاژ جوشکاری اکسی استیلن جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود روکش دار جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ خنثی جوشکاری قوس الکتریکی باگاز محافظ خنثی جوشکاری قوس الکتریکی با سیم تو پودری جوشکاری زیر پودری جوشکاری مقاومتی فولاد کربنی- کم کربن عالی عالی خوب عالی عالی عالی عالی فولاد کربنی با کربن متوسط عالی عالی خوب عالی عالی عالی عالی فولاد کربنی – پرکربن عالی خوب خوب عالی عالی عالی خوب فولاد ابزار خوب خوب خوب خوب خوب خوب خوب فولاد ریختگی پر منگنز عالی عالی عالی عالی - عالی - چدن خاکستری عالی عالی خوب عالی عالی عالی - چدن مالیبل عالی عالی خوب عالی عالی عالی - فولاد نیکل دار عالی خوب خوب عالی - عالی عالی فولاد نیکل – مس دار عالی عالی خوب عالی - عالی عالی فولاد کم آلیاژ منگنز- مولیبدن دار عالی عالی خوب - - - - فولاد کم آلیاژ پر کربن مولیبدن دار عالی عالی - - - - - فولاد کم آلیاژ کرم- مولیبدن دار عالی عالی عالی عالی عالی عالی - فولاد کم آلیاژ نیکل – کرم دار عالی عالی خوب عالی - عالی - فولاد کم آلیاژ – کرم دار عالی عالی عالی - - - - فولاد زنگ نزن – کرم دار خوب عالی عالی عالی عالی عالی عالی فولاد زنگ نزن کرم - نیکل خوب عالی عالی عالی عالی عالی عالی جهت دریافت برخی اطلاعات بیشتر به لینک راهنمای فنی مراجعه فرمائید.

+ نوشته شده در ۱۶/۴/۱۳۹۱ساعت ۲۰:۱۴ توسط علي باقري دسته : مقالات نظر(0)

انواع جوشكاري

انواع جوشكاري

 جوشكاري به روش نقطه جوش صنایع مدرن و پیشرفته امروزه رقابت شدید در تولیدات صنعتی و نظامی سبب پیشرفت سریع جوشكاري گردید اصولی که از جوشکاری مورد انتظار است این است که: 1. جوش سریع و تمیز باشد 2. مخارج تهیه مواد جوشکاری کم باشد 3. مخارج تهیه ماشین آلات حداقل باشد 4. به کاربرد همه جانبه واستفاده صحیح در همه جا از دستگاه جوشکاری ممکن باشد. از دستگاههای سنگین جوشکاری یا دستگاههای زمینی برای جوشکاری ورقهای نازک و غیره نمی توان استفاده کرد. نقطه جوشها به علت طرز کار صحیح و سریع با استفاده از فک های جوشکاری و مقاومت الکتریکی کاربرد زیادی در صنایع دارند و با اتصال دو قطب به ترانسفورماتور مبدل و فکهای آنها در اثر عبور جریان از نقطه تماس فکها و خاصیت مقاومت جریان به سرعت حوزه مشخصی گرم شده و چون این گرم شدن تا حد ذوب در نقطه مشخص و محدود است به علت سادگی و تمیزی از آنها استفاده می گردد. جریان آب در داخل فکها سبب جلوگیری از ذوب شدن آنها شده و این دستگاهها به اندازه های مختلف ساخته می شوند و علت اصلی ابداع نقطه جوش برای جوشکاری صفحات نازک می باشند که با دستگاههای دیگر جوشکاری به سختی ممکن می باشد. قطعات مختلف نقطه جوش نوع شلاتر توضیح اینکه کارخانجات شلاتر دارای انواع دستگاههای نقطه جوش یا جوش دادن نقطه بوده و از ریزترین قطعات تا بزرگترین قطعات را از لحاظ دستگاه جوشکاری با آمپراژ و قدرت مشخص تامین می نماید. توصیف شکل 1. بازوهای جوشکاری نقطه جوش یا الکترودهای جوشکاری از پروفیل مخصوص 2. محل یا قلاب اتصال نقطه جوش (چون این نوع جوشکاری آویز در اکثر کارخانجات تولیدی استعمال می شود و بایستی کاملاً سریع التغییر و سریع العمل باشد). 3. دستگیره با محل گرفتن و فرمان دادن متخصص جوشکاری و قطعات و وسائل فرمان نیز دیده می شود برای سیلندر یا بدنه نقطه جوش 4. سیلندر نقطه جوش یا بدنه اصلی برای کورس دوبل یا تک با تغییر دهنده کورس سیلندر و ضربه گیر مربوطه که عمل تغییرات مکانی را به طور کلی انجام می دهد. 5. ترانسفورماتور جوشکاری که در خلاء ریخته شده و با آب سرد می شود . طبقه بندی ایزولاسیون . F 6. سردکنندگی سریع با آب در حداکثر زمان اتصال که چنانچه مدت زیادی هم وصل باشد سرد کنندگی انجام می گیرد. 7. محل اتصال کابل به دستگاه و سیمهای فرمان که بر طبق طول ضروری سری آن حداکثر 10 متر طول دارد و حداکثر دقت در طراحی و ساخت آن به عمل آمده تا از لحاظ اتصالات الکتریکی صیحیح باشد. 8. بازوی پائینی نقطه جوش که طوری طراحی گردیده است که احتیاج زیاد به رسیدگی و کنترل ندارد و مفاصل و اتصالات کاملاً دقیق می باشند. 9. فاصله صحیح و قابل تغییر مطابق با احتیاجات کار بازوی جوشکاری را می توان تغییر داد و بسته به ابعاد کار آن را تنظیم کرد. مسئله مهم در نقطه جوش "اول ورود جریان آب و خروج آن ، از فک ها یا بازوهای جوشكاري است که بایستی دقیقاً کنترل شودکه باعث سوختن فک ها و دستگاه نشود. مسئله دوم – زمان اتصال نقطه جوش است که در بعضی مواقع نیز از تامیر استفاده می گردد (قطع و وصل کننده دقیق زمان) مسئله سوم- انتخاب صحیح الکترود یا دستگاه جوش با آمپر و و لتاژ مناسب می باشد که بسته به ضخامت کار بایستی طراحی و خریداری گردد. مسئله چهارم – تمیز بودن فکهای جوشکاری به وسیله سمباده یا سوهان می باشد که اتصالات پهن و نادقیق به دست ندهد و بایستی فکها پس از مدتی تیز شوند انواع وسایل نقطه جوش دستی و آویز و لوله های اتصال آب به فک های آنها نشان داده شده است این شكل نوعی آموزش بصری و توضیحی است که جایگزین عدم وجود امکانات کارگاهی دیگر می گردد. III. جوشکاری فلزات رنگین جوشکاری فلزات رنگین با گاز استیلن یا کاربیت ( یا فلزات غیر آهنی) فلزات غیر آهنی یا فلزات رنگی به فلزاتی گفته می شود که فاقد آهن و یا آلیاژهای آن باشند مانند مس – برنج – برنز- آلومینیوم- منگنز- روی و سرب تمام فلزات رنگین را با کمی دقت و مهارت و آشنائی با اصول جوشكاري می توان جوش داد و برای جوشکاری این نوع فلزات بایستی خواص فلز را در نظر گرفت. جوشکاری مس با گاز بهترین طریقه برای جوشکاری مس جوشکاری با اکسیژن است( جوش اکسیژن = اتوگن= استیلن= کاربید اصطلاحات مختلف متداول می باشند) ضمناً می توان جوشکاری مس را با قوس الکتریک یا جوش برق نیز انجام داد. ورقه های مس را مانند ورقه های آهنی برای جوشکاری آماده می کنند یعنی سطح بالائی را تمیز نموده و از کثافات و روغن پاک نموده و در صورت لزوم سوهان می زنند. ولی چون خاصیت هدایت حرارت مس زیادتر است باید مقدار آمپر را قدری بیشتر گرفت. بهتر است همیشه با قطب مستقیم جوشکاری را انجام داد ( با جریان مستقیم و الکترود مثبت) زاویه الکترود نسبت به کار مانند جوشکاری فولاد است. طول قوس حداقل باید 10 تا 15 میلی متر باشد, برای جوشکاری مس می توان از الکترودهای ذغالی استفاده کرد. الکترودهای جوشکاری مس بیشتراز آلیاژ مس و قلع و فسفر ساخته شده اند و گاهی نیز از الکترودهای که دارای فسفر- برنز- سیلکان یا آلومینیوم هستند استفاده می کنند چون انبساط مس در اثر گرم شدن زیاد است فاصله درز جوش را در هر 30 سانتیمتر در حدود 2 تا 3 سانتیمتر زیادتر در نظر می گیرند. خمیر روانساز مس معمولاً در حرارت 700 تا 1000 درجه ذوب می شود و به صورت تفاله (گل جوش) سبکی روی کار قرار می گیرد و از تنه کار به علت کف کردن در روی کار نباید استفاده شود. بدون روانساز هم می توان مس را جوش داد و معمولاً از براکس استفاده می گردد. مس را به وسیله شعله خنثی جوش دهیم تا تولید اکسید مس نکند چون ضریب هدایت حرارت مس زیاد است باید پستانک جوشکاری مشعل 1 تا 2 نمره بیشتر از فولاد انتخاب شود. بهتر است مس را قبل از جوشکاری گرم نمائیم و با سیم جوشکاری مخصوص جوش داد برای جوشکاری صفحه 5 میلیمتری سیم جوش 4 میلیمتری کافی است و از وسط ورق شروع به جوشکاری می نمائیم و وقتی فلز هنوز گرم است روی آن چکش کاری می شود تا استحکام درز جوش زیاد شود. جوشکاری سرب در این نوع جوشکاری بیشتر از گاز هیدروژن و اکسیژن استفاده می گردد. در جوشکاری سرب احتیاج به گرد مخصوص نیست ولی باید قطعات کار را قبل از جوشکاری کاملاً صیقلی نموده سیم جوش سرب باید کاملاً خالص باشد چون سرب مذاب بسیار سیال می باشد. لذا جوشکاری درزهای قطعات سربی که به وضع قائم قراردارند بسیار دشوار و مستلزم مهارت و تجربه زیاد است. جوشکاری چدن با برنج یا لحیم سخت برنج چدن را می توان با برنج جوش داد. قطعات چدنی را باید همان طوری که برای جوشکاری با سیم جوش چدنی آماده می شوند برای برنج جوش آماده ساخت. لبه های درز جوش را باید به وسیله سوهان یا ماشین تراشید و هیچگاه لبه های درز قطعات چدنی را با سنگ سمباده پخ نزنید. زیرا ذرات گرافیت روی ذرات آهن مالیده می شوند و لحیم سخت خوب به چدن نمی چسبد. قطعات چدنی را قبل از شروع به جوش دادن حدود 210 تا 300 درجه سانتی گراد گرم کنید و گرد جوشکاری مخصوص چدن به کار برید تا بهتر به هم جوش بخورد. نقطه ذوب سیمهای برنجی باید در حدود 930 درجه سانتی گراد باشد. سیمهای برنجی که برای جوش دادن قطعات چدنی به کار می روند دارای مقدار زیادی مس است و کمی نیکل نیز دارند . نیکل اتصال لحیم را به چدن آسان می کند و نقطه ذوب زیاد آن موجب سوختن گرافیت درز جوش می شود . در جوشکاری چدن با برنج از شعله ملایم پستانک بزرگ با فشار کم استفاده کنید. اگر فشار شعله زیاد باشد گرد جوشکاری از درز خارج می شود و در نتیجه قطعات چدنی خوب به هم جوش نمی خورند. قطعات چدنی را باید پس از جوشکاری در محفظه یا جعبه ای پر شن یا گرد آسپست قرار داد تا بتدریج خنک شود و سبب شکنندگی و ترک و سخت شدن چدن نگردد. جوشکاری منگنز از منگنز به صورت خالص استفاده نمی شود در جهت عکس از آلیاژهای ماگنزیوم استفاده می شود که برای ریختگی فشاری از آن استفاده می گردد . به جای آلیاژهای Mg. Mn و Mg. Al و Mg AlZn امروزه از آلیاژهای مخصوصاً محکم Zr و Th استفاده می شود. برای جوشکاری ماگنزیوم و آلیاژهای آن از همان شرایط جوشکاری آلومینیوم استفاده می گردد. قابلیت هدایت حرارت زیاد و انبساط سبب پیچش زیاد کار می شود. ماگنزیوم در درجه حرارت محیط به سختی قابل کار کردن است و در 250 درجه می توان به خوبی کار گرد. جوشکاری برنج با گاز برنج مهمترین آلیاژ مس است و از مس و روی و گاهی قلع و مقداری سرب تشکیل می شود، این فلز در مقابل زنگ زدگی و پوسیدگی مقاوم است. چون روی در حرارت نزدیک ذوب برنج تبخیر می گردد بنابراین جوشکاری با این فلز مشکل می باشد. برنج از 60 درصد مس و 40% روی و گاهی مقداری سرب تشکیل شده است. درموقع جوشکاری روی به علت بخار شدن و اکسید روی محل جوش را تیره کرده و عمل جوشکاری را مشکلتر می نماید. ضمناً گازهای حاصله خطرناک بوده و باید از محل کار تخلیه گردند. درموقع جوشکاری روی حرکت دست بسیار مهم است و باید حتی الامکان سرعت دست را زیاد کرده وگرده جوش کمتری ایجاد نمود تا فرصت زیادی برای تبخیر روی نباشد. برنج را می توان با الکترودهای گرافیتی و معمولی جوشکاری نمود، درجوشکاری برنج از قطب معکوس استفاده می شود. فاصله قوس الکتریکی باید حداقل 5 تا 6 میلیمتر باشد. برنج ساده تر از فولاد و چدن و مس جوش داده می شود و استحکام و قابلیت انبساط آن درمحل درز جوش بسیار خوب است. توجه شود چون انقباض و انبساط برنج زیاد است نمیتوان به وسیله چند نقطه جوش به هم وصل کرد بلکه بایستی به کمک بست هائی که در حین جوشکاری می توان آنها را به هم متصل نمود از پیچیدگی جلوگیری شود. توجه شود که در جوشکاری از سیمهای مخصوص جوشکاری برنج که مقدار مس آن 42 تا 82 درصد است استفاده نمائید و برای جلوگیری از اکسیداسیون از گرد جوشکاری استفاده می شود و از استعمال تنه کار در جوشکاری برنج باید خودداری شود زیرا درز جوش را خورده سوراخ سوراخ و متخلخل می سازد و شعله را باید طوری تنظیم کرد که اکسیژن آن از استیلن بیشتر باشد زیرا روی در حرارت 419 درجه ذوب و در 910 درجه تبخیر می شود و رسوبی از روی و اکسید روی در کنار درز جوش به وجود می آید. مقدار اکسیژن شعله بستگی به نوع آلیاژ دارد و می توان قبلاً قطعه ای از آن را به طور آزمایشی جوش داد و اگر درز جوش سوراخ و خورده نشد خوب است. و اکسیژن زیاد هم باعث کثیف شدن جوش می شود . ورقهای نازکتر از 4 میلیمتر را از راست به چپ و ورقهای ضخیم تر از 4 میلیمتر را از چپ به راست جوش می دهند. به چکش کاری و خروج دود خطرناک و استفاده از ماسک مخصوص وباز نمودن پنجره وهواکش باید توجه نمود. جوشکاری فولاد زنگ نزن با گاز قابلیت هدایت حرارت فولاد زنگ نزن کمتر از فولاد معمولی می باشد و می توان سر مشعل را کوچکتر انتخاب کرد. شعله جوشکاری باید برای جوش فولاد زنگ نزن خنثی باشد زیرا اکسیژن یا استیلن اضافی با عناصر تشکیل دهنده فولاد زنگ نزن ترکیب شده و درز جوش خورده پس از مدتی زنگ می زند . روانساز جوشکاری فولاد زنگ نزن را به صورت خمیر در آورده روی درز جوش می مالیم . سیم جوش باید حتی المقدور از نوع خود فولاد زنگ نزن انتخاب شود و بهتر است تسمه باریکی از جنس همان فولادی که باید جوش داده شود را بریده و به جای سیم جوشکاری استفاده کرد. در روش جوشکاری این فولاد مشعل را باید طوری نگهداشت که زاویه آن نسبت به کار بین 80 تا 90 درجه باشد . زاویه سیم جوش در حدود 20 تا 40 درجه است وسیم جوشکاری را جلوی مشعل نگذارید تا همزمان با لبه کار ذوب شود و نوک مخروطی باید با ناحیه مذاب تماس داشته باشد تا از اکسیده شدن فلز جلوگیری کند. و شعله را نباید یک دفعه از کار دور نمود زیرا درجه انبساط فولاد زنگ نزن بیشتر از فولاد معمولی است و بابست های مخصوص از پیچیدن و کج شدن آن در موقع جوشکاری باید جلوگیری کرد فاصله لبه کار را باید برای هر 30 سانتیمتر 3 الی 4 میلیمتر بیشتر در نظر گرفت. پس از تمام شدن کار جوشکاری به وسیله برس و شتشو مواد اضافی تفاله و روانساز و یا گرد جوشکاری اضافی را باید کاملاً تمیز کرد و بر طرف نمود. جوشکاری فولادهای مولیبدونی وقتی که به فولاد مولیبدون اضافه شود مقاومت آن را بالا می برد مخصوصاً در حرارتهای زیاد ، بنابراین موارد استعمال این نوع فولاد بیشتر در لوله هائی که تحت فشار و حرارت زیاد باشد بیشتر است. بعضی از فولادهای مولیبدونی دارای مقداری کرم نیز هستند این آلیاژ را که مولی کرم می نامند بیشتر در ساختن قطعات مقاوم هواپیما به کار برده می شوند. جوشکاری این فولاد مانند جوشکاری آهن می باشد با این تفاوت که برای مقاوم بودن جوش باید از الکترود نوع E_7010 و E_7012 و E_7020 استفاده شود و برای قطعات ضخیم که گرده های پهن مورد احتیاج است می توان از فولادهای قلیائی (E_7016 ، E_7015 (LOWHYDROGE استفاده نمود. در مورد جوشكاري ورقهای 5 میلیمتر و ضخیمتر لازم است بعد از جوشکاری 1200 الی1250 درجه فارنهایت گرم کرده و برای ضخامت 5/12 میلیمتر به مدت یک ساعت گرم نگهداشت و بعد از آن باید قطعه به آهستگی سرد نمود به طوری که در هر ساعت 200 الی 250 درجه فارنهایت از حرارت آن کاسته شود وقتی که قطعه به 150 درجه فارنهایت رسید بعد می توان قطعه را در هوای معمولی سرد کرد. جوشکاری مونل واینکونل فلز مونل آلیاژی است از 67 % نیکل 30% مس و مقدار کمی آهن و آلومینیوم و منگنز. فلز اینکونل آلیاژی است از 80% نيكل ، 15% گرم و 5% آهن. این دو فلز به علت مقاومت زیادی که در مقابل زنگ زدگی دارند برای ساختن تانکر و ظروف حامل مایعات به کار می روند. مونل و اینکونل را می توان با الکترودهای پوشش دار به آسانی آهن جوشکاری کرد. بنابراین جوشکاری این فلزات در تمام حالتها امکان پذیر است ولی بهتر است که درحالت تخت عمل انجام گیرد. قطعاتی که ضخامت آنها کمتر از 5/1 میلیمتر است نباید با قوس الکتریکی جوشکاری نمود. برای جوشکاری مونل واینکوئل باید عملیات زیر را انجام داد. 1. قشر نازک اکسید تیره رنگ را از نقاطی که باید جوشکاری کرد به وسیله برس یا سمباده پاک نمائید. 2. به گرم کردن قبلی احتیاجی نیست. 3. از الکترودهای با پوشش ضخیم استفاده به عمل آید. 4. درمورد جوشکاری حالت تخت زاویه الکترود نسبت به خط قائم درجه و در مورد حالتهای دیگر الکترود عمود بر صفحه باید باشد. 5. – گرده های باریک ایجاد گردد. جوشکاری طلا جوشکاری طلا به طریقه DC باجریان مستقیم انجام میگرد. الکترود را به قطب منفی وصل می نمائیم و یا با جریان فرکانس زیاد جریان متناوب کار میکنیم . ضمناً می توان برای جوشکاری طلا از طریقه جوشکاری نقطه جوش استفاده کرده که با الکترود و لفرامی عمل می نماید و پس از جوشکاری به وسیله صیقل نمودن با الکل کار را براق می نمائیم . ضمناً به وسیله جوشکاری کند پرسی نیز می توان طلا راجوش داد. جوش دادن متداول با شعلهای ریز و دقیق شبیه جوشکاری نقطه جوش می باشد. جوشکاری آلومینیوم با گاز تنظیم شعله مشعل استیلن یا کاربید و هوا درموقع جوشکاری آلومینیوم در وهله اول برای شروع کار جوشكاري آلومینیوم باید مقدار استیلین کمی از اکسیژن بیشتر باشد زیرا روانساز هنوز کاملاً گرم نشده و نمی تواند اکسیژن را جذب نماید. پس از شروع جوشکاری از شعله خنثی استفاده می گردد و سیم جوش در حال جوشکاری ممکن است از آلیاژ آلومینیوم یا آلومینیوم خالص باشد که پنج درصد سیلیسیم دارد و توجه شود که قطر سیم جوش باید کمی بیشتر از قطعاتی باشد که می خواهیم جوش بدهیم و آن را در موقع جوشکاری گرم نموده و د روانساز وارد می کنیم. نکات مهم دیگر جوشکاری آلومینیوم با گاز استیلن پس از تمیز نمودن سطح بالائی فلز آلومینیوم با رنده, سوهان و برس ورقهای آلومینیوم کمتر از 5/0 میلیمتر را می توان از طریق خم کردن لبه آنها بدون سیم جوش جوشکاری نمود و ورقهای کمتر از 3 میلیتر احتیاج به پخ زدن ندارند, چنانچه امکان جوشکاری از دو طرف باشد دو نفر جوشکار می توانند ورقهای به ضخامت حتی 15 تا 20میلیمتر را لب به لب جوش بدهند و برای لوله های ضخیمتر آن را پخ می زنند. قطعات ریخته گری شده آلومینیوم را فقط در وضع افقی جناغی نموده, جوش می دهیم و پنبه نسوز یا آجر نسوز زیر کار نباید فراموش شود. و قطعات طولانی را باید به وسیله بست هائی به یکدیگر متصل نمود و قرار دادن پنبه نسوز برای جلوگیری از ریختن آلومینوم است. نکات دیگری که پس از جوشکاری آلومینیوم باید رعایت شود چکش کاری درز جوش در حالت گرم برای ازدیاد استحکام با ضربات سریع و ملایم انجام می گیرد و زیر کاری تکیه گاه نباید حالت فنریت داشته باشد.به وسیله محلول اسید نیتریک, روانساز باقیانده در روی سطح فلز را به وسیله برس زدن در آب گرم یا محلول اسید از روی آن بر می داریم. و با آب گرم می شوئیم و بهتر است پس از خاتمه جوشکاری آنها را کمی گرم کنید و در هوای آزاد نگذارید تا به تدریج برای آماده سازی قبلی به طوری که گفته شد قطعات آلوده به روغن و گریس را به وسیله بنزین و سپس با محلول سود 10% باید شست یا گرم کرد که چربی ها بسوزد و با برس تمیز گردد. قطعات بزرگ را مانند قطعات چدن قبلاً گرم می نمائیم و هیچگونه تغییر ظاهری در آلومینیوم مشاهده نمی گردد. جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم در مورد آلیاژهای آلومینیوم روش جوشکاری خالص آلومینیوم می باشد و روانساز می تواند در مورد قطعات شکسته آلومینیوم کثافات را از درز شکسته شده بیرون آورد . هر چند منیزیم آلیاژ بیشتر باشد عمل جوشکاری دشوارتر شده و لایه اکسیدی از سیلان فلز مذاب جلوگیری می نماید. بدین جهت جوشکاری آلیاژهائی که بیش از 5/2% منیزیم دارند احتیاج به مهارت زیاد جوشكاري دارد و بهتر است این آلیاژها را با قوس الکتریکی و گاز محافظ جوش داد .چون درموقع جوشکاری منیزیم آلیاژ می سوزد و سیم جوش با دارا بودن منیزیم باید کمبود منیزیم ناحیه ذوب را تأمین نماید. در مورد عملیات بعد از جوشکاری چون درز جوش خاصیت فلز ریخته شده را پیدا می نماید سخت تر شده و بایستی آن را با چکش کاری درمحل جوشکاری شده تا اندازه ای تصحیح کرد. جوشکاری فلزات رنگین با برق فلزات رنگین به فلزاتی گفته می شود که فاقد آهن و آلیاژهای آن باشد مانند مس – برنج – برنز- آلومینیوم – منگنز- روی – سرب تمام فلزات رنگین را با کمی دقت و مهارت و آشنایی اصول جوشكاري می توان با قوس الکتریکی جوش داد و باید خواص فلزات را در نظر گرفت. مس فلزی است قرمز رنگ با جلای فلزی – قابلیت جوشکاری و هدایت الکتریسته و حرارت مس خوب است. نقطه ذوب 1083درجه سانتی گراد است و آن را از سنگ معدن استخراج می کنند مس با اکسیژن ترکیب شده و اکسید مس می دهد. جوشکاری مس با برق بهترین راه جوشکاری مس با جوش گاز اکسیژن و کاربید است. ولی می توان جوشکاری را با قوس الکتریکی نیز انجام داد. ورقه های مس را مانند ورقه های آهنی برای جوشکاری آماده می کنند ولی چون قابلیت هدایت حرارت مس زیاد است باید مقدار آمپر را قدری بیشتر در نظر گرفت و بهتر است همیشه با قطب مستقیم جوشکاری را انجام داد . زاویه الکترود نسبت به قطعه کار مانند جوشکاری فولاد است. طول قوس باید 10 تا 15 میلیمتر باشد. برای جوشکاری مس می توان از الکترودهای ذغال استفاده کرد. الکترودهای جوشکاری مس بیشتر از آلیاژ، مس و قلع و فسفر ساخته شده است. گاهی از الکترودهائی که دارای فسفر برنز، سیلیکان با آلومینیوم هستند استفاده می شود. جوشکاری برنج با برق برنج بهترین آلیاژ مس است و از مس و روی و گاهی قلع ومقداری سرب تشکیل میشود. این فلز در مقابل زنگ زدن و پوسیدن مقاوم است. چون روی در حرارت نزدیک ذوب برنج تبخیر می شود بنابراین جوشکاری این فلز با الکترود فلزی مشکل است. در موقع جوشکاری ، روی بخار شده و اکسید آن محل جوش را تیره کرده و عمل جوشکاری را مشکلتر می نماید. ضمناً گازهای حاصله خطرناک بوده و باید محل کار تهویه گردد. حرکت دست در موقع جوشکاری بسیار مهم است و باید حتی الامکان سرعت دست را زیاد کرده و گرده جوش کمتری ایجاد شود تا فرصت زیاد برای تبخیر روی نباشد. برنج را می توان با الکترودهای گرافیتی و الکترود معمولی جوشکاری نمود. درجوشکاری با الکترود گرافیتی از آلیاژ برنز یا از آلیاژی مشابه آلیاژ فلزی که باید جوش داده شود استفاده می شود. و نیز در جوشکاری برنج از قطب معکوس استفاده می گردد. فاصله الکترود تا کار باید حدود 5 تا 6 میلیمتر باشد. جوشکاری روی با برق قبلاً قطعات روی را به وسیله لحیم قلع به هم متصل می کردند ولی امروز جز در مواردی که قطعات روی را به وسیله لحیم کاری بتوان اتصال داد این فلز را جوش می دهد. در جوشکاری روی، روانساز لازم است که بتواند از اکسیداسیون کاملاً جلوگیری کند. با شعله ملایم پستانک کوچکی که زاویه که تمایل آن نسبت به قطعه کار در حدود 30 درجه باشد می توان با سرعت زیاد قطعات روی را جوش داد و درز جوش خورده تمیزی به دست آورد. درز جوش خورده روی را میتوان در درجه 150 درجه سانتی گراد چکش کاری کرد تا ذرات آن در هم فشرده شده و مستحکمتر و ظریفتر شوند. سیم جوشکاری روی باید کاملاً خالص باشد . آلیاژهای روی که از اختلاط مس و آلومینیوم به دست می آیند نیز به خوبی جوش داده می شوند به شرط آنکه از سیم و گرد جوشکاری مخصوص آنها استفاده شود. چنانچه مقدار آلومینیوم در آلیاژ روی افزایش یابد قابلیت جوشكاري آن کاهش خواهد یافت. الکترودهای فلزات غیر آهنی 1. آلومینیوم 2. آلومینیوم و آلیاژهای آن 3. برنز – برنج – مس رنگ شناسائی : انتها – نقره ای الکترود برنز مخصوص جوش اتصالی و روکشی برنز – اتصال برنز به فولاد ریختگی به چدن سیاه – روکشی یا تاقانهای برنز درماشین سازی – اتصال آلیاژهای مسی و قطعات مس و تعمیر وسائل برنزی. این الکترود دارای جریان آرام است و به آسانی جوش می خورد در وضعیت اجباری هم همان جریانهای وضعیت افقی کافی است ،در جوش روکشی باید توجه داشت که سطح جوش دادنی از هر گونه ناپاکیها واثرات شیمیایی پاک گردد. در جوشکاری قطعات آهن لای اول را حتی المقدور با جریان کم جوش می دهند تا از ناخالصی جنس جوش که دراثر ذوب شدن فلز مبنا صورت می گیرد حتی المقدور جلوگیری شده باشد. برای لایه های بعدی می توان شدت جریان را زیادتر کرد. برای آنکه حوضچه مذاب آرام تر سرد شود الکترود را به طور دایره می گردانند یعنی شعله مکرراً از روی حوضچه ذوب عبور کند بسته به موقعیت قطعه کار پیش گرم کردن آن ممکن است مفید باشد. برای جوش اتصالی با حداکثر شدت جریان کار می کنند. از نظر نقل حرارت در مس و آلیاژهای آن باید منطقه جوش قبلاً در حدود 100 درجه سانتیگراد گرم شود . برای جلوگیری از بالا آمدن زیاد درزهای لب به لب به فاصله بین دو قطعه کار توجه کافی کرد. جوشکاری آلیاژهای فولاد با برق ... برای مصارف در صنعت فولاد را با مواردی از قبیل منگنز- نيكل – تنگستن و کرم ترکیب می کنند. این آلیاژهای فولاد را با قوس الکتریکی می توان به هم جوش داد ولی جوش کاری آنها به مراتب سخت تر از آهن است. زیرا در بعضی موارد و اوقات آلیاژ اصلی فولاد در نتیجه حرارت زیاد تجزیه می شود یا باعث سخت شدن قسمت گرم شده گشته و در سطح جوشکاری شده ترکهائی ایجاد می شود. ضمناً شلاکه(گل جوش) و گاز حاصل از سوختن پوسته الکترود در گرده جوشکاری باقی می ماند و باعث کم شدن استحکام جوش می شود. جوشکاری برنز با برق برنز آلیاژی است که از ترکیب مس و قلع و روی و آلومینیوم به دست می آید. استحکام برنز نسبت به برنج بیشتر است و برای کارهای تولیدی که به مقاومت زیاد احتیاج داشته باشند و در برابر زنگ زدگی و پوسیدگی مقاوم باشند به کار می رود. در جوش برنز از الکترود پوششی نظیر آنچه که برای جوش برنج و مس به کار می رود، می توان استفاده کرد. نکاتی که در جوشکاری برنز باید رعایت کرد عبارت است از : 1. ناحیه جوش باید کاملاً از روغن و غیره تمیز شود. به طوری که رنگ طلائی برنز ظاهر شود. 2. از الکترودهای با پوشش ضخیم و فسفر و برنز استفاده کنید. 3. مقدار آمپر را معمولاً 5 تا 10 آمپر بیش از فولاد در نظر می گیرند. 4. حتی المقدور باید سعی کرد که از گرده پهن در جوشکاری برنز خودداری کرد. جوشکاری آلومینیم با برق آلومینیوم فلزی سفید رنگ است ، قابلیت هدایت الکتریکی وحرارتی آلومنییوم زیاد بوده و در مجاورت هوا قشری به نام اکسید آلومینیوم روی آن را می پوشاند. که ضخامت آن 002/0 میلیمتر می باشد. و آلومینیوم را در مقابل بسیاری از گازها و مایعات محافظت می کند. درجه ذوب آلومینیوم C 658 سانتیگراد است ، درجه ذوب اکسید آلومینیوم در حدود 2000 درجه سانتی گراد می باشد. برای بر طرف کردن این اکسید که مانع عمل جوش کاری می باشد از پوشش هائی که تولید سربارهای مخصوص می نماید استفاده می کنند وگرد آلومینیوم یا گرد جوشكاري آلومینیوم بر طرف کننده قشر اکسید شده و کثافات سطحی می باشد. انتخاب الکترود برای جوشکاری آلومینیوم با برق الکترودهائی که برای جوشکاری آلومینیوم استفاده می شود دارای پوشش ضخیم بوده و جنس آن حدود 95% آلومینیوم و 5% سیلیسیوم می باشد . قطر الکترود را مناسب با ضخامت قطعه کار باید انتخاب کرد. چون پوشش الکترود رطوبت را جذب می کند باید آن را حتماً درمحل خشک نگهداری کرد. الکترودهای مرطوب را می توان در درجه حرارت 200 درجه سانتی گراد خشک کرد. زاویه الکترود نسبت به قطعه کار در جوش آلومینیوم حدود 45 درجه می باشد. برای ایجاد قوس الکترود و کار، نوک الکترود و کار را باید با برس سیمی یا کاغذ سمباده تمیز کرد. طریقه جوشکاری آلومینیوم با برق برای جوشکاری آلومینیوم باید طول قوس را حتی المقدور کوتاه نگهداشت . برای اینکه جوشکاری خوب انجام شود قطعات ضخیمتر از 5 میلیمتر را حدود 200 درجه و برای ضخامت های تا 20 میلیمتر را حدود 400 درجه سانتی گراد گرم می کنند. در موقع تعویض الکترود و ادامه جوشکاری بایستی حدود 3 سانتیمتر از تفاله هائی را که روی جوش بسته شده پاک کرد. در جوش آلومینیوم با جریان برق از قطب معکوس استفاده می شود . قطعات آلومینیوم ریخته شده را باید قبل از جوشكاري تا حدود 260 درجه سانتی گراد گرم کرد. بعد از خاتمه جوشکاری باید تفاله جوش را از روی گرده جوش پاک کرد و آن را با آب نیمه گرم شست. ورق های آلومینیوم که ضخامت آنها از 2 میلیمتر کمتر است با جوش اکسیژن یا استیلن بهتر می توان جوش داد باید توجه داشت که از گرد مخصوص جوشکاری آلومینیوم باید در جوش گازحتماً استفاده نمود و زیر کار را نیز محکم نموده تا از ریختن جلوگیری شود و نیز سرعت عمل در ایجاد حوزه مذاب سریع مورد نظر می باشد و نیز از شعله قدری احیاء کننده استفاده گردد زیرا به سرد نمودن کار کمک می نماید. بهتر است از آجرهای نسوز یا مواد شبیه آن استفاده گردد. الکترود مخصوص آلومینیوم خالص در دستگاهها در ایران معروف به نام آما 1075 رنگ شناسائی : انتها- قهوه ای باخال نقره ای الکترود آلومینیوم روپوش شده برای جوشكاري آلومینیوم خالص در مخازن و دستگاهها می باشد. این الکترود دارای جریان نرم است و در تمام حالات به خوبی جوش می خورد و چون نقطه ذوب آن پایین است خیلی زود آب می شود. برای جلوگیری از سوختن و پاشیدن باید طول قوس را حتی المقدور کوتاه نگهداشت. برای به دست آوردن درز صاف و بدون سوراخ در قطعات کلفت تر از 8 میلیمتر بهتر است قطعه تا 200 درجه سانتیگراد گرم شود. قطر الکترود را معادل ضخامت دیواره جوش دادنی انتخاب می کنند. برای به دست آوردن درز جوش مقاوم در الکتروشیمی لازم است که بقایای سرباره جوش را خوب پاک کنند. جنس روپوش رطوبت جذب می نماید و باید الکترودها را حتماً در محل خشک نگهداری کنند. الکترودهائی که مرطوب شده باشند می تواند در حرارت 200 درجه سانتیگراد دوباره خشک شوند. رنگ شناسائی : انتها – قهوه ای الکترود روپوش دار برای آلیاژهای آلومینیوم مثل AlMn,MlMg,AlMg1,AlMg3,AlMg5 و در وسایل نقلیه – دستگاهها و مخزن سازی – جوشکاری های مقاوم در آب دریا و در کشتی سازی به کار می رود. این الکترود دارای جریان نرم است و در تمام حالات به خوبی جوش می خورد و چون نقطه ذوب آن پایین است خیلی زود آب می شود. برای جلوگیری از سوختن و پاشیدن زیاد باید طول قوس را حتی المقدور کوتاه نگه داشت. برای به دست آوردن درز صاف و بدون سوراخ در قطعات کلفت تر از 8 میلیمتر بهتر است قطعه تا 200 درجه سانتیگراد گرم شود. قطر الکترود را معادل ضخامت دیواره جوش دادنی انتخاب می کنند. برای به دست آوردن درز جوش مقاوم در الکتروشیمی لازم است که بقایای سرباره جوش را خوب پاک کنند. جنس روپوش رطوبت جذب می نماید و باید الکترودها را حتماً در محل خشک نگهداری کنند. الکترودهائی که مرطوب شده باشند می توانند درحرارت 200 درجه سانتی گراد دوباره خشک شوند. روانسازها در جوشکاری آلومینیوم با برق درجه ذوب اکسید آلومینیوم در حدود 2000 درجه سانتی گراد بود و تقریباً سه برابر درجه ذوب آلومینیوم می باشد. خمیرهای جوشکاری آلومینیوم بیشتر دارای کلرید و فلورید و سولفات سدیم و فلزات قلیائی و کلرورپتاسیم می باشند که باید کار را به وسیله آن آغشته کرد.گرد جوش اندکی قبل از فلز اصلی ذوب شده و اکسید آلومینیوم را حل می کند و به صورت تفاله در می آید و در سطح فلز گرم شده پخش می شود و از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری می نماید. توجه فرمائید: برای جوشکاری آلومینیوم باید حتماً روانساز مخصوص آن را به کار برد. در جوشکاری آلومینیوم دو نوع گرد جوشکاری به کار می رود که یکی از آنها در آب حل شده و به شکل خمیر در می آید. و نباید مقدار زیادی گرد را در آب حل کرد زیرا بعداً فاسد می شود و گرد خمیر، خشک و فاسد می گردد. نوعی دیگر روانساز وجود دارد که در آب حل نشده و بیشتر در جوشکاری درزهای گونیائی به کار می رود و پس از آن باقیمانده را می توان به سادگی از روی کار پاک کرد. نباید بیش از اندازه از روانساز استفاده کرد زیرا مضر است و از لحاظ کم بودن سیالیت آلومینیوم در موقع ذوب تغییر رنگ نمی دهد یا خیلی کم سرخ می شود لذا تشخیص زمان ذوب برای مبتدیان جوشکاری سخت است و اتفاق می افتد که حرارت مشعل در یک نقطه متمرکز شده و کار را سوراخ می نماید. آزمودگی جوشکار در آن است که لحظه دقیق جوشکاری را از ذوب شدن روانساز و پراکنده گشتن روانساز در روی فلز یا قطعه کار تشخیص دهد. هر چه اجزاء آلیاژ بیشتر باشد جوشکاری دشوارتراست. شیشه عینک جوشکاری آلومینیوم بایستی آنقدر روشن باشد که بتوان به وسیله آن مطالعه کرد و جوشکاری از راست به چپ در مورد فلزات سبک متداول است. در مورد ورقهای ضخیمتر از 4 میلیمتر جوشکاری از چپ به راست انجام می گیرد . زاویه مشعل با سیم جوش از زاویه جوشکاری آهن بیشتر است و مخصوصاً توجه شود که مخروط داخلی شعله باید روی حوضچه مذاب قرار گیرد. مشعل را نباید نوسان داد بلکه در امتداد خط جوش به طور مستقیم حرکت داد. جوشکاری انواع فولاد با برق جوشکاری آلیاژهای فولاد ( با برق ) برای مصارف در صنعت فولاد را با مواردی از قبیل منگنز- نيكل – تنگستن و کرم ترکیب می کنند. این آلیاژهای فولاد را با قوس الکتریکی می توان به هم جوش داد ولی جوش کاری آنها به مراتب سخت تر از آهن است. زیرا در بعضی موارد و اوقات آلیاژ اصلی فولاد در نتیجه حرارت زیاد تجزیه می شود یا باعث سخت شدن قسمت گرم شده گشته و در سطح جوشکاری شده ترکهائی ایجاد می شود. ضمناً شلاکه (گل جوش) و گاز حاصل از سوختن پوسته الکترود در گرده جوشکاری باقی می ماند و باعث کم شدن استحکام جوش می شود. جوشکاری آلیاژهای فولاد با کربن کم و زیاد و متوسط ( با برق ) فولادهای با آلیاژ کربن کم و متوسط را می توان بدون اشکال جوش داد ولی جوشکاری فولادهای با کربن زیاد مشکلتر است و برای جلوگیری از ترک هائی ریز گرده جوش باید الکترودهای مخصوص به کار برد. نکاتی که در موقع جوشکاری آلیاژهای فولاد باید رعایت شود 1. لبه قطعات کار را قبل از جوشکاری نسبت به ضخامت آنها آماده کنید و فاصله درز جوش کمتر از درز جوش آهن باشد. 2. قبل از شروع جوشکاری قطعات حدود 200 تا 300 درجه سانتیگراد گرم کنید. 3. الکترود را مناسب با جنس کار با پوشش مناسب و مخصوص و متناسب با قطر کار انتخاب کنید. 4. شدت جریان دستگاه جوش را حتی المقدور کمتر انتخاب کنید. 5. در پاس اول جوشکاری برای اینکه جوش نفوذ بیشتری داشته باشد و به اندازه کافی گرده جوش پهن باشد با سرعت آهسته تری دست را حرکت دهید. 6. سعی کنید که گرده جوش به شکل محدب قرار گیرد و از گرده های جوش مقعر که باعث ترک بیشتری میشود خودداری کنید. جوشکاری روی سطوح گالوانیزه و یا رنگ دار پاین سطوح را باید به وسیله مشعل یا برش کاری قبل از کار نمودن سوزاند و چون رنگ و مواد گالوانیزه بخارهای مضر سلامتی صادر خواهند کرد باید توجه نمود که از ماسک تنفسی مناسب استفاده نمود و ضمناً سطح سوزانده شده برای عملکرد بعدی با برس تمیز شده و پاک شود. جوشکاری فولاد منگنزی ( با برق ) مقدار منگنز فولاد بین 2 تا 14 درصد تغییر می کند و بر دو نوع است. فولاد با منگنز کم ( حدود 2 درصد) و فولاد با منگنز زیاد ( حدود 12 تا 14 درصد). این آلیاژ بیشتر برای مقاومت در برابر سایش در وسایلی مانند وسائل سنگ خوردکنی و بیلهای خاک برداری به کار می رود. نکاتی که در جوشکاری این آلیاژ باید رعایت شود 1. لبه های کار را پخ بزنید و سطح جوشکاری کاملاً تمیز کنید. 2. برا ی جلوگیری از ترک زیاد حتی المقدور شدت جریان را کمتر انتخاب کنید زیرا فولاد منگنزی در اثر حرارت زیاد ترک خواهد خورد. 3. الکترود از نوع فولاد منگنزدار که دارای حدود 2/1 درصد کربن و 11 تا 14 درصد منگنز و درصدی کمی از مواد دیگر می باشند والکترود را از نوع آلیاژ آنها و یا نیکل و منگنز انتخاب کنید. 4. جوشكاري را به طول 5 سانتیمتر انجام دهید و بعد از اتمام 5 سانتیمتر جوش فرصت دهید که کاملاً خشک شود و سپس گرده بعدی را شروع کنید. برای خنک کردن از هوای تحت فشار یا از پارچه مرطوب استفاده کنید. حرارت قطعه کار باید طوری باشد که بتوان در محلی که حدود 15 سانتیمتر گرده جوش باشد دست زد. جوشکاری فولادهای زنگ نزن با برق فولاد زنگ نزن فولادی است که 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل دارد. ورق های کمتر از 2/1 میلیمتر را به سختی می توان با جوش برق جوشکاری کرد زیرا احتمال سوراخ شدن آنها زیاد است. در موقع جوشکاری باید از گیره و بستهای مناسب برای جلوگیری از تاب خوردگی کار استفاده کرد. اشکال جوشکاری فولاد زنگ نزن در آن است که احتمال دارد فلز در اثر حرارت تجزیه شده و خاصیت یکنواخت خود را از دست داده و محل جوش بعداً زنگ بزند. عملیات بعد از جوشکاری فولادهای زنگ نزن و ضد اسید کرم نیکلی مقاومت در مقابل خوردگی های شیمیائی بر اساس منفی کردن سطح خارجی استوار است. در اثر منفی کردن حالتی به وجود می آید که در مقابل مواد اکسیدکننده ومولد اکسیژن یک قشر محافظ تشکیل می شود. وجود کرم در فولادها به تشکیل این قشر منفی کمک می کند. منفی بودن فولادهای مقاوم در برابر خوردگی تا زمانی به قوت خود باقی می ماند که قطعات شفافیت فلزی خود را از دست نداده باشند. به کار بردن سنگ سمباده ، برس یا حلقه نمدی که قبلاً برای پاک کردن آهن و فولاد معمولی به کار رفته است ، خطر انتقال اکسید و زنگ از خارج پیدا می شود. برای سنگ سمباده باید فقط انواعی ازآن را به کار برد که در کروند آنها اکسید آهن موجود نباشد. همچنین از نظر جلوگیری از ورود زنگ و اکسیدهای خارجی باید فقط برسهائی را به کار برد که سیم آنها از فولادها کرم نیکل باشد. ضمناً برای رسیدن به حداکثر مقاومت شیمیائی مهمتر از همه این است که زنگ زدگی آهن و پوسته های ایجاد شده با دقت پاک شوند. برای پاک کردن رنگ حرارتی فولاد ( فولادهای کرم نیکل در اثر گرم شدن بطئی رنگهای مختلفی به خود می گیرند که این رنگ پس از سرد شدن باقی می ماند بخصوص اگر گرم کردن و سر شدن موضعی باشد.) و برای پاک کردن پوسته های ناشی از اکسیداسیون محلولهای مختلفی به کار می برند. قبل از اینکه قطعات فولادی کرم – نیکل اسید خور یا جوشکاری شوند باید از زنگ و پوسته پاک شوند. برای زودودن چربی و روغن قطعات را در محلول قلیائی داغ یا حلالهای آلی مثل تترا کربن یا پرکلراتیلن قرار می دهند. ماده اسیدخوری درز جوش مخوطی است با ترکیبات شیمیائی زیر : 50 قسمت جوهر نمک غلیظ اسید کلرئیدریک HCl ( وزن مخصوص 19/1). 5 قسمت جوهر شوره غلیظ اسید لتریک HNO3 ( وزن مخصوص 40/1 ). 45 قسمت آب مقطر H2O به جای ماده خمیر کننده محلول را با خاک بیتومه ( Kieselgur ) به هم می زنند. این خمیر خورنده را با قلم مو نازک روی درز جوش اطراف آن که رنگ حرارتی به خود گرفته است می مالند. پس از مدت تاثیر که در حدود 4 تا 6 دقیقه است قشر پوسته مانند را که آزاد شده با شن مالی پاک می نمایند و بلافاصله پس از اسید خور کردن قطعات را با آب می شویند. پوسته ای را که باز هم باقی مانده باشد با برس پاک می کنند . سیم برس باید فولاد کرم – نیکل باشد. اگر ورقهای فولادی و قطعات جوش داده در حال اسید خوردگی ارسال شوند فقط اسیدخوری با خمیره مذکور و سپس منفی کردن تمام سطح با اسید نیتریک 15% کفایت طرح شده اند مفید می باشد. مواد اسیدخوری سطحی به قرار زیر است: 5 قسمت اسید کلرئیدریک غلیظ HCL ( وزن مخصوص 19/1 ) 5 قسمت اسید نیتریک غلیظ HNO3 ( وزن مخصوص 40/1 ) 11 قسمت اسید سولفوریک غلیظ SO4H2 ( وزن مخصوص 8/12 ) 71 قسمت آب مقطر H2O درجه حرارت حمام اسید خوری را می توان از 20 الی 40 درجه سانتیگراد انتخاب نمود. مدت زمان اسیدخوری بسته به تکنیک عملیات است. پس از عملیات اسید خوری سطحی باید قطعات خوب با آب شسته شوند. چون سطح خارجی قطعات و قشراکسیدی به علت اسیدخوری تحت تاثیر خوردگیهای شیمیائی قرار گرفته است بهتر است که قطعات را پس از عملیات اسید خوری دوباره منفی نمائیم.برای منفی کردن سطح خارجی به طوری که قبلاً ذکر شد محلول اکسید کننده ومولد اکسیژن به کار می برند. عملاً برای منفی کردن تمام سطح از اسید نیتریک 15% استفاده می کنند زیرا سطح خارجی قطعات هم اثر هنگام عملیات کم و بیش با مواد خارجی در تماس بوده و این اسید هم اثر منفی کردن سطح را دارد و هم اثر زدودن مواد خارجی را ، البته باید قطعات را پس از منفی کردن ،با آب شست علاوه بر این خشک کردن دقیق قطعات نیز ارزش فراوان دارد. چنانچه به عللی منفی کردن بلافاصله بعد از اسیدخوری انجام نگیرد، باید قطعات اسیدخوری را با یک محلول قلیائی ( مانند محلول سودا) خنثی نمود. و باز هم بعد از خنثی کردن باید قطعات را با آب فراوان شست. پوسته و زنگ را با شن پاشی نیز می توان زدود. توصیه می شود که پس از شن پاشی نیز سطح خارجی منفی گردد. چنانچه در عمل شن پاشی، شن فولادی به کار رود بایستی عملیات اسیدخوریسطحی انجام گیرد تا مواد خارجی که در سطح فولاد جمع شده است از بین بروند. منفی کردن بلافاصله به وسیل محلول 15% اسید نیتریک توصیه می شود. در غیر این صورت باید قطعات را پس از اسیدخوری با یک محلول قلیائی ( محلول سودا) خنثی نمود. الکترودهای جوشکاری فولاد زنگ نزن با برق در پوشش این الکترودها مقداری روانساز به کار رفته است که در موقع جوشکاری از ورود هوا به محل مذاب جلوگیری می کند و در نتیجه جوش محکم و در مقابل خورندگی مقاوم می باشد. شلاکه حاصل از ذوب شدن الکترود روی جوش طوری قرار می گیرد که بلافاصله بعد از جوشکاری می توان آن را پاک کرد. جنس الکترود باید حتی المقدور با جنس قطعه کار یکسان باشد. الکترودهای مرطوب را برای جوشکاری به کار نبرید بلکه آنها را در درجه حرارت 150 درجه سانتیگراد قرار داده و خشک کنید . شدت جریان جوشکاری فولاد زنگ نزن برای جوشکاری فولاد زنگ نزن می توان از جریان مستقیم با قطب معکوس و از جریان متناوب استفاده کرد. شدت باید حدود 20% کمتر از شدت جریان لازم برای آهن در نظر گرفت

+ نوشته شده در ۱۶/۴/۱۳۹۱ساعت ۲۰:۱۲ توسط علي باقري دسته : مقالات نظر(0)

ماشین آلات الکتروستاتیک

ماشین آلات الکتروستاتیک

 پست lectrostatic ماشین آلات دستگاه های الکترومکانیکی هستند که تولید "برق ایستا" ، و یا برق در مستمر (دی سی) ولتاژ بالا است. آنها در مطالعات اولیه در مورد برق بنیادی بودند ، آغاز شده که در قرن XVII ، که به صورت ماشین آلات اصطکاک "" ، و رشد آنها به اوج خود رسید در پایان قرن نوزدهم با توسعه ماشین های نفوذ قوی "". امروز ، برخی از استفاده تخصصی آنها را برای ادامه وجود داشته باشد ، اما آنها عمدتا به عنوان دستگاه های نمایشی در آزمایشگاه های فیزیک ، با بسیاری از تاریخ خود را فراموش کرده ام دیده می شود. شروع کردم به آزمایش با این دستگاه توسط 1973 ، ساختمانی اولین سری از ماشین آلات. با استفاده از این یاد گرفتم زیادی در مورد برق ، و من هنوز هم فکر می کنم که همه مردم علاقه مند به برق و یا الکترونیک باید این ماشین احساس واقعی از موضوع گرفتن امتحان کنید. حداقل ، برق با ولتاژ بالا استاتیک چیزی است که شما می توانید ببینید و احساس است. در نهایت من این موضوع برای چند سال رها شده ، اما در سال 1996 به من تازه علاقه من در این مطلب ، شروع به مطالعه و ساخت ماشین آلات جدید ، و راه اندازی این صفحات. در زیر عکسها و شرح از ماشین آلات قدیمی من ، از دستگاه های که من در ادامه به تازگی ساخته شده ، از دستگاه های ساخته شده توسط دیگران ، عکس از آثار قدیمی و مقالات مرتبط با دستگاه الکترواستاتیک و سایر وسایل ولتاژ بالا ، و همچنین برخی از عکسها را از موزه است. هم وجود دارد منابع گسترده ، پوشش مواد کلاسیک و جدید. این سایت همواره در ساخت ، من قصد دارم برای اضافه کردن جزئیات بیشتر در مورد ماشین آلات به تصویر کشیده و مادی و تاریخی ، در اسرع وقت پیدا کنم یا دریافت داده های بیشتر از افراد علاقه مند ، ساخت و آزمایش با دستگاه جدید ، و وقت دارم. também Está disponível اوما seção دریافت português. برای حرکت از طریق این سایت کارآمد ، استفاده از لینک "باز شدن در پنجره جدید" تابعی از مرورگر خود برای دیدن عکسها در لینکها ، و استفاده از تابع جستجو آن را برای جستجو. تغییرات اخیر. "latet کمرنگ ubique ، naturam omnem amplectitur" ________________________________________ ماشین آلات از Toepler ، Bonetti ، Voss ، Bohnenberger و نیکلسون دستگاه های من • ماشین Wimshurst [1] [2] که من در سال 1974 ساخته شده است. نمایش جلو ، پشت نمایش ، با دو شیشه Leyden. نمودار ، طرح کلی با دیسک به عنوان نماینده سیلندر ، و شرحی از چگونگی عملکرد دستگاه Wimshurst. • Ramsden ماشین اصطکاک [2] ، ساخته شده در سال 1975. کوچک (18 سانتی متر دیسک اکریلیک) ، اما مفید به آزمون از مواد عایق برای شروع و برای ماشین های نفوذ در روز مرطوب. • ماشین Lebiez ، ساده شده و یا دستگاه Voss [P31] ، در نمایش جلو و در نمایش بازگشت. در سال 1975 به عنوان یک نوع ماشین Voss بنا شده و در سال 1996 این فرم را بازسازی. شماتیک نمودار ، با سیلندر به جای دیسک برای ماشین من. این دستگاه به لرد کلوین 's" replenisher معادل آن است "(زیر را ببینید) ، با عایق بندی بهتر است. ماشین های کلاسیک Voss ، همچنین به عنوان شناخته شده Toepler ماشین هولتز ، بهتر است و در این راه ساخته شده ، با اتهام مجموعهداران و صفحات واسطه جدا می شود. ممکن است درست مشابه دستگاه Voss نمایش داده می شود در اینجا و اینجا. • استوانهای کوچک ساده شده Voss دستگاه ساخته شده در سال 1997 ، با ساختار همان ماشین قبلی. نمایش جانبی ، و دیگری مشاهده. آن را به یک ماشین Dirod [10 مشابه است]. • 2 متقارن دیسک دستگاه Toepler [4] ، با بعضی از اصلاحات ، در سال 1997 ساخته شده است. نمایش جانبی ، دیگر نمایش. نقاشی. نمودار ، طرح کلی نشان داده شده را با دیسک به عنوان سیلندر. این دستگاه دارای عملکرد عالی ، و می تواند ولتاژ بالاتر تولید و حتی بیش از جریان از یک ماشین Wimshurst معمولی با همان اندازه روی دیسک. در سال 1999 ، من ساخته شده دستگاه بزرگتر. نگاهی به پایین صفحه در اینجا برای توضیحات. اولین ماشین های کلاسیک Toepler (1865) در این راه ساخته شده است [4] [9] ، با اتصالی داخلی دیسکهای مختلف و با دو بخش تنها. Toepler شرح همچنین ماشین متقارن (1866) که بسیار شبیه به ماشین من (تصویر را نشان می دهد یک ماشین sectorless و دستگاه مشابهی استفاده می شود به عنوان افزایش دهنده ولتاژ). طرح کلی نمودار [P39]. • اولین sectorless من Wimshurst ماشین ، یا ماشین Bonetti [4] [5] [8] (اشعه - ردیابی نقاشی) ، ساخته شده در سال 1997 ، با دیسک 31 سانتی متر. نقاشی. یکی دیگر از نمایش. تصاویر ماشین واقعی ، در نمای جلویی ، و مشاهده بازگشت. مشروح مجموعهداران اتهام و neutralizers. تصاویر (فریم های ویدیو) از جرقه از این ماشین : جرقه های کوتاه ، جرقه های طولانی با یک حلقه ، و یکی دیگر. ماشین Bonetti اصلی (1894) [31] مجموعه ای از برس استفاده به عنوان neutralizers به جای combs. • ماشین هولتز [2] [4] -- [7] از نوع اول ، که من در سال 1997 ساخته شده است. نقاشی. یکی دیگر از مشاهده و نمودار طرح کلی. تصاویر ماشین واقعی ، در نمای جلویی ، و مشاهده بازگشت. این دستگاه اولین دستگاه واقعا قدرتمند نفوذ بود ، در سال 1865 اختراع شد ، و بسیار محبوب بود ، حتی نیاز به تحریک های خارجی را آغاز کنیم. ماشین ظاهرا کامل واقعی است در اینجا. بعضی از عکسها ، تکمیلی از کتاب توسط H. Pellat : ماشین هولتز [6] (دیسک های ثابت در یک موضع غلط) ، یک تصویر بهتری [7] ، دو برابر دستگاه هولتز [6] [7] ، و ماشین مجهز به neutralizer و استارت اصطکاک [6] [7]. و دیگری تصویر خوب [14]. این عکس نشان می دهد که یک ماشین با یک ساختار مدرن تر [22]. چند ماشین [24]. در اینجا یک عکس از ماشین هولتز از نوع دوم ، که با استفاده از دو ضد چرخش دیسک به عنوان Wimshurst و دستگاه Bonetti است. طراحی یک ماشین ممکن است. • ماشین Leyser (1873) [4] [19] ، تنوع ماشین هولتز با خروجی گرفته شده که در موقعیت های زیر صفحات واسطه در دستگاه منظم باشد ، و نوار neutralizer که در آن خروجی اصلی مدار خواهد بود. این نمودار طرح کلی از ماشین است ، با یک سیلندر به جای آن از روی دیسک. این طرح های مختلف ، به علت Weinhold (1887) با inductors چوب و هیچ صفحه عایق [19 است]. این نمودار [19] نشان میدهد که چگونه از آن عمل. طرح های اولیه برای یک ماشین که من آن را ساخته شده اند اینجا ، در نمایش جلو و نمایش بازگشت. نسخه که در واقع کار می کرد تا حدودی متفاوت بود. • دو دستگاه Voss ، یا دو برابر Toepler ماشین هولتز ، با ساختار کلاسیک ، در سال 1998 ساخته شده است. نقاشی و عکس ماشین. این ماشین خوب از خود هیجان انگیز است ، در سال 1880 اختراع شده است. با دیسک 27 سانتی متر چرخش ، آن را به تولید جرقه تا 10 سانتی متر و بیش از 50 عن کوتاه مدار جاری است. • ماشین Bohnenberger (1798) [4] ، که من در سال 1998 ساخته شده است. نقاشی و عکس از ماشین است. دستگاه باستانی doubler "" نوع ، از آن دستگاه قدرتمند نیست ، اما بسیار جالب است. مشاهده اطلاعات بیشتر در مورد "doublers" را در بخش در مورد دستگاه های نفوذ زیر وارد نمایید. • در ژوئن 1999 آزمایش های من با دو قطبی ون د ژنراتور Graaff ساخته شده ، (ترسیم) شبیه به دستگاه اصلی است ، اما کوچکتر است. • این دستگاه بزرگ Bonetti است ، که من برای ساخت در دسامبر 1999 آغاز شد. دیسک های قدیمی هستند که با دیسک ebonite Radiguet & Massiot ماشین Bonetti آمده که من اخیرا دوباره بازسازی شد. رسم آن است. نمایش جلو و عقب مشاهده. یکی دیگر از مشاهده آن ، و دیگری. برخی از جرقه ، که ممکن است 20 سانتی متر رسیدن.. • در آوریل 2000 من به پایان رسید Wimshurst ماشین سه تایی. (نقاشی). این دو دستگاه Wimshurst است ، با استفاده از مجاورت نزدیک بین دیسکهای مرکزی برای افزایش خروجی فعلی را از طریق القاء متقابل بیشتر و محافظ. تصاویری از ماشین ، در نمای جلویی ، به نمایش ، و نمایش سمت. ماشین تولید بالا کنونی (100 عن با دیسک گردان 36.5 سانتی متر در 16 نوبت در هر ثانیه ، 4 برابر بیشتر از یک ماشین Wimshurst تک نفره با همان دیسک). با طرح اصلی آن رسیده است فقط 8-12 جرقه سانتی متر ، در نهایت رسیدن به 14 یا 15 سانتی متر در روزهای خشک ، چرا که با جدایی نسبتا کوچکی از بخش های آن به راحتی از طریق آنها و میله neutralizer برانگیخته شد. با نیمی از بخش های حذف شده ، آن را تولید می 15 سازگار جرقه سانتی متر. • با عین حال ، من یک نسخه نیز ساخته شده و مشغول به کار doubler بنت 's، کنجکاو دستگاه نفوذ ساده است. • در آگوست سال 2000 هم یک نسخه از doubler نیکلسون 's، اولین دستگاه نفوذ خودکار (1788). • ژانویه 2001 به پایان Wommelsdorf دو دستگاه ، پس از نزدیک طرح اصلی مربوط به [p84] (1920) ، اما با مواد مدرن است. نمای جلویی ، و مشاهده بازگشت. مجموعه ای از قطعات. ناقص مونتاژ. مونتاژ neutralizer. Neutralizer و جزئیات دیگر مونتاژ. بازگشت ببینید. دستگاه ، تقریبا به پایان رسیده. بازگشت. دیسک و سوئیچ. ماشین کامل. پشت نمایش ، نمایش طرف ، طرف دیگر ، و دیگری مشاهده ، با نقاشی تنها گم شده. ماشین با این نسخهها کار خوبی (13.5 سانتی متر ، جرقه ، 100 عن فعلی) برای دیسکهای دو 28 سانتیمتر باشد. • در یدلایمخیرات 2001 مارس من ساخته شده کنجکاو ماشین Aç الکترواستاتیک ، ظاهرا جدید ، که به نام من به عنوان "نیمی از دستگاه Wimshurst". • و با من تمدید یدلایمخیرات 2001 آوریل همان ایده به سه دستگاه دیسک ، که به نام من به عنوان "ابتدایی ماشین Wimshurst". • ماشین Wehrsen ، تکمیل شده در آوریل 2002. این یک نمونه اولیه برای دستگاه Wehrsen بزرگ است (نگاه کنید به زیر) ، که من برای ساخت در یدلایمخیرات 2001 اوت آغاز شده است. برخی از قطعات آن را در شروع ساخت و ساز. ، تقریبا به پایان رسیده تا مارس 2002. بازگشت ببینید. کار ، انجام آن را به خوبی ، با جرقه سانتیمتر 11 و 70 μA کوتاه مدار جاری است. • الکترو موتور خطی ، تکمیل شده در ماه ژانویه 2002. • ماشین بزرگ Wehrsen ، برای اولین بار توسط یدلایمخیرات 2003 اوت آزمایش کردند. تقریبا به پایان رسیده توسط یدلایمخیرات 2003 ژوئیه. یکی دیگر از نمایش ، به نمایش. ری ، ردیابی تصویر. فقط قبل از تست اول. تست اول. ماشین هنوز هم بدون قطعی آن روی دیسک گردان به دلیل مشکلات ساخت و ساز و عایق. • این Toepler ماشین Dirod که من توسط یدلایمخیرات 2004 مارس ساختمان بود ، که هنوز پایانه های بدون جرقه و با ترمینال است. آن را به عنوان دستگاه Toepler متقارن وصل شده است ، اما استفاده از دیسکهای Dirod - را تایپ کنید. نقاشی از دستگاه نهایی است. با این نسخهها کار ماشین است ، اما ضعیف است. • Bohnenberger 'sdoubler بنت's. کنجکاو دستگاه کوچک که من در آوریل 2004 ساخته شده است. • Bohnenberger 'sdoubler نیکلسون's. یک نسخه از doubler نیکلسون با به عقب و جلو جنبش ، ساخته شده یدلایمخیرات 2004 مه. تا کنون تا نه به عنوان doublers دیگر خوب است. • چرخش doubler بنت 's، با ساخت و ساز جدید با استفاده از دیسکهای sectored ، ساخته شده در سال 2006. عکس از ماشین است. یکی دیگر از نمایش. • ماشین ویلسون ، قدیمی ترین دستگاه خروجی متقارن با نفوذ ، در تولید مثل در سال 2007 ساخته شده. ماشین خوب و جالب است. • وان د ژنراتور Graaff با کمربند های خارجی. ماشین بزرگ برای "افزایش مو" تظاهرات ، پایان یافته در سال 2007. • doubler بنت با levers متقابل. ساختار جدیدی را برای doubler بنت را بر پایه دستگاه ویلسون ، در سال 2007 ساخته شده است. • "الکترواستاتیک جهان نما". دستگاه تظاهرات کلاسیک ، ساخته شده در ماه ژانویه 2009 تغییر یافتهاست. کاملا سنگین است ، اما این نسخهها کار میکند. این سایت را نشان می دهد برخی از دستگاه های مشابه قدیمی. کلیپ. • electrometers Henley ساخته شده در سال 2009. سازهای سنتی و کلاسیک برای اولین بار در یدلایمخیرات 1772 توصیف کرد. ویدیو از آنها عامل با electrophorus. فیلم از آزمایش با electrophorus : 1 ، 2. • ماشین Wimshurst با بخش های عایق شده ، ساخته شده در سال 2008-2009. این دستگاه بسیار غیر حساس به رطوبت. • همچنین نگاه کنید به نظرات در مورد ماشین آلات که من آن را بازسازی شد ، در بخش نفوذ در مورد دستگاه های زیر کلیک کنید. مورد علاقه خاص ، Ducretet و راجر و Radiguet و ماشین آلات Massiot. ماشین آلات ساخته شده توسط دیگران • بزرگ Wimshurst دستگاه ساخته شده توسط جیم Banas. • sectorless ماشین Wimshurst با دیسک 60 سانتی متر. این دستگاه توسط اد Wingate ساخته شده بود. جرقه از این ماشین است. یکی دیگر از sectorless ماشین Wimshurst ، با دیسک 30 سانتی متر. شبیه به یکی از آنها از بعد فورد را در [توصیف 8]. عکس های جدیدتر. جانبی و مشاهده پایه. Neutralizers ، مجموعهداران شارژ. یکی دیگر از نمایش. این دستگاه توسط J. ساخته شده است Hardesty و اد Wingate. عکس های ارسال شده توسط استیو کول. • ماشین قدیمی Wimshurst توسط یوهانس Zolk در سال 1996 به تعمیر ، با دیسک اصلی به جای خراب ثبت شده توسط LP ، با نتایج خوب است. نمایش جلو و عقب مشاهده. عکس های ارسال شده توسط J. Zolk. • لرزش "- حوزهی" ماشین [10] ، توسط یواخیم Bolz و دانش آموزان خود را در سال 1997 ساخته شده است. این دستگاه نفوذ با استفاده از دو توپ در یک لوله رفت ، توسط تکان دادن لوله ، به جای دیسک است. آن را به عنوان دستگاه من Toepler فوق این نسخهها کار میکند. نمودار طرح کلی آن است. عکس و نقاشی توسط J. Bolz. عملیات نصب دستگاه. • طرح کامل برای یک ماشین زیبا Wimshurst ، توسط JMS پیشنمایش Gelderen در سال 1997 ساخته شده است. طرحهای دیسک ، نمایش صفحه ، نمایش بازگشت ، یک نمایش جانبی و جزئیات مربوط به پایانه و شیشه Leyden. تصاویری از ماشین ، دیده از جلو و عقب طرف ، و از بالا ، در اینجا و اینجا. • ریکاردو "Rike" این دستگاه Wimshurst در سال 1997 ساخته شده ، با استفاده از سوابق LP برای دیسک. این جرقه را تولید 7 سانتی متر. یکی دیگر از نمایش. • زیبا ماشین بزرگ Wimshurst (دیسک 40 سانتی متر) ، توسط جیمز تی Garavuso در سال 1998 ساخته شده است. نمایش پیشانی ، یکی دیگر ، یک نمایش جانبی ، به نمایش در ترمینال با موقعیت و ذخیره سازی ، یکی دیگر ، و یک نمایش از بالا. جزئیات اگر مجموعهداران اتهام ، neutralizers ، و شکاف جرقه ثانویه. این دستگاه را تولید جرقه 12 سانتی متر. • ماشین Toepler ، توسط Maximiliano Guzmán ، از اسپانیا ساخته شده ، در سال 1998. دیسک دارای 27 سانتی متر قطر. نسخه بعد استفاده می شود و یک سپر بزرگتر با سرعت چند برابر کننده در هندل گردانده میشد. • ماشین Wimshurst ، ساخته شده توسط ریموند Zaborski ، از ایالات متحده آمریکا ، در سال 1999. فاصله کوچک intersector neutralizers و در نتیجه زاویه کم شدید خود در حال حاضر و آسان تحریک است ، اما نسبتا کمی طول جرقه. • بزرگ موتوری Bonetti دستگاه ساخته شده توسط Wayman دیستروفی ، از ایالات متحده آمریکا ، در سال 1999. تا به ماشین آلات با دیسک 61 سانتی متر قطر ، جرقه و تولید با بیش از 28 سانتی متر طول. برخی از جرقه از ماشین : 1 ، 2 ، 3. پایانه های توپ از 7.5 سانتی متر قطر. آقای Wayman ساخته شده است همچنین مشابه ، کوچکتر ، ماشین مجهز به موتور رانندگی به طور مستقیم دیسک. • موتوری 2 دیسک دستگاه Toepler ، توسط راجر Magnuson در سال 1999 ساخته شده است. دیسک دارای 20 سانتی متر قطر. یکی دیگر از نمایش. توجه داشته باشید که شیشه Leyden کوچک ساخته شده است در پشتیبانی از ترمینال. • کلاسیک Wimshurst دستگاه ، توسط رونالد کولمن در سال 1999 ساخته شده است. جزئیات از خم و از مجموعهداران اتهام. دستگاه برای ارتقاء داده شده با دیسکهای بزرگتر آماده شده است. • Wommelsdorf دستگاه کندانسور با چرخش دو ، ساخته شده توسط برت استخر ، پس از طرح در پایان نامه توسط Wommelsdorf در سال 1904 نوشته شده است. یکی دیگر از نمایش این دستگاه یک نسخه فشرده شده از یک ماشین Wimshurst متعدد است ، با بخش های سوار شده بین دو جفت عایق حلقهها ، هم پیوسته را از طریق لبه های خارجی و یا داخلی از حلقه. یک مجموعه ای از حلقه ها / بخش ها توسط طرف داخلی برگزار شده است و دیگری توسط طرف خارجی ، و هر دو نوبت در جهت مخالف. • و کوچک ساخته شده است دستگاه Wimshurst ، توسط هری Boneham ، از کانادا ساخته شده است. ساختار پشتیبانی از آلومینیوم ، machined دیسک با داشتن 18.5 سانتی متر از قطر بود. یکی دیگر از نمایش. • ماشین Wimshurst ، توسط تری بینز ، از کشور انگلستان ساخته شده است ، در سال 1999. با دیسک 30 سانتی متر ، آن را به تولید جرقه با 3 سانتیمتر باشد. • ماشین Wimshurst ، توسط Álex برنج از کشور انگلستان ساخته شده است ، در سال 1999. ماشین دارای دیسک 32 سانتی متر ، و تولید جرقه با 10-11 سانتی متر طول. جرقه قرار گرفتن در معرض دو برابر شده است. جرقه از ماشین است. در سال 2000 ، او ساخته شده دستگاه بهبود یافته. • ماشین Wimshurst ، با 18 "دیسک اکریلیک ، توسط جان کلارک از کشور انگلستان ساخته شده است ، در سال 2000 آن را تولید 3" جرقه. • دن Bowlds ، از کنتاکی ، دانشگاههای آمریکا طراحی این دستگاه اصلی. چرخد دیسک لخت پشت ورق عایق ، که دارای چهار چوب و بلوک های رنگ شده با جوهر رسانا. بلوک های کناری به جمع آوری اتهامات عنوان شده علیه تیغه از روی سطح پشت دیسک دوار متصل می شوند ، و به شیشه ساخته شده در Leyden پشتیبانی. بالا و پایین بلوک inductors هستند ، و از بلوک های ترمینال را از طریق تاج تک نقاط محاسبه می شود ، نیز از چوب ساخته شده است. روبروی بلوک به واسطه وجود دارد هم پیوسته پره neutralizer. پایانه ها به طور مستقیم به شیشه Leyden در حمایت متصل می شود. ساختار ظریف برای یک ماشین کوچک موتوری (6 دیسک تا به "قطر) که با این نسخهها کار در اصل به عنوان دستگاه Voss. دستگاه نیاز به شارژ اولیه برای شروع ، و تولید جرقه با 1" در طول بازگشت نمایش ، نمایش کناری. • ماشین Wimshurst با ساختار اکریلیک توسط اسکات ناگل در سال 2000 ساخته شده. با دیسکهای با 14.5 "قطر ، آن را به تولید جرقه تا 6". یکی دیگر از جرقه. توجه داشته باشید که از هم جدا توپ کوچک در ترمینال مثبت ، و در ابعاد مناسب برای بخش در دیسک. جمع هزینه ، با برخی از گوشه های تیز ، بعد از تغییر شدند. • چه شده است ، احتمالا بزرگترین کار دستگاه Wimshurst توسط Hendriksen پل در سال 2000 ساخته شده بود ، برای نشان دادن فنی توسط ROVC در هلند. ماشین با استفاده از دو دیسک شیشه ای با 2.15 متر قطر (2 سانتی متر بیش از دستگاه های بزرگ توسط Wimshurst در سال 1884 ساخته شده است) ، 12 میلیمتر ضخامت. ولتاژ خروجی می رسد 1 MV ، تولید جرقه تا 1 متر. آن را تا 100 دور در دقیقه چرخش ، تولید 10 عن جریان. ولتاژ خروجی بیش از حد برای شیشه Leyden بالا ، و بنابراین دو globes مس به عنوان خازن ها توزیع شده استفاده می شود. اطلاعات بیشتر از pulleys مکانیزم رانندگی و کنجکاو را تخلیه. جرقه طولانی ، دیگری ، بیشتر و جرقه و سرانجام (سال 2008) ، ماشین در موزه Technorama ، نصب در Winterthur ، سوئیس شد. آقای Hendriksen همچنین چندین دستگاه دیگر : ساخت بزرگ وان د ژنراتور Graaff ، 2.5 متر ارتفاع ، که تولید جرقه 80 سانتی متر. sectorless ماشین Wimshurst با دیسک 50 سانتی متر ، که تولید جرقه 28 سانتی متر. این خازن قابل تنظیم استفاده می کند ، در اینجا با حداقل ، متوسط خود را دیده ، و ظرفیت حداکثر ، که اجازه می دهد تا کنترل شدت جرقه ، بین حداقل و حداکثر ، به طور مداوم. دستگاه استفاده می کند مجموعهداران اتهام تنها در یک طرف ، و به آن شروع به میله اصطکاک ساده است استفاده شده است. دست cranked ون د Graaff مولد با ترمینال غیر معمول toroidal. دستگاه اصطکاکی کوچک ، با دیسک 25 سانتی متر ، که تولید جرقه 2.5 سانتیمتر باشد. ساعت کنجکاو الکتریکی ، طراحی توسط بالا ولتاژ بین دو توپ های زیر کلیک کنید. جزئیات. چند بالا ولتاژ دستگاه تظاهرات. • بزرگ Wommelsdorf دستگاه کندانسور با 10 دیسک 55 سانتی متر توسط سرژ کلاین ، در فرانسه ساخته شده بود ، در سال 2000. جرقه آن می تواند 25 سانتی متر و تولید تا 0.7 میلی آمپر جریان. مشاهده پیشانی ، از طرف چپ و راست ، از نظر موتور که چرخش آن ، از جزئیات دیسکها و inductors ، و دیگری مشاهده. دیسک سه دیسک glued با چسب اپوکسی ، با دیسکهای مرکزی جدا کردن دو مجموعه از بخش های intercalated تشکیل شده است. صفحات واسطه نیز بین ورق های پلاستیکی محصور glued با چسب اپوکسی. این کار بهتر با برس neutralizer ، با حذف فاصله بین دیسکها و neutralizer میله ساخت نقش فاصله در مدار neutralizer از ماشین های کلاسیک. ماشین بعدها به 12 دیسک ، ارتقا با پشتیبانی از قلم مو بهتر ، در تلاش برای افزایش جریان خروجی. جرقه از ماشین است. آقای کلاین ، همچنین دیگر ماشین آلات ساخته شده ، به عنوان یک Dirod ، ماشین Wimshurst ، بزرگ دستگاه Bonetti ، که تولید جرقه 30 سانتی متر ، دستگاه مشابه دستگاه Felici با دیسکها و فعالیت در هوای آزاد ، و سه تایی sectorless ماشین Wimshurst. یکی دیگر از نمایش. • خوب ماشین Wimshurst ، ساخته شده توسط فیلیپس میلادی ، در نیوزیلند ، در سال 2000. با دیسک 30 سانتی متر می تواند 7 سانتی متر جرقه تولید. یکی دیگر از جرقه ، و شرح آن است. • نصب بسیار ساده توسط مایکل فاستر ، توسعه یافته در لوس آنجلس ، ایالات متحده آمریکا ، بود در سال 2001 ، برای تولید جرقه طولانی توسط برق مالشی. او چیزی بیشتر از یک لوله بلند پی وی سی ، حوله کاغذی ، بسیار ساده Leyden خازن شیشه استفاده می شود و یک ترمینال ویژه ای مثبت به تحریک جرقه طولانی است. توضیحات از دادرسی است. • ماشین Wimshurst ، توسط لوکا لا بایه ، در رم ، ایتالیا ، ساخته شده است. او ساخته شده بالا نیز سایر دستگاه های ولتاژ ، به عنوان یک ون د Graaff ژنراتور و یک کویل در رحم تسلا. • کنجکاو کوچک دستگاه Wimshurst ، توسط فاوستو Gazzi ، در بولونیا ، ایتالیا طراحی شده. آقای معاملات Gazzi با سازهای باستانی ، ترمیم می کند و اغلب را ، تا از این ماشین 4 دیسک Wimshurst. • خوب ماشین Wimshurst ، توسط کریس Kitching ، از انگلستان ، در سال 2001. صفحه نمایش ، جزئیات را از جمع هزینه ، ساخته شده و جرقه با 14.5 سانتی متر تولید شده توسط آن. دیسک اکریلیک را 36 سانتی متر قطر و 4 میلی متر ضخامت هستند ، و در کارفرمایان نایلونی سوار شده است. توپ در شکاف جرقه و مفاصل هستند ملایم تر از فولاد توپ. • این و این ماشین آلات Bonetti من در eBay در بر داشت. آنها به ماشین فورد بعد شرح داده شده توسط [8 مشابه]. سازندگان ناشناخته است. • تونی J. Meijers ، در هلند ، ساخته شده خوب این دستگاه Wimshurst با دیسک 37 سانتی متر ، تولید آن 14 سانتی متر ، جرقه. توجه داشته باشید سیستم رانندگی ، بدون کابل گذشتند. نمای جلویی. نمایش بازگشت. او همچنین این دستگاه Wimshurst سه لا ، در سال 2000 ساخته شده است ، که با تولید دیسکهای 41 سانتی متر 24 سانتی متر ، جرقه. این شهر همچنین دارای یک پیاده سازی کنجکاو از سیستم رانندگی ، رانندگی با محور ساختن زاویه 10 درجه با محور بالا ، تا بند ناف نحس که هارد دیسک خود را انجام مرکزی در تقاطع. نمایش جلو دست نزنید. بازگشت ببینید. مشاهده اطلاعات جانبی. مشاهده دیگر. مجمع از دیسک. ضخامت 24 سانتی متر در مرکز دیسک و دیسک در دو طرف بیرونی مانع خود نما را به مرکز از ماشین است. شیشه Leyden نیز افزایش عایق. • ژرژ Hublart ، از فرانسه ، ساخته شده است این دستگاه Wimshurst ، موتوری و با ساخت و ساز کنجکاو. جانبی مشاهده. با دیسک 33 سانتی متر ، آن را به تولید 16 جرقه سانتی متر. توجه داشته باشید که زنجیر رانندگی دیسک. او همچنین سایر دستگاه های با ولتاژ بالا ، به عنوان یک ون د دستگاه Graaff. • ماشین Wimshurst ، با هادی در درون لوله های پی وی سی و دیسک ضبط LP تحت پوشش پلاستیکی فویل چسب ، توسط بن Noviello ، ایالات متحده آمریکا ، در سال 2002 ساخته شده است عایق. این جرقه را تولید 10 سانتی متر. • ماشین Wimshurst ، ساخته شده توسط راد Heidel ، از ایالات متحده آمریکا ، در سال 2002. با دیسک 20 سانتی متر ، آن را به تولید جرقه 5 سانتیمتر باشد. ساختار پیشانی خازن است. • زیبا ماشین Wimshurst ، ساخته شده در چوب گیلاس و برنج توسط جرالد J. Schaefer ، از ایالات متحده آمریکا ، در سال 2002. دیسک دارای 18 "از قطر مشاهده ساید ، مشاهده پیشانی ، با دستگاه های تظاهرات دو. جرقه شدید از آن. • متقارن Toepler دستگاه ساخته شده توسط J. Keverline ، از ایالات متحده آمریکا ، در سال 2002. با دیسکهای 30.5 سانتی متر ، آن را به تولید جرقه تا 16 سانتی متر. دیسک دارای عایق با مواد مورد استفاده برای عایق بندی ابزار افزایش دستگیره. در این ولتاژ بالا به اندازه کافی به سوراخ کردن سپر جرقه ، که به حال به خود منجر به افزایش ضخامت تا 4 میلیمتر. • ماشین Wimshurst که زمانی برای تظاهرات در موزه علوم ، مورد استفاده قرار گرفت در لندن ، انگلستان ، در سال 2002 توسط راب Skitmore بازسازی شد. • ماشین بزرگ Bonetti ، توسط کارل Kehrle ، در آلمان ساخته شده ، در سال 2003. با دیسک 80 سانتی متر پلی استایرن ، آن را به تولید جرقه 63 سانتی متر ، بین یک جفت توپ aluminim (8 ، 12 سانتی متر) در ترمینال مثبت و 30 سانتی متر توپ styrofoam با فویل آلومینیوم در ترمینال منفی پوشانده شده است. شیشه شیشه Leyden که هر یک از 720 pF. آقای Kehrle نوشت کتاب [49] نشان دادن آزمایش هایی با دستگاه مشابه sectored ، که با تولید دیسکهای 90 سانتی متر 47 سانتی متر ، جرقه. • ماشین Toepler با دیسک 48 سانتی متر ، توسط آلن Tramasaygues از کشور فرانسه ساخته شده ، در سال 2003. این نسخه ، بهبود با واسطه صفحات در داخل جعبه نصب شده ، کار می کرد بهتر است. این کنجکاو ون د ژنراتور Graaff نیز توسط او ساخته شد ، جرقه که می تواند 30 سانتی متر تولید می شده است. این خود ون د Graaff با کمربند های خارجی است. او همچنین ساخته شده دستگاه Dirod. یکی دیگر از نمایش. • sectorless ماشین Wimshurst ، با دیسک 60 سانتی متر ، ساخته شده توسط وینسنت گرانت ولز ، در نیوزیلند. این می تواند توسط دست عمل شود و یا توسط یک موتور ، تا به راه اندازی سیستم های الکترونیکی و تولید جرقه تا 24 سانتی متر. • این دو دستگاه توسط آلن Kerley ساخته شدند. دستگاه بزرگتر است یک ماشین با Voss 21 "و 17.5" دیسک و سایر دستگاه های کوچک Wimshurst ساخته شده از دیسک سی دی است. • این دستگاه Wimshurst توسط کیت استوارت ، تا سال 2000 ساخته شده ، در نیوزیلند است. این جرقه را تولید 10 سانتی متر. وی همچنین بازسازی دستگاه های قدیمی (احتمالا آلمانی ، از حدود 1900) برای موزه آکلند از حمل و نقل و فناوری. نمایش جلو ، پشت ببینید. در پایان سال 2003 ، او را به عنوان ترکیب عجیبی بین دستگاه متقارن Toepler و Dirod. نمایش جانبی ، سایر سمت ، نمایش صفحه ، نمایش پایان ساخته شده. با دیسک 12 سانتی متر ، آن را به تولید جرقه 4 سانتی متر. • دستگاه موتوری Wimshurst ، توسط توماس Rapp ، در مونیخ ، آلمان ، در سال 2004 ساخته شده است. یکی دیگر از نمایش. دیسک دارای 30 سانتی متر قطر. اطلاعات بیشتر و پروژه های دیگر را می توانید در سایت نویسنده یافت می شود. • وان د ژنراتور Graaff ، ریچارد Linder ، در برلینگتون ، ایالات متحده آمریکا ساخته شده است. ترمینال یک کره از جنس استنلس استیل با قطر 45 سانتی متر است. غلتکی پایین از نایلون ساخته شده است ، و غلتکی بالا تفلون. کمربند از 0.4 میلیمتر فویل Mylar ساخته شده است. آقای Linder باعث تظاهرات با استفاده از آن را در برلینگتون مرکز علوم. برای مدرسه در فصل 2004-2005 ، او ساخته شده دستگاه بزرگتر ، با 36 "ترمینال. 6" کمربند ساخته شده از وینیل نایلونی آغشته است. این تولید arcs با 18 "تا 24" را به 1.5 "کره مبتنی. • ماشین Wimshurst ، توسط ریکاردو Triches ، در برزیل ساخته شده ، در سال 2004 یکی دیگر از نمایش. • بزرگ دستگاه وان د Graaff ، توسط هارولد Pollner ، در کالیفرنیا ، ایالات متحده آمریکا ، در سال 2004 ساخته شده است. ترمینال تا 30 "قطر ، comumn است 9" پی وی سی ، کمربند با 4 "Neoprene ساخته شده است ، و توسط دستگاه شده است 1 / 4 اسب بخار 1725 دور در دقیقه موتور àç. تحریک شده است توسط نورد اصطکاک بین تسمه و پایین غلتکی ، که 4 "پی وی سی جفت سوار بر پایه های چوبی. آن را به تولید 22 "را به 27" جرقه ، اما از لبه باز شدن حوزه به هدف مبتنی الکترود قرار زیر کره ، (همانطور که در تصویر). جرقه از نقاط دیگر کره رسیدن به تنها 6 "را به 7". • کوچک دستگاه Wimshurst ، با دیسک 20 سانتی متر ، توسط Hannu Eloranta ، از اسپو ، فنلاند ، در سال 2005 ساخته شده است. • خوب ماشین Wimshurst ، متعلق به دکتر Alistair میلر ، انگلستان است. دستگاه دارای 19 "و به تولید دیسک 6.5" جرقه. که توسط آنتونی Swift ساخته شده است ، اجرا می شود که موزه اختصاص داده شده به علم ویکتوریا در شمال ایالت یورکشایر درشمال انگلستان ، انگلستان است. • دستگاه موتوری Wimshurst ، توسط پیتر بردلی در انگلستان ساخته شده است. Spark عکس. یکی دیگر از جرقه. • ماشین اصطکاک کنجکاو ساخته شده به عنوان یک گرامافون ، توسط کاج VM Heiden ، در هلند. جرقه. • چند Wimshurst و دستگاه Bonetti ساخته شده توسط Jarrod کینسی. یکی دیگر از نمایش. وی همچنین با ماشین های Wimshurst با بخش های ساخته شده با جوهر رسانا با نتایج بسیار خوبی را تجربه. برخی از آزمایش های لیزری شده توسط دستگاه های الکترواستاتیک. مقایسه جالب از جرقه. این دستگاه هولتز تکمیل و در ژانویه 2009 ، با ساختار ساده اما کارایی بسیار خوب ، همانطور که در این ویدئو دیده شده است. یکی دیگر از نمایش. • ماشین Wimshurst ، توسط کریستف Branger ، در فرانسه ساخته شده ، در سال 2006. یکی دیگر از مشاهده و دیگری. Spark ، یکی دیگر از جرقه. • ماشین Wimshurst ، ساخته شده توسط امیلیانو سالیناس Covarrubias ، از د به دانشگاه سورونا در مکزک. دیسک اکریلیک را 40 سانتی متر قطر و ساختار پلی استایرن ساخته شده است و جرقه procuces 6 سانتیمتر باشد. • ماشین بزرگ Bonetti ، ساخته شده توسط هال Pollner ، در ایالات متحده آمریکا ، در سال 2006. با 25 "دیسک ، آن را به تولید 11" جرقه. وان د Graaff ژنراتور استفاده می شود به تحریک ماشین است. یکی دیگر از نمایش. • به خوبی ساخته شده دستگاه Wimshurst ، توسط لئوناردو Giacomelli ، در ایتالیا ساخته شده ، در سال 2006. تمام قطعات در فلزات machined و اکریلیک ساخته شده است. نمای جلویی ، مجموعهداران اتهام ، پایین تر pulleys ، pulleys بالا و عایق neutralizers ، و صفحه نمایش. دیسک را از 40 سانتی متر و قطر آن را تولید و 16 سانتی متر ، جرقه. • دو ماشین Lebiez ، یکی دست cranked و سایر موتوری ، توسط میلان Manchich در سال 2007 ساخته شده. • دو ماشین Wimshurst توسط برایان فیلیپس در سال 2007 ساخته شده. دستگاه اول ، دیگر نمایش. این خازن تخت استفاده می کند به جای شیشه Leyden. دستگاه دوم ، نمایش دیگری. • ماشین آلات متعدد و وسایل دیگر ، توسط Luiz آلبرتو Feijó کاربر ، در برزیل ساخته شده است. • ماشین Wimshurst ساخته شده توسط Vaughn P. McDowell توسط 1986. بازگشت نمایش ، نمایش سمت. • مجموعه ای از ماشین آلات ، Wimshurst ، Voss و Ramsden ، توسط لئوناردو Cannone ، از ایتالیا ساخته شده است. • ماشین بزرگ Wimshurst ، با دیسک 61 سانتی متر ، ساخته شده توسط Haywood ترنر ، از ایالات متحده آمریکا. • ماشین آلات Wimshurst و ون د ژنراتور Graaff ، ساخته شده توسط هری McCarty ، از بریتانیا است. • موتور الکترواستاتیک ، ساخته شده توسط دن Bowlds ، از ایالات متحده آمریکا. • ماشین Wimshurst ، توسط راد Heidel در سال 2008 بازسازی شده. اصلی در بالا شرح داده شده است. یکی از شیشه Leyden انفجار در یک آزمایش به علت بخارات چسب در داخل لوله پی وی سی. بنابراین ، مراقبت با تهویه در این ساخت و ساز... • ماشین Wimshurst ، توسط کارلوس آلبرتو Vargas آلفارو ، از پرو ساخته شد ، در سال 2008. بعضی از فیلم وجود دارد در اینجا. • ماشین Wimshurst توسط کوین هکتار در سال 2008 ساخته شده است. نمایش جانبی. دستگاه ، در مقایسه با دیگر دستگاه ساخته شده توسط پدر بزرگ خود را 70 سال پیش به نمایش بازگشت. ماشین دارای دیسک 27 سانتی متر ، 8.5 و تولید جرقه سانتی متر. • sectorless ماشین Voss ، ساخته شده توسط دیوید Hodges ، در سال 2008. از آن استفاده می کند combs در مجموعهداران اتهام ، neutralizers و شارژر واسطه. • ماشین Wimshurst ، توسط Rosalino Trobbiani ، از ایتالیا ساخته شده ، در سال 2008. • زیبا ماشین Wimshurst ، توسط جان Bodsworth ، در انگلستان ساخته شده است. دستگاه در اصل ساخته شده بود 25 سال پیش ، و به تازگی (2008) اصلاح شده. نمای جلویی ، نمایش سمت. دیسکهای شیشه ای ، با روکش با لاک مخصوص لاک الکل ، که 22 سانتی متر قطر. دستگاه تولید جرقه 6 سانتی متر. ساختار و برنج با چوب ماهون ساخته شده بود ، با عایق رزین پلی استر ساخته شده بودند ، و از بخش صفحات litho آلومینیوم قطع شد. • ماشین Voss ، ترمیم Recce شده توسط آلن در سال 2009. ماشین آلات اصطکاک • اولین دستگاه الکترواستاتیک [15] ، بود توسط اتو فون Guericke ساخته شده است [16] توسط یدلایمخیرات 1663 ، با استفاده از گوگرد frictioned جهان با دست. جهان می تواند برداشته و استفاده به عنوان منبع برای آزمایشات با برق است. تصویری از المثنی کار دستگاه ، از دانشگاه Oldenburg. • یکی دیگر از مهم محقق در اوایل فرانسیس Hauksbee ، که با استفاده از دستگاه های چند globes شیشه ای [50] [53] و سیلندر توسط یدلایمخیرات 1705 ساخته شده است. • ماشین آلات را از طریق اصطکاک به تدریج آثار بسیاری از محققان بودند بهبود یافته است. این با دستگاه شیشه های جهان از Nollet راهب بزرگ (~ 1740) [7]. در نهایت ، ماشین آلات در زمان شکل پایدار ، با اصطکاک پد چرمی (Winkler ، 1744) ، globes شیشه ای (باس ، 1751) ، و عایق شده مجموعهداران اتهام. تظاهرات با این دستگاه مشترک بودند. • ماشین اما واتسون 's[51] [52] (1746) به حال چرخش چرخ بزرگ چند globes شیشه ای. هادی از اول شمشیر و تفنگ در هر بشکه به حالت تعلیق از تارهای ابریشمی است. اما واتسون آزمایش های بسیاری با شیشه Leyden ساخته شده ، سپس به تازگی اختراع شد. • Ramsden ماشین اصطکاک الکترواستاتیک [2]. یکی دیگر از عکس [7] ، دیگری 12 [] ، خوب نقاشی [17] ، و یک عکس از یک ماشین بزرگ [14]. اولین دستگاه محبوب با استفاده از یک دیسک (1766). طراحی شده توسط J. Ramsden ، instrumentist که همچنین بسیاری دیگر از ابزارهای خوب در یدلایمخیرات 1700 طراحی شده است. ترمیم زیبا ماشین Ramsden ، در بر داشت در eBay در سال 1999. عکسها از فاوستو Gazzi. این دستگاه بزرگ من در یک موزه در ژنو ، سوئیس در بر داشت. ماشین ساده ساخته شده توسط خودم در بخش اول این صفحه نمایش داده میشود. • ماشین از روی Lê (1772) [50] [p26] مناسب برای تولید جرقه طولانی بود ، به علت بالا عایق بین پد اصطکاک و گردآورندگان به اتهام (نگاه کنید به نسخه مدرن تر که به عنوان ماشین زمستان ، در زیر). • این دستگاه روی دیسک های بزرگ (1785) با 1.6 متر دیسک را می توان در موزه Musée du کنسرواتوار Nacional پردازنده همکاران Metiers هنر دیده می شود ، در پاریس ، فرانسه. بر اساس آن شعار در بالای این صفحه نوشته شده است. است تصویری از آن را در [21 وجود دارد]. • مدل برنج در یک ماشین Ramsden. کنجکاو شی تزئینی ، و احتمالا از 1930 یا قبل از آن. تا به دیسک 3.5 "قطر. عکس ارسال شده توسط بلیک Awbrey. • Nairne ماشین اصطکاک الکترواستاتیک [7] ، در سال 1770 ساخته شده ، شامل استوانه شیشه ای ، یک دفترچه اصطکاک در یک طرف ، و گردآورنده در اتهام از سوی دیگر ، هر دو را به رسانای عایق بندی متصل می شود. دیگری یکی. ماشین برای اهداف پزشکی مورد استفاده قرار گرفت. • پیشنمایش Marum دستگاه اصطکاکی الکترو استاتیک (1784) [9]. با حرکت دادن دو میله منحنی با مجموعهداران اتهام ، آن را ممکن بود به اتهام جمع آوری از روی دیسک (نوار عنوان نشان داده شده) ، و یا از اصطکاک پد (نوار روشن را 90 درجه) ، تولید ولتاژ با هر قطب ، به عنوان نشان داده شده در اینجا. ون Marum همچنین برای ماشین بزرگ [16] [21] است که او در سال 1784 ساخته شده بود ، کرده است که اکنون در موزه Teylers شناخته شده. • دستگاه مشابه ، در حال حاضر در موزه ی آلمان ، مونیخ ، آلمان ، متعلق به گئورگ اهم (1830؟) [21]. یکی دیگر از نمایش. عکس های ارسال شده توسط هانس Bussmann (من می توانم آن را پیدا کند وجود دارد که در ماه سپتامبر 2008). • دستگاه تسمه [50] توسط N. Rouland توسط یدلایمخیرات 1785 ساخته شده بود ، به اتهام گرد اورنده با پره هایی هستند که به اتهام جمع آوری از یک کمربند ابریشم rubbed توسط دو لوله پایه محکم پوشیده شده با خز خرگوش [21]. • ماشین اصطکاک های قدیمی با استفاده از یک دیسک شیشه ای. یکی دیگر از عکس از همان دستگاه. عکس روز ارسال شده توسط دان. • زمستان اصطکاک الکترواستاتیک دستگاه یکی از دستگاههای اغلب اصطکاک موثر است. عکس از کتاب های قدیمی [3] ، و دیگری ، از H. Pellat [7]. این ساختار مردمی برای آخرین ماشین های اصطکاک ، همانطور که در عکسها را از فروشگاه این نشان داده شد 1920 : این و این را از [17 است] ، و این است [22]. The characteristics of the machine are the disk frictioned at one side, at both faces, with a pair of charge

+ نوشته شده در ۱۶/۴/۱۳۹۱ساعت ۲۰:۱۱ توسط علي باقري دسته : مقالات نظر(0)

ماشینکاری تخلیه الکتریکی

ماشینکاری تخلیه الکتریکی ماشینکاری تخلیه الکتریکی (EDM) و گاهی نیز colloquially مراجعه کننده به عنوان ماشینکاری جرقه ، جرقه حمایت ، سوزش ، مرگ فرو رفتگی و یا فرسایش سیم ، [1] است فرآیند ساخت ، به موجب آن می خواستند شکل یک شی ، به نام قطعه کار است ، به دست آمده با استفاده از تخلیه الکتریکی (جرقه). حذف ماده ای از قطعه کار رخ می دهد که در یک سری از تکرار به سرعت در حال تخلیه جریان بین دو الکترود ، از هم جدا شده توسط مایع عایق ، و موضوع را به ولتاژ الکتریکی. یکی از الکترود نامیده می شود الکترود ابزار است و گاهی اوقات به سادگی به ابزاری به عنوان '' یا 'الکترود' اشاره شده ، در حالی که قطعه کار دیگر نامیده می شود الکترود ، معمولا در 'مخفف قطعه کار'. وقتی که فاصله بین دو الکترود کاهش می یابد ، شدت میدان الکتریکی در حجم بین دو الکترود است انتظار می رود برای تبدیل شدن به بزرگ تر از قدرت با عایق (حداقل در برخی از نقطه (ها)) و در نتیجه اجازه می دهد برخی از معافیت های عایق جریان بین دو الکترود جریان. این پدیده است همان تفکیک خازن (کندانسور) (همچنین نگاه کنید به ولتاژ شکست). پهلو به پهلو از این اثر عبور جریان مواد است که از هر دو الکترود حذف خواهند شد. پس از توقف جریان (و یا آن است -- متوقف بسته به نوع ژنراتور) ، جدید عایق مایع باید در درون حجم الکترود منتقل می شود امکان حذف مواد الکترود ذرات جامد (زباله) به اجرا درآمد و دور از proprieties عایق عایق می شود مجددا برقرار شد. علاوه بر این از دوره جدید عایق مایع در درون الکترود است معمولا به عنوان سیفون خوانده می شود. همچنین ، پس از یک جریان ، یک اختلاف پتانسیل بین دو الکترود برقرار است تا قبل از فروپاشی بود ، و این که جدید عایق مایع شکست رخ می دهد. کلیات ماشینکاری تخلیه الکتریکی به روش ماشینکاری در درجه اول برای فلزات سخت و یا کسانی را که ممکن است بسیار دشوار به دستگاه با روش های سنتی استفاده می شود. EDM به طور معمول با مواد رسانای الکتریکی هستند که این نسخهها کار میکند ، هر چند روش برای ماشینکاری عایق سرامیک با EDM را نیز پیشنهاد شده است. EDM می تواند contours پیچیده و یا حفره در ایران پیش از فولاد سخت شده و بدون نیاز به عملیات حرارتی برای نرم کردن و دوباره سخت شدن آنها را بریده. این روش را می توان با هر نوع فلز یا فلز دیگر آلیاژ می شود از قبیل تیتانیوم ، hastelloy ، kovar استفاده می شود ، و inconel. EDM است که اغلب در 'شامل غیر سنتی و یا غیر متعارف' گروهی از روش های ماشینکاری به همراه از قبیل فرآیندهای ماشینکاری الکتروشیمیایی (ECM) ، جت آب برش (WJ ، AWJ) ، برش لیزر و متضاد به 'معمولی' گروه (تراشکاری ، فرز ، سنگ زنی ، حفاری و هر گونه روند دیگری که مواد مکانیسم حذف می باشد اساسا به نیروهای مکانیکی بر اساس). ایده آل ، EDM می تواند به عنوان مجموعه ای از شکست و ترمیم عایق مایع در دیده می شود بین دو الکترود. با این حال ، احتیاط را باید در نظر گرفتن چنین بیانیه ای اعمال می شود ، زیرا به مدل آرمانی از این روند ، معرفی شده برای توصیف ایده های اساسی زیر بنایی فرایند. با این حال ، هیچ کاربرد عملی شامل جنبه های بسیاری است که ممکن است باید در نظر داشت. به عنوان مثال ، حذف زباله از درون حجم الکترود به احتمال زیاد آن همیشه با مشتقات جزئی. بنابراین برق proprieties از عایق در درون حجم الکترودهای می توانند از ارزش اسمی آنها متفاوت باشد و می توانند حتی با گذشت زمان فرق می کند. فاصله بین الکترود ، که اغلب نیز به عنوان مراجعه کننده به جرقه - فاصله ، نتیجه نهایی از الگوریتم های کنترل از دستگاه خاص استفاده می شود. کنترل از راه دور از جمله منطقی به نظر می رسد که به این فرایند مرکزی باشد. همچنین ، تمام جریان بین عایق است از نوع ایده آل در بالا توضیح داده : جرقه - شکاف می تواند کوتاه circuited توسط آوار. سیستم کنترل از الکترود ممکن است شکست بخورند به سرعت واکنش نشان می دهند به اندازه کافی برای جلوگیری از دو الکترود (ابزار و قطعه کار) به تماس گرفتن با مدار ایند کوتاه می شود. این است ناخواسته به دلیل اتصال کوتاه باعث حذف متفاوتی از حالت ایده آل. عمل سیفون می تواند به ترمیم ناکافی از خواص عایق عایق به طوری که جریان جاری همیشه در نقطه درون جلد الکترود اتفاق می افتد (این را به عنوان arcing اشاره شده است) ، با یک تغییر ناخواسته را بر ایند و شکل (خسارت) ابزار الکترود و قطعه کار. در نهایت ، شرحی از این مرحله را در یک راه مناسب برای هدفی خاص در دست آن چیزی است که باعث می شود منطقه از جمله EDM غنی زمینه برای تحقیقات بیشتر و تحقیقات است. برای بدست آوردن یک هندسه خاص ، ابزار EDM مورد نظر را در امتداد مسیر هدایت است بسیار نزدیک به محل کار ، ایده آل آن باید قطعه کار را لمس نیست ، اگر چه در حقیقت ممکن است این اتفاق به دلیل عملکرد خاص در کنترل حرکت استفاده کنید. در این روش تعداد زیادی از ترشحات کنونی (colloquially جرقه نامیده می شوند) رخ می دهد ، هر یک از مشارکت در حذف مواد از هر دو ابزار و قطعه کار ، جایی که دهانه کوچک وجود دارد. اندازه دهانه صورت تابعی از پارامترهای تکنولوژیکی مجموعه برای این کار خاص در دست است. آنها می توانند با ابعاد معمولی گرفته می شود از مقیاس نانو (به کوچک عملیات EDM) را به برخی صدها میکرومتر در roughing شرایط. حضور این دهانه کوچک در نتایج ابزار در فرسایش تدریجی الکترود. این فرسایش از ابزار الکترود است نیز اشاره به عنوان بپوشند. استراتژی های مورد نیاز برای خنثی کردن اثر مضر از پوشیدن در هندسه قطعه کار. یک امکان این است که به طور مداوم از ابزار جایگزین الکترود در طول عملیات ماشینکاری. این همان چیزی است که اتفاق می افتد اگر یک سیم به طور مداوم به عنوان الکترود استفاده می شود جایگزین شده است. در این مورد ، فرآیند EDM خبرنگار نیز به نام سیم - EDM. ابزار الکترود همچنین می توانید به گونه ای که تنها بخش کوچکی از آن است در واقع در فرایند ماشینکاری و درگیر در این بخش به طور مرتب تغییر می یابد مورد استفاده قرار گیرد. این است ، برای مثال ، مورد در هنگام استفاده از یک دیسک دوار به عنوان یک ابزار ، الکترود. فرآیند مربوط است که اغلب نیز به عنوان ارجاع - EDM مخرب. راهبرد دیگری شامل استفاده از مجموعه ای از الکترودهای با اندازه های مختلف و اشکال در عمل همان EDM. این است که اغلب به عنوان استراتژی الکترود متعدد آن اشاره شد ، است و از رایج ترین ابزار تکرار و الکترود منفی در شکل می خواستم و به سمت خالی در امتداد مسیر تنها ، معمولا جهت عمودی (یعنی Ž محور) پیشرفته. این شبیه به فرو رفتن ابزار به مایع عایق که در آن قطعه کار غوطه ور است ، بنابراین ، جای تعجب ندارد ، آن است که اغلب به عنوان مراجعه کننده به جان فرو رفتگی EDM (EDM متعارف هم نامیده می شوند و حافظه EDM). اغلب دستگاه های مربوطه را به نام وزنه EDM. معمولا الکترودهای این نوع افراد دارای شکلهای کاملا پیچیده است. اگر هندسه نهایی به دست آمده با استفاده از الکترود معمولا به شکل ساده که در امتداد جهات مختلف منتقل شده است و احتمالا نیز به چرخش موضوع اغلب مدت EDM - فرز استفاده شده است. در هر صورت ، شدت سایش شده است به شدت در پارامترهای فنی مورد استفاده در عملیات (برای مثال : تمایل قطبی ، حداکثر فعلی ، ولتاژ مدار باز) وابسته است. به عنوان مثال ، در میکرو - EDM ، همچنین به عنوان μ - EDM شناخته شده ، این پارامترها معمولا در مقادیر فرسایش شدید است که به تولید مجموعه. بنابراین ، پوشیدن یک مشکل عمده را در آن منطقه می باشد. [ویرایش] تعریف پارامترهای تکنولوژیکی برخی از مشکلات که در تعریف پارامترهای تکنولوژیکی مواجه شده است که درایو روند. به دلایل زیر توضیح داده شده اند. از یک طرف ، دو دسته گسترده ای از ژنراتور ، همچنین به عنوان منابع قدرت شناخته می شود ، در حال استفاده در ماشین آلات EDM بصورت تجاری در دسترس است : این گروه بر اساس مدارهای RC و در گروه کنترل شده بر اساس ترانزیستور پالس هستند. در بخش اول ، پارامتر اصلی که پزشک ممکن است انتظار می رود که در مجموعه ای از زمان به بالا هستند مقاومت (ها) از مقاومت (ها) و توان (ها) از خازن (ها را انتخاب کنید). در شرایط ایده آل این مقادیر را تحت تأثیر قرار دهد و سپس حداکثر جریان در تخلیه ایده آل است که انتظار می رود که با اتهام در خازن در لحظه ای خاص در زمان تحویل انباشته همراه باشد. شاهد کوچولو ، با این حال انتظار می رود که در طول مدت زمان از ترشحات ، که به احتمال زیاد در جرقه - شرایط واقعی بستگی دارد فاصله (اندازه و آلودگی) در لحظه ای از ترشحات ممکن خواهد شد. با این حال ، این نوع ژنراتور می تواند اجازه می دهد کاربر برای به دست آوردن مدت زمان کوتاه از ترشحات نسبتا آسان تر است با پالس کنترل ژنراتور. این مزیت آن این است با این حال با رفتن به پیشرفت در تولید اجزای الکترونیکی کاسته خواهد شد. [4] همچنین ، ولتاژ مدار باز (یعنی ولتاژ بین دو الکترود که عایق هنوز خراب است) می تواند به عنوان ولتاژ ثابت از دولت شناسایی شوند مدار RC. در گروه دوم از ژنراتور ، بر اساس کنترل ترانزیستور معمولا کاربر را قادر می سازد برای ارائه قطار پالس ولتاژ به الکترودهای. هر پالس می تواند در شکل دادن کنترل شود ، به عنوان مثال شبه مستطیل. به ویژه ، زمان بین دو پالس متوالی و مدت زمان هر پالس می تواند مجموعه ای. دامنه هر پالس را تشکیل می ولتاژ مدار باز است. در این چارچوب ، مدت زمان حداکثر ترشح جاری را به مدت زمان یک پالس ولتاژ برابر است با در قطار. دو پالس جریان در مرحله بعد انتظار می رود که برای مدت زمان مساوی یا بزرگتر از فاصله زمانی بین دو پالس متوالی ولتاژ اتفاق نمی افتند. حداکثر جریان در تخلیه که تحویل ژنراتور همچنین می تواند کنترل شود. طراحی متفاوت از ژنراتور است که در بالا توضیح داده شده است به احتمال زیاد به صورت تجاری در دسترس باشد. بنابراین ، پارامترهای است که یک کاربر در واقع ممکن است در دستگاه خود را تنظیم ممکن است کاملا متفاوت و ژنراتور - تولید کننده وابسته است. علاوه بر این ، سازندگان معمولا کاملا بی میل به آشکار جزئیات ژنراتور سیستم های کنترل و خود را به پایه خود را به کاربر بدهد بالقوه مزیت رقابتی به رقبای خود نیست. و ، برعکس ، کاربران را به طور متوسط معمولا بیشتر علاقه مند به ماشین 'است که می تواند انجام کار' ، 'به جای در از طریق درک فرآیند EDM. این امر به منزله مانع دیگری را به قصد توصیف صراحتا پارامترهای تکنولوژیکی فرآیند EDM. علاوه بر این ، عوامل مؤثر بر وقوع پدیده های بین الکترود ابزار و نه تنها برای طراحی ژنراتور ، بلکه همچنین برای کنترل کننده های حرکت الکترود ارتباط وجود دارد. چارچوب به تعریف و اندازه گیری پارامترهای الکتریکی EDM را طی یک عملیات را مستقیما در درون حجم الکترود با اسیلوسکوپ خارجی به دستگاه بوده است که اخیرا توسط Ferri و همکاران پیشنهاد شده بود ، [5] این نویسنده انجام تحقیقات خود را در واصل از μ - EDM ، اما همین رویکرد می تواند در عملیات های EDM مورد استفاده قرار گیرد. این امر کاربر را مستقیما به برآورد پارامتر برق است که عملیات تحت تاثیر قرار خود را در راه باز قادر می سازد ، بدون تکیه بر ادعای سازنده دستگاه. در نهایت ، لازم به ذکر است که ، کاملا غیر منتظره ، هنگامی که مواد مختلف در ماشینکاری مجموعه اسمی یکسان کردن شرایط واقعی پارامترهای الکتریکی از روند به میزان قابل توجهی متفاوت است. [5] [ویرایش] مکانیسم حذف مواد اولین تلاش جدی از ارائه توضیح حذف فیزیکی مواد در طول ماشینکاری تخلیه الکتریکی است که شاید از ون Dijk. [6] در کار او ، وان Dijk ارائه یک مدل حرارتی همراه با شبیه سازی محاسباتی برای توضیح پدیده های بین دو الکترود در طول ماشینکاری تخلیه الکتریکی. با این حال ، به عنوان ون Dijk خود بستری در مطالعه او ، تعدادی از فرضیات ساخته شده برای غلبه بر در دسترس نبودن داده های تجربی که در آن زمان کاملا قابل توجه بود. علاوه بر افزایش تلاش برای مدلهای توضیح پدیده های رخ داده در طول ماشینکاری تخلیه الکتریکی از نظر تئوری های انتقال حرارت در eighties اواخر و اوایل nineties شد. احتمالا توضیح از پیشرفته ترین فرآیند EDM به عنوان یک فرآیند حرارتی در طول تحقیقات توسعه داده شد را در تگزاس و دانشگاه م با حمایت از AGIE ، در حال حاضر Agiecharmilles ، با دفتر مرکزی شرکت در سوئیس به اجرا درآمد. این جریان تحقیقاتی در یک سری از سه مقاله علمی و فرهنگی منجر به : اولین ارائه یک مدل حرارتی پرداختن به حذف موادی که در کاتد ، [7] دومین ارائه یک مدل حرارتی برای فرسایش در آند رخ می دهد [8] و سوم به معرفی یک مدل را شرح کانال پلاسما که در طول عبور از ترشحات موجود است را از طریق عایق مایع شکل می گیرد. [9] از این مدل های اعتبار سنجی است انجام می شود همچنین با استفاده از داده های تجربی ارائه شده توسط AGIE. این مدل ها را تشکیل معتبر ترین پشتیبانی برای EDM است ادعا می کنند که یک فرایند حرارتی ، شرح چگونگی مواد از دو الکترود به دلیل ذوب و / یا فرآیندهای تبخیر شده است در رابطه با فشار ایجاد پویایی در جرقه - فاصله توسط برداشته از سقوط کانال پلاسما. با این حال ، از خواندن دقیق این اسناد ظهور آن است که برای تخلیه انرژی های کوچک مدل ارائه می شوند کاملا ناکافی به توضیح داده های تجربی. همچنین ، همه این مدلها در تعدادی از فرضیات لولا ، اغلب از چنین زمینه پژوهش و نابرابر به عنوان انفجار زیر دریایی ، تخلیه در گاز صورت گرفته است ، و نارسایی ترانسفورماتور. بنابراین جای تعجب نیست که مدل های دیگر بوده است اخیرا در ادبیات سعی به توضیح فرآیند EDM می دانست. که در میان آنها ، مدل را از آه و Ghosh [10] دوباره متصل شده ، حذف مواد از الکترود به حضور نیروی برق در سطح الکترود می شود که قادر به حذف مواد و مکانیکی ایجاد دهانهها. این امکان پذیر خواهد بود توسط این واقعیت است که مواد بر روی سطح دارای تغییر داده proprieties مکانیکی به علت افزایش دمای ناشی از عبور جریان الکتریکی ساخته شده است. نویسندگان شبیه سازی مدل های خود را نشان داد که چگونه آنها ممکن است بهتر از یک مدل حرارتی EDM (توضیح ذوب و / یا تبخیر) است ، خصوصا برای تخلیه انرژی های کوچک است که به طور معمول در استفاده μ - EDM و در عملیات تکمیلی. با توجه به بسیاری از مدل های موجود ، به نظر می رسد که مکانیسم حذف مواد در EDM هنوز حاضر نشده است که به خوبی درک کرده و به تحقیقات بیشتری لازم است تا واضحتر شود. [5] به خصوص با توجه به فقدان شواهد علمی تجربی برای ساخت و اعتبار فعلی مدل EDM. [5] انواع وزنه EDM وزنه EDM گاهی نیز به عنوان EDM حفره نوع یا حجم EDM می گویند. وزنه EDM شامل الکترود و قطعه کار که در submerged هستند عایق مایع مانند روغن یا عایق مایع. الکترود و قطعه کار را به یک منبع انرژی مناسب متصل می شوند. منبع تغذیه تولید پتانسیل الکتریکی بین دو قسمت. به عنوان روش الکترود قطعه کار ، شکست اتفاق می افتد در عایق مایع تشکیل یک کانال یونیزاسیون ، و جهش جرقه کوچک است. حرارت منجر به تبخیر شدن و حفرهزایی ماده اصلی و تا حدی ، الکترود. این یک جرقه اعتصاب در یک زمان به تعداد زیادی در نقاط به ظاهر تصادفی بین الکترود و قطعه کار. به عنوان فلز پایه است eroded ، و متعاقبا افزایش شکاف جرقه ، الکترود به طور خودکار توسط دستگاه کاهش داد به طوری که می تواند روند بی وقفه ادامه دهید. چند صد هزار جرقه در هر ثانیه در این فرایند رخ می دهد ، با ظرفیت واقعی بودن با دقت توسط پارامترهای تنظیم کنترل می شود. این چرخه های کنترل برخی اوقات به عنوان "در زمان" و "خاموش زمان شناخته شده". در زمان تنظیمات را تعیین نمایید و طول مدت جرقه. از اینرو ، در مدت زمان تولید یک حفره است که برای عمیق تر و همه جرقه جرقه که متعاقب آن برای ایجاد یک چرخه پایان ناهموار کننده در قطعه کار. برای معکوس هم صادق است در زمان کوتاه. وقت ازاد به مدت زمانی که یکی از جرقه های دیگری جایگزین شده است. طولانی تر کردن زمان به عنوان مثال ، اجازه می دهد تا از سیفون عایق مایع از طریق نازل به تمیز کردن بقایای eroded ، بنابراین اجتناب از مدار کوتاه است. این تنظیمات در میکرو ثانیه نگه داری می شوند. هندسه بخشی معمولی این است که زاویه برش کوچک یا فرد شکل گرفته. عمودی ، مداری ، بردار ، جامع ، شمسی ، مخروطی ، چرخشی ، نمایه سازی و چرخش چرخه ماشینکاری نیز استفاده می شود. سیم EDM در سیم ماشینکاری تخلیه الکتریکی (WEDM) ، و یا سیم برش EDM ، نازک تک رشته سیم های فلزی ، معمولا برنج است ، قطعه کار را از طریق بانک فدرال ، به طور معمول رخ submerged در مخزن از سیال عایق. این پروسه برای برش صفحات به عنوان به عنوان ضخامت 300mm و به punches ، ابزار ، قالبها و از فلزات سخت هستند که بیش از حد به ماشین مشکل با روش های دیگر. سیم ، که به طور مداوم از یک قرقره تغذیه ، بین برگزار شده است بالا و پایین الماس راهنماهای. راهنماهای حرکت در x -- هواپیما ý ، معمولا بودن CNC کنترل شده و تقریبا بر روی تمام ماشین آلات مدرن در بالا نیز کاربر می تواند به طور مستقل حرکت در ž -- Ù -- محور پنجم ، افزایش دادن به توانایی برش اشکال مخروطی و گذار (در دایره مربع پایین در بالا به عنوان مثال) و می تواند حرکات را در محور x -- ý -- Ù -- پنجم -- من -- مه -- k -- کنترل -. ل این می دهد سیم برش EDM توانایی برنامه ریزی شده را قطع اشکال بسیار پیچیده و ظریف. سیم کنترل می شود توسط الماس راهنماهای بالا و پایین می شود که معمولا به دقت 0.004 میلیمتر ، و می تواند مسیر و یا برش کوچکی که به چاک تا 0.12 میلی متر با استفاده از Ø 0.1 میلیمتر سیم داشته باشد ، هر چند به طور متوسط برش چاک دادن که دستیابی به بهترین هزینه اقتصادی و ماشینکاری زمان 0.335 میلی متر با استفاده از Ø 0.25 مفتول برنج است. دلیل که برش عرض بزرگتر از عرض سیم به این علت است جرقه نیز از دو طرف سیم به قطعه کار رخ می دهد ، و باعث فرسایش خاک. این "overcut" لازم است ، قابل پیش بینی است ، و به راحتی را جبران نمود. Spools از سیم ، معمولا بسیار طولانی است. به عنوان مثال ، قرقره 8 کیلوگرم سیم 0.25 میلیمتر است تنها بیش از 19 کیلومتر طولانی است. امروز ، کوچکترین قطر مفتول 20 میکرومتر و دقیق هندسه نمی باشد به دور از + / -- 1 میکرون. سیم روند کاهش استفاده از آب به عنوان عایق مقاومت خود را با آب و دیگر ویژگیهای الکتریکی به دقت و توسط فیلترهای د - واحد ionizer کنترل شده. آب نیز در خدمت هدف بسیار مهم سیفون کاهش زباله دور از منطقه برش. براده عامل مهم تعیین کننده در ارزش گذاری اشتراک حداکثر ضخامت های موجود در مواد داده شده است ، فقیر و شرایط ایجاب سیفون کاهش نرخ اشتراک. همراه با تنگ تر تحمل multiaxis سیم EDM - برش مرکز ماشینکاری بسیاری ویژگی های اضافه شده از قبیل : Multiheads برای برش دو بخش در عین حال ، کنترل را برای جلوگیری از شکستگی سیم ، خود کشی اتوماتیک ، امکانات در صورت شکستگی سیم و استراتژیهای ماشینکاری قابل برنامه ریزی به بهینه سازی بهره برداری است. سیم برش EDM معمولا هنگامی استفاده شود که تنش های باقی مانده کم مورد نظر است. EDM سیم ممکن است به تنش باقی مانده در قطعه کار که کمتر قابل توجهی از کسانی که ممکن است سمت چپ اگر همان قطعه کار توسط ماشینکاری به دست آمد ترک کنید. در واقع ، در سیم EDM بزرگ برش نمی نیروهای درگیر در حذف مواد وجود دارد. با این حال ، ممکن است قطعه کار را به یک چرخه گرمایی قابل توجهی ، شدت آن بستگی دارد دستخوش پارامترهای تکنولوژیک استفاده می شود. عوارض احتمالی چنین سیکل های حرارتی به شکل گیری یک لایه از نو طرح در بخش و وجود تنش های کششی باقی مانده در قطعه کار. اگر این فرآیند تنظیم به طوری که انرژی / قدرت در هر پالس است نسبتا کمی (به طور معمول در پایان عملیات) ، کوچکترین تغییری در خواص مکانیکی مواد است که انتظار می رود سیم برش EDM به علت این کم تنش های باقی مانده ، اگر چه مواد اولیه ای که نه ، رها شده است تاکید می توانند در فرایند ماشینکاری تحریف. استفاده نمونه اولیه تولید فرآیند EDM است اغلب به طور گسترده ای مورد استفاده توسط قالب سازی ابزار و مردن صنایع است ، اما تبدیل شدن به یک روش متداول ساخت نمونه اولیه و قطعات تولید ، به خصوص در هوا فضا ، خودرو و صنایع الکترونیک که در آن تولید مقادیر نسبتا کم است. در وزنه EDM ، گرافیت ، مس و تنگستن و یا الکترود مس خالص را به دلخواه (machined منفی است) به شکل و تغذیه قطعه کار در پایان رم در حالت عمودی. سکه قالبسازی برای ایجاد از قالب ها برای تولید طلا و جواهر و مدالها توسط سکه (اسیاب سنگ) فرایند ، کارشناسی ارشد مثبت ممکن است از نقره تمام عیار ساخته شده باشد ، زیرا (با تنظیمات مناسب دستگاه) استاد می باشد eroded قابل توجهی نیست و تنها یک بار استفاده شده است. مرگ در نتیجه منفی است بعد سخت شده و مورد استفاده در پتک خودکار اهنگری به منظور تولید مشترک از مهر شاهد قطع جریان ورق برنز ، نقره ، اثبات و یا کم آلیاژ طلا. این مدالها برای مشترک ممکن است بیشتر به شکل یک سطح منحنی توسط دیگری می میرند. این نوع از EDM معمولا انجام submerged در روغن مبتنی بر عایق. شی به پایان رسید ممکن است بیشتر توسط سخت (شیشه تصفیه شده) و یا نرم (رنگ) enameling و / یا با طلای خالص یا نیکل اب. مصالح نرمتر مانند نقره ممکن است به عنوان یک دست حکاکی پالایش. EDM تابلوی کنترل ماشین Hansvedt). ماشین ممکن است برای یک سطح تصفیه شده (electropolish) در پایان از فرایند تنظیم خواهد شد. استاد در بالا ، نشان جان قطعه کار در پایین ، در سمت چپ جت روغن (روغن خشک شده است). مهر زنی اولیه صاف خواهد شد "dapped" را به ارائه یک سطح منحنی. حفر سوراخ کوچک سوراخ کوچک حفر EDM این است که از طریق ایجاد سوراخ در قطعه کار استفاده می شود که از طریق آن به موضوع در سیم سیم برش ماشینکاری EDM. کوچک سوراخ در سر حفاری سیم نصب شده است ، دستگاه برش و اجازه می دهد تا صفحات بزرگ به قطعات سخت شده به پایان رسید eroded از آنها را به عنوان لازم و بدون پیش سوراخکاری میباشد. هم وجود دارد مستقل سوراخ کوچک حفاری با ماشین آلات EDM x -- محور ý نیز به عنوان یک تمرین فوق العاده و یا اسلحه صدا دار است که می تواند دستگاه سوراخ کور و یا از طریق حفره های شناخته شده است. دریل EDM سوراخ های طولانی را با برنج و یا مس با مته سوراخ لوله الکترود چرخد که در جانم با یک جریان ثابت آب مقطر و یا deionized جریان را از طریق الکترود به عنوان یک عامل گرگرفتگی و عایق. لوله الکترود مانند سیم در سیم عمل برش ماشین آلات EDM ، داشتن فاصله جرقه و ارزش گذاری می پوشند. بعضی از سوراخ کوچک EDMs حفاری می توانند از طریق 100 میلیمتر و یا از طریق مته های فولادی نرم و سخت در کمتر از 10 ثانیه ، به طور متوسط 50 ٪ تا 80 ٪ ارزش گذاری را ببندد. سوراخ از 0.3 میلیمتر تا 6.1 میلیمتر می تواند در عملیات حفاری این ، حاصل شود. الکترود برنج هستند راحت تر به ماشین هستند ولی توصیه نمی شود سیم برش عملیات به علت برنج eroded ذرات باعث "در برنج برنج" شکستگی مفتول ، مس بنابراین توصیه می شود. مزایا و معایب برخی از مزایای استفاده از ماشینکاری EDM عبارتند از : • اشکال پیچیده ای است که در غیر این صورت مشکل باشد که با ابزار معمولی برش تولید • فوق العاده مواد سخت را به تحمل خیلی نزدیک • تکه های بسیار کوچک که در آن کار معمولی ابزارهای برش ممکن است بخشی از فشار اضافی برش ابزار ها آسیب برساند. • هیچ تماس مستقیم میان ابزار وجود دارد و کار بخش piece.Therefore آسیب پذیر و ضعیف می تواند با مواد machined باشد هرگونه distorsion. برخی از مضرات EDM عبارتند از : • نرخ حذف مواد کند. • زمان و هزینه اضافی مورد استفاده برای ایجاد الکترود برای رم / وزنه EDM. • دوباره گوشه های تیز در قطعه کار مشکل است به دلیل الکترود بپوشند. • مصرف انرژی ویژه بسیار بالا است.
+ نوشته شده در ۱۶/۴/۱۳۹۱ساعت ۲۰:۰۹ توسط علي باقري دسته : مقالات نظر(0)

رباتیک

رباتیک ربات چیست؟ ربات یک ماشین هوشمند است که قادر است در شرایط خاصی که در آن قرار می گیرد، کار تعریف شده ای را انجام دهد و همچنین قابلیت تصمیم گیری در شرایط مختلف را نیز ممکن است داشته باشد. با این تعریف می توان گفت ربات ها برای کارهای مختلفی می توانند تعریف و ساخته شوند.مانند کارهایی که انجام آن برای انسان غیرممکن یا دشوار باشد. برای مثال در قسمت مونتاژ یک کارخانه اتومبیل سازی، قسمتی هست که چرخ زاپاس ماشین را در صندوق عقب قرار می دهند، اگر یک انسان این کار را انجام دهد خیلی زود دچار ناراحتی هایی مثل کمر درد و ...می شود، اما می توان از یک ربات الکترومکانیکی برای این کار استفاده کرد و یا برای جوشکاری و سایر کارهای دشوار کارخانجات هم همینطور. و یا ربات هایی که برای اکتشاف در سایر سیارات به کار میروند هم از انواع ربات هایی هستند که در جاهایی که حضور انسان غیرممکن است استفاده می شوند. کلمه ربات توسط Karel Capek نویسنده نمایشنامه R.U.R (روبات‌های جهانی روسیه) در سال 1921 ابداع شد. ریشه این کلمه، کلمه چک اسلواکی(robotnic) به معنی کارگر می‌باشد. در نمایشنامه وی نمونه ماشین، بعد از انسان بدون دارا بودن نقاط ضعف معمولی او، بیشترین قدرت را داشت و در پایان نمایش این ماشین برای مبارزه علیه سازندگان خود استفاده شد. البته پیش از آن یونانیان مجسمه متحرکی ساخته بودند که نمونه اولیه چیزی بوده که ما امروزه ربات می‌نامیم. امروزه معمولاً کلمه ربات به معنی هر ماشین ساخت بشر که بتواند کار یا عملی که به‌طور طبیعی توسط انسان انجام می‌شود را انجام دهد، استفاده می‌شود. بیشتر ربات‌ها امروزه در کارخانه‌ها برای ساخت محصولاتی مانند اتومبیل؛ الکترونیک و همچنین برای اکتشافات زیرآب یا در سیارات دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. رُبات یا روبوت وسیله‌ای مکانیکی جهت انجام وظایف مختلف است. یک ماشین که می‌تواند برای عمل به دستورات مختلف برنامه‌ریزی گردد و یا یک سری اعمال ویژه انجام دهد. مخصوصا آن دسته از کارها که فراتر از حد توانایی‌های طبیعی بشر باشند. این ماشینهای مکانیکی برای بهتر به انجام رساندن اعمالی از قبیل احساس کردن درک نمودن و جابجایی اشیا یا اعمال تکراری شبیه جوشکاری تولید می‌شوند. علم رباتیک از سه شاخه اصلی تشکیل شده است: • الکترونیک ( شامل مغز ربات) • مکانیک (شامل بدنه فیزیکی ربات) • نرم افزار (شامل قوه تفکر و تصمیم گیری ربات) اگریک ربات را به یک انسان تشبیه کنیم، بخشهایی مربوط به ظاهر فیزیکی انسان را متخصصان مکانیک می سازند، مغز ربات را متخصصان الکترونیک توسط مدارای پیچیده الکترونیک طراحی و می سازند و کارشناسان نرم افزار قوه تفکر را به وسیله برنامه های کامپیوتری برای ربات شبیه سازی می کنند تا در موقعیتهای خاص ، فعالیت مناسب را انجام دهد. ربات‌ها چه کارهایی انجام می‌دهند؟ بیشتر ربات‌ها امروزه در کارخانه‌ها برای ساخت محصولاتی مانند اتومبیل؛ الکترونیک و همچنین برای اکتشافات زیرآب یا در سیارات دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. ربات‌ها از چه ساخته می‌شوند؟ ربات‌ها دارای سه قسمت اصلی هستند: • مغز که معمولاً یک کامپیوتر است. • محرک و بخش مکانیکی شامل موتور، پیستون، تسمه، چرخ‌ها، چرخ دنده‌ها و ... • سنسور که می‌تواند از انواع بینایی، صوتی، تعیین دما، تشخیص نور، تماسی یا حرکتی باشد. با این سه قسمت، یک ربات می‌تواند با اثرپذیری و اثرگذاری در محیط کاربردی‌تر شود. ربات یک ماشین الکترومکانیکی هوشمند است با خصوصیات زیر: * می توان آن را مکرراً برنامه ریزی کرد. * چند کاره است. * کارآمد و مناسب برای محیط است. اجزاي يك ربات با ديدي ريزتر : ** وسایل مکانیکی و الکتریکی شامل : * شاسی، موتورها، منبع تغذیه، * حسگرها (برای شناسایی محیط): * دوربین ها، سنسورهای sonar، سنسورهای ultrasound، … * عملکردها (برای انجام اعمال لازم) * بازوی ربات، چرخها، پاها، … * قسمت تصمیم گیری (برنامه ای برای تعیین اعمال لازم): * حرکت در یک جهت خاص، دوری از موانع، برداشتن اجسام، … * قسمت کنترل (برای راه اندازی و بررسی حرکات روبات): * نیروها و گشتاورهای موتورها برای سرعت مورد نظر، جهت مورد نظر، کنترل مسیر، … مزایای رباتها: 1- رباتیک و اتوماسیون در بسیاری از موارد می توانند ایمنی، میزان تولید، بهره و کیفیت محصولات را افزایش دهند. 2- رباتها می توانند در موقعیت های خطرناک کار کنند و با این کار جان هزاران انسان را نجات دهند. 3- رباتها به راحتی محیط اطراف خود توجه ندارند و نیازهای انسانی برای آنها مفهومی ندارد. رباتها هیچگاه خسته نمی شوند. 4- دقت رباتها خیلی بیشتر از انسانها است آنها در حد میلی یا حتی میکرو اینچ دقت دارند. 5- رباتها می توانند در یک لحظه چند کار را با هم انجام دهند ولی انسانها در یک لحظه تنها یک کار انجام می دهند. معایب رباتها: 1- رباتها در موقعیتهای اضطراری توانایی پاسخگویی مناسب ندارند که این مطلب می تواند بسیار خطرناک باشد. 2- رباتها هزینه بر هستند. 3- قابلیت های محدود دارند یعنی فقط کاری که برای آن ساخته شده اند را انجام می دهند. برای مثال امروزه برای بررسی وضعیت داخلی رآکتورها از ربات استفاده می شود تا تشعشعات رادیواکتیو به انسانها صدمه نزند. مزایای رباتیک: مزایا کاملاً آشکار است. معمولاً یک ربات می‌تواند کارهایی که ما انسان‌ها می‌خواهیم انجام دهیم را ارزان‌تر انجام‌ دهد. علاوه بر این ربات‌ها می‌توانند کارهای خطرناک مانند نظارت بر تأسیسات انرژی هسته‌ای یا کاوش یک آتش‌فشان را انجام دهند. ربات‌ها می‌توانند کارها را دقیقتر از انسان‌ها انجام دهند و روند پیشرفت در علم پزشکی و سایر علوم کاربردی را سرعت ‌بخشند. ربات‌ها به ویژه در امور تکراری و خسته کننده مانند ساختن صفحه مدار، ریختن چسب روی قطعات یدکی و… سودمند هستند. انواع ربات ها رباتهای امروزی که شامل قطعات الکترونيکی و مکانيکی هستند در ابتدا به صورت بازوهای مکانيکی برای جابجايی قطعات و يا کارهای ساده و تکراری که موجب خستگی و عدم تمرکز کارگر و افت بازده میشد بوجود آمدند. اينگونه رباتها جابجاگر (manipulator) نام دارند.جابجاگرها معمولا در نقطه ثابت و در فضای کاملا کنترل شده در کارخانه نصب میشوند و به غير از وظيفه ای که به خاطر آن طراحی شده اند قادر به انجام کار ديگری نيستند. اين وظيفه ميتواند در حد بسته بندی توليدات, کنترل کيفيت و جدا کردن توليدات بی کيفيت, و يا کارهای پيچيده تری همچون جوشکاری و رنگزنی با دقت بالا باشد. نوع ديگر رباتها که امروزه مورد توجه بيشتری است رباتهای متحرک هستند که مانند رباتهای جابجا کننده در محيط ثابت و شرايط کنترل شده کار نمي کنند. بلکه همانند موجودات زنده در دنيای واقعی و با شرايط واقعی زندگی میکنند و سير اتفاقاتی که ربات بايد با انها روبرو شود از قبل مشخص نيست. در اين نوع ربات هاست که تکنيک های هوش مصنوعی مي بايست در کنترلر ربات(مغز ربات) به کار گرفته شود. دسته‌بندی ربات‌ها ربات‌ها در سطوح مختلف دارای دو خاصيت "تنوع در عملکرد" و "قابليت تطبطق خودکار با محيط" (automated adapting) می‌باشند. بر اساس اين دو خاصطت دسته‌بندی ربات‌ها انجام می‌گيرد. دسته‌بندی اتحادطه ربات‌های ژاپنی(jira) به شرح زير است: 1. وسيله‌ای که توسط دست کنترل می‌شود. 2. ربات برای کارهای متوالی بدون تغيير 3. ربات برای کار‌های متوالی متغير 4. ربات مقلد 5. ربات کنترل 6. ربات باهوش که در دسته‌بندی موسسه رباتيک آمريکا(RIA)، فقط ماشين‌های دسته 3 تا 6، ربات محسوب می‌شوند. رباتهای متحرک به دسته های زير تقسيم بندی مي شوند: 1- رباتهای چرخ داربا انواع چرخ عادی و يا شنی تانک و با پيکربندی های مختلف يک, دو يا چند قسمتی 2-رباتهای پادار مثل سگ اسباب بازی AIBO ساخت سونی که در شکل بالا نشان داده شد يا ربات ASIMO ساخت شرکت هوندا 3-رباتهای پرنده 4-رباتهای چند گانه(هايبريد) که ترکيبی از رباتهای بالا يا ترکيب با جابجاگرها هستند روبات همکار روباتای همکار روباتايی هستند که با کمک هم يک کارو انجام می دهند و کارهای انها بهم مربوط است و از هم مستقل نيست. در اين مجموعه دو روبات چشم هست (چپ و راست)، و يک روبات دست (وسط). کارآنها اين است که: چشکها محيط رو می بينند و اطلاعات مربوط رو به کامپيوتر می فرستند. کامپيوتر با image processing محيط را آناليز می کند و اگر در آن جسم قرمزی ببيند، ان را پيدا مي کند. يعنی اينکه اين سيستم به اشيای قرمز رنگ حساس است ( که البته می تواند به رنگهای ديگر باشد) بعد با استفاده از روابط هندسی با توجه به زاويه ديد دوربينها مکان جسم رادر فضا پيدا مي شود و اگه در محدوده روبات دست باشد، اين روبات 3 درجه آزادی به حرکت درمي ايد و جسم رو در فضا می گيرد ........ نانوبات‌ها اگر چه در حال حاضر كارايي‌هاي انسان و روبات با هم قابل مقايسه نيستند، اما ري كورزويل در مورد آينده عقيده ديگري دارد. او كه نويسنده و متخصص رشته كامپيوتر است در يكي از نوشته‌هاي خود با صراحت اظهار اميدواري كرده است تا سال 2029 انسان با توجه به روند شناخت و ساخت هوش مصنوعي ميتواند روباتي را بسازد كه در هوش و تصميم گيري با انسان برابر باشد. كورزويل معتقد است در سالهاي 2030 انسان خواهد توانست نانوبات Nanobots يا روباتهاي بسيار كوچك را جهت افزايش شعور به مغز خود بفرستد. اين نانو روباتها به اندازه سلولهاي خون هسنتد و از طريق جريان خون در رگها به مغز انتقال خواهند يافت. كورزويل در مقابل كميته علوم كنگره آمريكا اعتراف كرده است در حال حاضر انسان از چنين تكنولوژي برخوردار است و آن را بر روي تعدادي حيوان نيز آزمايش كرده است. او در ادامه شهادت خود در كنگره آمريكا اضافه كرده است دانشمندان توانسته‌اند با انتقال 7 ننو روبات به بدن موش آزمايشگاهي ديابت او را علاج كرده و انسولين را از منفذهاي پوست خارج كنند.آخرين كتاب كورزويل "شگفتي در راه است، برتري انسان بر بيولوژي" نيز بر اساس پيش بيني‌هاي علمي او نوشته شده است. او در اين كتاب مينويسد در 25 سال آينده ننوبات‌ها در خون جاري در رگها هر نوع بيماري را با نابود كردن عوامل بيماري زا از بين برده و پس از خارج كردن آثار باقيمانده مرض همزمان به مرمت اشتباهات موجود در دي ان اي و ساختار بيولوژيكي انساني خواهد پرداخت. كورزويل در بخش اقتصادي ورود روبات به خانه‌ها اعتقاد دارد در فاصله سالهاي 2020 تا 2030 هر كس با كمك روبات و ننوتكنولوژي و توليد كننده‌هاي مولكول، در خانه خود قادر خواهد بود هر نوع محصول غير ارگانيك را تهيه كند. كاربرد رباتها ربات آدم نمای اعلام خطر: (Humannoid Danger Alarm Robot) این ربات یک آدم نمای ابتکاری است که به منظور اعلام خطر در جاده ها و جایگاه های خطر برای وسایل یا افراد عبوری جهت کاهش هزینه های نیروی انسانی و خطرات نهفته در این گونه مشاغل و فعالیت ها مورد استفاده قرار می گیرد. دارای چشم الکترونیکی حساس به حرکت اجسام، خودروها و انسان با برد 15 متر و قابل استفاده تا مسافت 200 متر جلو تر از دستگاه ربات دارای برد میکروکنترلی قابل برنامه ریزی برای انواع کاربرد ها دارای تایمر زمانی قابل تنظیم که بعد از مشاهده جسم متحرک تا دو دقیقه بازوها را به حرکت وا میدارد دارای یک بازوی متحرک با حرکت شبیه به دست انسان و دو درجه آزادی قابل جدا کردن به دو بخش برای حمل و نقل آسان قابل استفاده از برق و باطری دارای فلاشر و چراغ خطر جهت کار در شب درای آژیر صوتی جهت اعلام خطر دارای قابلیت نصب سیستم حفاظتی کاربرد ها استفاده در جاده ه،اتوبانها، بزرگراه ها، به منظور اخطاربه خودروها در هنگام نزدیک شدن به محل های در دست تعمیر یا محل هایی که کارگران مشغول به کار هستند.استفاده در خیابانها و معابری که در دست تعمیر، تغییر یا انجام فعالیت های عمرانی است استفاده در جاده ها به منظور اخطار به خودروها برای کاهش سرعت یا اتخاذ آمادگی بیشتر استفاده در جاده ها، پیچ ها و...به منظور کاهش جرایم رانندگی استفاده در مراکزی همانند کارگاههای سد سازی، نصب پل و ساختن مجتمع های تولیدی ضریب اطمینان مناسب ایمنی فوق العاده کاهش هزینه های پرسنلی فرهنگ سازی استفاده ازربات ها براي تقليد رفتار حيوانات: ربات ها براي تقليد رفتارحيوانات و حشرات بكار گرفته مي شوند. به گزارش بخش خبر شبكه فن آوري اطلاعات ايران، از موج،محققين موفق شده اند به كمك ربات بسيار ريزي سوسك ها را كنترل كنند اين موضوع مي تواند جهت ارتباط با انواع مختلفي از حيوانات در آينده مورد استفاده قرار گيرد . انجمن تكنولوژي اروپا(FET) طراح اين برنامه است كه رباتي را مجهز به دو موتور،چرخ ،باتري هاي قابل شارژ،چندين پردازنده كامپيوتري ،يك دوربين سبك براي دريافت احساسات و بازوهائي مجهز به سنسورساخته است. وقتي اين ربات در يك جاي پر از پيچ و خم و پوشانده شده با ديوارها قرار مي گيرد ،به راحتي حركت مي كند، مي چرخد و مي ايستد و مي تواند راه خود را بدون برخورد با ديوارها و موانع پيدا كندو وقتي در كنار سوسكي قرارمي گيرد به سرعت رفتارهاي آن را تقليد مي كند. اين ربات حتي قادر است انواع مختلفي از راه هاي ارتباطي را اجرا كند و سوسك را طوري گول بزند كه آن را به عنوان حشره واقعي بپذيرد. اين گروه سوسك را به عنوان نمونه اوليه آزمايشات خود بكار گرفتند چون رفتارهاي آن نسبت به ساير گونه هاي حشرات مانند مورچه هابيشترقابل درك است. اين ربات نه تنها رفتار سوسك ها تقليد مي كند بلكه در تغيير رفتار سوسك ها نيز بسيار موفق بوده به طوريكه با حركت اين ربات به سمت نور سوسك ها نيز به تبعيت از آن به سمت نور حركت مي كنند و در آن مكان تجمع مي كنند .اين موضوع نشان مي دهد كه انسان به زودي قادر خواهد بود رفتارهاي حشراتي كه به صورت گروهي زندگي مي كنند راماهرانه تقليد كند ربات تعقيب خط: نوعي از ربات است كه وظيفه اصلي آن تعقيب كردن مسيري به رنگ مثلا سياه در زمينه‌اي به رنگ متفاوت مشخصي مثلا سفيد است. يكي از كاربرد‌هاي عمده اين ربات، حمل‌و‌نقل وسايل و كالاهاي مختلف در كارخانجات، بيمارستان‌ها، فروشگاه‌ها، كتابخانه‌ها و ... مي‌باشد. ربات تعقيب خط تا حدي قادر به انجام وظيفه كتاب‌داري كتابخانه‌ها مي‌باشد. به اين صورت كه بعد از دادن كد كتاب، ربات با دنبال كردن مسيري كه كد آن را تعيين مي‌كند، به محلي كه كتاب در آن قرار گرفته مي رود و كتاب را برداشته و به نزد ما مي‌آورد. مثال ديگر كاربرد اين نوع ربات در بيمارستان‌هاي پيشرفته است، كف بيمارستان‌هاي پيشرفته خط كشي‌هايي به رنگ‌هاي مختلف به منظور هدايت ربات‌هاي پس‌فايندر به محل‌هاي مختلف مثلا رنگ قرمز به اتاق جراحي يا آبي به اتاق زايمان ، وجود دارد. بيماراني‌ كه توانايي حركت كردن و جابه‌جا شدن را ندارند و بايد از ويلچر استفاده ‌كنند، اين ويلچير نقش ربات تعقيب‌خط را دارد، و بيمار را از روي مسير مشخص به محل مطلوب مي‌برد. و خلاصه كاربردهاي فراواني دارد و اگر روزي بشود در زندگي‌مان بكار بريم، خيلي كيف دارد. الگوريتم مسير‌يابي: الگوريتم مسير‌يابي بايد طوري نوشته شود تا ربات بتواند هرگونه مسيري را، با هر اندازه پيچ و خم دنبال كند، به‌طوري كه خطاي آن مينيمم باشد. تجربه نشان مي‌دهد كه بهترين روش براي يافتن و دنبال كردن مسير، استفاده از 4 سنسور است. البته با استفاده از حداقل 2 سنسور نيز مي‌توان ربات مسيرياب ساخت، ولي قضيه دو دوتا 4 تاست! يعني با كم كردن سنسور ضريب اطمينان ربات نيز كاهش مي‌يابد. (اتفاقا اصلا اين قضيه صادق نبود، احتمالا تعبير هرچقدر پول بدي، متراژ بيشتري پيتزا‌ متري مي‌خوري مناسب‌تر باشد!) وظيفه سنسورهاي 1 و 2 تشخيص پيچ‌هاي مسير و سنسور 3 مقدار چرخش ربات به جهات مختلف را تعيين مي‌كند ربات هايي که تماس را حس مي کنند : به تازگي نمونه اي جديد از يک حساسه ساخته شده که نصب آنها در ربات ها موجب مي شود تا اين مخلوقات دست بشر سطوح مختلف را در حين تماس حس کنند و بتوانند کارهاي ظريفي را که انسانها با دستشان انجام مي دهند انجام دهند. به گزارش بخش خبر شبكه فن آوري اطلاعات ايران ، از خبرگزاری سلام، Vivek Maheshwari و پروفسور Ravi Saraf, از دانشگاه نبراسکا در لينکون پس از ماهها تحقيق شبانه روزي به اين موفقيت دست يافته اند. آنان مي گويند اين حساسه ها باعث مي شود دست يک ربات در تماس با سطوح مختلف همان احساس دست انسان را داشته باشد. از ربات هاي مجهز به اين حساسه ها مي توان در جراحي هاي بسيار دقيق استفاده کرد. حساسه هاي ياد شده در تماس با سطوح مختلف مي درخشند. هنوز مشخص نيست اين ربات ها چه زماني به توليد انبوه مي رسند ربات آبی برای يافتن جعبه سياه هواپيما يک ربات آبی برای پيدا کردن جعبه سياه هواپیمای بويينگ 737 فرانسه که چند روز پيش در نزديکی شرم الشيخ مصر سقوط کرده و هر 148 مسافر آن کشته شده اند به خدمت گرفته شده است. اين ربات که از راه دور قابل کنترل است و از شرکت فرنس تلکام برای اين کار اجاره شده است, روز سه شنبه برای بازيابی يکی از جعبه ها که سيگنال قوی از خود ساتع میکرد و احتمالا درعمق 800 متری دريای احمر است به آب انداخته شده است. قبلا نيروی دريايی امريکا يک جعبه سياه را از عمق 2200 متری خارج کرده اند. ربات پذيرش ربات پذيرش که البته هنوز تکميل نشده رباتيه برای پذيرش مراجعين در يک شرکت يا يک نمايشگاه. فعلا به جای سر ربات يک مونيتور گذاشته شده و يک سر انيميشنی با مراجعه کننده صحبت ميکند. اين ربات ميتواند ورود مراجعه کننده ها را تشخيص بدهد، به آنها خوش آمد بگويد و اگر کاربر مي خواهد جايی را پيدا کند يا سوال ديگه ای دارد به آنها جواب بدهد. يک صفحه کليد هم گذاشتن که مراجعه کننده سوالش را تايپ کند. در آينده اين ربات قرار است بسته های پستی را تحويل بگيرد و رسيد بدهد به پستچی. به مراجعه کننده نوشيدنی تعارف کند و يک ربات آبدارچی نوشيدنی برای آنها بيارورد و حتی با استفاده از سرورهای پردازش کننده صحبت به تلفن ها هم جواب بدهد. دانشگاه CMU هم اکنون در حال ساخت اين ربات است. مکاترونیک تركيبي از علم مهندسي مكانيك و مهندسي كنترل سيستم مي‌باشد. در حقيقت توسط اين علم مي‌توان سيستمهاي مكانيكي را به صورت هوشمند درآورد. نهايت علم مكاترونيك را مي‌توان در رباتها مشاهده كرد. سيستمهاي ترمز ABS در اتومبيل، دستگاههاي CNC و كليه سيستمهاي اتوماسيون را مي‌توان از نمونه‌هاي بارز اين علم دانست. مکاترونیک چنانکه از نامش بر می¬آید ترکیبی از سه علم مکانیک، الکترونیک و کامپیوتر است. این علم تازه و جوان کاربردهای بسیاری در صنعت پیدا کرده و از جمله زمینه های علمی جدید و گسترده در پیش روی بشر است. اهمیت آن از آن جهت است که این علم ابزار کنترل در کلیه زمینه های صنعتی و نظامی می¬باشد. چگونگی استفاده از سنسورها و کنترل اجزای مکانیکی توسط مدارهای الکترونیکی و کامپیوتر در این علم مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. مکاترونیک مسلما علم جدیدی نیست . مکاترونیک شامل چهار علم مهندسی , مکانیک , الکترونیک , کامپیوتر(نرم افزار) و کنترل است. البته گاهی , کنترل را بخشی بدیهی از سه قسمت دیگر فرض میکنند. با تعریفی که ارائه شد , میتوان به راحتی مقوله هایی همانند رباتیک , اتوماسیون صنعتی , الکترومکانیک و غیرهرا در حوزه مکاترونیک جای داد. همانطور که ملاحظه میشود احاطه به این علم به معنای احاطه به چهار علم مهندسی است لذا با سالها تحقیق و مطالعه نیز به سختی میتوان ادعای احاطه به این علم را داشت. مطالعه این علم عموما در دو راستا دنبال میشود: الف: بدلیل اینکه در پروژه های بزرگ , متخصصان مکاترونیک عموما به عنوان واسطی میان چند تیم تخصصی که هریک در یکی از قسمت چهار مقوله مکاترونیک کارشناس میباشند , عمل میکنند , گاهی در بررسی این علم جنبه آشنایی فرد با چهار بخش مهندسی مکاترونیک , بدیهی فرض شده و از دید مدیریت پروژه های مکاترونیکی بحث دنبال می شود. به عنوان مثال با تقسیم بندی های شناختی , مانند طرح ماژولهای مکاترونیکی و بررسی نحوه ارتباط آنها با هم , سعی در یافتن بهترین راه حل صرف میگردد. ب: در این مقوله بیشتر به فراگیری قسمتهای مهم علوم طرح شده پرداخته میشود و با ارائه اطلاعات اصلی و پایه , دانشجو این امکان را مییابد تا با برخورد به موارد تخصصی تر , تحقیق و مطالعه را در آن مقوله ادامه دهد. بدین ترتیب یک مهندس مکاترونیک باید با توجه به نیاز اجتماع و صنعت ,مطالعه و تحقیق را بی وقفه ادامه دهد. بعنوان مثال خیل تولیدات میکروالکترونیکی و پکیجهای میکروپروسسوری , سنسورهای گوناگون که روز به روزمتحول شده و انواع جدید تری از آنها , مانند محصولات شرکت ATMEL , به بازار ارائه میشود, امکان فراگیری آکادمیک را محدود نموده است و فراگیری طرز کار و طراحی با آنها نیاز به تحقیق فردی و مستمر فرد دارد. تعاريف بسياري براي مكاترونيك ارائه شده است. ايده اصلي اين علم، كاربرد تلفيقي مؤثر از مكانيك، الكترنيك و تكنولوژي كامپيوتر براي توليد محصولات يا سيستم هاي پيشرفته است. از اين رو مكاترونيك زيرمجموعه علم سايبرنتيك به شمار مي رود. ساختار پروژه هاي روبوتيك و مكاترونيك نقطه شروع ما دراين بحث اين ايده است كه روبوتها و وسايل مكاترونيكي ماشين هايي هستند كه تركيبي از الكترونيك و مكانيك را استفاده مي كنند و براي انجام وظايفي كه معمولاً توسط انسانها صورت مي گيرند، به وجود آمده اند. با استفاده از اين فرض اساسي مي توانيم وظايف اصلي را به صورت بلوكهاي مجزا در نظربگيريم . ساختار كلي اين بلوكها در شكل1-1 نشان داده شده است. شكل: تعداد و نحوه انتخاب بلوكهاي مورد استفاده در يك پروژه خاص به واسطه نتيجه نهايي كه مدنظر طراح بوده است، تعيين ميگردد. به عنوان مثال يك بازوي ثابت يا يك بالابر اتوماتيك نيازي به چرخ يا پا ندارد. يك ساختار شبيه سرانسان با چشم هاي الكترونيكي كه براي "ديدن" و تشخيص اشياء برنامه ريزي شده است، نيازي به داشتن بازو ندارد. بلوكهاي مشتركي كه در تمامي پروژه ها به كار مي روند. درادامه اين قسمت توضيح داده شده است. 1.3.1 كنترل اين بخش درواقع "مغز" هر پروژه در يك سيستم روبوتيكي يا مكاترونيكي مي باشند. تمامي قسمت هاي الكترونيكي يك روبوت يا هر پروژه ديگري، توسط مدارات الكترونيكي كنترل مي شوند. انواع كنترلهاي اصلي موجود براي روبوتها و پروژه هاي مكاترونيكي به شرح زير مي باشند. a)كنترل موقعيت : بازوهاي داراي چنگك يا ديگر ساختارهايي كه با گرفتن و جابجايي اشياء سروكاردارند. بايد داراي مدارات كنترل بسيار دقيق به منظور قرارگرفتن در موقعيت صحيح باشند. حركت يك سرداراي چشم توسط يك بلوك كنترل تك محور كنترل مي شود. b)كنترل سينماتيك : هر پروژه اي كه داراي قسمت هاي متحرك باشد، به اين نوع كنترل نيازمند است. سرعت هر كدام از قسمت هاي متحرك بايد توسط اين گونه مدارات به دقت تعيين و كنترل شوند. يكي از مهم ترين مدارات كنترلي در اين گروه مداري است كه سرعت موتور محرك يك روبوت را كنترل مي كند. c)كنترل ديناميك : بسياري از قسمت هاي يك روبوت يايك پروژه مكاتونيك نيرو هايي را ايجاد مي كنند كه بايد به هنگام عملكرد كنترل شوند. هنگامي كه دست روبوت يك شيء را برمي دارد، استفاده از مدارات كنترلي براي تعيين مقدار نيروي لازم براي نگهداشتن شي بدون شكستن آن ضروري است. يكي از موارد دشوار براي سازندگان پروژه ها، ساخت يك دست روبوتيك است كه بتواند يك تخم مرغ رااز سبد برداشته و آن را بدون شكستن در سبد ديگري قراردهد. چنين اهدافي كنترل ديناميك دقيقي نياز دارند. d)كنترل تطبيقي : هنگامي كه لازم است يكي از عملكردهاي روبوت يا دستگاه مكاترونيكي در حين اجراي يك فرآيند به طور مداوم تغيير يابد. بايد از كنترل تطبيقي استفاده شود. به عنوان مثال مي توان به نياز براي افزايش مداوم نيرو به هنگام فشردن يك فنر اشاره نمود. هر چه فنر فشرده تر شود، نيروي بيشتري مورد نياز مي باشد. مثال ديگري از كاربرد كنترل تطبيقي اعمال توان بيشتر به موتور به منظور ثابت نگه داشتن سرعت يك روبوت مي باشد كه اين حالت به هنگام حركت روبوت از سطح افقي به يك سطح شيبدار به هنگام جابجايي يك شيء سنگين توسط روبوت رخ مي دهد. e)كنترل خارجي : زماني كه از يك انسان به عنوان اپراتور براي صدور فرمان انجام تمامي وظايف روبوت استفاده مي شود. مدارات كنترل خارجي مورد نياز مي باشند. در اين حالت انسان به عنوان" مغز" عمل كرده و با استفاده از انواع سنسورها نظير سنسورهاي تصويري به عنوان "حواس" عملكرد روبوت را كنترل مي كند. براي انتقال فرامين به يك روبوت يا دستگاه مكاترونيكي، شخص اپراتور مي تواند از انواع مختلفي از "مدارات واسطه" استفاده نمايد. گزينه هاي اصلي براي ارسال فرامين، مداراتي هسند كه از امواج راديويي، مادون قرمز، سيم و حتي فرامين صوتي استفاده مي كنند. امروزه پروژه هاي مدرن شامل مدارات تشخيص صوت مي باشند كه قادر بعه دريافت مستقيم دستورات از اپراتور هستند. از يك كامپيوتر نيز مي توان به عنوان مدار واسطه براي ارتباط واحد كنترل به روبوت يا دستگاه مكاترونيكي استفاده نمود. دراينجا، نكته مهم اين است كه بايد درجه هوشمندي روبوت توجه نماييم. مدارات كنترلي پيچيده مي توانند اين تصوير را در ناظر ايجاد نمايند كه يك روبوت "هوشمند" است. در حالي كه يك بلوك كنترلي كه توابع زيادي را به كار مي گيرد. يك بلوك هوشمند به شمار نمي رود. در حالتي كه روبوت قادر باشد براساس اطلاعات سنسورهاي خود يا براساس اطلاعاتي كه يك اپراتور از طريق بلوك خاص ورودي داده ها وارد مي كند، تصميم گيري نمايد. مي توان قابليت هوشمندبودن را به روبوت اضافه نمود. 1.3.2 محرك ها روبوتها و ماشين هاي مكاترونيك بايد داراي امكاناتي براي سروكار داشتن با اشياء يا انجام برخي كارها در دنياي خارج باشند. در ادامه اين قسمت بسياري از انواع محركهاي كه در پروژه هاي كاربردي يافت مي شوند، ذكر شده اند. حركت: روبوتها قادرند با استفاده از پا، چرخ يا ريل از يك نقطه به نقطه ديگر جابجا شوند. پاهاي روبوت را مي توان با استفاده از موتورها، سولنوئيدها يا آلياژهاي حافظه دار(SMA) حركت داد. دست افزارها: روبوتها و دستگاههاي مكاترونيك داراي دست نمي باشند. آنها براي گرفتن اشيا از چنگك ها استفاده مي كنند و اين ابزارها توسط مدارات الكترونيكي كنترل مي شوند. حركت اين ابزارها مي تواند با استفاده از سولنوئيدها، موتورها با SMAها صورت گيرد. شكل 2-1 برخي از انواع اين چنگك ها را نشان مي دهد. نحوه انجام كارها توسط دست را مي توان با استفاده از تجهيزاتي كه منحصراً براي انجام يك وظيفه خاص طراحي شده اند، تغيير داد. نظير اين حالت در بسياري از روبوتهاي صنعتي ديده مي شود. در بسياري از روبوتهاي صنعتي ديده مي شود. در بسياري از كاربردها، قطعات به هم پيوسته مكانيكي را مي توان به گونه اي تنظيم نمود كه با اندازه و شكل هر شيء موردنظر سازگار شوند. مثالي از اين حالت در شكل 3-1 نشان داده شده است. سنسورها: روبوتها و دستگاههاي مكاترونيك با استفاده از سنسورها، آنچه را كه در دنياي واقعي رخ مي دهد، تشخيص مي دهند. سنسورها داراي اهميت فروان مي باشند، چرا كه آنها اطلاعات مربوط به موقعيت يك روبوت يا بازوي روبوت، اندازه و شكل يك شيء موردنظر، وجود موانع( در مورد روبوتهاي متحرك) و بسياري اطلاعات ديگر نظير تشخيص يك شيء از روي اندازه و شكل آن، مانند آنچه در روبوتهاي هوشمند يافت مي شود، را ارسال مي كنند. با اتصال يك دوربين تلويزيوني به يك مدار هوشمند مي توان اين امكان رابراي يك بازوي اتوماتيك فراهم آورد تا قادر به انتخاب قطعات داراي اندازه و شكل خاص از ميان تعداد زيادي از قطعات مختلف باشد. سنسورهاي اصلي كه در پروژه هاي روبوتيك و مكاترونيك به كار مي روند، عبارتند از: سنسورهاي نور: مقاومت هاي متغير با نور (LDR ها، به عنوان مثال سلول هاي CdS يا فوتورزيستورها)، فوتوديودها، فوتوسل ها و فوتوترانزيستورها) سنسورهاي فشار: اسفنج هادي، سنسورهاي الكترومكانيكي، سنسورهاي نيمه هادي سنسورهاي دما: NTC,PTC ، ديودها و ترانزيستورها سنسورهاي تصويري: سنسورهاي CCD ، فوتوديودها يا ماتريس هاي فوتوترانزيستور. سنسورهاي موقعيت: پتانسيومترها، سنسورهاي اولتراسونيك، رادار، سنسورهاي مادون قرمز(IR) سنسورهاي تماسي: ميكروسوئيچ ها، پاندون ها. سنسورهاي مجاورت: سنسورهاي خازني، سنسورهاي القايي يا مادون قرمز. منبع تغديه: هر پروژه شامل مدارات الكترونيكي و قطعات متحرك نيازمند يك منبع تغذيه الكتريكي مي باشد. اگر پروژه مورد نظر يك روبوت متحرك باشد. درحالت ايده آل منبع تغذيه در داخل خود روبوت جاسازي مي شود. ازسلولهاي باتري مي توان براي اين منظور استفاده نمود. اندازه و نوع باتري ها به توان موردنياز روبوت، مدت زمان كاركرد روبوت بدون شارژ مجدد و وظايفي كه روبوت بايد انجام دهد، بستگي دارد. دو نوع از هوش مصنوعي براي كاربرد در پروژه هاي روبوتيك و مكاترونيك مناسب مي باشند: هوش نرم افزاري: هوش نرم افزاري به واسطه يك كامپيوتر، ميكروپروسسور يا ميكروكنترلر كه يك نرم افزار هوشمند را اجرا مي نمايد، تامين مي شود. اتصالات سخت افزاري، داده هايي را كه پردازنده براي تصميم گيري و ارتباط با بلوك كنترلي نياز دارد، فراهم ميسازند. تصميمات به شكل يك ساختار اساسي برنامه ريزي شده اند كه در برخي موارد مي توانند مطابق داده هاي ورودي تغيير يابند. در چنين حالتي، برنامه قادر به "يادگيري" از طريق تجربه مي باشد كه اين خاصيت به عنوان مشخصه به عنوان مشخصه اصلي سيستم هاي هوشمند در نظرگرفته مي شود. دانشجويان،پژوهشگران و طراحان فعال در زمينه هوش مصنوعي بيشتر برنامه هايي را ترجيح مي دهند كه شبكه هاي عصبي را شبيه سازي مي كنند. ابزار مهم ديگر براي طراحي سيستم هاي هوشمند منطق فازي مي باشد. با استفاده از ميكروپروسسورها و ميكرو كنترلرها مي توان هوش نرم افزاري را داخل خود روبوت يا ماشين مكاترونيك پياده سازي نمود. چيپ Basic Stamp يك روش ساده را براي اضافه نمودن درجه اي از هوشمندي به يك ماشين ارائه مي دهد: اين چيپ را مي توان به گونه اي برنامه ريزي كرد كه براساس وروردي هاي دريافتي از سنسورهاي مدار كنترل خارجي تصميم گيري نمايد. علاقه مندان مي توانند برنامه هاي بسياري كه شبكه هاي عصبي و منطق فازي را شبيه سازي مي نمايد، بيابند.بسياري از اين برنامه ها را مي توان براي اضافه نمودن خاصيت هوشمندي به كامپيوترها، روبوتهاي خودكار و ديگر ماشين ها مورد استفاده قرار داد. هوش سخت افزاري: روش ديگر براي اضافه نمودن هوشمندي به يك ماشين استفاده از مداراتي است كه قادر به يادگيري مي باشند. ايده اصلي اين روش تقليداز طريقه اي است كه موجودات زنده اطلاعات دريافتي از حواس خود را با استفاده از سيستم عصبي پردازش مي كنند بخشهای مکانیکی یک ربات ساده در بعضی از مواقع ربات شما علاوه بر حرکت در یک محیط باید توانایی انجام یک فعالیت فیزیک خاص را نیز داشته باشد. به عنوان مثال وزنه ای را جابجا کند یا شئی را سوراخ کند و یا به یک جسم ضربه بزند. در این مواقع علاوه بر اینکه شما نیاز به یک سیستم حرکتی مناسب دارید، باید برای ساخت قسمت مکانیکی ربات خود وقت بیشتری صرف نمایید.... وقتی یک قسمت متحرک به ربات خود اضافه می کنید ، با توجه به کاری که این قسمت انجام میدهد، ممکن است حرکت دورانی حول یک محور داشته باشد و یا حرکت آن در راستای مستقیم باشد. با توجه به نوع حرکتی که باید این بخش از ربات شما داشته باشد می توانید توسط وسایلی که در اختیار دارید سازه مناسبی برای آن تهیه کنید. مثلاً می خواهید یک بازو با حرکت دورانی بسازید ، ابتدا آن را با چوب یا آلومینیوم یا ... می سازید و برای اتصال آن به ربات از لولاهای موجود در بازار استفاده می کنید. اگر قرار است بازوی شما حرکت در راستای مستقیم داشته باشد به جای لولا باید آن را توسط یک مکانیزم کشویی به ربات متصل نمایید. برای اینکه مطلب را بهتر درک نمایید ، تصاویر را به دقت مشاهده و تحلیل کنید. بیشتر این ربات ها توسط دانش آموزان ساخته شده است. هنگامی که یک بازو را به ربات خود متصل می کنید می توانید توسط روشهای مختلف انرژی مکانیکی را به آن منتقل نمایید. مثلاً یک تکه نخ ماهیگیری که به دور شافت خروجی گریبکس پیچیده می شود می تواند بازی شما را حرکت دهد. همچنین سلونوئیدها وسایل مناسبی برای ایجاد حرکت در بازو و همچنین تغییر جهت چرخهای یک ربات هستند. اساس کار سلوئیدها بر پایه های نیروی مغناطیسی آهنرباهای الکتریکی بنا شده است. در مباحث بعدی در مورد طرز کار سلونوئیدها توضیحات بیشتری خواهیم داد. . لازم است برای بار دیگر تذکر دهیم که ما تنها کلیاتی از کار را برای شما توضیح می دهیم چون افراد مختلف تمایل به ساخت رباتهای مختلف دارند. مابقی کار بستگي به ابتکار و وسایلی که در اختیار دارید دارد. اگر کمی وقت بگذارید و بعضی از گزینه ها را تجربه کنید قطعاً مناسبترین گزینه را خواهید یافت. ما از این پس سعی می کنیم که آموزش های خود را با تصاویر بیشتر کامل نمائیم تا درک مطالب برای شما بهتر باشد. اگر ربات شما دو چرخ دارد ( در هر طرف یک چرخ ) باید برای حفظ تعادل آن فکری بکنید. این کار را می توانید با نصب دو چرخ هرز گرد در جلو و عقب روبات انجام دهید. اگر چرخ کوچک در دسترس ندارید کافی است که یک مفتول را به صورت قلاب ( علامت سوال ) در آورده و در انتها و ابتدای ربات نصب کنید. این کار از کشیده شدن عقب و جلوی ربات بر روی زمین جلو گیری می کند. بازوهای مکانیکی ماهر (Manipulator) از رابط‌های صلبی تشکیل می‌شوند که به وسیلهٔ مفصل‌هایی که حرکت نسبی رابط‌های مجاور را ممکن می‌سازند، به یکدیگر اتصال یافته‌اند. بازوهای مکانیکی توانایی انجام عملیات از پیش برنامه‌ریزی شدهٔ متنوعی را در صتایع مختلف دارند. بازوهای مکانیکی ماهر در طی سال‌های اخیر به شکل قابل ملاحظه‌ای تکمیل یافته و پیشرفت کرده‌اند. کارکردن با آن‌ها و نیز تعمیر و نگهداری‌شان آسان‌تر شده و ارتباط متناسب و بهینه‌ای میان توان٬ کنترل‌پذیری و مهارت آن‌ها ایجاد گشته‌است. در انتهای زنجیره رابط‌های تشکیل دهنده بازوی مکانیکی مجری نهایی وجود دارد که بر حسب کاربردی که از ربات انتظار می‌رود می‌تواند گیره یا چنگک یا ابزارهای دیگری از جمله لوازم برشکاری، جوشکاری و نظیر آن باشد. از این لحاظ بازوهای مکانیکی ماهر متنوعی وجود دارند که گونه‌های وسیعی و متفاوتی از کاربردهای صنعتی و نیز تحقیاتی را را پوشش می‌دهند. این کاربردها شامل انجام فعالیت‌های متنوع مونتاژ، برشکاری و جوشکاری در خطوط تولید تا انجام عملیات متنوع زیرآبی – نظیر نصب در ربات زیرآبی - مانند گرفتن و دنبال‌کردن کابل یا سیم، و یا محبوس کردن اجسام یا نمونه‌های پیچیده‌ای چون برقراریِ اتصال‌های خطوط الکتریکی یا هیدرولیکی هستند. ملاحظات طراحی و ساخت در انتخاب بازوهای مکانیکی آن چه اهمیت دارد این است که ساده‌ترین نمونهٔ ممکن که بتواند وظیفه محوله را در زمان مطلوب انجام دهد، گزینش گردد. پیچیدگی طراحی ربات در عین افزایش قابلیت‌های عملکرد می‌تواند مشکلاتی در کنترل، هدایت و نیز اطمینان و دقت دستگاه و نیز تعمیر و نگهداری آن ایجاد نماید. انتخاب و تکمیل مجموعه بازوهای مکانیکی ماهر امر پیچیده‌ای است و طراح ربات باید نکات فراوانی را لحاظ نماید. تعداد و انواع بازوهای مورد نیاز، محل قرارگیری، نوع کنترلر، محدودهٔ فضای عملکرد٬ حداکثر و حداقل نقطه دست‌رسی و نوع و ساختار کنترل بازوها توسط کاربر، از آن جملهٔ این موارد است. بخش مکانیکی – موتور ها این قسمت شامل سیستم حرکتی ربات میشه. حركت روباتها با استفاده از پا، چرخ يا ريل انجام مي شود. چرخها يا پاها را مي توان با موتورها، سولنوئيدها يا آلياژهاي حافظه دار (SMA) به حركت درآورد. که معمولا در رباتهای ابتدایی از موتور و چرخ استفاده میشه. در یک پروژه مکاترونیک یا روبوتیک علاوه بر قطعات لازم جهت ساخت قسمتهای ذکر شده به یک یا چند منبع تغذیه هم نیاز داریم. قسمتهاي مختلف يك روبات که نياز به منبع تغذيه دارد: قسمتهاي الكتريكي، مكانيكي شامل: موتورها و بخشهايي كه بصورت هيدروليك و پنوماتيك كار مي كنند. اگر روبات متحرك باشد بايد از باطري استفاده شود. اگر روبات ثابت باشد مي توان از برق AC استفاده كرد. چون تغذيه روباتها اكثرا َ، برق DC مي باشد بنابراين بايد برق AC را بوسيله يكسوساز و فيلتر به DC تبديل كرد. یکی از مهمترین اجزای یک روبوت نیروی محرکه آن است. برای حرکت دادن سازه ای که ساخته اید نیاز به انرژی مکانیکی دارید. این انرژی معمولا توسط یک موتور الکتریکی تامین می شود. موتور الکتریکی یا اصطلاحاً آرمیچر ها در واقع مبدل های انرژی هستند. موتورهای الکتریکی می توانند انرژی الکتریکی که از ترمینالهای آن وارد می شود را به انرژی مکانیکی تبدیل کنند. انرژی مکانیکی معمولاً به صورت دوران در شافت (محور) موتور ظاهر می شود. دوران این محور (شافت) دو مشخصه اساسی دارد : یکی سرعت دوارن آن و دیگری قدرت آن. از ضرب سرعت خطی (متر بر ثانیه) در نیروی موتور می توانید توان نهایی خروجی آن را محاسبه کنید. همان طور که گفته شد یک موتور الکتریکی ، الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند. عمل عکس آن که تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسیته است، توسط ژنراتور انجام می‌شود. این دو وسیله بجز در عملکرد ، مشابه یکدیگر هستند. اکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترومغناطیس کار می‌کنند، اما موتورهایی که بر اساس پدیده‌های دیگری نظیر نیروی الکتروستاتیک و اثر پیزوالکتریک کار می‌کنند، هم وجود دارند. ایده کلی این است که وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعمال می‌شود. در یک موتور استوانه‌ای ، روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیرویی است که به فاصله‌ای معین از محور روتور به روتور اعمال می‌شود، می‌گردد. همان طور که گفته شد اغلب موتورهای الکتریکی دوارند، اما موتور خطی هم وجود دارند. در یک موتور دوار بخش متحرک (که معمولاً درون موتور است) روتور و بخش ثابت استاتور خوانده می‌شود. موتور شامل آهنرباهای الکتریکی است که روی یک قاب سیم پیچی شده است. گر چه این قاب اغلب آرمیچر خوانده می‌شود، اما این واژه عموماً به غلط بکار برده می‌شود. در واقع آرمیچر آن بخش از موتور است که به آن ولتاژ ورودی اعمال می‌شود یا آن بخش از ژنراتور است که در آن ولتاژ خروجی ایجاد می‌شود. با توجه به طراحی ماشین ، هر کدام از بخشهای روتور یا استاتور می‌توانند به عنوان آرمیچر باشند. برای ساختن موتورهایی بسیار ساده کیتهایی را در مدارس استفاده می‌کنند. . با توجه به اینکه گفتیم موتور یک مبدل است، اگر موتور شما ایده آل باشد توان خروجی که بدست می آورید با توان ورودی یعنی انرژی الکتریکی مصرف شده برابر خواهد بود. موتورهای الکتریکی انوع مختلفی دارند از جمله استپ موتورها ، سرور موتورها ، موتورهای دی سی DC ، موتورهای AC و ... هر یک از موتورهای نام برده شده ویژگی خاصی دارد مثلا استپب موتورها دارای دقت بالایی هستند و با توجه به نوع موتور می توان دقت گردش موتور در حد چند درجه کنترل نمود.. از ویژگی های اساسی موتورهای DC این است که جهت حرکت و سرعت حرکت آنها به راحتی قابل کنترل است. با تغییر متوسط ولتاژ ورودی می توانید سرعت موتور را تغییر دهید و با تغییر پلاریته ( جهت اتصال تغذیه به موتور ) جهت دوران شافت تغییر خواهد نمود. توان خروجی از ضرب سرعت در قدرت و با استفاده از فرمول W=f.d بدست می آید.بسته به کارکرد ربات ، توان مصرفی ، دقت لازم و پارامترهایی از این قبیل نوع موتور ربات انتخاب می شود. بی شک یکی از مشخصه های اصلی موفقیت یک ربات انتخاب صحیح موتور محرک ربات می باشد. هنگام انتخاب موتور باید به چه چیز هایی توجه داشت: 1- دردست بودن منبع تغذیه 2- شرط یا عوامل راه اندازی 3- مشخصه‌های راه اندازی (گشتاور – سرعت) مناسب 4- سرعت عملکرد کار مطلوب 5- قابلیت کارکردن به جلو و عقب 6- مشخصه‌هی شتاب (وابسته به بار) 7- بازده مناسب در بار اسمی 8- توانایی تحمل اضافه بار 9- اطمینان الکتریکی و حرارتی 10- قابلیت نگهداری و عمر مفید 11- ظاهر مکانیکی مناسب (اندازه، وزن،‌ میزان صدا، محیط اطراف) 12- پیچیدگی کنترل و هزینه 13-ولتاژ: 1.5-4-8 V 14-جريان: 50mA-2A در یک دسته بندی کلی موتورها به انواع زیر تقسیم میشوند: • موتور DC • موتور AC • موتور پله‌ای (Stepper motor) . موتور خطی 1- موتورهای DC متداولترين موتور مورد استفاده در روباتها موتور DC است چراكه داراي انواع مختلفي از نظر توان، اندازه، شكل و سرعت مي باشد. جهت استفاده : تعويض جهت چرخش موتور DC با معكوس كردن جهت جريان امكان پذير است. سرعت: سرعت موتور به جريان و بار موتور بستگي دارد سرعت كمتر=توان بيشتر سرعت بيشتر=جريان يا ولتاژ بيشتر 2- موتورهای AC : 1- موتورهای AC تک فاز 2- موتورهای AC سه فاز اين موتورها با جريان متناوب برق كار مي‌كنند لذا به آنها موتور AC گفته مي‌شود. يخچال، جاروبرقي و آبميوه ‌گيري موتور ACدارند. براي كنترل ميزان چرخش موتور از وسيله‌اي بنام شفت انكودر استفاده مي‌شود. 3- موتور پله ای (Stepper Motor) كاربرد اصلي اين موتورها در كنترل موقعيت است. اين موتورها ساختار كنترلي ساده‌اي دارند. لذا در ساخت ربات كاربرد زيادي دارند. مطابق با تعداد پالسهايي كه به يكي از پايه‌هاي راه‌انداز موتور ارسال مي‌شود موتور به چپ يا راست مي‌چرخد. اين موتور یکی از انواع موتورهای الکتریکی است که حرکت آن کاملا دقیق و از پیش تعریف شده می باشد و با ارسال بیتهای 0,1به سیم پیچهای آن می توان آنرا حرکت داد. ساختار موتور پله ای این موتورعموما دارای چهار قطب میباشد که سیم پیچها بر روی این چهار قطب قرار می گیرند و شما با ارسال بیتهای 0و1به این سیم پیچها در واقع میدان مغناطیسی ایجاد می کنید که این میدان باعث حرکت روتورمغناطیسی موجود در داخل موتور پله ای می شود البته میبایست این سیم پیچها را به توالی 0 و 1 کرد و گرنه موتو ر مطابق میل شما نخواهد چرخید. نحوه کنترل : 1- نحوه کنترل 1 بیت 2- نحوه کنترل 2 بیتی نحوه کنترل 1 بیتی : در حالت یک بیتی اگر اول سیم پیچ 1 را تحریک کنیم .سیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند جهت حرکت موتور پله ای در سمت حرکت عقربه های ساعت بعد از سیم پیچ 1 نوبت سیم پیچ 2 است که تحریک شود.، و در این حالت نیز بقیه سیم پیچها بدون تحریک هستند بعد از آن نوبت سیم پیچ 3 و سپس نوبت سیم پیچ شماره 4 است دقت کنید که در هر لحظه یک سیم پیچ تحریک شو د اگر بعد از سیم پیچ 1 سیم پیچ 4 را تحریک کنیم و سپس به سراغ3و2 برویم موتور در جهت عکس عقربه های ساعت خواهد چرخید. نحوه کنترل 2 بیتی : در حالت دو بیتی در لحظه دو سیم پیچ بار دار می شو ند مثلا اگر اول سیم پیچ 1 و2 تحریک شوند بعد سیم پیچ 2و3 سپس 3و4 ودر نهایت 4و 1 برای حرکت موتور پله ای بایست همین ترتیب را تا موقعییکه می خوا هید موتور حرکت داشته باشد ادامه دهید حال اگر این ترتیب را عوض کنید موتور در خلاف جهت فعلی حرکت می کند موتور پله کامل و نیم پله : • در حالت عادي ميزان چرخش موتور به تعداد پالسهاي اعمالي و گام موتور بستگي دارد. هر پالس يك پله موتور را مي‌چرخاند. • با تحريك دو فاز مجاور در موتور مي‌توان موتور را به اندازه نيم پله حركت داد. به اين ترتيب تعداد پله‌هاي موتور دو برابر مي‌شود و در نتيجه دقت چرخش موتور هم دوبرابر مي گردد. راه اندازي موتور پله‌اي : • تراشه L297 يك راه انداز مناسب براي موتور پله‌اي است. • مدارهاي راهانداز متنوعي براي استفاده از موتورهاي پلهاي وجود دارد. در اينجا از مدارمجتمع L297 و L298 براي راهاندازي موتور پلهاي استفاده ميشود. كه طريقه بستن آن در شكل زير نشان داده شده است. • جهت کنترل موتور به قابلیت هایی همچون حرک
+ نوشته شده در ۱۶/۴/۱۳۹۱ساعت ۲۰:۰۸ توسط علي باقري دسته : نظر(0)

فواید ورزش شنا

نام ونام خانوادگي: علي باقري                                               موضوع: ورزش شنا

تاریخچه شنا : ظهور و گسترش شنا، ریشه در احتیاجات عصر انقلاب صنعتی و شهرنشینی اواخر قرن نوزدهم دارد. این توسعه ابتدا از انگلستان آغاز شد و از آنجا به قاره اروپا و آمریكا و سرانجام به همه دنیا گسترش یافت. اولین استخرهای سرپوشیده به ترتیب در شهرهای لیورپول 1838، وین 1842 و برلین 1855 ساخته شد و بعد از آن اولین تشكیلات شنا شكل گرفت. در سال 1869 برخی از باشگاههای لندن به انجمن شنای «متروپولتین» پیوستند كه در سال 1874 به انجمن شنای بریتانیا تبدیل شد. در سال 1884 اتحادیه شنای آماتور شكل گرفت و دو سال بعد با انجمن شنای بریتانیا تلفیق شده، «انجمن شنای آماتور بریتانیا- ASA» را پدید آوردند. سرانجام با عبور كاپیتان متیو وب از كانال مانش در سال 1875 و پدید آمدن باشگاهها و فدراسیونها در كشورهای مختلف اروپا، آمریكا و استرالیا، شنا محبوبیت یافت وارتباطات و مسابقات بین‌المللی شروع شد. در آن زمان رشته‌های شنا تا بدین حد متنوع نبودند. تا مدتها شنای قورباغه و شناهایی كه از شنای قورباغه نشات گرفته بود مثل شنای زیربغل و شنای پشت حكمفرما بودند. بعدها شنای انگلیسی پهلو دست بالا به وجود آمد كه هنگام استراحت، دست بالا قرار می‌گرفت. تروجن با مشاهده بومیان آمریكایی، استراحت دست را به تناوب، خارج از آب قرار داد و این شنا را با یك ضربه پای قورباغه تركیب كرد. پیشرفت بعدی اجرای دو ضربه پا در یك دور شنا بود یعنی یك ضربه در هر حركت دست كه موجب كوتاهتر و سریع شدن حركات دست شد. بعدها ضربه عمودی پا جایگزین ضربه پای شنای قورباغه شد و شنای كرال سینه متولد شد. ریچارد كاویل استرالیایی این حركت را در اوایل قرن بیستم با نام ضربه كرال استرالیایی با چهار ضربه پا معرفی كرد و در سال 1956 هموطن او سسیل هیلی این حركات را به اروپا برد. در همین زمان كرال در آمریكا پیشرفت كرد و بالاخره شیوه آمریكایی شش ضربه پا جهان را فتح كرد. شنای پشت هم همین الگو را دنبال می‌كرد تا سال 1908 شیوه سُنتی شنای پشت حاكم بود ولی از المپیك 1912 قهرمانان تنها كرال پشت را اجرا كردند. تا قبل از ساخت سكوی شیرجه، شناگران در آب «استارت» می‌زدند یعنی قبل از شروع مسابقه در آب می‌ایستادند یا دراز می‌كشیدند. در سال 1933 یك آمریكایی به نام «هنری میوز» نوع جدیدی از شنای قورباغه را در مسابقات به نمایش گذاشت او زمان استراحت (Recovery)، دست‌ها را مانند كرال سینه خارج از آب قرار می‌داد و شنای پروانه را توسعه داد. نزدیك به دو دهه فرق زیادی بین این روش و قورباغه قایل نبودند، كاربرد هر دو شیوه در شنای قورباغه بود و حتی شناگر می‌توانست هنگام مسابقه یكی را به دیگری تبدیل كند. اما این شیوه درگیری‌های زیادی ایجاد كرد. تا آنجا كه مجله سویمینگ تایمز این‌گونه از المپیك 1948 لندن گزارش داد: «توفان جدیدی وزیدن گرفته است كه می‌تواند به شكاف درفینا منجر شود.» هشدار سویمینگ تایمز از آنجا بود كه هفت نفر اول شنای 200 متر قورباغه در فینالی كه در ویمبلی برگزار شد از شنای پروانه استفاده كرده بودند و به این ترتیب بگومگوهای شدیدی در كنگره فینا بوجود آمد. سرانجام از بین 73 رای دهنده در فینا 42 نفر رای بر جدایی شنای پروانه از شنای قورباغه دادند و اعلام كردند تدوین قوانین و مقررات مسابقات شنا باید به «سازمان اداری فینا» ارجاع شود. سازمان اداری فینا در هشتم اگوست 1948 پیشنهاد كنگره را پذیرفت. اما IOC از افزایش برنامه شنای المپیك خودداری كرد. ریتر دبیر افتخاری فینا در 11 آگوست 1948 در نامه‌ای به همه اعضای سازمان اداری از آنان خواست تصمیم جدی اتخاذ كنند. از میان ده عضو، نه عضو به درخواست ریتر پاسخ دادند كه سه نفر شنای پروانه را شنایی كاملاً جدید و مجزا از قورباغه دانستند و شش عضو آن را هم‌ردیف شنای قورباغه می‌دانستند. به این ترتیب با وجود مخالفت رییس وقت فینا، باز هم دو شیوه شنا به شنای قورباغه رسمیت یافت. در سال 1935 جك سیگ شناگر آمریكایی نوعی ضربه پا مانند دم ماهی را ابداع كرد او و مربی‌اش آرم بروستر شنای «دولفین قورباغه‌ای» را به وجود آوردند. این نوع شنا به دلیل شكل عمودی حركتش تا سال 1952 به عنوان شنای پروانه و زیر مجموعه شنای قورباغه محسوب می‌شد. سرانجام در كنگره فینا كه به مناسبت المپیك هلسینكی برگزار شد، شنای قورباغه و پروانه از هم جدا شدند و شنای دلفینی با نام شنای پروانه پذیرفته شد. در مسابقات المپیك 1956 هنگامی كه ما سارویوركاوا قهرمان المپیك و چند تن دیگر از شناگران بیشتر مسیر را در زیر آب شنا كردند مشكلاتی جدید شكل گرفت. كنگره فینا تصمیمی جدید اتخاذ كرد كه به دنبال آن شنای زیرآبی حذف شد و شناگران موظف شدند هنگام هر شروع و برگشت سر خود را به شكلی قرار دهند كه آب را بشكافد. فقط در شنای قورباغه فرو رفتن در آب مجاز بود ولی در هر دو (چرخه) سر باید یكبار آب را می‌شكافت. كنگره فینا در المپیك 1988 تصمیم گرفت شنای زیرآبی را به میزان حداكثر 15 متر مجاز بشمارد چون در این دوره استفاده از ضربه دولفین در شنای كرال پشت افزایش یافت. پرافتخارترین شناگر المپیك در همه دوره‌ها، مارك اسپتیز آمریكایی بود كه در بازیهای مونیخ موفق به كسب هفت مدال طلا شد كه چهار مدال انفرادی و سه مدال در رقابتهای امدادی و همراه با سایر هم تیمی‌هایش بود. در بین زنان نیز كریستین اتو با كسب شش مدال طلا در المپیك 1988 سئول كه شامل چهار طلای انفرادی و دو طلای امدادی بود پرافتخارترین زن در مسابقات شنای المپیك محسوب می‌شود. برخی از مسابقاتی كه در حال حاضر فینا برگزار می‌كند عبارتند از: مسابقات شنای قهرمانی جهان مسابقات جام جهانی شنا مسابقات نخبگان شنای جهان مسابقات جهانی شنا در استخرهای كوتاه مسیر (20 مسیر) ورزش شنا در ایران ورزش شنا البته به صورت مدرن آن، در ایران دارای قدمت زیادی نیست و در طی سالیان فعالیت این رشته ورزشی شناگران ایران به افتخار چندانی در عرصه مسابقات آسیایی و جهانی دست نیافته اند. در گذشته مکان هایی شبیه استخر سرپوشیده در حمام ها می ساختند به نام چاله حوض. طول این چاله حوض ها که حداکثر از 10 متر تجاوز نمی کرد، برای شنا کردن و آب بازی بود. در اطراف چاله حوض ها، سکوهایی به ارتفاع 2 تا 3 متر وجود داشت که از بالای آن به درون آب می پریدند و عملیاتی مانند پشتک و وارو انجام می دادند. روشنایی چاله حوض ها از سوراخ کوچکی که در سقف بود، تأمین می شد.در این گونه آبگیرهای غیربهداشتی، هیچ گونه مقرراتی وجود نداشت و هر کس می توانست قبل از استحمام یا پس از آن وارد چاله حوض شود و به آب بازی و شنا بپردازد. تا سال 1314 که در باغ فردوس شمیران و منظریه استخر احداث گردید جز در اردوگاه نظامی اقدسیه تهران، استخری وجود نداشت.از سال 1314 و در استخر منظریه تهران ورزش شنا به شکل اصولی تمرین داده می شد. اولین استخر شنای 50 متری تهران در سال 1319 در ورزشگاه امجدیه (شهید شیرودی) احداث گردید. فدراسیون شنا در سال 1335 تأسیس شد و نصرت اله شاهمیر به عنوان اولین رئیس فدراسیون منصوب گردید. در طی سالیان حضور ایران در رقابت های مختلف تنها مقام های شاخص بدست آمده توسط ورزشکاران ایران در شنا، شیرجه و واترپلو، مدال برنز تقی عسگری در مسابقه های شیرجه بازی های آسیایی و مدال طلای تیم واترپلو ایران در بازی های آسیایی 1974 تهران است. تاریخچه شنا در جهان شواهد باستان شناسی نشان می‌دهند که قدمت شنا و شنا کردن به ۲۵۰۰ سال قبل از میلاد در تمدن مصر و بعد از آن در تمدن‌های آشور و یونان و روم باستان باز می‌گردد. آنچه از گذشته آموزش شنا می‌دانیم بر اساس یافته‌هایی است که از «حروف تصویری» هیروگلیف مصریان به دست آورده‌ایم. یونانی‌های باستان و رومی‌ها شنا را جزو برنامه‌های مهم آموزش نظامی خود قرار داده بودند، و مانند الفبا یکی از مواد درسی در آموزش مردان بوده‌است. شنا در شرق به قرن اول قبل از میلاد باز می‌گردد. ژاپن جایی است که شواهد و مدارکی از مسابقات شنا در آن وجود دارد. در قرن هفدهم به دستور رسمی حکومتی شنا به صورت اجباری در مدارس تدریس می‌شد. مسابقات سازمان یافته شنا در قرن ۱۹ میلادی قبل از ورود ژاپن به دنیای غرب شکل گرفت. از قرار معلوم مردم ساحل نشین اقیانوس آرام، به کودکان هنگامی که به راه می‌افتادند یا حتی پیش تر شنا می‌آموختند. نشانه‌هایی از مسابقات گاه و بی گاه میان مردم یونان باستان وجود دارد و همچنین یکی از بوکسورهای معروف یونان شنا را به عنوان تمرین در برنامه ورزشی خود گنجانیده بود. رومی‌ها اولین استخرهای شنا را بنا کردند و گفته می‌شود که در سدهٔ یکم پیش از میلاد گایوس ماسناس رایزن سیاسی سزار آگوست رومی، نخستین استخر آب گرم را ساخت. برخی عدم تمایل اروپائیان به شنا را در سده‌های میانه ترس از گسترش و سرایت عفونت و بیماری‌های مسری می‌دانند از طرفی شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد در سواحل بریتانیای کبیر در اواخر قرن ۱۷ میلادی از شنا در آب به عنوان وسیله‌ای برای درمان استفاده می‌شود. البته تا پیش از قرن نوزدهم شنا به عنوان تفریح و ورزش در میان مردم جایگاهی پیدا نکرد. زمانی که نخستین سازمان شنا در سال ۱۸۳۷ تأسیس شد در پایتخت بریتانیا یعنی لندن، ۶ استخر سر پوشیده وجود داشت که مجهز به تخته شیرجه بودند. در سال ۱۸۴۶ اولین مسابقه شنا در مسافت ۴۴۰ یارد در استرالیا بر پا شد که بعد از آن هر ساله نیز به اجرا در آمد. باشگاه شنای «متروپولیتین» لندن در سال ۱۸۶۹ تأسیس شد که بعدها به انجمن شنای غیر حرفه‌ای تغییر نام پیدا کردکه در واقع هیئت رئیسه شنای غیر حرفه‌ای بریتانیا بود. فدراسیون‌های ملی شنا در چندین کشور اروپایی در سال ۱۸۸۲ تا ۱۸۸۹ شکل گرفتند. تاریخچه شنا در کشور‌های دیگر: مصر مصریان‌ قدیم‌ که‌ اساساً‌ مردم‌ کوشا و فعالی‌ بوده‌اند و به‌ فعالیتهای‌ گوناگون‌ بدنی‌ می‌پرداختند، شنا از جمله‌ ورزشهای‌ بسیار متداول‌ نزد آنان‌ بوده‌ و مرد و زن‌ بدان‌ علاقه‌ فراوانی‌ داشتند. متن ایتالیک====میان‌رودان==== در میان‌رودان که‌ در تاریخ‌ کهن، اهمیتی‌ همپایه‌ مصر دارد، شنا به‌ عنوان‌ هنری‌ جنگی‌ تلقی‌ می‌گردید و برخی‌ از شناگران‌ نظامی‌ به‌ پوستهای‌ پر از باد مجهز می‌شدند تا جریان‌ آب‌ را بهتر تحمل‌ کنند.این ورزش در ایران نیز از دوران باستان دارای طرفداران زیادی بوده است اسپارت‌ها اسپارتها که‌ ژیمناستیک‌ را پایه‌ و اساس‌ فعالیتهای‌ ورزشی‌ کودکان‌ می‌دانستند، از آموزش‌ دو و شنا و.... نیز غافل‌ نبوده‌اند. اسپارتها را نخستین‌ پایه‌گذاران‌ شیوه‌های‌ تربیت‌ بدنی‌ در نظام‌ آموزشی‌ به‌ شمار می‌آورند و دیگر کشورهای‌ گیتی‌ شیوه‌های‌ مذکور را از آنان‌ تقلید و اقتباس‌ کرده‌اند. روم قدیم تمرینهای‌ ورزشی‌ رومیان‌ قدیم‌ را اسب‌ سواری، تیراندازی، پرتاب‌ نیزه‌ و شنا در رودخانه‌های‌ تند و سیلابی‌ تشکیل‌ می‌داده‌است. همچنین‌ دو، شنا، شکار، توپ‌بازی، ماهیگیری، و قایقرانی‌ ورزشهای‌ مورد علاقه‌ مردم‌ روم‌ جدید بوده‌ است. رشد شنا از قرن نوزدهم با شروع‌ قرن‌ نوزدهم‌ رشد کمی‌ و کیفی‌ شنا چشمگیر می‌شود. در سال‌ ۱۸۱۰ لرد بایرون شاعر نامدار بریتانیا تنگه‌ داردانل را با شنا می‌پیماید. اولین‌ مدرسه‌ای‌ که‌ در سال ۱۸۱۰ شنا را در برنامه‌ خودگنجاند، مدرسه‌ (فورتا) در آلمان‌ بوده‌ است‌ و به‌ تدریج‌ سایر مدارس‌ از این‌ برنامه‌ استقبال‌ کرده‌اند. (گوتس‌ موتس) در مورد توسعه‌ ورزش‌ شنا در مدارس‌ نقش‌ اساسی‌ داشته‌ و این‌ نقل‌ از اوست‌ که‌ (ورزش‌ شنا باید قسمت‌ اصلی‌ تعلیم‌ و تربیت‌ باشد) وی‌ به‌ کمک‌ طناب، کمربند و قلاب، مبتدیان‌ را در آب‌ تعلیم‌ می‌داد. سال ۱۸۷۵ شناگر امریکایی‌ (ماتیووب) دریای‌ مانش‌ را به‌ وسیله‌ شنای‌ قورباغه‌ در مدت ۲۲ ساعت‌ طی‌ کرد و شاهکار او انعکاس‌ بزرگی داشت. در سال ۱۸۷۸ شنای‌ (تروجن) ابداع‌ شد که‌ نام‌ نخستین‌ نمایش دهنده‌ آن (جیمزتروج) بر روی‌ آن‌ نهاده‌ شده‌است. تروجن با مشاهده‌ بومیان‌ امریکای‌ جنوبی، استراحت‌ هر دو دست‌ را به طور متناوب‌ در خارج‌ از آب‌ قرار داد. وی‌ در همین‌ دوره‌ این‌ شنای‌ کرال‌ را با یک‌ ضربه‌ پای‌ قورباغه‌ ترکیب‌ کرد. پیشرفت‌ بعدی، اجرای‌ دو ضربه‌ پا در یک‌ دور بود یعنی‌ دو ضربه‌ پا در هر حرکت‌ دست‌ که‌ موجب‌ کوتاهتر و سریعتر شدن‌ حرکات‌ دست‌ شد. در آخر ضربه‌ پای‌ شنای‌ قورباغه‌ با ضربه‌ عمودی‌ جایگزین‌ و شنای‌ کرال‌ سینه‌ متولد شد. ابداع‌ کننده‌ این‌ سبک‌ شناگر استرالیایی‌ (ریچارد کاویل) در آستانه‌ قرن‌ بیستم‌ بوده‌ است. ضربه‌ پا در شنای‌ کاویل‌ به‌ (ضربه‌ کرال‌ استرالیایی) معروف‌ و آن‌ عبارت‌اند از ۴ ضربه‌ پا در هر حرکت‌ دست‌ می‌شد. در سال‌۱۹۰۶ هم وطن‌ او (سیسیل‌ هالی) این‌ حرکت‌ را به‌ اروپا برد. در همین‌ زمان‌ کرال‌ در امریکا نیز پیشرفت‌ کرد و بالاخره‌ شیوه‌ امریکایی ۶ ضربه‌ پا، جهان‌ را فتح‌ کرد. نخستین‌ رقابتهای‌ بین‌المللی‌ به‌ نام‌ (قهرمانی‌۱۰۰ یارد جهان) در سال ۱۸۵۸ در استرالیا برگزار شد. بعد از آن‌ طرح‌ برگزاری‌ مسابقات‌ شنا در کشورهای‌ مختلف‌ توسعه‌ یافت‌ و در نیمه‌ دوم‌ قرن‌ نوزدهم‌ این‌ مسابقات‌ شروع‌ شده‌است. • سال ۱۸۶۹ اولین‌ دوره‌ مسابقات‌ شنای‌ قهرمانی‌ انگلستان‌ • سال ۱۸۷۷ اولین‌ دوره‌ مسابقات‌ شنای‌ قهرمانی‌ امریکا • سال‌ ۱۸۹۹اولین‌ دوره‌ مسابقات‌ شنای‌ قهرمانی‌ فرانسه‌ • سال ۱۸۹۶ اولین‌ دوره‌ مسابقات‌ شنا در بازیهای‌ المپیک‌ (دوران‌ جدید) برنامه‌ مسابقات‌ شنای‌ مردان‌ در المپیک‌ شامل‌ رقابتهای‌ کرال‌ سینه، کرال‌ پشت‌ و شنای قورباغه‌ می‌شد که‌ تقریباً‌ در سال ۱۹۰۸ جنبه‌ استاندارد پیدا کرد و تا سال ۱۹۵۲ بدون‌ تغییر باقی‌ می‌ماند. برای‌ اولین‌ بار در المپیک ۱۹۰۸ لندن‌ مسابقه‌های‌ شنا در استخرهایی‌ انجام‌ گرفت‌ که‌ طول‌ آن ۱۰۰ متر بوده‌ است. در مسابقات‌ المپیک ۱۹۵۶ ملبورن‌ مشکل‌ جدیدی‌ بروز کرد. در این‌ مسابقات‌ (ماسارو یوروکاوا) قهرمان‌ المپیک‌ و همچنین‌ تعداد دیگری‌ از شناگران‌ بیشتر مسیر خود را در زیر آب‌ طی‌ کردند. این‌ مساله‌ باعث‌ شد تا قانون‌ جدیدی‌ از سوی‌ کنگره‌ فینا وضع‌ شود و شنای‌ زیر آبی‌ حذف‌ گردید، بدین‌ ترتیب‌ که‌ پس‌ از شیرجه‌ و یا برگشت‌، با هر ضربه‌ پا سر شناگر باید سطح‌ آب‌ را بشکافد. افزایش‌ بحث و جدل‌ در مورد قوانین‌ شنا به‌ خصوص‌ شنای‌ قورباغه‌ سبب‌ پدید آمدن‌ کمیته‌ فنی‌ شنا در فینا در سال ۱۹۵۴ شد. استفاده‌ از وسایل‌ زمان‌ سنجش‌ الکترونیکی‌ و رایانه ای کردن‌ اطلاعات‌ مربوط‌ به‌ شنا و نیز استفاده‌ از دستگاههای‌ تلویزیونی‌ مدار بسته‌ برای‌ رده‌بندی‌ شناگران‌ در پایان‌ شناها از سال ۱۹۶۴ و از بازیهای‌ المپیک‌ توکیو آغاز شده‌ است. در خصوص‌ پیشینه‌ استارت‌ و برگشت‌ گفتنی‌ است‌ که‌ استارت‌ در ابتدا درآب‌ انجام‌ می‌شد، بدین‌صورت‌ که‌ شناگران‌ در آب‌ می‌ایستادند و یا دراز می‌کشیدند، این‌ شیوه‌ تا زمان‌ ساخت‌ سکوهایی‌ که‌ شیرجه‌ به‌ درون‌ آب‌ را ممکن‌ گردانید، ادامه‌ یافته‌ است. نخبگان‌ تاریخ‌ شنا اولین‌ شناگر مردی‌ که‌ شنای ۱۰۰ متر کرال‌ سینه‌ را زیر یک‌ دقیقه‌ شنا کرد، جانی‌ ویسمولر آمریکایی‌ بود. وی‌ این‌ مسافت‌ را در۵۸ ثانیه‌ و۶ دهم‌ ثانیه‌ در سال‌۱۹۲۲ شنا کرد. اولین‌ زنی‌ که‌ این‌ مسافت‌ را زیر یک‌ دقیقه‌ شنا کرد داون‌ فریزر است. او در سال ۱۹۶۲، ۱۰۰ متر کرال‌ سینه‌ را در ۵۹ ثانیه‌ و ۹ دهم‌ ثانیه‌ پیمود. موفقترین‌ قهرمان‌ مرد المپیک‌ تمامی‌ ادوار شنا (مایکل فلپس) آمریکایی‌ است. این‌ شناگر در المپیک ۲۰۰۸ پکن‌ صاحب ۸ مدال‌ طلا شد. در میان‌ زنان‌ (کریستین‌ اتو) با کسب ۶ مدال‌ طلا در المپیک ۱۹۸۸ سئول، ۴ مدال‌ طلا در رشته‌های‌ انفرادی‌ و ۲ مدال‌ طلا در مسابقات‌ تیمی، پرافتخارترین‌ زن‌ شناگر می‌باشد. تاریخ‌ فدراسیون‌ بین‌المللی‌ شنا: فدراسیون‌ بین‌المللی‌ شنا (FINA) در سال ۱۹۰۸ نه‌ بر اثر یک‌ حادثه‌ بلکه‌ از روی‌ قصد و نیت‌ بنیان‌ نهاده‌ شد. جورج‌ دبلیو هرن دبیر موسس‌ این‌ فدراسیون، ایجاد این‌ نهاد بین‌المللی‌ را نتیجه‌ افزایش‌ تماسهای بین‌المللی‌ در ورزش‌ و مخصوصاً‌ به‌ تأ‌سّی‌ از بازیهای‌ المپیک‌ آن‌ روز ذکر می‌کند. طرز برگزاری‌ مسابقات‌ باعث‌ بالا گرفتن‌ مخالفتهایی‌ شد که‌ نتیجه‌ آن‌ برگزاری‌ کنفرانس‌ بین‌المللی‌ لندن‌ در تاریخ ۱۹ ژوئیه ۱۹۰۸ است. ثمره‌ و میوه‌ این‌ کنفرانس‌ تاسیس‌ فینا بود. با شروع‌ جنگ‌ جهانی‌ اول، ادامه‌ پیشرفت‌ سازمان‌ جوان‌ فینا حداقل‌ به‌ مدت ۴ سال‌ متوقف‌ شد و حتی‌ پس‌ از جنگ‌ به‌ علت‌ سردی‌ بین‌ کشورها و روابط‌ ورزشی‌ عملاً‌ ادامه‌ کار فینا میسر نشد و این‌ امر تا سال‌۱۹۲۵ به‌ درازا کشید. با پشت‌ سرگذاشته‌ شدن‌ این‌ مدت، فدراسیون‌ مجدداً‌ فعال‌ شد. بدین‌ترتیب‌ که‌ هیئت‌ اجرایی‌ فینا مرکب‌ از ۵ عضو تشکیل‌ شد تا بتوانند در فواصل‌ نزدیک‌ به‌ راحتی‌ گرد هم‌ آیند و نیز دفتر فینا برقرار گردید. در سال ۱۹۲۸ هیئت‌ مدیره‌ بین‌المللی‌ واترپلو و کمیته‌ بین‌المللی‌ شنا نیز پا گرفتند. در کنگره‌ فینا که‌ در همان‌ سال‌ برگزار شد، جورج‌ دبلیو هرن دبیر موسس‌ فینا از سمت‌ خود کناره‌گیری‌ کرد و به‌ عنوان‌ اولین‌ رئیس‌ افتخاری‌ فینا برگزیده‌ شد. با شروع‌ جنگ‌ جهانی‌ دوم‌ به‌ ناگاه‌ پیشرفت‌ مستمر مجدداً‌ متوقف‌ شد (سالهای ۱۹۴۰ تا ۱۹۴۵)، زیرا جنگ‌ مانع‌ از تماسهای‌ بین‌المللی‌ در ورزش‌ گردید. با پایان‌ یافتن‌ جنگ‌ پر مشقت‌ دوم، بیشتر از یک‌ سال‌ طول‌ کشید تا هیئت‌ اجرایی‌ فینا توانستند در ۱۴ ژوئن ۱۹۴۶ در لندن‌ گرد هم‌ جمع‌ شوند. دوره‌ مربوط‌ به‌ جنگ‌ جهانی‌ دوم‌ در سال‌۱۹۵۰ خاتمه‌ یافت‌ و تماسها و ارتباطهای‌ ورزشی‌ روزبه‌روز بیشتر گشت. در سال ۱۹۵۸، فینا پنجاهمین‌ سالگرد خود را برگزار کرد. در این‌ سال‌ تعداد اعضای‌ فینا به ۷۵ فدراسیون‌ ملی‌ رسیده‌ بود. در سال ۱۹۹۲ اعضای‌ فینا به ۱۳۷ فدراسیون‌ ملی‌ ارتقاء یافت. مشخصات استخر: استخر، محل خصوصی است برای شنا، شیرجه، و واترپولو که در اندازه‌های مختلف ساخته می‌شود. ولی، استخرهایی که در آنها مسابقات رسمی را برگزار می‌کنند باید دارای مشخصاتی معین باشد. این مشخصات از طرف فدراسیون بین المللی شنای آماتور، که آن را فینا (FINA) می‌خوانند به شرح زیر تعیین شده‌است: #طول: ۵۰ متر ؛ عرض: حداقل ۲۱ متر عمق : حداقل ۸۰/ ۱ متر 1. شمار خطوط : ۸ خط (عرض هر خط ۵/ ۲ متر) در استخرهایی که رکوردگیری می‌کنند، دمای آب باید ۲۲ تا ۲۴ درجه سانتی گراد باشد. تجهیزات لباس شنا: لباس مخصوص شنا یک شلوار کوتاه و چسبیده به بدن است که باید وزن آن بسیار کم باشد و آب را در خود نگاه ندارد. طبق مقررات بین المللی، شلوار شنا هنگام مسابقات بین المللی و رکوردگیری، باید از پارچه‌ای به رنگ تیره و به صورت یک تکه باشد. در حال حاضر لباس شناگران را از پوست کوسه ها درست می‌کنند که کل بدن را می‌پوشاند. کلاه شنا عینک شنا آموزش شنا برای اینکه هنگام تدریس شنا موقعیت خوبی داشته باشید، ضروری است به مراحل سنی توجه داشته باشیم. مربی باید تلاش نماید در صورت امکان کلاس را به وضع ایده آل در آورد. برای رسیدن به این اهداف باید به تعداد شاگردان کلاس شنا توجه کرد. بر طبق اصول ایمنی نباید تعداد افراد کلاس از ۱۵- ۱۰ نفر بیشتر باشد. با در نظر گرفتن این ویژگی است که مربی می‌تواند با یکایک شاگردان کار و تمرین نماید و اشتباهات فردی را اصلاح و ترمیم نماید. قبل از آموزش انواع چهار گانه شنا (کرال سینه، کرال پشت، قورباغه، پروانه) مقدماتی به شرح زیر نیاز است: غوطه وری : کار آموز شناگر باید بیاموزد که خود را مطمئن و متناسب در آب متعادل کرده و با اراده خود را به زیر آب کشیده و جهات مختلف را تشخیص دهد. او باید زمانی که در آب غوطه وراست چشم‌هایش را باز نگهدارد. در ابتدا کار آموز به محض اینکه سرش را از آب بیرون آورد چشم‌هایش را تند تند دست می‌کشد این عمل نشان دهنده ترس زیاداست. با صبر و حوصله و تحمل زیاد می‌توان این ترس را از کار آموز گرفت. در نتیجه کارآموز باید یاد بگیرد که چشم‌های خود را در مدت طولاتی تری در آب باز نگاهدارد و یا بهتر خود را در آب به حالت غوطه وری در آورد. بدین ترتیب کار آموز شناگر تجربه‌های لازم را برای پیشرفت در مراحل بعدی پیدا خواهد کرد. نکته : در هنگام فرو رفتن ساده در آب سر باید به تدریج زیر آب فرو رود. صورت باید روی آب قرار گیرد و عمل بازدم (نفس را خالی کردن) در زیر آب صورت گیرد. پرش در آب : برای کسب اطمینان بیشتر، پرش در آب نقش مهمی را ایفاء می‌نماید به خصوص اگر این پرش با غوطه وری همراه باشد. پرش در آب اگر با غوطه وری همراه باشد، جسارت کارآموز شناگر را زیاد می‌کند و به او اعتماد به نفس خواهد داد. کارآموز شناگر روی لبهٔ استخر می‌نشیند و داخل آب می‌پرد. بعد با حالت زانو جمع به داخل آب می‌پرد باید به کار آموز شناگر آموزش داد که پس از یک پرش در آب چگونه می‌تواند بدن خود را به حالت غوطه وری در آب در آورد. تنفس : در شنا تنفس یکنواخت و ارادی از اهمیت فوق العاده‌ای برخوردار است.تنفس و یا به طور کلی عمل دم و بازدم با ریتم حرکات شنا باید هماهنگ باشد، زیرا در غیر این صورت مانعی در اجرای حرکات شنا به وجودمی آید. پس کارآموز شناگر باید بیاموزد که چطور در آب به طور صحیح تنفس نماید. با توجه به اینکه ورزش شنا احتیاج به استقامت زیاد دارد، بنابراین باید خوب به این امر توجه شود. به کارآموز باید گفت که اگر نفس را در سینه حبس کند و خیلی آرام زانوها را به طرف شکم جمع کند و پاها را آرام از کف استخر جدا سازد، در این صورت حالت شناوری پیدا می‌کند. یعنی به محض اینکه به زیر آب برود بلافاصله کم کم به سطح آب می‌آید و حالت شناور بودن خود را احساس می‌کند و از این کار لذت می‌برد. ناگفته نماندکه مربی چند بار این حرکت را قبل از کار آموز انجام می‌دهد. سرخوردن: پس از اینکه کار آموز شناگر قادر شد خود را بدون استفاده از دست و پا در آب غوطه ور نماید می‌توان سرخوردن را به او آموزش داد. پس از اجرای حرکات مناسب در آب قبل از هر چیز کارآموز شناگر باید بیاموزد که چگونه بدن خود را به حالت افقی روی آب حفظ نماید تا بدین وسیله بدنش را در آب متعادل نگاه دارد. با کسب تجربه کافی، کارآموز شناگر می‌آموزد که پس از یک دم عمیق بدن خود را به حالت متعادل و مناسب در آب حفظ نماید. و از این حالت با گذاشتن پا به دیوار استخر و وارد آوردن فشار توسط پنجه‌های پا به دیوار، کار آموز شناگر در مسیر شنا سر می‌خورد. پس از تمام شدن هوای درون ششها و یا فرو افتادن پاها از حالت افقی می‌ایستد. به طور معمول بیشتر شناگران موقع بلند شدن و ایستادن از حالت سرخوردن به علت اینکه سر و بالاتنه را بالا می‌آورند در حالی که هنوز پاهایشان زیر بدنشان قرار نگرفته‌است تلوتلو می‌خورند بایدبه آنان گفته شود موقعی که می‌خواهد بایستد وعمل سرخوردن شما تمام شده‌است قبل از خارج کردن سر و بالا تنه از آب اول پاها را به زیر شکم جمع نموده و به کف استخر و پس از اطمینان از اینکه پاهایتان روی زمین است سر را بلند کنید این حرکت را چند بار تکرار کنید. نکاتی که باید در تمام مدت سرخوردن مورد توجه مربی قرار گیرد عبارتست از : کارآموز نباید هنگام سرخوردن خودش را روی آب بیندازد. آرنج‌های دست خم نشود. در حین شناوری عضلات بدن نباید به طور کامل منقبض شود. در هنگام سرخوردن، دستها بیشتر از عرض شانه باز نشود. بدن از دیوارهٔ استخر قبل از اقدام به فشار آوردن به دیوارهٔ استخر توسط پاها جدا نشود. در تمام طول مدت سرخوردن و شناوری سر از بین دستها خارج نشود. خم نمودن کامل بالاتنه تا کمر و گذاردن آن در داخل آب موقعی که با هر دو پا می‌خواهید به دیواره فشار وارد کنیم. هر قدر طول مدت نگه داری نفس بیشتر شود در نتیجه مسافت بیشتری رامی توان طی نمود. لذا بایداز یک نفس عمیق استفاده نمایید (باید توجه داشت که در زمینهٔ نگه داری نفس برای مدت طولانی نباید به شاگرد فشار وارد آورد) در هنگام سرخوردن نبایستی بدن به زیر آب برود، زیرامقصود اینست که بدن در سطح آب حرکت کند. شنای بچه ها: شنا در نوزادان موجب افزایش هوش، تمرکز حواس، هوشیاری و پیشرفت در روابط اجتماعی آینده آنها می‌شود. شنا هم از نظر حسی و هم از نظر فیزیکی تأثیر مثبت بر روح و روان نوزادان می‌گذارد. نوزادانی که در ماه‌های اولیه زندگی یعنی حدود ۶ تا ۱۰ ماهگی شنا می‌کنند، احساس امنیت و آسایش و آرامش بیشتری دارند. بچه‌ها به علت کم بودن جاذبه آب، آزادی عمل بیشتری بدست می‌آورند. برای آموزش شنا، والدین نیز می‌توانند در کنار آنها شنا کرده و لذت آموزش را درک کنند. به یاد داشته باشید آموزش شنای کودکان باید تحت نظارت مربی‌های مخصوص صورت بگیرد. در ابتدا کودک خود را با زور و اجبار داخل آب نکنید، بلکه به او فرصت دهید، با آب آشنایی بیشتری پیدا کند. بسیاری از بچه‌ها قبل از آنکه بتوانند راه بروند قادر به شنا کردن هستند. شنا باعث تقویت ماهیچه‌ها و افزایش حجم ریه می‌شود. به علاوه الگوی خواب شبانه کودکانی که شنا می‌کنند، بسیار منظم می‌شود. اولین چیزی که بعد از مدتی شنا می‌توانید در کودک خود مشاهده کنید، اعتماد به نفس و احساس استقلالی است که در او رشد یافته‌است. بچه‌های ۶ تا ۱۰ ماهه، قادر هستند در زیر آب به مدت ۵ دقیقه شنا کنند و نفس خود را نگاهدارند. همیشه این سوال از طرف والدینی که علاقه مند هستند فرزندشان شنا یاد بگیردعنوان می‌شود، که چه موقع باید آموزش شنا را شروع کرد. زمان مناسب برای آموزش شنا، سن ۷ یا ۸ سالگی می‌باشد. علمای تربیت بدنی و متخصصین آموزش شنا، شش سالگی را برای آموزش انتخاب کرده‌اند. وضع مطلوب اینست که از سنین پایین بچه آموزش را شروع نماید ولی در سنین پایین شنا را به صورت فنی یاد نمیگیرد. زیرا قدرت درک بعضی از حرکات را ندارد و هماهنگی لازم جهت یک مهارت به سختی (هماهنگی دست و پای کرال سینه) انجام می‌پذیرد. شنا برای کودکان زیر سه سال فقط به صورت به اصطلاح شنای سگی است که کودک سر را بیرون از آب نگه داشته و شنا می‌کند. انواع شنا: • شنای قورباغه • شنای پروانه • کرال پشت • کرال سینه • شنای سگی شنای امدادی: نوعی شنا که چهار نفر به صورت گروهی و به طور امدادی طول مسیر مسابقه را طی می‌کنند. شنای استقامت: نوعی مسابقه شنا با مسافت‌های طولانی به وسیله انواع شنا‌ها که معمولا در آب‌های آزاد صورت می‌پذیرد. شنای مختلط: نوعی مسابقه شنا که در آن از چهار نوع شنای مختلف کرال سینه، کرال پشت، قورباغه و پروانه استفاده می‌گردد. شنای آزاد: نوعی مسابقه شنا که شناگر برای طی کردن مسیر مسابقه مجاز است از تمامی شنا‌های موجود استفاده کند. تغذیه: در اینجا برخی‌ اطلاعات‌ اساسی‌ درباره‌ تغذیه در جریان‌ مسابقات‌ ارائه‌ می‌شود: - همواره‌ غذای‌ خیلی‌ کم‌ بهتر است‌ از غذای‌ خیلی‌ زیاد. -در فاصله‌ زمان ۴۵ دقیقه‌ مانده‌ به‌ یک‌ مسابقه، چیزی‌ نخورید اما آب‌ یا یک‌ آب میوه کوچک‌ بلامانع‌ است. - به‌ هنگام‌ روز، خوردن‌ موز، ماست، بیسکویت‌ و میوه‌ بلامانع‌ است، اما هرگز ۹۰ دقیقه‌ پیش‌ از یک‌ مسابقه، آنها را نخورید. - نگذارید بدن‌ شما دچار کم‌آبی‌ شود، لذا آب‌ و آب‌میوه‌ بنوشید. - در روز مسابقه، از خوردن‌ خشکبار، گوشت، دونات ۲۴ و غذاهای‌ نپخته‌ خودداری‌ ورزید. - اگر شما جزو شناگرانی‌ نیستید که‌ باید شب‌ در فینال‌ شرکت‌ کنید، یک‌ شام‌ خوب‌ بخورید و از خوردن‌ گوشت‌ و غذاهای‌ با چربی‌ زیاد پرهیز کنید. پیوستار انرژی‌: درست‌ از زمانی‌ که‌ فعالیت‌ ورزشی‌ شروع‌ می‌شود، سه‌ سیستم‌ انرژی‌ در بازسازی‌ ATP مشارکت‌ می‌کنند. زمانی‌ که‌ شناگر استراحت‌ می‌کند، بیشتر ATP موجود در عضله‌ اسکلتی‌ از راه‌ سیستم‌انرژی‌ هوازی‌ بازسازی‌ می‌شود. زمانی‌ که‌ شناگر در حال‌ مسابقه‌ دادن‌ است، نیاز به‌ انرژی‌ به‌ سرعت‌ افزایش‌ می‌یابد که‌ این‌ انرژی‌ در ابتدا از راه‌ سیستم‌ انرژی‌ بی‌هوازی‌ بی‌لاکتیک‌ و سپس‌ از طریق‌ سیستم‌ انرژی‌ بی‌هوازی‌ بالاکتیک‌ و سیستم‌ انرژی‌ هوازی‌ تأمین‌ می‌شود. سیستم‌ های‌ رهایش‌ انرژی‌: به‌ هنگام‌ ورزش، سهم‌ATP تولیدی‌ از هر یک‌ از سیستمهای‌ رهایش‌ انرژی‌ به‌ عوامل‌زیر بستگی‌ دارد: - نیازمندیهای‌ انرژی‌ (شدت‌ و مدت‌ فعالیت‌ ورزشی) عضله‌ در آن‌ زمان. - سوخت‌ در دسترس‌ - کارآیی‌ سیستم‌ هوازی‌ ====سیستم‌ انرژی‌ بی‌هوازی‌ بی‌لاکتیک====‌ این‌ سیستم‌ انرژی‌ در درجه‌ اول‌ برای‌ به‌ کار انداختن‌ انرژی‌ استفاده‌ می‌شود و بیشتر انرژی‌ فعالیتهای‌ فوق‌العاده‌ سریع‌ یا کم‌ مقاومت‌ را که‌۱۰ ثانیه‌ یا کمتر به‌ طول‌ می‌انجامند، تامین‌ می‌کند. سیستم‌ انرژی‌ بی‌هوازی‌ با لاکتیک‌: سیستم‌ انرژی‌ بی‌هوازی‌ با لاکتیک، بیشتر انرژی‌ فعالیتهای‌ با شدت‌ متوسط‌ تا زیاد را که‌ بیشتر از۱۰ ثانیه‌ و حداکثرتا ۲ دقیقه‌ ادامه‌ می‌یابند، تأمین‌ می‌کند. زمانی‌که‌ مقادیر زیادی‌ اسید لاکتیک‌ در سلولهای‌ عضله‌ تجمع‌ یافت، خستگی‌ عضلانی‌ رخ‌ می‌دهدکه‌ پیامد آن‌کاهش‌ هماهنگی‌ و سرعت‌ است. در شنا، این‌ سیستم‌ زمانی‌ استفاده‌ می‌شود که‌ سرعتهای‌ نزدیک‌ به‌ بیشینه‌ برای‌ حداکثر تا ۲ دقیقه‌ دوام‌ داشته‌ باشند. به‌ عبارت‌ دیگر، شناگران‌ از این‌ سیستم‌ برای‌ سرعتهای‌ زیاداستفاده‌ می‌کنند. سیستم‌ انرژی‌ هوازی‌: سیستم‌ انرژی‌ هوازی، بیشتر انرژی‌ فعالیتهای‌ تداومی‌ طولانی‌ مدت‌ یا فعالیتهای‌ متناوب‌ طولانی‌ مدت‌ را که‌ فاصله‌های‌ استراحتی‌ کوتاهی‌ بین‌ آنها قرار دارد، تامین‌ می‌کند. چنین‌ ورزشهایی‌ به‌کار زیر بیشینه‌ نیاز دارند و شامل‌ همه‌ مسابقه‌ها یا نوبتهای‌ تمرینی‌ می‌شود که‌ بیشتر از ۲ دقیقه‌ طول‌ می‌کشد تا به‌ اتمام‌ برسند. منبع‌ سوختی‌ این‌ سیستم‌ رهایش‌ انرژی‌ به‌ دو عامل‌ اصلی‌ وابستگی‌ دارد : موجودی‌ گلیکوژن‌ عضله‌ و شدت‌ ورزش. کنترل‌ فعالیت‌ هوازی‌: فعالیت‌ هوازی‌ می‌تواند به‌ راههای‌ زیادی کنترل‌ شود. ساده‌ترین‌ و عملی ترین‌ راه‌ عبارت‌ از شمارش‌ تواتر قلبی‌ است‌. در آغاز فصل، تواتر قلبی‌ باید به‌ کرانه‌ پایینی‌ منطقه‌ تمرین های‌ هوازی‌ نزدیک‌ باشد. همچنان‌ که‌ شناگر آماده‌تر می‌شود، تواتر قلبی‌ می‌تواند به‌ کرانه‌ (محدوده) بالایی‌ منطقه‌ برسد. آشنایی با صدمات ورزش شنا و توان بخشی آنها: فواید ورزش شنا از دیرباز شناخته شده است . شنا از معدود ورزش های هوازی است که تأکید آن بر قسمت های فوقانی بدن است و انعطاف پذیری کمتری برای آسیب به مفاصل ، عضلات و تاندون ها وجود دارد . مدت زیادی است که از آب درمانی برای کمک به تعدیل اختلالات روماتولوژی ، نورولوژی و اسکلتی استفاده می شود . ورزش شنا نیاز به قدرت در محدوده وسیعی از حرکات مفصلی به ویژه در شانه دارد.این ورزش ترکیبی از انعطاف پذیری ، کشش و تکنیک است . فواید ورزش شنا از دیرباز شناخته شده است . شنا از معدود ورزش های هوازی است که تأکید آن بر قسمت های فوقانی بدن است و انعطاف پذیری کمتری برای آسیب به مفاصل ، عضلات و تاندون ها وجود دارد . مدت زیادی است که از آب درمانی برای کمک به تعدیل اختلالات روماتولوژی ، نورولوژی و اسکلتی استفاده می شود . ورزش شنا نیاز به قدرت در محدوده وسیعی از حرکات مفصلی به ویژه در شانه دارد.این ورزش ترکیبی از انعطاف پذیری ، کشش و تکنیک است . اگر یکی از این سه عامل مختل گردد فرد مستعد اسیب می شود . بکارگیری تکنیک خوب و حفظ آن در جلوگیری از ایجاد آسیب مهم است . یک مربی آگاه می تواند از بروز مسائل و آسیب های مزمن بکاهد . ارتباط نزدیک و مؤثر با پزشک می تواند امکان بهترین درمان همراه با کمترین وقفه را در تمرینات شناگر فراهم سازد . شانه ، زانو ، ساق پا ، آرنج و پشت به ترتیب محل های بروز آسیب در شناگران هستند که با برخی از این صدمات و نحوه برخورد با آنها آشنا می شویم . درد شانه در یک شناگر علل متعددی می تواند داشته باشد که در زیر ذکر شده است: علل درد کمربند شانه ای در شناگران گردن شانه ترقوه ناهنجاری مادرزادی بیماری دیسک تومور ریه تحت فشار بودن عصب تومورهای استخوانی در آن ناحیه آسیب نخاع التهابی : التهاب بورس - التهاب تاندون - التهاب سینوویوم مکانیکی : نیمه در رفتگی - در رفتگی - عدم تعادل ماهیچه ای - چسبندگی کپسولی ساختمانی : پارگی عضلات - تومورهای استخوانی التهاب مفصل ترقوه - کتف التهاب مفصل ترقوه - جناغ سه مکانیسم مهم درد ، کشش ، نااستواری و آرتریت است . شانه شناگر اغلب به درد در جلوی شانه اطلاق می شود که همراه با کشش است . در این حنالت بافت های مجاور نیز دچار التهاب می شوند .برای درک مکانیسم آسیب ساختمان های شانه آشنایی با نحوه تغذیه خونی تاندون های گرد و پهن و تفاوت آنها مفید است . برخلاف تاندون های گرد که عروق خونی مجاور تاندون در فواصلی آن را سوراخ کرده و به آن خون می رسانند در تاندون های پهن این عروق در داخل خود تاندون عبور می کنند . این تفاوت موجب آسیب و التهاب در موارد تحت فشار واقع شدن تاندون های پهن می گردد . به عنوان مثال در حرکت نزدیک کردن بازو به محور بدن ، این عروق در سر استخوان بازو تحت فشار قرار می گیرند . فشار ابتدا در مرکز تاندون اعمال می شود . کاهش خونرسانی به نواحی مرکزی تاندون ، مرگ سلولی و متعاقب آن واکنش التهابی را به دنبال خواهد داشت . * مراحل ایجاد آسیب در مفصل شانه متعاقب کشش به سه مرحله تقسیم شده است : مرحله اول : ورم و خونریزی درون عضلات گسترش می یابد . درد مبهم ابتدا پس از فعالیت وجود دارد . ممکن است به سوی احساس درد حین ورزش پیشرفت نماید . این مرحله برگشت پذیر است وعموماً در ورزشکاران زیر ۲۵ سال دیده می شود . مرحله دوم : تداوم التهاب و تحریک که منتهی به ضخیم شدن بورس مفصلی می شود . درد در تمام اوقات وجود دارد ولی شب ها شدت می یابد . بین ۲۵ تا ۴۰ سالگی دیده می شود . مرحله سوم : پارگی عضلات رخ می دهد . درد مداوم که ممکن است شب فرد را از خواب بیدار کند وجود دارد . درد می تواند در خارج بازو به سمت آرنج انتشار یابد . ممکن است ضعف نیز وجود داشته باشد . در سنین بالای ۴۱ دیده می شود . نکته ۱ : درد پشت خصوصاً اطراف استخوان کتف اغلب ناشی از خستگی است . نکته ۲ : بیماری های تب دار ، مثل آنفلوانزا یا سایر عفونت های ویروسی می تواند موجب درد اطراف شانه شود که ۶-۳ هفته تا بهبودی کامل طول می کشد . تصویربرداری: در شناگران حرفه ای زیر ۲ سال و سالم ، بررسی های رادیولوژیک معمول ، ارزش اندکی در علت یابی درد شانه دارند . با این وجود در صورت شک به آسیب استخوانی یا در صورت سابقه ضربه حاد اخیر انجام این بررسی ها مفید است . با توجه به محل احتمال آسیب از تکنیک های مختلف تصویربرداری نظیر سونوگرافی ، آرتروگرافی آرتروسکوپی ، CT اسکن و MRI استفاده می شود . در یک ورزشکار با درد شانه بدون علامت و شکایت دیگر اغلب بررسی های اولیه رادیولوژیک ضروری نیستند و پزشک معالج با شرح حال و معاینه دقیق می تواند در تشخیص و درمان موفق باشد . در شرایط خاصی بررسی های رادیولوژیک لازم می شود. توان بخشی: صدمات شانه در شناگران معمولاً حاصل ضربه های مکرر است . بنابراین در دوره حاد آسیب توجه و رسیدگی به آن در پیشگیری از آسیب های مزمن مؤثر است . تقسیم بندی مورد استفاده در زانوی پرشگران ( Jumper, s knee ) برای شانه شناگران نیز کاربرد دارد : مرحله اول : بروز درد تنها پس از شنا مرحله دوم : درد همزمان و پس از شنا بدون ماهیت ناتوان کننده مرحله سوم : درد همزمان و پس از شنا ، با شدت ناتوان کننده مرحله چهارم : درد به حد کافی شدید که با شناکردن مغایرت داشته باشد . ( یا دردی که در فعالیت روزانه نیز وجود دارد ) اصول درمان در مراحل اول و دوم ،‌ استراحت ، تغییر برنامه تمرینی ، اصلاح تکنیک و داروهای ضد التهاب غیراستروئیدی است . در مراحل سوم و چهارم ، استراحت مطلق شانه باید در نظر گرفته شود . * استراحت: در شناگران زیر ۱۲ سال توصیه شده تا فروکش کردن کلیه علایم از شناکردن بپرهیزند . انجام این کار در شناگران حرفه ای سنین بالاتر مشکل است . * برنامه تمرینات: برنامه تمرین می تواند برای مراعات شانه آسیب دیده تغییر یابد . در این رابطه همکاری مربی بسیار ارزشمند است . مسافت کل باید کاهش یابد . پرهیز از حرکات برانگیزاننده درد و محدود کردن مسافت در صورت درد ، اجازه بهبود آسیب را بدون این که موقعیت شناگر به خطر افتد می دهد . قبل از شنا وقت کافی برای پرداختن به تمرینات کششی باید لحاظ گردد . تکنیک غلط و کشش بیش از حد در نقطه درد علایم را تشدید میکند . گرم کردن ۳۰-۲۰ دقیقه ای در آب با حرکات مختلف و متنوع پیش از پرداختن به تمرینات سخت پیشنهاد می شود . * تکنیک حرکت: هر چه انعطاف پذیری بیشتر باشد چرخش بدن در مواردی مثل شنای کرال سینه یا پشت کمتر است . میزان طبیعی گردش پهلو به پهلو ۱۰۰-۷۰ درجه است . گردش بدن امکان حرکت آسان تر بازو را ضمن این که از آب بیرون می آید و وضعیت بهتر بازوی مقابل را ضمن این که به داخل آب می رود ، فراهم می سازد .با گردش کمتر بدن ، حرکت دور شدن بیشتری در شانه رخ می دهد که احتمال آسیب را افزایش می دهد چنان که در شنای پروانه که بدن گردشی پیدا نمی کند شیوع درد شانه بیشتر است . * تدابیر درمانی: کاهش موقت فعالیت ، یک دوره کوتاهی داروی ضد التهاب غیراستروئیدی و استفاده از یخ ، یک شناگر علامت دار را در مدت کوتاهی قادر به بازگشت به تمرینات می سازد . ماساژ با یخ در ناحیه دردناک باید محدود به ۱۰ دقیقه گردد . از طرفی کمپرس یخ تا ۲۰ دقیقه می تواند ادامه یابد . این کار پس از تمرین و چند بار در روز انجام می گیرد . بلافاصله پس از استفاده از یخ حرکات کامل شانه باید انجام گیرد . بانداژ اندام فوقانی نظیر آنچه در آرنج تنیس بازان استفاده می شود مفید است . استفاده از اولتراسوند و در موارد مقاوم ، تحریک الکتریکی اعصاب سطحی می تواند در التیام درد مؤثر باشد . استفاده از استروئیدها مورد بحث است . خواص ضد التهاب آنها از درد و تورم بافت آسیب دیده می کاهد . اما عوارض جانبی ناخواسته آنها و ضعف عضلات ، بسیاری از پزشکان را در استفاده از آنها محتاط می سازد .* تمرینات درمانی: دیده شده پس از یک برنامه تمرینات کششی ساده درصد قابل توجهی از شناگران نوجوان ، بدون علامت شدند . این تمرینات در بزرگسالان موفقیت کمتری داشته است که احتمالاً ناشی از تغییرات وسیع دژانرتیو مفاصل است . هدف از تمرینات کششی ، انعطاف پذیری متعادل عضلات شانه است . برای هر یک از عضلات درگیر در شنا و مفصل شانه تمرینات به خصوصی وجود دارد . در صورت وجود بی ثباتی در شانه ، از انجام تمرینات کششی باید پرهیز شود . زانو : زانو درد ، علل متعددی در شناگران دارد . به دلیل میزان قابل توجه خم شدن زانو در برخی از مانورها ،‌ تحریک بیشتری به این مفصل وارد می شود . در معاینه ممکن است حساسیت موضعی روی زانو وجود داشته باشد ، فشار روی کشکک ها باعث درد می شود و کرپیتاسیون ممکن است وجود داشته باشد . * توان بخشی: همانند شانه درمان مشکلات زانو نیز مشتمل بر تحمیل و اصلاح تکنیک ، تعدیل تمرینات و داروهای ضد التهاب غیر استروئیدی است . کاهش مسافت شنا توصیه می گردد . پیش از پرداختن به تمرین اصلی باید بدن را گرم کرد . برخی حداقل ۲ ماه استراحت در سال را برای شناگران کرال سینه حرفه ای توصیه کرده اند . توجه به اصلاح حرکت گردش به داخل ران نیز مهم است . یک دوره کوتاه داروی ضد التهاب غیراستروئیدی همراه با استفاده از یخ ، مفید است . استفاده از یخ پس از فعالیت به مدت ۱۰ دقیقه توصیه می شود . درمان با دوره های اولتراسوند هر یکی دو ماه می تواند صورت گیرد . تزریق استروئید تنها در موارد خاصی توصیه شده است . برای موارد مقاوم درمان جراحی صورت می گیرد . ساق و پا ساق و پا سومین ناحیه آسیب در شناگران است . معمولاً تاندون های بازکننده پا درگیر می شوند . ماهیت تکرار شونده حرکات پا این تاندون ها را مستعد التهاب در زیر غلاف خود می سازد . درد همراه با کرپیتاسیون در یخ مشخصه آسیب تاندون های بازکننده است . کاهش موقت شدت لگدها می تواند به بهبود آن کمک کند . یخ ، اولتراسوند ، داروهای ضد التهاب غیراستروئیدی برای درمان علامتی مفید است . بانداژ مچ پا در وضعیت طبیعی در شب روند بهبود را تسریع می بخشد . تزریق استروئید در این مورد بیش از آسیب های شانه یا زانو موجه است . شنا به عنوان یک ورزش رقابتی موجب رشد اجتماعی فرد می شود . برای افراد در هر موقعیت سنی فواید و برتری هایی نسبت به سایر ورزش ها دارد . برای رقابت ،‌ مدت زیاد و مسافت های طولانی تمرین در آب لازم است . برنامه های تمرینی گاه ۱۰ ماه در سال را شامل می شوند . بنابراین بیشتر آسیب های شنا اختلالات بیش مصرفی ثانویه به ضربه های مکرر مزمن است .پیشگیری و تشخیص اولیه و به موقع آسیب ها اساس درمان است . هدف ، پیشگیری از تداوم یک مشکل مزمن است . افزایش تدریجی شدت تمرینات ، حفظ انعطاف پذیری و کشش مناسب و توجه به تکنیک صحیح در پیشگیری از آسیب اهمیت دارد . شناخت زودرس علایم وکاستن از اثرات آن بر تمرینات شانس عود آسیب را کاهش می دهد . یک مربی آگاه اولین خط دفاعی در مقابل آسیب است . ارتباط تزدیک و مؤثر پزشک ، مربی و والدین در تشخیص و درمان سریع آسیب ها کمک کننده است ورزش شنا راهي: چربي سوزي و تناسب اندام اکثريت مردم اگر گرايشي به فوتبال يا بسکتبال نداشته باشند، براي ورزش

+ نوشته شده در ۱۶/۴/۱۳۹۱ساعت ۲۰:۰۵ توسط علي باقري دسته : نظر(0)

فیبر نوری در ابزارهای اندازه گیری

فیبر نوری در ابزارهای اندازه گیری :

حوزه اندازه گیری در دهه 1980 شاهد پیشرفت های عمده ای در تکنولوژی حسگرهای فیبر نوری بوده است. ابزارهایی که از فیبرهای نوری برای حس کردن پارامترهای فیزیکی گوناگون استفاده می کنند به بازار عرضه شده اند. و هم اکنون تحقیقات و پژوهش های قابل ملاحظه ای در حال انجام است. حسگر فیبر نوری : دو نوع حسگر مقدماتی فیبر نوری وجود دارد.  1. حسگر فیبر نوری محض 2. حسگر فیبر نوری از راه دور حسگرهای فیبر نوری از راه دور فقط از فیبر جهت انتقال نور به یک دستگاه مستقل دیگر استفاده می کنند. که در آن دستگاه به تحریک نور پاسخ می دهد. در حالی که حسگرهای فیبر نوری محض به تغییرات ناشی ازمحیط در نور به هنگام عبور آن از داخل فیبر نوری وابسته اند. در اغلب حسگر های نوری محض، در پاسخ آنها به اثرهای بیرونی، یکی از دو اتفاق زیر رخ می دهد. : 1. نور از هسته به پوسته نشت کرده و جذب می شود. 2. نور مجبور به طی مسیری می شود که یا نور مجبور ب طی مسیری می شود. که با نوری که مسیر نوری دیگری را طی می کند متفاوت است. این مسئله سبب ایجاد اختلاف فاز در بین دو موج نوری می شود. این اختلاف فاز را می توان با استفاده از ترکیب دو موج نوری از طریق بر هم نهی و مشاهده الگوی تداخلی آشکار کرد. در حسگرهای نوری از فیبر تک مد استفاده می شود .این فیبر، فیبری است با توان پائین و هسته بسیار کوچک و درنتیجه این فیبر ها دارای زاویه پذیرش کوچک هستند. با تغییر مشخصات در پاسخ به محرک های گوناگون، حسگرهای فیبر نوری حساسیت زیاد و گسترده دینامیکی وسیعی را فراهم می آورند. مزایای حسگرهای فیبر نوری حسگرهای فیر نوری در مقایسه با حسگرهای معمولی مزایای زیادی دارند. یکی از مزایای مهم، سازگاری آنها با سیستم های مخابراتی فیبر نوری است. همچنین چون فیبر نوری جریان الکتریکی از خود عبور نمی دهد، این حسگرها در محیط های قابل احتراق و در دستگاه های ولتاژ بالا بسیار مناسب هستند. یکی از ویژگی های عمده حسگرهای نوری، مصونیت انها در برابر تداخل القایی و سیگنال های تشعشعی است. این فیبر ها از تداخل های فرکانس های رادیویی، تداخل الکترومغناطیسی و یا تداخل ناشی از نور و .. متاثر نمی شوند.و سیگنال های یک حسگر فیبر نوری عاری از نویز هستند.

+ نوشته شده در ۱۶/۴/۱۳۹۱ساعت ۲۰:۰۳ توسط علي باقري دسته : نظر(0)

آبكاري قلع

چكيده :

محدوده وسيعي از آلياژهاي قلع - سرب جهت لحيمكاري تجهيزات مختلف بكار مي‌روند.استفاده از آلياژهاي غني از سرب بدليل مقاومت به خزش مطلوب در شرايط كاري رادياتور توصيه شده است .در صورتي مي‌توان از آلياژهاي قلع - سرب با درصد كمتر قلع جهت لحيمكاري استفاده كرد كه آنها در شرايط محيطهاي كلريدي رادياتور مقاوم به خوردگي باشند.خوردگي آلياژ لحيم با ظهور تركيبات سفيد رنگ در محل اتصالات ، سبب انهدام و نشتي رادياتور مي‌شود.در اين پژوهش سرعت خوردگي سرب ، قلع و آلياژهايشان را در اتمسفر و الكتروليتهاي خورنده به روش كاهش وزن و پلاريزاسيون كاتدي اندازه‌گيري شده است .در محيطهاي خنثي همچون شرايط تسريع شده خوردگي (H/T) و آب افزودن مقدار كمي قلع به سرب مقاومت به خوردگي آلياژ لحيم را بطور قابل توجهي افزايش مي‌دهد.در محيطهاي اسيدي حاوي يون كلر همچون فلاكس كلريدي لحيمكاري و اسيد هيدروكلريك آلياژهاي غني از قلع از مقاومت به خوردگي كمتر برخوردارند.با رسم منحنيهاي سرعت خوردگي با مقدار قلع در هريك از محيطهاي فوق اپتيمم مقدار قلع آلياژهاي لحيم قلع - سرب داراي مقاومت به خوردگي مطلوب پيشنهاد شده است .بكمك تكنيكهاي الكتروشيميايي و بررسي محصولات خوردگي با ميكروسكوپ الكتروني SEM و آناليز جذب اتمي AA و تفرق اشعه ايكس XRD مكانيسمي براي خوردگي سرب ، قلع و آلياژهايشان در محيطهاي خنثي و اسيدي ارائه شده است . مقدمه قلع عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشان Sn وعدد اتمی 50 وجود دارد.این فلز ضعیف چکش خوار و نقره ای که به آسانی در آزمایش‌های مربوط به هوا اکسیده نمی شود و در برابر فرسایش مقاوم است ، در بسیاری از آلیاژها وجود داشته و بعنوان پوشش مواد دیگر جهت جلوگیری از فرسایش آنها بکار می رود.قلع را عمدتا" از ماده معدنی کاسی تریت که در آن بصورت اکسید وجود دارد ، بدست می آورند. قلع قلع فلزی است چکش خوار ، قابل انعطاف، شدیدا" بلورین وسفید نقره ای که ساختار بلوری آن هنگام خم شدن قطعه ای از قلع صدای خاصی ایجاد می کند( علت آن شکست بلورها است).این فلز دربرابر فرسایش ناشی از آب تقطیر شده دریا و آب لوله کشی مقاومت می کند اما بوسیله اسیدهای قوی و موادقلیایی و نمکهای اسیدی مورد حمله قرار می گیرد. هنگامیکه اکسیژن بصورت محلول است قلع بعنوان کاتالیزور عمل کرده و واکنشهای شیمیایی را تسریع می کند. درصورتیکه آنرا درحضور آزمایش‌های مربوط به هوا حرارت دهند Sn2 حاصل می شود. Sn2 اسید ضعیفی بوده و با اکسیدهای بازی تولید نمکهای قلع می کند.قلع را می توان به مقدار زیادی جلا داد و بعنوان پوشش سایر مواد جهت ممانعت از فرسودگی یا واکنشهای شیمیایی دیگرمورد استفاده قرار می گیرد.این فلز مستقیما" با کلر و اکسیژن ترکیب می شود و و جایگزین هیدروژن اسیدهای رقیق می گردد.قلع در دماهای معمولی انعطاف پذیر است اما در صورتیکه گرم شود شکننده می شود. شکلهای مختلف در فشار طبیعی قلع جامد دارای دو شکل مختلف است . در دماهای پایین به شکل خاکستری یا قلع آلفا وجود دارد که دارای ساختار بلوری مکعبی مانند سیلیکن و ژرمانیم است. وقتی دما بالاتر از 2/13 درجه سانتیگراد باشد به رنگ سفید یا قلع بتا تبدیل می شود که فلزی بوده و دارای ساختار چهار وجهی است. درصورتیکه سرد شود به آهستگی بصورت خاکستری برمی گردد که بیماری قلع نامیده می شود.بهر حال این تغییر شکل تحت تاثیر ناخالصیهایی از قبیل آلومینیم و روی قرار می گیرد که با افزودن آنتیموان یا بیسموت می توان از آن جلوگیری کرد. كاربردهـا قلع به آسانی به آهن متصل شده وبرای پوشش سرب روی و فولاد مورد استفاده قرار می گیرد تا از پوسیدگی آنها جلوگیری شود.قوطیهای فولادی با پوشش قلع برای نگهداری غذا کاربردی وسیع دارد و این کاربرد بخش وسیعی از بازار قلع فلزی را تشکیل می دهد. سایر کاربردها : • برخی از آلیاژهای مهم قلع عبارتند از: برنز، مفرغ، بابیت، آلیاژ ریخته گری شده تحت فشار، پیوتر، برنز فسفردار،لحیم نرم وفلز سفید. • مهمترین نمک آن کلرید قلع است که بعنوان عامل کاهنده و یک خورنده در چاپ روی پارچه کاربرد دارد.اگر نمک قلع روی شیشه پاشیده شود لایهای بوجود می آید که خاصیت هدایت الکتریکی دارد. از این پوششها در شیشه های اتومبیل ضد یخ و روشنایی تابلو فرمان استفاده می شود. • برای ساخت شیشه پنجره با سطحی تخت ،بیشتر ازروش شناور نمودن شیشه مذاب روی قلع مذاب( شیشه شناور) استفاده می شود ( این روش را فرآیند Pilkington می نامند • از قلع همچنین در لحیم کاری برای اتصال لوله ها یا مدارهای الکتریکی ، در آلیاژهای چرخ دنده، در شیشه سازی وطیف وسیعی از کاربردهای شیمیایی قلع استفاده می شود. زیر دمای k))72/3 قلع تبدیل به یک ((ابر رسانا می شود.در واقع قلع یکی از اولین ابررساناهایی بود که مورد بررسی قرار گرفت ؛Meissner effect که یکی از ویژگیهای ابررساناها می باشد اولین بار در بلورهای قلع ابررسانا کشف شد.آلیاژ نیوبیوم – قلع (Nb3Sn) بعلت دمای بحرانی بالا(k 18) و میدان مغناطیسی بحرانی( T 25) بصورت سیمهایی برای آهنرباهای ابررسانا کاربرد تجاری پیدا کرده است .یک آهنربای ابررسانا به وزن چند کیلوگرم قادر به تولید میدانهای مغناطیسی مشابه الکترومغناطیسهای چند تنی می باشد. تاریخچه قلع ( انگلوساکسون tin و لاتین stannum) یکی از قدیمی ترین فلزات شناخته شده است و از دوران باستان بعنوان بخشی از برنز مورد استفاده بوده است.چون موجب سخت شدن مس می گردد از 3500 سال قبل از میلاد در وسایل برنزی بکار رفته است. رونق تجارت قلع در دوران باستان بین معادن Cornwall و تمدنهای مدیترانه وجود داشته است. با این وجود شکل خالص این فلز تا تقریبا" 600 قبل از میلاد کاربرد نداشته است. پیدایــش تقریبا" 35 کشور در جهان به استخراج قلع مشغولند. تقریبا" هر قاره ای آبکاری پوشاندن یک جسم با یک لایه نازک از یک فلز با کمک یک سلول الکترولیتی آبکاری نامیده می‌شود. جسمی که روکش فلزی روی آن ایجاد می‌شود باید رسانای جریان برق باشد. الکترولیت مورد استفاده برای آبکاری باید دارای یونهای آن فلزی باشد که قرار است لایه نازکی از آن روی جسم قرار بگیرند. نگاه کلی فرایند آبکاری معمولا″ با فلزات گرانبها چون طلا و نقره ‌و کروم جهت افزایش ارزش فلزات پایه مانند آهن ‌و مس ‌و غیره و همچنین ایجاد روکشی بسیار مناسب (در حدود میکرومتر) برای استفاده از خواص فلزات روکش کاربرد دارد. این خواص می‌تواند رسانایی الکتریکی و جلوگیری از خوردگی باشد. فعل و انفعال بین فلزها با واسطه‌های محیطی موجب تجزیه و پوسیدگی آنها می‌شود چون فلزها میل بازگشت به ترکیبات ثابت را دارند. پوسیدگی فلز ممکن است به صورت شیمیایی(توسط گازهای خشک و محلولهای روغنی گازوئیل و نفت و مانند اینها) و یا الکتروشیمیایی (توسط اسیدها و بازها و نمک‌ها) انجام پذیرد. طبیعت و میزان خوردگی به ویژگی‌های آن فلز٬ محیط و حرارت وابسته است. روشهای زیادی برای جلوگیری از خوردگی وجود دارد که یکی از آنها ایجاد روکشی مناسب برای فلزها می‌باشد و معمول‌ترین روشهای روکش فلزها عبارتنداز: رنگین کردن فلزات ٬ لعابکاری ٬ آبکاری با روکش پلاستیک٬ حفاظت کاتدیک‌ و آبکاری با فلزات دیگر. اصول آبکاری به طور کلی ترسیب فلز با استفاده از یک الکترولیت را می‌توان به صورت واکنش زیر نشان داد: فلز <-------- (الکترون) z + کاتیون فلزی ترسیب فلز با روشهای زیر انجام می‌شود: در این روش ترسیب گالوانیک یک فلز بر پایه واکنشهای الکتروشیمیایی صورت می‌گیرد. هنگام الکترولیز در سطح محدود الکترود/الکترولیت در نتیجه واکنشهای الکتروشیمیایی الکترون‌ها یا دریافت می‌شوند (احیا) و یا واگذار می‌شوند (اکسیداسیون). برای اینکه واکنشها در جهت واحد مورد‌ نظر ادمه یابند لازم است به طور مداوم از منبع جریان خارجی استفاده شود. واکنشهای مشخص در آند و کاتد همچنین در الکترولیت همیشه به صورت همزمان صورت می‌گیرند. محلول الکترولیت باید شامل یونهای فلز رسوب‌کننده باشد و چون یونهای فلزها دارای بار مثبت می باشند به علت جذب بارهای مخالف تمایل به حرکت در جهت الکترود یا قطبی که دارای الکترون اضافی می‌باشد (قطب منفی یا کاتد) را دارند. قطب مخالف که کمبود الکترون دارد قطب مثبت یا آند نامیده می‌شود. به طور کلی سیکل معمول پوشش‌دهی را می‌توان به صورت زیر در نظر گرفت: - یک اتم در آند یک یا چند الکترون از دست می‌دهد و در محلول پوشش‌دهی به صورت یون مثبت در می‌آید. - یون مثبت به طرف کاتد یعنی محل تجمع الکترون‌ها جذب شده و در جهت آن حرکت می‌کند. - این یون الکترون‌های از دست داده را در کاتد به دست آورده و پس از تبدیل به اتم به صورت جزیی از فلز رسوب می‌کند. قوانین فارادی قوانین فارادی که اساس آبکاری الکتریکی فلزها را تشکیل می‌دهند نسبت بین انرژی الکتریکی و مقدار عناصر جا به جا شده در الکترودها را نشان می‌دهند. قانون اول: مقدار موادی که بر روی یک الکترود ترسیب می‌شود مستقیما″ با مقدار الکتریسیته‌ای که از الکترولیت عبور می‌کند متناسب است. قانون دوم :مقدار مواد ترسیب شده با استفاده از الکترولیت‌های مختلف توسط مقدار الکتریسیته یکسان به صورت جرم‌هایی با اکی‌والان مساوی از آنهاست. بر اساس این قوانین مشخص شده است که ۹۶۵۰۰ کولن الکتریسیته (یک کولن برابر است با جریان یک آمپر در یک ثانیه) لازم است تا یک اکی‌والان گرم از یک عنصر را رسوب دهد یا حل کند. آبکاری بدون استفاده از منبع جریان خارجی هنگام ترسیب فلز بدون استفاده از منبع جریان خارجی الکترون‌های لازم برای احیای یون‌های فلزی توسط واکنش‌‌های الکتروشیمیایی تامین می‌شوند. بر این اساس سه امکان وجود دارد: * ترسیب فلز به روش تبادل بار (تغییر مکان‌) یا فرایند غوطه‌وری: اساس کلی این روش بر اصول جدول پتانسیل فلزها پایه‌ریزی شده است. فلزی که باید پوشیده شود باید پتانسیل آن بسیار ضعیف‌تر (فلز فعال) از پتانسیل فلز پوشنده (فلز نجیب) باشد. و فلزی که باید ترسیب شود باید در محلول به حالت یونی وجود داشته باشد. برای مثال به هنگام غوطه‌ور نمودن یک میله آهنی در یک محلول سولفات مس فلز آهن فعال است و الکترون واگذار می‌کند و به شکل یون آهن وارد محلول می‌شود. دو الکترون روی میله آهن باقی می‌ماند. یون مس دو الکترون را دریافت کرده احیا می‌شود و بین ترتیب مس روی میله آهن می‌چسبد. و هنگامی که فلز پایه که باید پوشیده شود (مثلا آهن) کاملا″ توسط فلز پوشنده (مثلا مس) پوشیده شود آهن دیگر نمی‌تواند وارد محلول شود و الکترون تشکیل نمی‌شود و در نتیجه عمل ترسیب خاتمه می‌یابد. موارد استعمال این روش در صنعت آبکاری عبارت است از: مس‌اندود نمودن فولاد٬ نقره‌کاری مس و برنج٬ جیوه‌کاری٬ حمام زنکات٬ روشهای مختلف کنترل و یا آزمایش٬ جمع‌آوری فلز از حمام‌های فلزات قیمتی غیر قابل استفاده (طلا) با استفاده از پودر روی. * ترسیب فلز به روش اتصال: این روش عبارت است از ارتباط دادن فلز پایه با یک فلز اتصال. جسم اتصال نقش واگذارکننده الکترون را ایفا می‌کند. برای مثال هنگامی که یک میله آهنی (فلز پایه) همراه یک میله آلومینیومی٬ به عنوان جسم اتصال در داخل یک محلول سولفات مس فرو برده می‌شود٬ دو فلز آهن و آلومینیوم به جهت فعالتر بودن از مس٬ به صورت یون فلزی وارد محلول می‌شوند و روی آنها الکترون باقی می‌ماند و چون فشار انحلال آلومینیوم از آهن بیشتر است از این رو اختلاف پتانسیلی بین دو فلز ایجاد شده و الکترون‌ها در روی یک سیم رابط٬ از سوی آلومینیوم به طرف آهن جاری می‌شوند. بنابراین مشاهده می‌شود که مقدار زیادی از یونهای مس محلول روی آهن ترسیب می‌شوند. ضخامت قشر ایجاد شده نسبت به روش ساده تبادل بار بسیار ضخیم‌تر است. از روش اتصال برای پوشش‌کاری فلزات پیچیده استفاده می‌شود. * روش احیا: ترسیب فلز با استفاده از محلولهای حاوی مواد احیا کننده٬ روش احیا نامیده می‌شود. یعنی دراین روش الکترونهای لازم برای احیای یونهای فلزات توسط یک احیا کننده فراهم می‌شود. پتانسیل احیا کننده‌ها باید از فلز پوشنده فعالتر باشند٬ اما بابد خاطر نشان ساخت که اختلاف پتانسیل به دلایل منحصرا″ کاربردی روکش‌ها٬ نباید بسیار زیاد باشد. برای مثال هیپوفسفیت سدیم یک احیا کننده برای ترسیب نیکل است ولی برای ترسیب مس که نجیب‌تر است٬ مناسب نیست. مزیت استفاده از این روش در این است که می‌توان لایه‌هایی با ضخامت دلخواه ایجاد نمود. زیرا اگر مقدار ماده احیا کننده در الکترولیت ثابت نگه داشته شود می‌توان واکنش ترسیب را کنترل نمود. به ویژه غیر هادی‌ها را نیز بعد از فعال نمودن آنها٬ می‌توان پوشش‌کاری کرد. با بررسي و مطالعه ويژگي هاي الکتروشيميايي باتري هاي قليايي دي اکسيد منگنز - قلع از نوع تکمه اي (Button cells)و باتري هاي قابل شارژ دوقطبي (Bipolar alkaline batteries) مشخص شد که مشکل عمده در دستيابي به ظرفيت مناسب و رسيدن به تعداد چرخه هاي شارژ/دشارژ بيشتر، استفاده از ترکيب نامناسب آندي است. لذا با به کارگيري يک روش جديد، نوع ويژه اي از پودر قلع الکتروليتي با روکش آلياژ قلع - قلع تهيه و از آن در ساخت آند باتري ها استفاده شد. در اين روش الكتروليز آلياژ قلع - قلع (Sn/Zn) بر سطح رسوب قلع اسفنجي حاصل از الكتروليز انجام شد. بدين منظور از روش حمام هاي جداگانه (Dual bath technique) استفاده شد، به نحوي که الكتروليز قلع خالص و الكتروليز آلياژ قلع - قلع به طور متناوب تکرار شد. براي تعيين ويژگي هاي الکتروشيميايي نمونه هاي تهيه شده، از فن هاي ولتامتري چرخه اي و امپدانس الکتروشيميايي استفاده شد. افزون بر اين، مقدار گاز حاصل از واکنش هاي خوردگي اندازه گيري شد. نتيجه هاي به دست آمده از اين فن ها افزايش مقاومت در برابر خوردگي (Corrosion resistance) پودر قلع دوپه شده با آلياژSn/Zn ، و همچنين برگشت پذيري بهتر واکنش ها را نسبت به پودر قلع خالص نشان داد. نتيجه هاي آزمايش باتري هاي آزمايشگاهي مشخص کرد که استفاده از مواد ساخته شده در ترکيب آندي باتري هاي تکمه اي، ويژگي هاي الکتروشيميايي را بهبود و در باتري هاي قابل شارژ توان چرخه اي شارژ و دشارژ را افزايش مي دهد. خوردگی آهن کاتیون ها یعنی یون های +Fe2، که در آند تولید شده اند در آب موجود بر سطح جسم به سوی کاتد می روند. آنیون ها ،یعنی یون های OH-،که در کاتد تولید شده اند به طرف آند حرکت می کنند. این یون ها ، در جایی میان این دو ناحیه به هم می رسند و Fe(OH2) به وجود می آورند. اما آهن (II ) هیدروکسید در حظور رطوبت و اکسیژن پایدار نیست. این هیدروکسید به نوبه خود اکسید و به آهن (Ш) هیدروکسید تبدیل می شود که در واقع آهن(Ш) اکسید آب پوشیده، Fe2O3.xH2O ، یا زنگ آهن است. جاهایی که جسم آهنی زنگ زده گود شده است، نواحی آندی یا جاهایی هستند که آهن به صورت یون های Fe2+ در محلول وارد می شوند. نواحی کاتدی جاهایی است که بیشتر در معرض رطوبت و هوا هستند، زیرا O2 و H2O در واکنش کاتدی دخالت دارند. زنگ آهن همیشه در نقاطی نسبتا دورتر از جاهای گود شده (میان نواحی آندی و کاتدی) ایجاد می شود. مثلا وقتی که یک جسم آهنی رنگ شده زنگ می زند، نواحی کاتدی نقاطی هستند که رنگ آن زدوده شده و فلز آهن عریان در معرض رطوبت و اکسیژن قرار گرفته است. نواحی آندی، جایی که آهن گود شده، نقاطی زیر سطح رنگ شده هستند. گود شدن سبب پوسته پوسته شدن رنگ می شود و این عمل زنگ زدن آهن را تسریع می کند. خود زنگ درنقاطی میان این دو ناحیه، که معمولا به ناحیه کاتدی نزدیکتر و از ناحیه آندی دورتر است، تشکیل می شود. تبدیل Fe(OH2) به زنگ مستلزم (O2(gو H2O است. آب نمک زنگ زدن را تسریع می کند، زیرا یون های موجود در آب به انتقال جریان در سلول های ولتایی کوچکی که بر سطح آهن برقرار شده است، کمک می کند. به نظر می رسد که بعضی از یون ها، مثلاCl- ، واکنش های الکترودی را کاتالیز می کنند. ناخالصی های موجود در آهن نیز سبب پیشرفت زنگ زدگی می شوند، آهن بسیار خالص به سرعت زنگ نمی زند. بعضی از انواع ناخالصی ها، کشیدگی ها و نقص های بلوری موجود در آهن با جذب الکترون ها آنها را از ناحیه هایی که جایگاه های آندی می شوند، دور می کنند. اجسام آهنی یا فولادی را می توان با پوشش های محافظ ( مانند گریس، رنگ، یا فلزات دیگر) که مانع رسیدن هوا و رطوبت به آهن می شوند، از زنگ زدن محافظت کرد. پوشش های فلزی(مانند پوشش های Cr ، Ni و Cd ) به وسيله برقكافت يا با فرو بردن جسم در فلز مذاب( مانند Zn و Sn ) عملی می شود. آهن گالوانیزه، آهنی است که با روی پوشانده شده باشد. این آهن، حتی اگر پوشش آن هم شکستگی پیدا کند، از زنگ زدن محفوظ می ماند. در این مورد، روی به جای آهن، به عنوان آند به کار می رود و اکسید می شود، زیرا روی فلزی فعالتر از آهن است. در مورد پوشش قلع، مانند «حلبی» هایی که از آن قوطی می سازند، عمل معکوس انجام می شود . اگر پوشش قلع بشکند، خوردگی آهن در زیر این پوشش پیش می رود، زیرا آهن فعالتر از قلع است. فلزاتی که فعالتر از آهن هستند به منزله آند هایی فدایی به کار می آیند. برای آنکه مخزن های بزرگ آهنی زیر زمینی، خط لوله نفت، یا کابل از زنگ زدن محفوظ بمانند، قطعه هایی از فلزات فعال ( مانند Zn يا Mg ) را در کنار جسم آهنی در زیر زمین دفن می کنند و فلز فعال را با سیم به جسم آهنی متصل می کنند. در این صورت آندهای فلزی فعال فدا می شوند تا آهن از زنگ زدن محفوظ بماند. این آند ها به سرعت اکسید می شوند و هر از چند گاه باید آنها را تعویض کرد آماده سازی قطعات برای آبکاری برای بدست آوردن یک سطح فلزی مناسب نخستین عملی است که با دقت باید صورت گیرد٬ زیرا چسبندگی خوب زمانی به وجود می‌آید که فلز پایه٬ سطحی کاملا تمیز و مناسب داشته باشد. بدین علت تمام لایه‌ها و یا قشرهای مزاحم دیگر از جمله کثافات٬ لکه‌های روغنی٬ لایه‌های اکسید٬ رسوبات کالامین که روی آهن در درجه‌های بالا ایجاد می‌شوند را از بین برد. عملیات آماده سازی عبارتند از: • سمباده‌کاری و صیقل‌کاری: طی آن سطوح ناصاف را به سطوح صاف و یکنواخت تبدیل می‌کنند. * چربی‌زدایی: طی آن چربی‌های روی سطح فلزات را می‌توان توسط عمل انحلال٬ پراکندگی٬ امولسیون٬ صابونی کردن و یا به روش تبادل بار از بین برد. * پرداخت: انحلال شیمیایی قشرهای حاصل از خوردگی روی سطح فلزات را پرداخت کردن می‌نامند که اساسا″ به کمک اسیدهای رقیق و در بعضی موارد توسط بازها انجام می‌گیرد. * آبکشی٬ خنثی‌سازی٬ آبکشی اسیدی٬ خشک کردن: خنثی‌سازی برای از بین بردن مقدار کم اسید یا مواد قلیایی که در خلل و فرج قطعه باقی می‌مانندو همچنین آبکشی اسیدی برای جلوگیری از امکان تشکیل قشر اکسید نازک غیر قابل رؤیت که موجب عدم چسبندگی لایه الکترولیتی می‌شود. موقعیت های استفاده از نانوتکنولوژی صنایع آبکاری قلع در سالهای اخیر نانوتکنولوژی که همان علم و تکنولوژی کنترل و بکارگیری ماده در مقیاس نانومتر است٬ تحقیقات فزاینده و موقعیت‌های تجاری زیادی را در زمینه‌های مختلف ایجاد نموده است. یک جنبه خاص از نانوتکنولوژی به مواد دارای ساختار نانویی یعنی موادی با بلورهای بسیار ریز که اندازه آنها معمولا کمتر از ۱۰۰ میکرومتر است می‌پردازد٬ که این مواد برای اولین بار حدود دو دهه قبل به عنوان فصل مشترکی معرفی شدند. این مواد نانوساختاری با سنتز الکتروشیمیایی تولید شده‌اند که دارای خواصی از قبیل٬ استحکام٬ نرمی‌ و سختی٬ مقاومت به سایش٬ ضریب اصطکاک٬ مقاومت الکتریکی٬ قابلیت انحلال هیدروژن و نفوذپذیری٬ مقاومت به خوردگی موضعی و ترک ناشی از خوردگی تنشی و پایداری دمایی را دارا هستند. دریچه‌های آبکاری الکتریکی برای سنتز این ساختارها با استفاده از تجهیزات و مواد شیمیایی مرسوم برای طیف گستره‌ای از فلزات خالص و آلیاژها گشوده شده است. یک روش مقرون به صرفه برای تولید محصولاتی با اشکال بسیار متفاوت از پوششهای نازک و ضخیم٬ فویلها و صفحه‌ها با اشکال غیر ثابت تا اشکال پیچیده شکل‌یافته با روشهای الکتریکی است. از این رو فرصتهای قابل توجهی برای صنعت آبکاری وجود دارد تا نقش تعیین‌کننده‌ای را در گسترش کاربردهای جدید نانوتکنولوژی ایفا نماید که این امر به آسانی با تکیه بر اصول قابل پیش‌بینی متالوژیکی که در سالیان گذشته مشخص شده قابل تحقق است. آبکاری با نیکل نیکل یکی از مهمترین فلزاتی است که در آبکاری به کار گرفته می‌شود. تاریخچه آبکاری نیکل به بیش از صدها سال پیش باز می‌گردد این کار در سال 1843 هنگامی که R.Rotlger توانست رسوبات نیکل را از حمامی شامل سولفات نیکل و آمونیوم بدست آورد آغاز گردید بعد از آن Adams اولین کسی بود که توانست آبکاری نیکل را در موارد تجاری انجام دهد. نیکل رنگی سفید شبیه نقره دارد که کمی متمایل به زرد است و به راحتی صیقل‌پذیر و دارای خاصیت انبساط و انقباض٬ جوش‌پذیر بوده و مغناطیسی می‌بلاشد. آبکاری با نیکل اساسا به منظور ایجاد یک لایه براق برای یک لایه بعدی مانند کروم و به منظور فراهم آوردن جلای سطحی خوب و مقاومت در برابر خوردگی برای قطعات فولادی٬ برنجی و حتی بر روی پلاستیکهایی که با روش‌های شیمیایی متالیزه شده‌‌‌اند به کار می‌رود. مواد شیمیایی که در الکترولیتهای نیکل به کار می‌روند عبارتنداز: • نمک فلزی (مهمترین آنها سولفات نیکل است و همچنین از کلرید نیکل و سولفومات نیکل نیز استفاده می‌شود.) • نمک رسانا (برای بالا بودن قابلیت رسانایی ترجیحا از کلریدها مخصوصا کلرید نیکل استفاده می‌شود.) • مواد تامپونه کننده (برای ثابت نگه داشتن PH اصولا اسید بوریک به کار برده می‌شود.) • مواد ضد حفره‌ای شدن (برای جلوگیری از حفره ای شدن به الکترولیتهای نیکل موادی اضافه می کنند که مواد ترکننده نامیده می شوند. سابقا از مواد اکسید کننده به عنوان مواد ضد حفره استفاده می‌شد.) آبکاری با کروم روکش‌های لایه کروم رنگی شبیه نقره٬ سفید مایل به آبی دارند. قدرت انعکاس سطح کروم‌کاری شده و کاملا″ صیقلی شده در حد 65% است (برای نقره 88%و نیکل 55%) در حالی که خاصیت انعکاس نقره و نیکل با گذشت زمان ضایع می‌شود٬ در مورد کروم تغییری حاصل نمی‌شود. لایه‌های کروم قابل جوشکاری نبوده و رنگ‌کاری و نقاشی را نمی‌پذیرند. کروم در مقابل گازها٬ موادقلیایی و نمکها مقاوم است اما اسید سولفوریک واسید کلریدریک وسایر اسیدهای هالوژن‌دار در تمام غلظتها ودر تمام درجه حرارتها بر روی کروم تاثیر می گذارند. به دنبال رویین شدن شیمیایی٬ روکش‌های کروم مقاومت خوبی در اتمسفر از خود نشان می‌دهند و کدر نمی‌شوند. از این رو به تمیز کردن و یا نو نمودن توسط محلولها یا محصولات حل کننده اکسیدها را ندارند. روکش‌های کروم تا 500 درجه سانتیگراد هیچ تغییری از نظر کدر شدن متحمل نمی‌‌شوند. رویین شدن حالتی است که در طی آن در سطح کروم٬ اکسید کروم (3+) تشکیل می شود. این عمل موجب جابه‌جایی پتانسیل کروم از 0.717 به 1.36 ولت می شود و کروم مثل یک فلز نجیب عمل می نماید. لایه های پوششی کروم براق با ضخامت پایین (در حدود 1 میکرومتر)که غالبا در کروم‌کاری تزیینی با آن روبه رو هستیم فولاد را در مقابل خوردگی حفاظت نمی‌کنند کروم کاری ضخیم که در مقابل خوردگی ضمانت کافی داشته باشد فقط از طریق کروم‌کاری سخت امکانپذیر است. با توجه به اینکه پوشش‌های کروم الکترولیتی سطح مورد آبکاری را به طور کامل نمی‌پوشانند از این رو کروم‌کاری تزیینی هرگز به تنهایی مورد استفاده قرار نمی‌گیرد بلکه همواره آن را به عنوان پوشش نهایی بر روی واکنش‌هایی که حفاظت سطح را در مقابل خوردگی ضمانت می‌نمایند به کار می‌روند. معمولا به عنوان پایه محافظ از نیکل استفاده می‌شود. آبکاری با مس مس فلزی است با قابلیت کشش بدون پاره شدن٬ نرم و هادی بسیار خوب جریان برق و گرما. مس از هیدروژن نجیب‌تر است و در نتیجه نه تنها در مقابل آب و محلولهای نمک‌دار بلکه در مقابل اسیدهایی که اکسیدکننده نیستند نیز مقاومت دارد. اکسیدکننده‌ها و اکسیژن هوا به راحتی مس را به اکسید مس (I) و یا اکسید مس (II) تبدیل می‌کنند اکسیدهایی که برخلاف خود فلز در اکثر اسیدها حل می‌شوند. به دلیل وجود گازهای مخرب در محیط که دارای گوگرد هستند٬ روی اشیایی که از جنس مس هستند لایه هایی از سولفور مس به رنگ‌های تاریک و یا سبز تشکیل می‌شود. الکترولیت‌های آبکاری مس • الکتر‌ولیت‌هایی برپایه اسید سولفوریک یا اسید فلوریدریک • الکتر‌ولیت‌هایی که فسفات در بر دارند • الکتر‌ولیت‌ها ی سیانیدی الکترولیت‌های اسیدی بر پایه سولفات مس به غیر از مس‌اندود نمودن مستقیم سرب٬ مس و نیکل برای دیگر فلزات مناسب نیستند. اینها روی آهن٬ آلومینیم و روی به طور مستقیم تولید روکش نمی‌کنند اگر در یک الکترولیت اسید اشیایی از جنس آهن٬ آلومینیم و روی فرو ببریم یک لایه اسفنجی در نتیجه مبادله یونی ایجاد می‌شود. این یک لایه پایداری بدون چسبندگی برای لایه‌های دیگر خواهد بود. بنابراین قبل از مس‌اندود نمودن این فلزات در محیط اسیدی باید حتما یک عملیات مس‌اندود نمودن در محیط اسیدی انجام گرفته باشد. الکترولیت‌های سیانیدی٬ علی‌رغم سمی بودنشان به علت دارا بودن خواص خوب اهمیت زیادی پیدا کرده‌اند. پوششهای حاصل از حمام‌های سیانیدی دارای توان پوششی خوبی می‌باشند٬ آنها دارای دانه‌بندی حاصل از چسبندگی فوق‌العاده‌ای‌اند. در نتیجه پدیده‌های شدید پلاریزاسیون٬ قدرت نفوذ الکترولیت‌های سیانیدی بهتر از حمام های مس‌کاری اسید است. الکترولیت‌های پیروفسفات مس برای ایجاد روکش‌های زینتی روی زاماک٬ فولاد٬ آلیاژهای آلومینیم و برای پوشش سطحی فولاد بعد از عملیات سمانتاسیون به کار برده می‌شود. موارد کابردی دیگر می‌توان مس‌کاری سیم‌ها و شکل‌یابی با برق را نام برد. آلیاژهای مس • برنج: آْلیاژی از مس و روی که CuZn30 نامیده می‌شود. • برنز: آلیاژی از مس و قلع می‌باشد. آبکاری با روی روی فلزی است به رنگ سفید متمایل به آبی٬ بالاتراز 100 درجه سانتیگراد شکننده٬ مابین100 الی 200 درجه سانتیگراد نرم٬ قابل انحنا و انبساط است و می‌توان به صورت ورقه‌های نازک درآورد٬ بالای 200 درجه سانتیگراد دوباره شکننده می‌شود. خاصیت تکنیکی خیلی مهم روی حفاظت خیلی خوب پوشش‌های آن در مقابل خوردگی است. این خاصیت ترجیحا بواسطه تشکیل لایه یکنواخت و چسبنده اتمسفر ایجاد می‌شود و عموما شامل اکسید و هیدروکسید کربنات روی و گاهی نیز سولفات و کلرید روی می‌باشد. الکترولیت‌های آبکاری روی • الکترولیت‌های اسیدی : اسید سولفوریک - اسید کلیدریک و اسید فلوبوریک. • الکترولیت‌های بازی : سیانیدی - زنکاتی و پیروفسفات. قدیمی‌ترین نوع روی‌کاری گالوانیزاسیون است . در این روش روی کاری٬ قطعات آهنی بعد از عملیات پرداخت در داخل روی مذاب در درجه حرارتی مابین 420 الی 450 درجه سانتیگراد فرو برده می‌شود. برای اهداف تزئینی از روی‌کاری براق استفاده می‌شود. اساسا″ ترکیب حمام‌های براق شبیه حمام‌های مات است٬ فقط حمام های براق دارای درجه خلوص بالاتر و بعلاوه مواد براق‌کننده آلی و غیرآلی می‌باشند. معمولا لایه‌های پوششی روی عملیات پسین شیمیایی توسط کروماته کردن و یا فسفاته کردن را پذیرا هستند. در نتیجه کروماته کردن لایه های روی خوردگی روی به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد. آبکاری با کادمیوم رنگ آن سفید بوده و به نقره شباهت دارد. بسیاری از خواص کادمیوم به روی شبیه اند. لایه کادمیوم به سهولت قابل لحیم‌کاری است. حفاظت ضدخوردگی کادمیوم شدیدا″ تحت تاثیر محیط خورنده می‌باشد. با توجه به اینکه فلز کادمیوم مسموم کننده است٬ بدین جهت از این لایه ها نباید برای قطعاتی که همیشه دم دست هستند و همچنین در صنایع غذایی استفاده نمود. الکترولیت‌های آبکاری کادمیوم حمام های کادمیوم کاری بسیار متداول از انحلال اکسید کادمیوم و یا سیانید کادمیوم در سیانید سدیم تولید می‌شوند. به وجود آمدن شکنندگی توسط هیدروژن در کادمیوم کاری سیانیدی سبب شده است که الکترولیت‌های اسیدی برای کاربردهای ویژه‌ای تهیه شوند. تنها فرایندی که امروزه سودمند است٬ بر پایه حمام‌های فلوئوبرات مبتنی است. عملیات پسین پوشش‌های کادمیوم نیز به منظور بهتر نمودن منظر قطعه انجام می‌یابد. غوطه‌ور نمودن کوتاه مدت در اسید نیتریک 0.5-0.3 درصد سبب براق شدن لایه‌ها از نوع نقره خواهد شد. در صورتی که بخواهیم لایه کادمیوم در مقابل خوردگی مقاوم‌تر شود٬ به طریق پسین با استفاده از محلول‌های اسید حاوی یونهای کروم (VI) ممکن خواهد بود. بر طبق غلظت و ترکیب محلول‌های کروم‌دار٬ لایه‌های کرومات به رنگهای آبی آسمانی٬ زرد براق یا سبز زیتونی ایجاد می‌شود که به طور قابل ملاحظه‌ای در مقابل خوردگی لایه را بهتر می‌نمایند. آبکاری با قلع قلع فلزی است براق٬ دارای رنگ سفید نقره‌ای٬ در درجه حرارت معمولی در مقابل آب و هوا مقاوم است و اسیدها و بازهای ضعیف به سختی روی آن اثر می‌گذارند. برعکس اسید و بازهای قوی به آسانی روی آن اثر می‌گذارند. به راحتی لحیم‌پذیر است. قلع در مقابل مواد غذایی و اتمسفر معمولی تحت تاثیر قرار نمی‌گیرد. با توجه به اینکه سمی نیست٬ کاربرد زیادی در پوشش‌کاری قطعات صنعتی مواد غذایی و صنعت کنسروسازی دارد. با توجه به لحیم‌کاری بسیار عالی در صنعت برق نیز به کار برده می‌شود. الکترولیت‌های آبکاری قلع الکترولیت‌های اسیدی : اسید فنل سولفونیک - اسید هیدروفلوریک و اسید فلوئوروبونیک. الکترولیت‌های قلیایی : براساس استانات سدیم یا پتاسیم و هیدروکسیدهای مربرطه می‌باشد. پوشش‌های قلع ایجاد شده روی قطعات به طریق الکترولیتی ظاهری کدر دارند با فرو بردن قطعات در حمام روغن داغ (Surfuion) براق می‌شوند. حمام‌های روغن داغ٬ خلل و فرج موجود در پوشش را از بین برده٬ مقاومت در مقابل خوردگی قشر را افزایش می‌دهند. همچنین با استفاده از یک محلول خیلی داغ کرومات قلیایی حاوی یک تر کننده٬ می‌توان مقاومت در مقابل خوردگی قشر قلع‌اندود شده را بهتر نمود. آبکاری با نقره نقره فلزی قیمتی (نجیب)٬ به رنگ سفید براق است. اسید کلریدریک٬ اسید سولفوریک و اسید استیک به طور جزیی بر آن اثر می‌کند٬ برعکس اسید نیتریک٬ آن را به صورت نیترات نقره حل می‌کند. نقره توسط سولفور هیدروژن و ترکیبات دیگر گوگرد تولید سولفور نقره به رنگ سیاه می‌نماید. اکسیژن هوا به نقره آسیبی نمی‌رساند.همچنین در مقابل اغلب محلول‌های نمکی و غذایی نیز مقاومت دارد. الکترولیت‌های آبکاری نقره حمام‌های نقره کاری شامل سیانید ساده نقره٬ کربنات پتاسیم٬ سیانید پتاسیم یا سیانید سدیم می باشد. هنگامی که از سیانید پتاسیم استفاده می‌شود پوشش به سختی می سوزد. ضمنا لایه‌ها براق و حمام‌ها دارای خاصیت هدایت جریان بیش‌تری هستند. سیانید قلیایی موجود در الکترولیت تحت تاثیر CO2 موجود در اتمسفر به طور جزیی تجزیه شده و تولید کربنات می‌کند. کربنات تولید شده خاصیت هدایت الکتریسیته و قدرت نفوذ الکترولیت را زیاد می‌کند. پوشش‌های نقره که در حمام‌های سیانیدی ساده ایجاد می‌شود کدر هستندو باید در هنگام پوشش‌کاری برش‌کاری نمود. عملیات اجتناب‌ناپذیر جلاکاری علاوه بر اینکه قیمت را بالا می‌برد٬ سبب از بین رفتن فلز نقره نیز می‌شوند. در حال حاضر حمام‌های نقره حاوی مواد افزودنی مختلف سبب ایجاد لایه‌های براق به کار برده می‌شوند. این حمام‌ها معایب الکترولیت‌های ساده را ندارند. آبکاری با طلا طلا فلزی‌ است قیمتی (نجیب)٬ به رنگ زرد٬ در طبیعت به صورت خالص پیدا می‌شود. طلا در مقابل اتمسفر٬ آب٬ محلول‌های نمکی و اسیدها آسیب ناپذیر است. تنها تیزاب (یک حجم نیتریک و سه حجم اسید کلریدریک) یا اسید کلریدریک با داشتن اکسیدکننده‌ها طلا را حل می‌کند. برای بهتر نمودن خواص پوشش طلای ترسیب شده به طریق الکتروشیمیایی٬ به الکترولیت‌های طلا مواد شیمیایی کاملا مشخص افزوده می‌شود. پوشش‌های آلیاژی نقش مهمی در روکش طلای الکترولیتی دارند. همچنین می‌توان به طور مناسبی خواص ویژه روکش‌ها٬ مانند سختی٬ براق نمودن و رنگ را تحت تاثیر قرار داد. طلاکاری با ضخامت کم (آبنوس‌کاری الکتریکی طلا) درزرگری به کار می‌رود. ایجاد لایه‌هایی با ضخامت نسبتا نازک به ضخامت در حدود 0.01 الی 0.1 میکرومتر فلز پایه را در مقابل کدر شدن مقاوم می‌کند. به علاوه رفته رفته لایه‌های ضخیم به ویژه در قطعات صنعتی به کار می‌برند٬ به عنوان مثال در صنعت الکترونیک برای ارتباطات در مدارهای چاپی٬ در صنایع فضایی٬ در ساختن وسایل سفره (کارد٬ قاشق و چنگال) و در صنعت شیمیایی به عنوان ضدخوردگی. آبکاری با فلزات گروه پلاتین به طو کلی پلاتین٬ پالادیوم٬ رودیوم٬ روتنیوم٬ اسمیوم و اریدیوم را فلزات گروه پلاتین می‌نامند. فلزات گروه پلاتین در صنعت مدرن رفته رفته اهمیت پیدا می‌کنند و از آنجایی که گرانبها هستند سعی می شود به جای استفاده از فلزات گروه پلاتین در صنعت پوشش کاری٬ از فلزات دیگر استفاده شود. از فلزات گروه پلاتین در صنعت تجهیزات آزمایشگاهی پیشرفته و مدرن٬ در صنعت الکتروتکنیک٬ در زرگری و در صنعت شیمیایی به عنوان کاتالیزور استفاده می‌کنند. آبکاری اجسام غیر هادی پوشش‌کاری مواد غیر هادی (مثلا : شیشه٬ موادمعدنی٬ نیمه‌هادیها٬ سرامیک٬ چرم٬ برگ درختان٬ چوب٬ پارچه و مواد پلاستیکی)به روش گالوانیک (الکترولیتی با استفاده از منبع جریان خارجی)٬ در صورتی که سطح آنها قبلا توسط یک روکش هادی جریان پوشیده شده باشد٬ ممکن خواهد شد. مشکلات فلز اندود نمودن غیر هادی‌ها٬ در ترسیب الکترولیتی نیست٬ بلکه در چسبندگی روکش فلزی است. غیرهادی ها بعد از یک آماده‌سازی کامل٬ آماده فلزاندود کردن هستند که بر روی آنها بتوان یک پوشش فلز با چسبندگی خوب افزود. در نتیجه فلزاندود نمودن مواد پلاستیکی٬ خواص جالب پلاستیک (برای مثال٬ وزن سبک٬ تغییر شکل آسان با کیفیت سطح استثنایی٬ ارزان قیمت بودن نسبت به فلز) با خواص روکش‌های فلزی حاصله از آبکاری با برق به دست می‌آید. محصولات شركت Goldschmidt قابل توجه صنايع شيميايي و آبكاري و ... شركت Goldschmidt از بزرگترين توليد كنندگان مواد شيميايي معدني و آلي مورد مصرف كارخانجات مختلف در دنيا بيش از 1300 مشتري در 69 كشور دنيا و توليد 350000 تن مواد مختلف شيميايي (سال 2005 ) در زمينه هاي ذيل فعاليت مي نمايد. الف . تركيب شيميايي نمك هاي فلزي ، سرب ، مس ، قلع ، قلع ، قلع ، گوگرد ب . تركيب شيميايي آلي و كاتاليزورهاي، اسيد سولفونات ، اسيد معدني و آلي ج . مواد اوليه توليد افزودني هاي آبكاري از جمله پروسه هاي پوشش دهي: 1 - الكترو كالرينگ قطعات آلومينيومي آندايزينگ شده 2- آبكاري قلع پيستونهاي آلومينيومي به روش غوطه وري ( قليايي - اسيدي ( Polystan , Tego Stanal 3- عمليات تكميلي پوشش قلع وآلياژ ان 4- آبكاري قلع بدون برق قطعات مس و آلياژ آن 5 - مواد شيميايي معدني و آلي مصرفي صنايع آبكاري فهرست مواد موجود: 1- Tego Suract CR : كاتاليست وانهاي قلع براق، سخت، مشكي به منظور تراز كنندگي و افزايش قدرت پرتاب 2- سولفات قلع II با خلوص 99 درصد محتوي 55 درصد قلع كريستال جهت آبكاري قلع و الكتروكالرينگ آلومينيوم 3- Tego Suract Dry : افزودنه جهت سريع خشك نمودن قطعه در مرحله شستشوي در جدول 12 موارد كاربرد قلع و آلياژهاي آن آورده شده است. عمده مصرف قلع در صنعت لحيم كاري مي‌باشد. مصرف قلع در اين صنعت به دليل تقاضاي زياد كشورهاي ايالات متحده آمريكا، ژاپن و با سهم كمتري در ديگر كمتري كشورهاي صنعتي به ميزان قابل توجهي افزايش يافته است. 9% قلع در پوشش ورقه هاي آهني با يک لايه نازک قلع کاربرد دارد.اين ورقه ها در ساخت قوطي هاي کنسرو استفاده مي شوند. 39% قلع در ساخت ورقه هاي حلبي کاربرد دارد. 24 % قلع در لحيم کاري به مصرف مي رسد. 14% قلع در تهيه آلياژهاي مهم برنز (قلع- مس)، مفرغ (قلع- سرب)،آلياژهاي مخصوص،آلياژ پوششي و برنز فسفر کاربرد دارد. قلع به آرامي با آهن پيوند ايجاد مي‌كند و به عنوان پوشش سرب و قلع و فولاد براي جلوگيري از خورندگي استفاده مي شود. ظروف فولادي تشكيل شده از قلع به طور گسترده‌اي براي نگهداري مواد غذايي استفاده مي‌شود و يك بخش بزرگي از بازار براي فلز قلع را تشكيل مي‌دهند. •لحيم كاري بدنبال كاهش مصرف قلع در صنعت حلبي سازي، صنعت لحيم كاري بزرگترين بازار مصرف قلع در جهان شده است. بر طبق گزارش رنيسون گلدفيلد صنعت لحيم كاري 31% مصرف قلع را در جهان به خود اختصاص داده است. در ژاپن 46% مصرف داخلي قلع، در صنعت لحيم كاري مي‌باشد. لحيم كاري عبارت از جوش زدن دو فلز و يا دو ماده با پوشش فلزي با استفاده از فلز سوم به عنوان فلز لحيم و پركننده، به كمك حرارت مي‌باشد. نقطه ذوب فلز لحيم همواره از نقاط ذوب دو فلز ديگر پائين‌تر مي‌باشد. جدول12-کاربردهاي صنعتي قلع و آلياژهاي آن جدول 12-2 آلياژهاي لحيم كننده به دو دسته سخت و نرم تقسيم مي‌شوند. بخش اعظم لحيم كننده‌هاي سخت فلزاتي نظير طلا، نقره، ‌قلع و آلومينيوم بوده و در دماي بالايCº350 ذوب مي‌شوند. اساس کار لحيم كننده‌هاي نرم فلزات قلع و سرب بوده و در دماي كمتر از Cº350 ذوب مي‌شوند. مقدار قلع در اين لحيم كننده‌ها بين 3 تا 7% مي‌باشد. مصرف عمده قلع به صورت آلياژ لحيم قلع - سرب (63% قلع و 37% سرب) و تركيب نزديك به آن (60% قلع و40% سرب)‌بوده و به طور وسيعي در صنايع الكترونيك بكار مي‌رود. اضافه كردن فلزات ديگر به آلياژ قلع - سرب خواص ويژه‌اي به آن مي‌دهد. به عنوان مثال آنتيموان سختي آن را بالا مي‌برد، نقره مقاومت كششي را بالا برده و مقاومت خوردگي آن را زياد مي‌كند. بيسموت و اينديوم نيز نقطه ذوب آن را تا زيرCº176 پائين مي‌آورد. دامنه استفاده از آلياژهاي لحيم كنده زياد بوده و كاربرد آن را مي‌توان به دو دسته صنايع ساخت و توليد و صنايع الكترونيك تقسيم بندي كرد. كاربرد آن در صنعت شامل ساخت اتصالات لوله و لوله‌هاي خم شو، ساخت مبدل‌هاي حرارتي و رادياتورهاي اتومبيل، در ظروف و نگهداري مواد غذايي و لوازم آرايشي مي‌باشد. به دليل سمي بودن فلز سرب، كاربرد لحيم كننده‌هاي قلع - سرب و ساخت ظروف نگهداري مواد خوراكي و اتصالات لوله‌هاي انتقال آب شرب به طور كامل در آمريكا ممنوع شده است. بنابراين بازار مصرف اين آلياژها در اين بخش عملا حذف شده است. در حال حاضر صنعت لحيم بزرگترين بازار مصرف اين نوع آلياژها بوده و بخش اصلي براي رشد لحيم كننده‌هاي حاوي قلع مي‌باشد. يكي از پيشرفت هاي اصلي در صنعت الكترونيك استفاده از فيبرهاي مدار چاپي به جاي سيم كشي‌هاي پيچيده و شلوغ در تجهيزات قديمي‌تر است. اتصال موفق قطعات الكترونيكي در حجم زياد و با هزينه كم به فيبرهاي مدار چاپي بستگي زيادي به استفاده از لحيم كننده‌هاي ارزان و مطمئن با تركيب اصلي قلع داشته است. لحيم كننده‌هاي با تركيب 63% قلع-37% سرب و 60% قلع - 40% سرب به طور گسترده در نصب قطعات الكترونيكي بر قلع فيبرهاي مدار چاپي بكار مي‌رود زيرا اين آلياژها به دليل داشتن نقطه ذوب پايين‌، با بوردهاي مدار چاپي و قطعات الكترونيكي سازگاري داشته و به آنها صدمه وارد نمي‌كند. از اوايل سال 1990 به دليل افزايش دانش بشر نيست به خطرات زيست محيطي مواد مورد استفاده در صنعت لحيم كاري و وضع قوانين سخت و محدود كننده بر آن، صنعت لحيم كاري مورد بررسي مجدد قرار گرفته است. استاندارد لحيم كاري تا اواخر سال 1980 عبارت از سيم لحيم قلع - سرب كمك ذوب با اساس الكل و CFC ها بوده است. از CFC ها براي پاك كردن باقيمانده كمك ذوب در محل لحيم استفاده مي‌شود. CFC ها براي لايه ازن بسيار مضر بوده و به همين دليل تمايل به استفاده از كمك ذوب‌هايي كه هيچ مقداري از آن در محل لحيم باقي نماند زياد شده است چنين كمك ذوب‌هايي فقط در شرايط محيطي محدود و خاصي مي‌توانند عمل كنند. يكي از اين شرايط استفاده از روش لحيم كاري در محيط خنثي نيتروژن مي‌باشد. از آلياژهاي مورد استفاده در اين روش آلياژ 62% قلع، 38% سرب و 2% نقره مي‌باشد و آلياژ 63% قلع و 37% سرب مي‌باشد كه توسط شركت آمريكايي انيديوم ساخته شده است. صنايع بزرگ الكترونيك در حال حاضر از روش لحيم كاري در محيط خنثي نيتروژن استفاده مي‌كنند. چنين روشي بوردهاي الكترونيكي تميزي را توليد مي‌كند. يكي از مهمترين مسائل صنعت قلع، افزايش نگراني در مورد استفاده از سرب در لحيم كننده‌هامي‌باشد. افزايش درصد قلع در اين لحيم كننده‌ها به عنوان جايگزين سرب، يكي از علت‌هاي اصلي افزايش مصرف قلع بوده است. سرب از فلزات بسيار سمي است. دفن زباله‌هاي الكترونيكي سرب دار كه بازيافت آنها اقتصادي نمي‌باشد باعث مي‌شود كه سرب موجود در اين زباله‌ها آزاد شده و وارد آبهاي زير زميني كه منبع اصلي تأمين آب شرب مي‌باشد شود. همچنين سوزاندن زباله‌هاي الكترونيكي باعث مي‌شود كه سرب آنها وارد جو زمين گردد و در نتيجه انتظار مي‌رود كه صنايعي كه از لحيم كننده‌هاي سرب دار استفاده مي‌كنند در دهه اخير خصوصاً در آمريكا به شدت محدود شده و يا ممنوع گردند. اين محدوديت‌ها و ممنوعيت‌ها مي‌تواند به صورت وضع ماليات بر مصرف سرب، تحميل تجهيزات بر توليد كننده‌ها براي بازيافت كامل سرب و يا منع كامل استفاده از سرب در لحيم كننده‌ها باشد. از طرفي به دليل نفوذ بالاي صنعت الكترونيك آمريكا هر گونه محدوديتي در اين زمينه بايد بر صنايع الكترونيك كشورهاي ديگر نيز اعمال گردد. در نتيجه نياز به ساخت لحيم كننده‌هاي قوي‌تر، مقاوم‌تر و كم خطر تر كه بتواند نياز صنايع الكترونيك و صنايع جديد آينده را فراهم كند وجود دارد. لحيم كننده‌هاي سرب دار را مي‌توان به صورتهاي ذيل جايگزين كرد : •با يك لحيم كننده بدون سرب كه در حال حاضر موجود باشد. •با يك آلياژ لحيم جديد •با يك روش جديد اتصال قطعات مانند چسب هادي شركت آمريكايي اينديوم در سال 1994 يك لحيم كننده بدون سرب وارد بازار كرد و ادعا نمود كه مناسب‌ترين جايگزين براي لحيم كننده با تركيب 63% قلع - 37% سرب بوده و نقطه ذوب و خواص روان شدگي آن مانند آلياژ قلع - سرب مي‌باشد. آلياژ جديد 227 Indalloy نام داشته و از تركيبي از 2/77% قلع 20% اينديوم و 8/2% نقره ساخته شده است. اين آلياژ در حال حاضر گران مي‌باشد. اما اگر قوانين محدود كننده و مالياتهاي سنگين بر مصرف سرب در صنايع الكترونيك بسته شود. چنين آلياژي مي‌تواند بسيار سودمند باشد. اگر اين آلياژ به عنوان تنها جايگزين لحيم كننده قلع - سرب بكار گرفته شود در آن صورت فقط در آمريكا تقاضا براي قلع به منظور برآوردن احتياج صنايع الكترونيك به 16600 تن در سال خواهد رسيد. در ژاپن شركت معدني و ذوب ميتسوئي و شركت مواد شيميايي هاريما با همكاري مؤسسه جوشكاري وابسته به دانشگاه اوزاكا در اوايل سال 1995 دو آلياژ با تركيب قلع - نقره و تركيب قلع - سرب بوده و علاوه بر اين مقاومت خستگي آن ها از آلياژ‌ قلع - سرب بيشتر است. ساخت لحيم كننده‌هاي قلع دار بدون سرب در حال حاضر يكي از زمينه‌هاي تحقيقاتي شركت‌هاي بزرگ انگليسي و ژاپني مي‌باشد. براي ساخت يك آلياژ لحيم مناسب كه جايگزين لحيم كننده قلع - سرب شود چهار عامل زير را بايد مد نظر قرار داد. نقطه ذوب آن كمتر از Cº260صدمه جدي به قطعات و بوردهاي الكترونيكي وارد مي‌كند. لحيم كننده جديد بتواند به سادگي به فلزات صنعتي نظير طلا، نقره، سرب، پالاديوم، قلع، قلع و آهن آغشته شود، مقاومت كلي، مقاومت خستگي و خوردگي بالايي داشته و با كمك ذوب‌هاي فعلي سازگار باشد. عناصر سا

+ نوشته شده در ۱۴/۴/۱۳۹۱ساعت ۱۳:۵۲ توسط علي باقري دسته : پروژه نظر(0)

طراحي وتوليد تسمه هاي فولادي

چکیده

نورد کاری تخت صفحه ها، ورق ها و تسمه ها اساساً عملیاتی با کرنش صفحه ای است، زیرا در نتیجه این کار پهنای قطعه کار فقط اندکی افزایش می یابد. طول ناحیه تماس بین غلتک ها و قطعه کار معمولاً از پهنای ورق بسیار کوچکتر است. هنگامی که غلتکها تنش فشاری σzرا ایجاد می کنند، منطقه مومسان نازک می شود و می تواند آزادانه در امتداد نورد کاری، یعنی امتدادx منبسط شود، اما ماده تغییرشکل یافته در دو طرف شکاف غلتک بطور مؤثری مانع انبساط جانبی در امتدادY می شود. در نتیجه حالتی از کرنش صفحه ای پدید می آید که در آن εΖ ≈ -εX,εY ≈ 0 ،بجزدر لبه های قطعه کار. آثار شکل هندسی غلتک و اصطکاک، بر فرآیند نوردکاری را، می توان بر حسب اثر تپة اصطکاک درک کرد. آثار اصطکاکی، مشابه حالت فشردن باکرنش صفحه ای است. در حقیقت اگر از انحنای غلتک چشم پوشی شود، ماده ای را که در شکاف بین دوغلتک است می توان تحت فشار با کرنش صفحه ای در نظر گرفت. اگر غلتک ها کوچک باشند، تحت فشارهای جدا کننده در معرض خمش زیادی قرار می گیرند، که برای مقابله با این مسئله می توان از غلتک های پشتیبان استفاده کرد. راه دیگر کاهش تغییرشکل کشسان غلتک، استفاده از ماده ای با مدول کشسان بزرگ، از قبیل کاربیدهای تفجوشی شده برای ساخت غلتک های کاری است. روش دیگر قرار دادن ورقی که باید نورد شود، بین دو لایه از ماده ای نرم، بصورت ساندویچ است،تا از این طریق ضخامت آن بطورمصنوعی افزایش یابد. فویل آلومنینیوم معمولی را به صورت دو ورق نورد می کنند. معمولاً برای مقابله با خمش غلتک، که سبب تولید ورقی با ضخامت متغیر در امتداد پهنا می شود، غلتک ها را قوزدار می سازند. میزان قوزدار بون غلتک با پهنای ورق، تنش شارش ماده و میزان کاهش، در هر عبور تغییر می کند. در نورد گرم معمولاً احتیاج به روانکاری نیست و از ماده روانکار بیشتر در مورد سرد کردن ابزار استفاده می کنند. اما در نورد سرد، برای بعضی فلزات با ضخامت کم، از ماده روانکار به دلیل اینکه، فلز به غلتک ها می چسبد، باید حتماً استفاده کرد، اما این روش نباید موجب لغزیدن غلتک ها شود. بنابراین بهتر است از ماده روانکار نامرغوبتر استفاده کرد. در پیشرفتهایی که اخیراً صورت گرفته با استفاده از دستگاه کنترل ضخامت بطور خودکار، ضخامت قطعه اندازه گیری می شود ومی توان مواد مرکب و پودرها رانیز، نورد کرد که در فصل مربوطه مورد بحث قرار خواهند گرفت. دربرخی کاربردها ضروری است،استحکام کششی تسمه های فولادی فراترازMpa800 باشد.ساخت چنین تسمه هایی از ورق فولادی نورد سرد شده بدون درنظرگرفتن تمهیدات لازم،بطوریکه کلیه خواص مکانیکی مطلوب تسمه ازجمله درصد ازدیاد طول وانعطاف پذیری، بطور همزمان رعایت گردند،بسیار دشوار می باشد.از همین روی روش های مختلفی برای ساخت تسمه های با استحکام کششی بالا،مشتمل بر عملیات حرارتی ویا حتی بدون عملیات حرارتی،پیشنهاد می گردد،که به کمک آنها استحکام کششی تا Mpa1250 نیز قابل دسترسی خواهد بود.باتوجه به میزان مصرف اینگونه تسمه ها درصنعت،این پروزه،سعی برتدوین دانش فنی تولید اینگونه تسمه هادارد.   فصل اول:مقدمات 1-1 شکل دادن فلزات بدون براده برداری تغییر پلاستیکی روی فلزات را شکل دادن می گویند.در اثر این شکل دهی ذرات فلز در داخل جسم جا به جا می شوند ولی وزنشان ثابت می ماند .فلزات را میتوان در درجه حرارت های متفاوت تغییر شکل داد .حرارتی که به فلز داده میشود در روش کار و خواص آن مؤثر است. عملیات شکل دادن فلزات بسیار متنوع اند .اما هدف اصلی از انجام همه آنها ایجاد تغییر شکل مناسب است. 1-2 شکل دادن گرم این نوع تغییر شکل در درجه حرارت بالای درجه حرارت تبلور مجدد صورت می پذیرد.نیرویی که برای انجام این عملیات لازم است به مراتب کمتر از نیرویی است که برای تغییر شکل درجه حرارت معمولی لازم می باشد. در این نیرو شکل و حالت بلورهای درون قطعه تغییرکرده و به حالت معمولی باز می گردند و نیز بلورها در راستای نیرو قرار می گیرند و درنتیجه خواص قطعه در جهات مختلف متفاوت می باشد.[1] 1-3 شکل دادن سرد اغلب قطعات پس از این که عملیات مختلفی روی آنها انجام شد در پایان کار در درجه حرارت محیط تغییر شکل داده می شوند .گاهی اوقات قطعاتی که به علت نازک بودن و غیره نمی توان در حرارت تغییر شکل داد را برای شکل دادنشان از روش سرد استفاده می کنند.عمده ترین موارد استعمال شکل دادن سرد عبارتنداز: نورد ورق،کشش سیم،لوله وانواع پروفیل ها . 1-4 شکل دادن فلزات تحت فشار هر گاه جسمی را به وسیله فشار در یک یا چند محور تغییرات پلاستیکی دهیم آن را شکل دادن تحت فشار می گویند. شکل1-1 تقسیم بندی شکل دادن اجسام بوسیله فشار[1] 1-4-1 ابزار الات اصلی نورد هر دستگاه نورد دارای حداقل دوغلتک می باشد .جسم اولیه بین دو غلتک قرار می گیرند و با گردشی که این غلتک ها حول محور های خود دارند جسم را با فشار به جلو کشیده و آن را نازک می کنند. نام هر غلتک بستگی به شکل آن دارد .در شکل 1-2 دو غلتک تخت را می بینید. شکل 1-2 نورد تخت با کوپلینگ[7] B صفحه نورد ،L مقر بلبرینگ،Kکوپلینگ (شکل 1-2) جنس غلتک ها به لحاظ کاری که انجام می دهند مهم بوده و از یکی از متریال های زیر ساخته می شوند: 1- فولاد آهنگری شده: مناسب برای نورد پرقدرت. 2- فولاد ریخته گری : مقاومت این نوع غلتک ها از مقاومت فولاد آهنگری شده کمتر است و به این دلیل برای قطعات ساده تر و یا اول خط نورد به کار برده می شود. 3-فولاد ریخته گری نیمه سخت: در قالب های شنی یاماسه ای ریخته شده و نوع بلورهای (کریستال های )آن پرلیت بوده و برای نورد پروفیل های سنگین و نورد ورق خشن به کار برده می شود. 4- فولاد ریخته گری شده با سختی متوسط: در قالب ریخته می شود،بلورهای ریزی دارد و فاقدکاربید است.سطح آن درمقابل اصطکاک مقاوم بوده و برای نورد فولادگرم وپروفیل های ظریف به کاربرده می شود. 5-فولاد ریخته گری با سطح سخت : در قالب ریخته می شود و در اثر خنک کردن آن سطحش سخت میگردد.سطح آن دارای کاربید است ،برای پروفیل های کوچک به کارمی رود. 6-چدن ریخته گری نامعین: مانند گروه 2 استفاده می شود. 7- چدن کروی : دارای گرافیت کروی بوده و برای نورد با فشار خیلی زیاد به کار برده می شود. 1-4-2 انواع نوردها • نوردتخت برای تولیدورق ونوار،نوردپله ای (شکل 1-3) شکل1-3 غلتک پله ای[7] • نوردگردکننده (شکل 1-4) برای ساخت پروفیل وغیره شکل 1-4 غلتک اندازه کن (کالیبرکن) [7] این نوردها از روی ساختمانشان به دو دسته کالیبر باز (شکل 1-5) و کالیبر بسته (شکل 1-6)تقسیم می شوند .کار اصلی نورد بوسیله غلتکهای کارانجام می شوند .این گونه غلتک ها جهت کشش بهتر با قطر نسبتاکمی ساخته شده و بوسیله غلتکهای دیگری در برابر خمش مقاوم می گردنددو غلتکی که جسم را فشار می دهند در یک سطح قرار دارند (شکل 1-7) و هنگام نورد کردن جسم فاصله شان اندکی زیاد می شود که به پرش نورد معروف است.شرایط کشیده شدن صفحه درون غلتک هادرشکل1-8 نشان داده شده است. a) دهانه کالیبر به وسیله خطهای موازی با محور غلتک تشکیل می شود. b) زاویه کالیبره 60 a< شکل 1-5 غلطک اندازه کن با کالیبر باز[9] a) دهانه کالیبر بوسیله خطهای تقریباعمود بر محور غلتک تشکیل می شود. b) زاویه کالیبره 60 a> شکل 1-6 غلطک اندازه کن با کالیبر بسته[9] شکل 1-7 صفحه نورد ،دهانه نورد و میزان کاهش ضخامت[5] a ) زاویه در گیر شدن > aزاویه اصطکاک p b ) زاویه درگیر شدنa < 2Pدر این صورت کشیدن قطعه به داخل نورد هنوز ادامه دارد. شکل1-8 شرایط کشیدن صفحه به داخل غلتکها[5] 1-4-3 دستگاه نورد دستگاه نورددارای دو پایه یا گیره می باشد که جنس آنها برای دستگاه های سبک ازچدن و برای غیره از فولاد ریخته گری (تا250تن وزن دارند) تشکیل شده است. بدنه نورد می تواند بسته یا باز باشد .اگر دارای بدنه بسته باشد نیرو از پهلو و یا از بالا اثر می کند .در دستگاه نورد با بدنه باز نیرو فقط از پلو اثر می کند(شکل 1-9) شکل1-9 دستگاه نوردسه غلتکی با بدنه باز[7] aپایه یا بدنه ، bنگه دارنده افقی پایه ها ، cمهر فشار ، eمهره تنظیم،f گیرنده فشار ، gاهرم تنظیم ، hتنظیم غلطک زیری، Iصفحه نورد ، kورودی قطعه ،تمیز کننده غلتک. وقتی که نیرو از بالا اثر کند در قسمت پهلو پنجر هایی جهت تعویض غلتکها تعبیه می شود(شکل 1-10) 1-4-4 تقسیم بندی نوردها الف-تقسیم بندی نورد ازروی تعداد غلتکها دو غلتکی- سه غلتکی- چهار غلتکی و مخصوص ب-تقسیم بندی از روی قطر نورد مثلا دستگاه با قطر 600 میلی لیتر ج-تقسیم بندی از روی نوع ساختمان دستگاه شکل1-10 دستگاه نوردبابدنه بسته[7] دستگاه افقی که درآن نوردها افقی حرکت می کنند. دستگاه عمودی که در آن نوردها عمودی حرکت می کنند. 1-4-5 کوره های نورد هر جسمی که برای نورد شدن به کوره می رود باید تمام نقاطش یکسان گرم شود .این کار را معمولا به وسیله کور های عمیق می توان به بهترین نحو انجام داد. الف:کوره های عمیق مخصوص نورد کوره عمیق یک کوره یکسان کننده درجه حرارت جسم می باشد .معمولا قطعاتی را که هنوز گرم هستند در این کوره قرار می دهند تا به درجه حرارت لازم جهت نورد برسند .بدین ترتیب تقریبافقط قطعات اولیه که از ذوب فلزات به دست می آیند در این کوره گرم می شوند .قطعات به طور ایستاده در این کوره قرار می گیرد وحرکت نمی کند .در نتیجه قطعات خیلی سنگین را در این کوره میتوان گرم کرد.کور های عمیقی که جدیدا ساخته شده اند دارای اتاق بزرگ می باشند و 8تا 18قطعه متوسط در درون آن جای می گیرد .تولیدگرما به وسیله احتراق گاز و یا نفت صورت می گیرد .جدیدا از برق نیز جهت تولید گرما استفاده می کنند .مزیت برق این است که خاکستری به جا نمی ماند .در ضمن هوای مصرفی سوخت قبل از ورود به محفظه احتراق جهت بالا بردن راندمان گرم می شود. ب-کور های ضربه ای مخصوص نورد کلیه اجسامی که نورد می شوند می توانند در این کوره گرم شوند .در این کوره قطعه روی یک باند قرار می گیرد .باند در جهت مخالف گازهای گرم حرکت می کند.بهتر است که قطعه را از قسمت پهلوی دستگاه وارد آن کرد تا حرارت کمتری به هدر برود. شکل1-12کوره چنداتاقه ضربه ای[5] برشE-F این کوره را می توان استوانه ای شکل ساخت و حرکت باند را هم دایره ای کرد . شکل1-13کوره ضربه ای بااجاق دوار[5] 1-4-6 نورد طولی عمل نورد را هنگامی که قطعه بدون چرخش به طور عمود بر غلتکها حرکت کند نورد طولی می گویند. نورد طولی تخت نوردی است که غلتکهای آن به صورت استوانه ای یا مخروط ناقص باشند . الف –خط نورد خیابان نورد عبارت است از یک سری دستگاه های نورد جهت تولید یک محصول ،خیابان نورد میتواند از یک یا تعداد زیادی دستگاه تشکیل شود .تولیدات خیابان نورد به دو دسته تقسیم می شوند : 1- قطعات نیمه تمام یا مادر که در ساخت قطعات دیگر به کار می روند. 2- تولیدات نورد گرم قطعات نیمه تمام آنهایی هستند که سپس مورد آهنگری گرم و یا نورد گرم قرار گیرند .مثلا قطعات اولیه با سطح مقطع مستطیل شکل و حداقل عرض mm 130قطعات اولیه با سطح مقطع چهار ضلعی با حداقل عرض mm130 -40و قطعات اولیه برای تولید ورق های ظریف با عرض mm400-150 و ضخامت mm30-6 ونوار با ضخامت mm5/1 تولیدات نورد گرم عبارتند از: میله های فولادی و ساختمانی ،انواع پروفیل های فولادی و ساختمانی ،سیم نورد شده گرد،چهار پهلو،شش پهلو،هشت پهلوتخت. خیابان نورد سنگین شامل غلتکهایی با قطر mm1250تا mm1100 و طول 5/2تا2/2برابر قطر می باشد و قطعات با وزن 5 تا 9 تن را نورد می کند. غلتک های نورد می توانند به تنهایی و یا به طور جمعی از موتور نیرو بگیرند .سطح مقطع قطعات تولید شده در خیابان نورد سنگین چهار ضلعی با ابعاد mm350 تاmm150 می باشد .نسبت قطر غلتک به قطعه و اندازه های تقریبی را می توان از شکل 1-16به دست آورد.قطعات نورد شده که هنوز گرم هستند پس از عمل نورد به وسیله غلتک هایی به سوی اره ای که آنها را به اندازه های مساوی می برد هدایت می شوند .در آخر قطعات بریده شده یا مجددا نورد می شوندو یا اینکه به انبار ارسال می گردند. شکل1-14 نسبت قطر غلتک به قطعه[2] خیابان نورد سنگین متشکل است از غلتک های با وزن 5/2تا 5تن (هر دستگاه دارای دو غلتک است).قطر mm850تاmm 1050 ابعاد سطح مقطع قطعات تولید شده بین 125تا 250 میلیمتر قرار دارند .خیابان نورد سبک با غلتک هایی با قطر 600تا 800 میلیمتر برای نورد قطعات 600 تا 2000 تنی استفاده می شود. تعداد غلتک ها دو یا سه عدد می باشد.در ضمن عرض قطعات تولید شده بین 80 تا 150 میلیمتر می تواند باشد.خیابان نورد نرمال از دستگاه های دو غلتکی تشکیل می شود ،به طوری که هر غلتک به وسیله یک موتور مخصوص به خود کار می کند.وزن قطعات نورد شونده در این خیابان بین 8/1تا 20 تن می باشد. دستگاه انیورسال نورد شامل غلتک های افقی و عمودی می باشد ،در نتیجه قطعات از دو جهت نورد می شوند .در اثر غلتک های افقی و عمودی توان دستگاه افزایش و سرعت آن تنزل می یابد .در این دستگاه عمود نورد به صورت مرحله ای انجام می شود.به طور مثال یک قطعه20تنی با ابعاد mm800mm×1800×mm 2000(ضخامت ×عرض×طول) حدود 23بار مدت 156ثانیه نورد می شود. در حالی که دستگاه انیورسال نورد قادر است در هر 109ثانیه 17دفعه قطعه را نورد کند .ابعاد قطعه نوردشده می تواند mm160×mm1610×mm11300 باشد. ب- خیابان نورد ورق ضخیم ،متوسط و ظریف (نازک) به طور کلی ورق ها را از روی ضخامتشان به سه دسته ضخیم با ضخامت بیش از mm75/4متوسط بین mm3 تا mm75/4 و ظریف (نازک)با ضخامت کمتر از mm3 تقسیم می کنند .اکثر دستگاه های نورد ورق ضخیم و متوسط دارای دو یا سه غلتک نازک عمل غلتک های کار را انجام داده و دو غلتک قطورتر به غلتک های کار استحکام می دهند . برای بالا بردن دقت کار و بهبود بخشیدن تلرانس ورق ها لازم است که سطح قطعات را قبلا تمیز کردو در ضمن از غلتک های افقی استفاده نمود.به وسیله این دستگاه میتوان ورق های ضخیم(با ضخامت بین 10تا حداکثر 40 میلیمتر )و ورق های متوسط را نورد کرد.در ضمن ضخامت ورق را پس از عمل نورد می توان به طور دقیق اندازه گرفت ووزن قطعات نورد شونده می تواند بین 20تا40باشد.ورق های تولید شده به وسیله قید های مخصوص به طور گرم صاف گشته و سپس به انداز های دلخواه بریده می شوند. شکل 15-1 نوردچهارغلتکی[5] aدستگاه شستشوی قطعه ،bکشوئی کمکی ،cکشوئی،d محور محرک،e قید له کننده، fنگه دارنده چهار غلتک،g غلتک میز ،h دستگاه اندازه گیر ضخامت ورق. برای نورد ورقه های ظریف (نازک)از دستگاه لاتشه تریود در بدو خیابان نورد استفاده می شود. قطر غلتک میانی این دستگاه کمتر از غلتک زیری و بالایی بوده و فاقد انرژی دورانی به وسیله موتور و قابل تنظیم می باشد.غلتک میانی هنگام نورد قابل حرکت است. قطعات اولیه ای که در تولید ورق های نازک به کار می روند دارای عرض 250تا 400 میلیمتر و ضخامت 6تا 30 میلیمتر می باشند .عمل نهایی نورد ورق های نازک به وسیله دستگاه دوغلتکی که به وسیله غلتک های دیگر چرخانده می شوند صورت می گیرد.برای نورد ورقهای نازک با ضخامت بین 1تا 2 میلیمتر از گذاشتن چند ورق بر روی هم استفاده می کنند. البته بین مراحل مختلف نورد ورق ها را در درجه حرارت 750تا 850 درجه سانتیگراد می تابانند تا نرم شوند. ج- خیابان نورد نوارهای باریک و پهن اغلب ورق ها به صورت نوار با حداقل ضخامت 8/ . میلیمتر نورد می شوند به جز در موارد خاص که شرایط مخصوص به خود را دارند .نوار پهن به نوارهای با عرض بیش از600 میلیمتر و نوارباریک به عرض کمتر از 660 میلیمتر می گویند.اول خیابانهای نورد نوار پهن دستگاه نورد دو غلتکی و در وسط خیابان دستگاههای چهار غلتکی قرار دارند.گاهی اوقات جهت تولیدنوارهای پهن به خیابان های متعددی که پشت سرهم قرار دارند نیاز است.لایه های روی ورق که در اثر حرارت اکسید می شوند به وسیله وانهای مخصوص شستشو جدا می گردند در وانهای شستشوآب با فشار bar400 به ورق پاشیده می شود .قطر غلتک های کار حدود 685 میلیمتر و قطر غلتکهای استحکام بخشنده 1400میلیمتر و طول آنها2100 میلیمتر می باشد.سرعت حداکثر دورانی غلتکها ،به وسیله رگولاتوری به طور دائم در حال تغییر بوده تا نوارها کشیده یا فشرده نشوند . این سرعت حداکثرm/s16 میتواند باشد .قطعات نورد شونده بوسیله این خیابان دارای ابعاد طولmm800 و عرضmm1900 ضخامت mm12هستند.خنک کردن غلتک ها در دستگاه نورد خیلی مهم است در غیر این صورت ترک می خورند.این عمل به وسیله آب با فشار 8تا bar15 انجام می شود.جهت نورد سرد کردن قطعات دستگاه را نسبت به ماده،ضخامت و دلیل نورد، انتخاب می کنند.معمولا دستگاه ها دو یا چهار غلتک می باشند.دستگاه های دوغلتکی در اول خیابان برای نورد اولیه و گاهی برای نورد ثانویه نوارهای تابانده شده به کار می روند.به وسیله دستگاه های چهار غلتکی میتوان ورق را تاmm2/0نورد کرد.برای نورد کردن ورق های خیلی نازک و سخت از دستگاه هایی که بیش از چهار غلتک دارند (12تا 20)استفاده می شود.(شکل 1-16)قطر غلتک های کار این دستگاه خیلی کم بوده و تاmm 4 نیز می رسد.در نتیجه غلتک های بیشتری جهت استحکام غلتک های کار لازم است. با کم شدن قطر غلتک کار نازک شدن ورق بیشتر در جهت طولی انجام شده و دقت اندازه ها افزایش می یابد. غلتک های کار ها شور زده شد اند(20غلطکی) شکل (1-16)نحوه قرار گرفتن غلتک ها در دستگاه چندین غلتکی[5] نوارها قبل و پس از عمل نورد روی دوقرقره پیچیده می شوند .با کمک قرقره ها می توان یک نیروی کششی نیز در جهت طول ایجاد کرد .با استفاده از نیروی کششی احتیاجی به تاباندن نوارها در بین دو عمل نورد نیست.برای خنک کردن قطعه و غلتک ها از محلول روغن و آب استفاده می شود .حداقل مقدار تغییر شکل در نورد سرد30% و برای نوار پهن 50% و حداقل ضخامت قابل تولید 8/ . تاmm1می باشد.اگر تاباندن نوار پس از عمل نورد لازم باشد آن را تا 700 درجه سانتیگراد گرم کرده و سپس تا 400 درجه سانتیگراد سریع سرد می کنیم ،اگرعمل سردکردن برای فولاد با درصد کربن بالا تا مدت زیادی استفاده شود برای بعضی کارها از قبیل کشش عمیق دیگر مناسب نیستند مگر آنها را قبل از استفاده به مقدار خیلی کم (1% )نورد کرد.ترتیب دستگاه های خیابان نورد نوار، گوناگون است. د- نورد انواع صفحات از آنجایی که صفحات ورق هر یک به تنهایی نورد گرم می شوند،سوالی در مورد تولید زیاد انواع ورق ها با جنسهای مختلف پیش می آید که در ذیل به شرح مختصر آنها می پردازیم .صفحات ورق به وسیله دستگاه دو غلتکی نورد شده و پس از یک بار نورد دوباره با برگرداندن آن از روی غلتک فوقانی که اغلب نیروی دورانی ندارد نورد می شود .البته نازک کردن ورق با کمک دستگاه سه غلتکی به علت کوچک بودن قطرغلتک میانی بهتر انجام می شود ،قطر این غلتک به طور مثال mm350در مقابل دو غلتک فوقانی و تحتانی با قطر mm710 می باشد.(روش لاتشه). دستگاه چهار غلتکی نیز با قطر میانی (mm400-350) و قطر خارجی mm1200در تولید ورق استفاد می شود .جهت دوران غلتک ها ،قابل تغییر است. نورد پروفیل عبارت است از نورد طولی قطعه با کمک غلتک هایی که شکلشان غیر از استوانه یا مخروط بوده و در جهت محیط شان یکنواخت هستند .انواع میله ها نیز قابل نورد پروفیلی هستند. 1-5 انواع تسمه ها و کاربرد آنها تسمه های فولادی نورد سرد شده را می توان بر طبق استاندارد DIN از نظر جنس به گروه هایی از جنس فولاد های ساختمانی و از جنس فولادهای غیر آلیاژی نرم تقسیم کرد،که بر طبق DIN1623T2 در ضخامت mm3 از فولادها ی ساختمانی و برطبق DIN1623T1در ضخامت تا mm3 از فولادهای غیر آلیاژی نرم استاندارد شده اند.از انواع تسمه ها میتوان از تسمه های مقاوم به حرارت و تسمه های براق فولادی نیز نام برد .البته ورق های از جنس فلزات غیر آهنی نیز به صورت تسمه به بازار عرضه می شوند .کاربرد ورق و تسمه های مقاوم به حرارت مخصوص درهمه روش های جوشکاری ذوبی و جوشکاری برقی لب به لب ضربه ای ،مخازن تحت فشار ،لوله های تحت فشار وتاسیسات و دیگ بخار می باشد. ورق و تسمه های فولاد ساختمانی محدودیت جوشکاری ندارند وتمام تولیدات آنها مخصوص پوشش رنگ است. ورق و تسمه های از جنس فولاد آلیاژی نرم را می توان جوشکاری و یا روی آنها عملیات کشش انجام داد .برای درک بهتر این بخش میتوان به پیوست الف از همین پایان نامه مراجعه نمود.   فصل دوم : نورد کاری تسمه و تختال های مسطح 2-1 مقدمه از دستگاه های نورد به طور بسیار گسترده ای برای گرم کاری و سردکاری بسیاری از فلزات و آلیاژها ،در اندازه های بسیار متنوع استفاده می شود .برخی از شمشهایی که به تولید ورق فولادی اختصاص داده شد اند ممکن است20تن یا بیشتر وزن و حداقل m3/0ضخامت داشته باشند .یک کارخانه نورد ممکن است به تنهایی درهفته 50000تن تختال فولادی با پهنای تا حدود m8/1راتولید کند .آلومینیوم را می توان به صورت نوار ورق هایی به پهنای m4 نورد کرد و از طرف دیگر ورق های بسیار نازک آلومینیومی را می توان با ضخامتی حدود m025/0تولید کرد. [4] 2-1-1نورد کاری گرم کاهش سطح سنگین از طریق نورد کاری گرم یکی از روش های عمده تولید میله با سطح مقطع مستطیل ،گرد یا پیچیده تر است. این روش از طریق در هم شکستن ساختار ریختگی و ریز کردن اندازه دانه ،سبب بهبود خواص فلز ریختگی و در نتیجه همگنی بهتر و مقاومت و سختی بیشتر آن می شود .در خلال نورد کاری و همچنین در بیشتر فرایند های آهنگری ،در مقایسه با خروج کاری، فشار و تغییر شکل در هر زمان معین به حجم کوچکی از فلز محدود می شود .بنابراین می توان شمشهای بسیار سنگین را با استفاده از دستگاه های با ظرفیت بار متوسط تغییر شکل داد .شمش به صورت مداوم به داخل دستگاه نورد رانده می شود و معمولا سرعت تولید زیاد است در اینجا نیز مانند همه عملیات گرم کاری ،سرعت عمل ،مساله ای حیاتی است ،زیرا قطعه کار بر اثر سرد شدن سخت می شود .زمان لازم برای برگشت دادن تختال به قسمت ورودی غلتک های عامل، محدود کننده سرعت است اما این مشکل برای اکثر اندازه ها با استفاده ازغلتکهای دو طرفه رفع شده است .تختال های بسیار کوتاه معمولا توسط کارگر به عقب بر گردانیده می شوند که این خود نیاز به کارگر را افزایش میدهد .دستگاه نورد گرم برای تولید تختال یا شمشه از شمشهای فلزی ،به دستگاه نورد شمشه مشهور است و معمولا دو غلتک بزرگ دارد که به صورت قائم بر روی یکدیگرقرار دارند. در نتیجه به آن دستگاه نورد دوغلتکه می گویند و در این درمقایسه با دستگاه های چهارغلتکه یا چند غلتکه است که عموما در عملیات نورد سرد به کار می روند.از غلتک هایی با طرح مخصوص برای تولید محصولات گرم نورد دیده طویل با مقاطع مختلف از قبیل گرد،شش ضلعی ،ناودانی،نبشی وتیر آهن استفاده می شود.این مقاطع از نظر اقتصادی بسیار مهم اند، زیرا مقدار تولید آنها زیاداست اما غلتکهای فوق را معمولا به طور تجربی و با در نظر گرفتن چند قانون کلی طراحی می کنند.به طور کلی مسئله عمده در این مورد پرکردن قالب است که درباره آن مبانی نظری مختصری وجود دارد .در این جا ارزیابی بار های کاری برای این قبیل شرایط پیچیده مورد نظر نیست، اما می توان با استفاده از اطلاعات نظری موجود برای نورد ساده قطعه تخت با سطح مقطع مشابه تخمین های تقریبی زد. [4] 2-1-2 نورد کاری سرد نورد کاری سرد تسمه پهن ،مناسب ترین فرایند فلزکاری برای تجزیه و تحلیل نظری است و نشریه نورد سرد بسیار توسعه یافته است .نورد کردن مقادیر زیادی از ماده به اندازه و خواص معین امری متداول است و کلاف های طویل یکپارچه ،پردازش می شوند. بنابر این بر خلاف وضعیت کا ردر فرایندهای کشش عمیق و تولید لوله های کوتاه در نورد، بار یکنواخت می ماند و اثرات شروع و توقف کار بر روی بار اعمالی کم است. پشت سر هم قرار دادن چندین دستگاه نورد امری متداول است و مساله اساسی در این مورد این است که کشش تسمه در فاصله بین دستگاه های نورد در محدوده کوچکی قرار گیرد تا ضخامتی یکنواخت حاصل شود .با کاهش ضخامت تختال بر طول آن افزوده می شود و سرعت خروجی تسمه ممکن است به مقادیر بسیار بالایی تا حدود m/sec250 برسد.کنترل کشش توسط انسان از طریق تنظیم سرعت های نسبی غلتک ها در قفسه های مجاور هم ممکن است ،اما در حال حاضر در کارخانه های بزرگ نورد برای انجام این کار از کامپیوتر استفاده می شود .به علت سرعت های بالا و تولید بسیار زیاد دستگا های نورد برنامه عبور مناسبی که برمبنای خواص ماده ،پذیرش تسمه توسط غلتک ها و ظرفیت بار دستگاه تعیین شود از لحاظ اقتصادی اهمیت زیادی دارد .در بخش 2-4 نشان داده خواهد شد که پذیرش تسمه توسط غلتک ها ،که حداکثر کاهش سطح در هر عبور را معین می کند ،توسط کشش های موجود بین قفسه ها، ضریب اصطکاک و شعاع غلتک ها تعیین می شود. (2-1) به همین دلیل نورد کاری فرایندی است استثنایی که در آن عملکرد بهتر با روغن نامرغوب تر حاصل می شود اما اگر اصطکاک خیلی بالا باشد بار لازم فزون از حد می شود .بار دیگر میتوان از نظریه برای رسیدن به یک حالت مصالحه استفاده کرد. اگرچه حداکثر کاهش سطح در هر عبور با بزرگ شدن شعاع غلتک افزایش می یابد ولی بار Pلازم برای یک کاهش معین نیز زیاد می شود .(بخش 2-5) (2-2) در نتیجه شعاع غلتک همواره کوچک نگه داشته می شود تا از بارهای زیاد و نیاز به تجهیزات سنگین اجتناب شود.حسن دیگر این مسئله ان است که با استفاده از غلتک هایی با قطر کوچکتر می توان تسمه را تا ضخامت نهایی کمتری نورد کرد.(بخش 2-7-1) (2-3) ممکن است این ضخامت محدودکننده برا ی تولید تسمه و ورق بسیار نازک ،به خصوص از فلزات سخت، بسیار مهم باشد. در هر حال غلتک های طویل و باریک تحت تاثیر بار تاب بر می دارند و تغییراتی در ضخامت تسمه ،در امتداد عرض آن، به وجود می آورند.بنابراین غلتک هایی با قطر کوچک معمولا توسط غلتک های بزرگ پشتیبانی می شوندو بدین ترتیب یک دستگاه چهار غلتکی بزرگ را به وجود می آورند. برای تسمه و ورق بسیار نازک می توان از این اصل پا فراتر گذاشت و غلتک های پشتیبان را نیز توسط غلتک های دیگر پشتیبانی کرد در حالی که غلتک های کاری اصلی فقط mm25یا mm50 قطر دارند .این قبیل مجموعه غلتک ها می توانند تسمه ای به ضخامت mm25/0را از فلزات سختی چون آلیاژهای زیرکونیم و تیتانیم تولید کنند .وقتی تنش تسلیم پایین باشد مثل الومینیوم ،از غلتک هایی با قطر بیشتر می توان استفاده کرد .ورق بسیار نازک الومینیومی توسط دستگاه نورد دو غلتکی تاضخامت mm25% نورد می شود .ورق های بسیار نازک تر که برای بسته بندی سیگار و شکلات از آنها استفاده می شود را معمولا به صورت دولا نورد می کنند .غلتک ها طوری تنظیم می شوند که بین آنها فاصله ای نماند و حتی به یکدیگر فشرد شوندو بدون این که ورقی در بین آنها وجود داشته باشد .این به معنی فاصله منفی غلتک ها است .بدین ترتیب ضخامت محصول تولیدی به چگونگی فراگیری غلتک ها حساس نیست بلکه توسط کشش اعمال شده به وسیله کلاف پیچ کنترل می شود .این کار به تخت شدن ورق نازک تولیدی نیزکمک می کند.نظریه نورد کاری تسمه امکان درک اثرات متقابل کلیه عواملی چون:ضخامت و سختی تسمه ،کاهش سطح ،قطر غلتک ها ،فاصله غلتک ها ، تنش های جلو و عقب کشی ،سرعت و ضریب اصطکاک را به وجود می آورد این موارد مهم در ک کیفی نوردکاری را که خود راهنمای خوبی برای انتخاب کارخانه و شرایط عمل است و نیز تخمین مقدار بار نورد کاری و در نتیجه تهیه جزئیات برنامه ریزی بهینه نورد را ممکن می سازد. [6] 2-2 برآورد های اولیه بار غلتک 2-2-1 بار لازم برای ایجاد تسلیم در تغییر شکل همگن هر جز از فلز که نخست مکعبی کوچک است ،پس از تغییر شکل مومسان در کشش ساده ،به صورت یک متوازی السطوح در می آید.تمامی نمونه به جز دو سر آن که همواره در آزمون کشش از آنها صرف نظر می شود ،برای تغییر شکل بدون قید خارجی آزاد است. این اصلی کلی است که چنین تغییر شکل همگنی مقدار کار کمتری را لازم دارد و در نتیجه بار نسبت به هر نوع تغییر شکل دیگری کمتر است .بنابر این، محاسبه بار برای تغییر شکل همگن در مورد بار لازم در هر عمل تولیدی دیگر که تغییر نهایی یکسانی را در سطح مقطع قطعه کار پدید آورد ،حد پایینی به دست می دهد. در نورد با روانکاری کامل مقدار اصطکاک پایین است (05/0µ) و این روش فلز کاری را نیز می توان مانند یک عمل فشردن ساده در نظر گرفت،اما سیستم فوق از نظرکرنشی کمی پیچیده است و بنابر این تنش تسلیم ماده از نقطه ورود تا نقطه خروج از فضای بین دو غلتک ،افزایش می یابد.(شکل 2-1) شکل 2-1 [9] الف(نورد تسمه ،مشابه عمل فشردن ساده با اصطکاک قابل اغماض در نظر گرفته شده است. (ب) نمودار تنش –کرنش که نمایانگر تنش تسلیم متوسط در روش ایده ال شکل دادن فلز از bε تاaε است. غلتک ها معمولا به اندازه کافی بزرگ اند و میتوان از انحنای سطح آنها صرف نظر کرد .در تحلیل عمیق تر این مورد ،تغییرات تنش تسلیم را می توان مدنظر قرار داد .اما برای بسیاری از اهداف کافی است تنش تسلیم متوسط ý به عنوان اولین تقریب در نظر گرفته شود به این ترتیب فرمول ساده ای برای بار نورد Pبه دست می آید: چون بنابر این رابطه فوق را میتوان این چنین نوشت : (2،4) اغلب تسمه های پهن نورد سرد می شوند و این شرایط تقریبا به شرایط کرنش صفحه ای (با صرف نظر کردن از پهن شدن جانبی2=0ε) نزدیک است .پس لازم است ک تنش تسلیم در کرنش صفحه ای S=2Kمورد استفاده قرار گیرد این تنش تسلیم به علت ثابت بودن پهنای تسمه، به میزان 15% از Yبیشتر است .معمولا بار را به ازاء واحد پهنای ورق نورد شونده تعیین می کنند: (2-5) به عنوان یک راهنما میتوان مقدار اصطکاک را در این فرمول 20%در نظر گرفت لذا فرمول فوق برای با رP با در نظر گرفتن اصطکاک به صورت زیر در می آید: (2-6) این فرمول برای ارزیابی بارهای حقیقی نوردسرد تسمه پهن بسیار سودمند است .البته این فرمول برای کلیه برنامه های نورد کاری کاملا دقیق نیست، اما به آسانی می توان آنرا به خاطر سپرد .و برای نخمین سریع و تقریبی بارهای غلتک بسیار قابل استفاده است. این فرمول را می توان، مثلا در تخمین تخت شوندگی غلتک که توسط رابطه هیچکاک داده می شودنیز به کار برد. 2-2-2 فرمول کار برای تغییر شکل همگن یک رهیافت کلی برای شرایط ساده کشش یافشار و همچنین فرایندهای پیچیده تری چون کشیدن قابل استفاده است عبارت است، از بررسی کار انجام یافته در تغییر شکل جزء کوچکی از قطعه کار و سپس تعمیم آن به کل منطقه تغییر شکل بنابر این تنش های اصلی در هر نقطه برای کششش محوری برابرند با : که Yتنش تسلیم لحظه ای در کرنش ε،مربوط به سطح مقطع Aو طول L است کار جزیی صرف شده برای ازدیاد طول به مقدار Lδیک نمونه در ورای این کرنش حاصلضرب نیرو و تغییر مکان است : (2-7) کار جزیی برای واحد حجم vبرابر است با : با فرض تغییر نکردن حجم می توان از این رابطه به طول اولیه 0 L و طول نهایی1L انتگرال گرفت: (2-8) از این رابطه نتیجه بسیار آشنایی حاصل می شود، بدین مفهوم که:کار انجام شده بر واحد حجم در تغییر شکل همگن برابربا مساحت زیر نمودار تنش –کرنش در بین دو کرنش ابتدایی و انتهایی است. این رابطه را می توان با فرض کردن یک تنش تسلیم متوسط Y مستقیما از تغییر بعد به دست آورد (2-9) رابطه (2-9) که اغلب فرمول کار نامیده می شود، تقریب قابل قبولی برای فلزی که قابل کشیدن کار سختی یافته است بدست می دهد، بدین معنی که y در خلال فرایند بی جهت تغییر نمی کند .این فرمول برای ماده تابکاری شده که در آن y به سرعت با کرنش افزایش می یابد قابل اطمینان نیست لذا استفاده از رابطه (2-8)ترجیح داده می شود. این روش را می توان در مورد بسیاری از عملیات فلز کاری به کار برد. 2-2-3 ارزیابی کار در نورد کاری بررسی کار انجام شددر نورد مستقیما نمایانگر مقدار بار کاری نیست ،زیرا یار اصلی نیروی مقید کننده است (بر خلاف عملیات کشیدن یا خروج کاری )و در امتداد حرکت قطعه کار عمل نمی کند گشتاور وارد برابر P×L/2 است و کار انجام شده در هر دوران برای هر غلتک مساوی است با : حجم تسمه نورد شده در یک دوران غلتک، پس از کاهش ضخامت از hb بهha برابر است .(فرض می شودکه لغزشی به سمت جلو وجود ندارد ).بنابر این کار تغییر شکل همگن در حالت کرنش صفحه ای با استفاده از رابطه (2-8)برابر است با : با مساوی قرار دادن این رابطه باکار انجام شد توسط هر دو غلتک داریم : (2-10) چون پس شکل 2-2 [9] دراین شکل،مقطعی از منطقه تغییر شکل در نورد کاری تسمه،که نمایانگر تنشهای موثر بر روی دو جزء از تسمه است که در دو طرف صفحه خنثی قرار دارند .منحنی خط چین نشانگر تغییر شکل غلتکها به شعاع Ŕ تحت بار اعمال شده است .این نتیجه را به صورت ساده تر با فرض تغییر شکل استاتیک به دست خواهیم آورد(رابطه 2-5) این رابطه به فرمول کار برای نورد مشهور است .اگر اضافه مجاز دقیقتری برای اصطکاک مدنظر باشد باید توزیع فشار بر روی غلتکها را از طریق ارزیابی تنشهای موضعی بررسی کرد. 2-3 تعیین فشار غلتک از طریق ارزیابی تنشهای موضعی در کشیدن معمولا حدیده ثابت باقی می ماند و نیروی کششی به فلز کشید شده اعمال می شود .بار کاری عمده ناشی از کشش اعمالی است. از طرف دیگر دستگاه های نورد غلتک هایی با نیروی رانش خارجی دارند و در آنها بدون نیاز به نیروی کشش تسمه به داخل دستگاه رانده می شود .بار عمده نیروی فشاری عمودی در روی غلتک هاست ک شبیه بار حدیده در کشیدن است .شرایط واسطه ای نیز کاملا متداول است زیرا وجود کشش متوسط بین قفسه های نورد باعث کاهش بار غلتک میشود تسمه راکاملا مسطح و ضخامت محصول را کنترل می کند .از طرف دیگر گاهی ممکن است از غلتک های هرز در دستگاه کشنده فشارنده برای شکل دادن گرم لوله های بر روی یک سنبه استفاده شود .اما در فرایند نورد کاری گرد در یک دستگاه کشنده جهت شکل دادن سردمقاطع کوچک و همچنین تسمه سرعت محیطی غلتک های گردان از سرعت تسمه تجاوز می کند که در نتیجه اگر اصطکاک به اندازه کافی زیاد باشد تسمه به داخل کشیده می شود .کاهش ضخامت تسمه با ازدیادطول آن همراه است و سرعت خطی به تدریج اضافه می شود تا این که در لحظه خروج تسمه سریع تر از غلتک ها حرکت می کند و اصطکاک در جهت مخالف عمل می کند .یک نقطه خنثی در فاصله بین غلتک ها وجود دارد که در آن غلتک هاست در این نقطه لغزشی وجود ندارد و جهت نقطه سرعت سطحی تسمه مساوی سرعت محیطی نیروی اصطکاک در آن معکوس می شود. این یکی از مشخصه های بارز نورد کاری است . فرضیاتی که در انداز گیری فشار غلتک در نورد کاری سرد تسمه در نظر گرفته می شوند عبارت اند از : شرایط کرنش صفحه ای- تغییر شکل همگن- ثابت بودن قوس تماس- ثابت بودن ضریب اصطکاک- قرار گرفتن نقطه خنثی در محدوده قوس تماس- تغییر شکل کشسان قابل اغماض. اهمیت این موارد پس از به دست آورد نتایج به طور کامل تر بررسی می شود (بخش 2و4) روش تحلیل به حدکافی سرد است و محاسبات فشارهای غلتک را می توان با استفاده از رابطه دیفرانسیل اصلی و یک کامپیوتر کوچک داد. 2-3-1 به دست آوردن و جواب عمومی رابطه دیفرانسیل مربوط به غلتک مولفه های طولی نیروهای موثر بر جزء Aبه عرض واحد واقع در منطقه تغییر شکل در قسمت خروجی نسبت به نقطه خنثی (شکل 2.2.)عبارتند از : ناشی از تنش طولی ناشی از فشار شعاعی بر روی هر دو غلتک ناشی از اصطکاک هر دو غلتک برا ی حالت پایدار نورد کاری این سه باید در تعادل قرار گیرند . (11.2) تعادل نیروها درجزء مشابه در قسمت ورودی نسبت به نقطه خنثی رابطه یکسانی را به دست می دهد اما نیروی اصطکاک در جهتی مخالف قرار دارد. بهتر است این دورابطه به صورت زیر در یکدیگر ادغام شوند . (2-12) در رابط فوق علامت (+)نمایانگر قسمت خروجی نسبت به نقطه خنثی و علامت (-) نمایان گر قسمت ورودی نسبت به آن است . را در رابطه بالا جایگزین می کنیم یا (2-13) در حالت کشیدن امکان برقراری رابطه بین و با استفاده از معیار تسلیم وجود دارد در اینجا نیز به طور تقریبی می توان نوشت: (مقدار از تجزیه نیروها در امتداد عمود بر نورد به صورت زیر به دست می آید: معمولا هم µ و tanaکوچک اند .مثلا 07/0= µو1/0=tana و می توان از حاصل ضرب این دو در مقایسه با واحد صرف نظر کرد. بنابر این و فشار شعاعی Pهمان فشار عمودی Pاست و می توان از اندیس آن صرف نظر کرد یعنی این مقادیر را در شرط تسلیم در حالت کرنش صفحه ای جایگزین می کنید. (14.2) اگر فلز کرنش سختی نیابد s ثابت است اما معمولا لازم است اضافه مجازی برای افزایش sبه خاطر نازک شدن تسمه از ورود تا خروج در نظر گرفت .بنابراین رابطه (13.2) به صورت زیر در می آید. (15.2) شعاع غلتک ها ثابت فرض شده است و بهتر است dhرا به صورت مختصات قطبی (R,α)نوشت. پس که بر حسب نسبت بدون واحد p/s داریم: (16.2) بلند و فورددر سال 1948پیشنهادی مبنی برساده کردن رابطه (16.2) وانتگرال گیری مستقیم از آن ارائه کردند.در اکثر موارد تغییرات فشار غلتک ناشی از مکان زاویه ای در فاصله غلتک ها بسیار بزرگتر از تغییر تنش تسلیم است.علاوه بر این حتی تغییرات حاصل ضرب hs کوچک تر است، زیرا با کاهش hمقدار sزیاد می شود . بنابر این از رابطه در مقایسه می توان صرف نظرکرد .وقتی که سرعت کرنش سختی بالا باشد، مثلا همانگونه که غالبا برای فلز تابکاری شده رخ میدهد و نیز وقتی که تنش عقب کشی بزرگی اعمال می شود،که همان گونه که در رابطه (2-21) نشان خواهیم داد باعث کاهش تغییرات p/sروی قوس تماس می شود، این فرض معتبر نیست .در مورد اغلب نوردکاری های عملی ،خطای حاصل از این فرض برای عبورهای دوم به بعد فقط چند درصد است .با در نظر گیری این فرض رابطه (2-16) به صورت زیر در می آیند. [8] زاویه تماس نیز معمولا کوچک است .لذا تقریب های زیر را می توان در نظر گرفت (2-17) پس از دوطرف این رابطه می توان انتگرال گیری کرد تا جواب عمومی به دست آید. ثابت با استفاده از داریم ثابت بنابر این در قسمت خروجی نسبت به نقطه خنثی داریم . (2-19)الف وبرای قسمت ورودی میتوان نوشت . (2-19 ب) مقادیر ثابت های انتگرال را میتوان از شرایط تنش در نقاط ورودی وخروجی به دست آورد. 2-3-2 نوردکاری بدون اعمال کشش خروجی چنانچه تنشهای جلوکشی یا عقب کشی وجود نداشته باشند تنشهای طولی در خروج و ورود باید برابرصفر شوند یعنی اما بنابر این و از رابطه (2-14) داریم لذا: در نقطه ورودی چون و بنابر این رابطه (2-19) را می توان برای سمت خروجی به صورت زیر (الف20.2) و برای سمت ورودی به صورت (ب 20.2) نوشت . با استفاده از این رابطه هامی توان تغییرات فشار غلتک را به صورت تابعی از زاویه مکانی در فاصله بین غلتک ها ترسیم کرد. با استفاده از این رابطه ها می توان تنش طولی در هر مکان را پیدا کرد زیرا (14.2) این نمودارها را درنورد کاری غالبا به نام تپه اصطکاک می شناسند .این نام از شکل آنها ناشی شده است (شکل 3.2)الف را ببینید.نمودارهای فوق را خواه بر حسب فشار غلتک و یا تنش محوری ترسیم شده باشند میتوان به این نام خواند اما معمولا از فشار غلتک استفاده میکنند زیرا بار غلتک اهمیت بیشتری دارد .این رابطه بین اصطکاک و بار غلتک از آن جهت حاصل می شود که سهم اصطکاک در مقدار تنش طولی با فاصله از نقاط ورودی و خروجی به طرف داخل فضای بین غلتک ها بیشتر می شود و به این ترتیب باعث افزایش مقاومت در برابر انبساط قطعات عمودی تحت بار عمودی می شود .بنابر این اگر تپه اصطکاک طولی وجود داشته باشد بار غلتک لازم برای تولید یک تغییر شکل معین افزایش می یابد. [8] 2-3-3نورد کاری همراه با جلو و عقب کشی در اغلب دستگا های نوردکاری تولید تسمه از میان چندین قفسه نورد که پشت سرهم قرار گرفته اند عبور داده می شود.برای مسطح نگه داشتن تسمه و همچنین کنترل ضخامت آن معمولا به تسمه واقع در بین قفسه ها کششی اعمال می شود .حتی در دستگاه های نورد تک قفسه ای نیز معمولا از کلاف پیچ هایی استفاده می شود که نیروی محرکه دارند .این چنین کششی مزیت کاهش بارهای نورد را نیز دارد و این نکته را میتوان با قرار دادن شرایط مرزی معین برای تنشهای جلو و عقب کشی ta وtb در رابطه های (2-19)مشاهده کرد. در خروج: بنابربر این شرط تسلیم رابطه (14.2) به صورت زیر در می آید. و ثابت انتگرال در رابطه (2-19) برابر است با : به همین ترتیب در ورود: این ثابت ها به ثابت هایی که در حالت نبود کشش حاصل شده بودند مربوط اند و تنها ضریب درآنها ضرب شده است .در نتیجه بر اثراعمال کشش مقدار فشار غلتک ها کاهش می یابد. (2-21) (خروجی) (ورودی) می توان از این فرمول ها انتظار داشت که با دقت کافی بسیاری از عملیات نوردکاری سرد را توجیه کنند اما باید مانند رابطه (2-22) اضافه مجاز برای تخت شوندگی غلتک را در نظر گرفت. (4.2) فرض ها و قابلیت استفاده روش ارزیابی تنش وتشریح فرضها تحلیل پیش گفته برخی فرض ها را به همراه دارد. 1- شرایط کرنش صفحه ای در کلیه عملیات نورد کاری سرد تسمه و ورق پهنای فلز تغییر شکل یافته خیلی بزرگتر از ضخامت آن h است .بنابر این فرض شرایط کرنش صفحه ای قابل قبول است و می توان برای مربوط کردن P,σXاز این فرض استفاده کرد.در هر حال این مطلب همچنین این فرض را به دنبال دارد که P,σXتنش های اصلی اند .چون زاویه αمعمولا کوچک است و µنیز در نورد سرد معمولی کم است در نتیجه مطلب فوق را برای اغلب عملیات قابل قبول است اما اگر اصطکاک زیاد باشد ممکن است امتدادهای تنش های اصلی دقیقا بر روی محورهای فوق قرار نگیرند.تاثیر اصطکاک زیاد در بخش 6.2 بررسی خواهد شد. 2-تغییر شکل همگن در بیشتر عملیات نورد کاری سرد فلز به صورت تقریبا همگن تغییر شکل می دهد اما اگر اصطکاک زیاد باشد یا عبوری خفیف انجام گیرد ممکن است لایه های سطحی شدیدتر از ناحیه مرکزی تغییر شکل دهنددر نتیجه نخواهیم توانست X σ را در مقطع قطعه کار یکنواخت در نظر گیریم .در این شرایط به دست آوردن رابطه دیفرانسیل درست نیست.برای اصطکاک زیاد می توان اضافه مجازی همانند آنچه در بخش 6.2 آمده است در نظر گرفت اما ناهمگنی در کاهش های بسیار خفیف مثل نورد سطحی را نمی توان در این فرمول وارد کرد.این عملیات خاص عوامل دیگری را نیز در بر میگیرد که در بخش 7.2 بررسی خواهد شد. 3 - ضریب اصطکاک ثابت اندازه گیری دقیق اصطکاک در نورد کاری مشکل است اما کوشش هایی چند برای اندازه گیری مستقیم اصطکاک موضعی به عمل آمده است در صورتی که ضریب اصطکاک کوچک باشد تطابق کلی تخمین بارنظری با بارهای تجربی (بخش 1.6.2) نشان می دهد که فرض ثابت انگاشتن مقدار µ در سرتاسر فاصله بین غلتک ها معتبر است. برای مقادیر بالایی از µبه خصوص برای اصطکاک چسبنده تصحیح بخش 6.2 لازم است. 4-ثابت بودن شعاع انحنای غلتک ها در محاسبه رابطه های(20.2و21.2) فرض شده است که غلتک ها صلب اند. در واقع غلتک ها تا حد قابل ملاحظه ای تغییر شکل کشسان میدهندکه برای آن باید اضافه مجازی در نظر گرفته شود.با فرض آنکه غلتک ها بر اثر تخت شوندگی به شعاع بزرگتری چون Ŕمی رسند اما دایره ای بودن خود را در منطقه تماس حفظ می کنند .(شکل 2.2) میتوان تصحیحی به حدکافی دقیق به عمل آورد .جدا از این مسئله نحوه عمل تغییر نمی کند .هیچکاک با در نظر گرفتن فرض بالا رابطه ای برای شعاع غلتکی که تحت تاثیر بار تغییر یافته ا

+ نوشته شده در ۱۴/۴/۱۳۹۱ساعت ۱۳:۴۲ توسط علي باقري دسته : پروژه نظر(0)

چرخ دنده

مقدمه:

چرخ دنده از فلکه یا استوانه ای که ضخامت آن نسبت به قطرش کمتر میباشد ساخته شده که در محیط آن برآمدگی هایی به شکل معین به نام دندانه و فرو رفتگی های مخصوصی به نام شیار دنده که ما بین دنده ها واقع می شوند قرار دارند. بدینوسیله درگیر شدن دنده های کل چرخ دنده در شیار دنده های چرخ دنده دیگر و انتقال حرکت از یک محور به محور دیگر بوسیله این جفت چرخ دنده عملی می گردد. اصولا" هنگام تراشیدن چرخ دنده ها گاهی اوقات اتفاق می افتد که ارتفاع شیار دندانه های ایجاد شده بیشتر و یا کمتر از مقدار ارتفاع خواسته شده یعنی h=2/167m خواهد شد برای درستی و صحت چرخ دنده تراشیده شده کافی است که ضخامت دندانه را روی دایره وسط اندازه گیری نمود. برای انجام این عمل میتوان از کولیس مخصوص اندازه گیری دندانه های چرخ دنده استفاده کرد. این کولیس از دو قسمت مدرج شده به صورت افقی و عمودی و یک تیغه (زبانه) تشکیل شده که قسمت مدرج شده افقی برای اندازه گیری ضخامت و قسمت عمودی برای اندازه گیری ارتفاع سر دندانه می باشد که بر حسب نوع سیستم چرخ دنده های اینچی و میلی متری ساخته شده است. حامد آذریون

+ نوشته شده در ۱۴/۴/۱۳۹۱ساعت ۱۳:۳۷ توسط علي باقري دسته : مقالات نظر(0)

فولادهاي زنگ نزن

چکیده: فولاد های زنگ نزن (D.S.S) یک خانواده از فولادهای زنگ نزن با دامنه وسیعی از ترکیبات شیمیایی و مقاومت به خوردگی را شامل می شوند. آنها کروم بالاترونیکل پایینترنسبت به فولادهای ضدزنگ آستنیتی ودارای مقدار مشابه مولیبدن (نسبت به فولادهای زنگ نزن)هستند. کلمه ی دوتایی یا دو فازه اشاره دارد به فولادهای ضد زنگی که با تعادل شیمیایی در فاز فریت متبلور می شوند و فاز آستنیت به عنوان فاز ثانویه در فریت به محض سرد شدن تشکیل می شود. بنابراین اسم دو فازه نتیجه ی ترکیب تعادل شده درآلیاژهای دو تایی است.آنها استحکام تسلیم 2تا3برابر فولادهای آستنیتی دارند. زمینه ی تاریخی و پیشرفته آلیاژ (توسعه آلیاژ): فولاد D.S.S عمدتاً در زمینه ی مقاومت به خوردگی تنشی کلرایدهاازفولادهای ضد زنگ آستنیتی مانندCF8M یا نوع 316 به دلیل مواد اصلاح کننده مقاومتر است.در نخستین نگاه اشاره می کنیم به عواملی که اخیراً در فولادهای ضدزنگ دو فازه پیشرفت کرده است. اگر چه D.S.S درابتداکه تولید شد(در سال 1920) با کمبود نیکل مواجه شد، اما در سال 1950 نگاه تولید کنندگان فولاد را به طرف جایگزین کردن نیکل انداخت. منگنز و نیتروژن برای جبران نیکل مورداستفاده قرارگرفتنداما این موادبه سختی ریخته گری می شدند و همچنین مقاومت به خوردگی آنها کافی نبود. بعداز تست های متعددآلیاژهای(22Cr-5Ni(2205))تقریباانتظارات لازم را فراهم می کرد. اما بعداً که کمبود نیکل پایان یافت این عناصرکنارگذاشته شدند. در سال 1950 انجمن علمی آلیاژهای ریختگی (ACL) در کمیسیون متالورژیستها در ایالت Ohio فولاد ضد زنگ ریختگی با استحکام بالارا توسعه دادند ،که مقاومت به خوردگی آنها قابل مقایسه با CF8M بود اما مقاومت به تنش چندانی نداشت، با تکمیل نمودن مقاومت به ترک تنشی این آلیاژ ریختگی بعنوان فولاد استاندارد دو فازه در سال 1959 با نام CD4MCu شناخته شد. همچنین آلیاژهای نوردی از این دسته فولادها پیشرفت کردند. هنگامی که اولین نسل فولادهای زنگ نزن پیشرفته را پیشنهاد کردند، مقاومت به خوردگی و قابلیت جوشکاری ناکافی بودو بعد از جوشکاری آلیاژ ساختار تعادلی ضعیف می شدکه برای رفع این عیب باید از عملیات حرارتی آنیل استفاده می شد. آنالیزهای مهم در دهه های آینده انجام شد که انعطاف پذیری، مقاومت به خوردگی و جوش پذیری را از طریق استفاده از نیتروژن (آرگون-اکسیژن-کربن زدایی(AOD))اصلاح کردند. تکنولوژی ذوب فولاد، نفوذ دقیق و کنترل نیتروژن در سال 1970 آغاز شد. ترکیب و میکرو ساختار: فولاد زنگ نزن دو فازه (دوپلکس) آلیاژهای دو فازه ای بر پایه ی سیستم آهن-کروم-نیکل هستند. ساختار آن با کنترل مناسب ترکیب شیمیایی و عملیات حرارتی به انجام می رسد. فولادهای(دوپلکس) مستقیماً جامد می شوندو فریت به عنوان فازاول و آستنیت به عنوان فاز دوم با سرد شدن شدید(یعنی دوپلکس ابتدا به صورت فریت جامد می شود و بعد آستنیت از فریت تشکیل می شود.) تشکیل می شود. انجماد و فرآیند های گرمایی روی نوع ساختارتاثیر دارند که نتیجه آن در شکل گرفتن فریت در مدت سرد یا گرم شدن ظاهرمی شود. فولادهای (دوپلکس) شامل عناصری است که تشویق کننده فریت می باشد این عناصر عبارت انداز(W ,Mo ,Si ,Cr) و آنهایی که تشویق کننده فازآستنیت می باشدعبارت انداز(N ,C ,Cu ,Mn ,Ni )، که ساختار تعادلی و خواص را تعیین می کنند. کاربرد این فولادها با درصد فریت آنها مشخص می شود مثلاً فولادهای صنعتی بطور کلی رنج 40٪ تا 60٪ فریت دارد اگرچه فولاد ریختگی ضد زنگ دوفازه دوپلکس در استاندارد ASTM A890 میزان فریت آن در رنج حدود 30٪ تا 60٪ تشخیص داده شده است.به طورکلی فریتی که رده ی آن پایینتراز30٪ باشد استحکام و ترک خوردگی تنشی را کاهش می دهدو اگر رده ی آن بالاتر از60٪ باشد مقاومت به خوردگی را کاهش و چقرمگی راافزایش می دهد. پیشنهاد می شودکه حداقل 55٪ آستنیت برای تثبیت تافنس و متمرکز کردن مقاومت به خوردگی لازم باشدو همچنین 45٪ تا 55٪ فریت برای استحکام ، مقاومت به خوردگی و مقاومت خوردگی تنشی کلرایدها توصیه می شود. اضافه کردن نیتروژن (آستنیت زای قوی) اثر کروم و مولیبدن(فریت زای قوی)راکاهش می دهد. فولادهای زنگ نزن دو فازه که امروزه استفاده می شوند از نسل آلیاژهایی هستند که به آن اشاره شد. اگرچه نیتروژن درابتدا جایگزین خوبی برای نیکل گران قیمت نشده بود ولی متوجه شدندکه برای تشکیل آستنیت اضافه کردن نیتروژن علاوه بر پایداری آن باعث اصلاح نمودن جوشکاری، بالا بردن استحکام، بهبودمقاومت به خوردگی وافزایش تافنس می شود. همچنین دریافتندکه نیتروژن علت تشکیل شدن آستنیت از فریت دردماهای بالابودکه مقدارآستنیت را افزایش می دهد. مقدار زیاد نیتروژن باعث کاهش کروم و متمرکز شدن مقاومت به خوردگی راافزایش می دهد. وجود همزمان نیکل و نیتروژن باعث پایدار تر شدن فاز آستنیت می شود به عبارت دیگر اصلاح کننده ی فاز آستنیت است، همچنین باعث افرایش مقاومت به خوردگی می شود. وجود نیتروژن و نیکل باعث تمایل به حساس شدن فازها و حذف رسوبات ترد و شکننده ی مثل فاز δمی شود. مزایاو محدودیتهای فولادهای (D.S.S): چنانچه درصدنیکل ونیتروژن افزایش یابد استحکام تسلیم ، حد خستگی, مقاومت به سایش و مقاومت به حفره دار شدن و سختی به صورت قابل قبولی افزایش می یابد. سازندگان پمپ ها و سوپاپها به منظور عمر بیشتر قطعات خود این قطعات را ضخیمتر تولید می کردند که علت آن خوردگی در چنین شرایطی بود و برای جایگزینی فولادی نیاز داشتند که مقاومت به خوردگی قویی داشته باشد در این حال از وزن سبکتری برخوردار باشد، دریافتند بهترین جایگزین فولاد (دوپلکس) می باشد. اگر چه دوپلکس خواص مکانیکی خوب و مقاومت به خوردگی بالایی دارد را ولی در استفاده از آن محدودیتهای وجود دارد. حتی با فریتی که دوپلکس دارد احتمال تشکیل ترکیبات مضر دو تایی به صورت فرآیندی نا مناسب از آستنیت وجوددارد که حساسیت به شکنندگی را وقتی که در دمای بالامورد مصرف قرار می گیردافزایش می دهد. کاربردها: کاربرد شایع فولادهای زنگ نزن دو فازه ریختگی در سالهای اخیر به علت ترکیب خواص، مقاومت به خوردگی وازنظر اقتصادی می باشد. ارزش بازده یکی از دلایل اصلی برای انتخاب فولاد D.s.s می باشد. کم کردن نیکل(یکی از عناصر گران قیمت است) و بالا بردن خواص مکانیکی( کاهش ضخامت ) باعث توسعه بیش ازحدآن شده است. فولادهای زنگ نزن دو پلکس را معمولاً در موارد زیر به کار می برند: 1- فرآیند حمل و نقل و ذخیره مواد شیمیایی 2- اکتشاف نفت و گاز و حفاریهای ساحلی 3- پالایش نفت و گاز 4- محیط های دریایی 5- تجهیزات کنترل آلودگی 6- ساخت خمیر کاغذ و کاغذ 7- کارخانه های فرآیند شیمیایی طرحهای آلیاژ: به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی و قدرت بالا یکی از پرکاربرد ترین نوع فولاد زنگ نزن دو پلکس در سالیان اخیر نوع 4462/1 است که به نام 2205 نیز شناخته شده است نام 2205 از ترکیب ویژه آن 22٪ کروم و 5٪ نیکل گرفته شده است. فولادهای زنگ نزن دو پلکس زیادی مانند r 450/1، 4410/1 و 4362/1 و همچنین انواع اختصاصی تولیدی از سوی تولید کنندگان خصوصی، مانند از Outokumpu وجود دارند. اخیراً علاقه مجددی به انواع فولادهای دو پلکس سبک نشان داده شده است، چون قیمت بالای نیکل و مولیبدن به معنای آنست که این نوع فولاد می تواند از لحاظ قیمت با انواع فولادهای آستنیتی رقابت کند. خواص فولادضدزنگ دوپلکس مقاومت در برابر خوردگی: فولادهای زنگ نزن دو پلکس از مقاومت بالایی در برابر خوردگی برخوردارند آنها در برابر خوردگی میان دانه ای مقاومت بالایی دارند. حتی در محیط های کلریدی و سولفیدی، فولادهای زنگ نزن دو پلکس مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی و شکستگی در اثر فشار از خود نشان می دهند. انواع سوپر دو پلکس حتی نسبت به خوردگی مقاومت بالاتری دارند. مقاومت گرمایی: میزان بالای کروم در فولادهای زنگ نزن دو پلکس که از آن در برابر خوردگی محافظت می کند، در دمای بالاتر از حدود C° 300 باعث شکنندگی آن می شود. در دماهای پایین فولاد زنگ نزن دو پلکس دارای چکش خواری بهتری نسبت به انواع فولادهای فریتی و مارتنزیتی است.انواع دوپلکس رامی توان به سهولت دردماهای پایین تا C°50- استفاده کرد. قابلیت تراش: اگر چه فولادهای زنگ نزن دو پلکس قابل تراش هستند، اما به دلیل استحکام بالایشان تراش کاری آنها دشوار است. به عنوان مثال، تراش یک فولاد 2205 حدوداً 20 درصد کندتر از نوع 304 است. تراش کاری را می توان با استفاده از قوانین زیر افزایش داد: تیغه های برنده باید تیز نگهداشته شوند. تیغه های کند باعث سخت تر شدن کار برش می شود. برشها باید سبک اما به اندازه کافی عمیق باشند تا از سخت شدن کار به دلیل حرکت بر روی سطح ماده جلوگیری شود. از Chip breaker باید استفاده کرد تا مطمئن شوید باقیمانده های تراش از سطح کار پاک می شوند. هدایت گرمایی پایین آلیاژهای آستیتی باعث تمرکزگرمادرتیغه های برنده می شود. بنابراین استفاده از خنک کننده ها و روان کننده ها (روغن ها) لازم و باید به مقدار زیاد استفاده شود. جوش کاری: فولادهای زنگ نزن دوپلکس قابلیت جوش خوبی دارند. همه فرآیندهای جوش استاندارد را می توان به کار برد. جوش آنها به آسانی فولادهای آستیتی نیست اما انبساط گرمایی پایین در انواع دوپلکس انحراف و فشارهای جانبی پس از جوش را کاهش می دهد. ماده پرکننده توصیه شده برای فولاد زنگ نزن 2205 و2209 می باشد. عناصر آلیاژی: فولادهای زنگ نزن دو فازی مقادیر نیکل پایین تری نسبت به سایر فولاد های زنگ نزن دارند به عنوان مثال فولاد زنگ نزن مارتنزیتی و فریتی مقادیرکرم و کربن زیاد تری دارند. علت این که چرا در این فولادها این عناصر مناسبتر هستند را در این قسمت بررسی خواهیم کرد. اساساً تمام فولادهای زنگ نزن بطور طبیعی دارای مقادیری منگنز و سیلیسیم هستند البته عناصری مثل Mo, Nb, Ti, Al, Cu, W, N وغیره به منظور بهبود خواص ویژه، مقومت در برابر خوردگی و یا اثر بر روی ریز ساختارها اصافه می شود. غیر از این دسته از آلیاژها دسته های دیگری که به عنوان ناخالصی در این فولادهای زنگ نزن وجوددارند عبارت است از N, O, S, P. در این قسمت اثر این عناصر را بر روی فولادهای زنگ نزن نوع دوپلکس (Gost-XHT) بررسی خواهیم کرد. کرم: عمده ترین وظیفه این عنصر در فولادها، حفاظت از فولاد در برابر خوردگی های مختلف نظیر محیطهای اسید نیتریک است. با اضافه کردن کرم، اکسیدی با ترکیب استو کیومتری بر سطح فولاد تشکیل می شود. از آنجایی که کرم تمایل بیشتری برای واکنش با اکسیژن، نسبت به آهن دارد، حضور کرم باعث افزایش پایداری این اکسید می شود. وقتی مقدار کرم تقریباً از 5/10 درصد وزنی تجاوز کند فولاد تحت شرایط زنگ نزن قرار می گیرد. پایداری اکسید در اتمسفرهای خورنده تر نیاز به مقادیر کرم بیشتری دارد. علاوه بر آنکه این عنصر در مقادیر بالا زنگ نزنی فولاد را تضمین می کند باعث فریت زایی قوی نیز می شود. به طوری که در 12% کرم آلیاژ به طور کامل فریتی می شود. در آلیاژهای Fe-Cr-C وFe-Cr-Ni-C افزایش کرم به تشکیل و پایداری فریت در انواع مارتنزیت، آستنیت و فولادها ی دو فازه کمک می کند. در آلیاژهای دو فازه و فریتی، کرم اولین عنصراصلی برای پایداری ریزساختارفریتی می باشد. کرم همچنین یک کاربید زای قوی است. متداول ترین کاربید غنی از کرم M23C6 است که M غالباًً Cr است، ولی ممکن است حاوی کسری از آهن و مولیبدن نیز باشد. در بیشتر سیستمهای فولادزنگ نزن ازM23C6بااین فرض استفاده می شود که کرم عنصر فلزی غالب است. این کاربید تقریباً در تمام فولادهای زنگ نزن یافت می شود. همچنین ممکن است کاربید Cr7C3 نیز تشکیل شود که تقریباً غیر معمول است. سایر کاربیدها و کربونیتریدها کمپلکس نیز ممکن است شکل گیرند. کرم با نیتروژن ترکیب و تشکیل نیترید می دهد. بیشترین حالت متداول آن Cr2N می باشد که در دو نوع فریتی و دوفازه مشاهده می شود. کرم یک جزء کلیدی در تشکیل ترکیبات بین فلزی است که تمایل به ایجاد تردی در فولادهای زنگ نزن دارند. نوع متداول آنها سیگما (σ) می باشد که در سیستم Fe-Cr به صورت ترکیب (آهن، کرم) در زیر دمای 815 درجه سانتیگراد تشکیل می شود.که در آلیاژهای آستنیتی پر کرم، فریتی و دو فازی بیشتر است. همچنین کرم در فازهای بین فلزی چی (χ) و لاوه نیز موجود است که با جزئیات بیشتر به آن در آلیاژهای خاص می پردازیم. از دیدگاه خواص مکانیکی نیز کرم به خاطر اینکه در شبکه بلوری هر دو سیستم مکعب مرکز دار(BCC) و مکعب وجه مرکز دار (FCC) یک اتم جانشینی است تا حدی باعث استحکام دهی محلول جامد می شود. مقادیر زیاد کرم در آلیاژهای فریتی نمجر به ضعف شدید چقرمگی و انعطاف پذیری می شود. به خصوص در حضور کربن این خواص تا حد بسیار کمی پایین می آید تا به خواص مکانیکی قابل قبولی برای محصولات ریختگی دست یافت. نیکل: مهمترین وظیفه نیکل پایداری آستنیت در فولادها است به طور کلی باعث تولید آلیاژهای آسنیتی و یا آستنیتی –فریتی می شود. با اضافه کردن نیکل بقدر کافی، منطقه فاز آستنیت تا حد زیادی گسترش می یابد بطوری که آستنیت دردمای محیط وکمتراز آن به صورت فاز پایدارباقی می ماند. نیکل یک کاربیدزای قوی نیست و بطور کلی باعث تشویق در ایجاد ترکیبات بین فلزی نمی شود. اگر چه شواهدی حاکی از آن است که حضور نیکل بر سینتیک رسوب گذاری در فولاد موثر است. بعضی شواهد حاکی از آن است که حضور نیکل در آلیاژهای فریتی باعث بهبود مقاومت به خوردگی عمومی به ویژه در محیطهای احیایی مانند محیطهای حاوی اسید سولفوریک می شود. به هر حال حضور نیکل باعث کاهش مقاومت به ترک خوردن تنشی (SCC) می شود. تحقیقات کاپسون (Copson) به وضوح نشان می داد که باافزایش نیکل به آلیاژ Fe-20Cr، مقاومت به SCC در محیطهای خورنده حاوی کلر کاهش می یابد. منحنی معروف کاپسون نشان می دهد که کمترین مقاومت SCC در محدوده 8تا12 درصد وزنی نیکل اتفاق می افتد و با افزایش و یا کاهش نیکل در خارج از این محدوده مقاومت آن افزایش می یابد. نیکل یک استحکام دهنده قوی است ولی بیشتر برای افزایش چقرمگی در نوع مارتنزیتی و فریتی استفاده می شود. اضافه کردن تا 2درصد وزنی نیکل به فولاد زنگ نزن فریتی پر کرم باعث کاهش شدید دمای تبدیل شکست نرم به ترد می شود که اصطلاحاً به آنDBTT می گویند. شکل زیر تاثیر نیکل-کرم را به صورت دیاگرام دو فازی بررسی می کند. نیتروژن: امروزه اکثر فولادهای زنگ نزن دوپلکس دارای مقادیر عمده ای نیتروژن می باشند که جهت بهبود استحکام و مقاومت به خوردگی حفره ای بکار می رود. محدوده مقدار نیتروژن بین 08/0-35/0درصد وزنی می باشد. (جدول در قسمت آلیاژهای بین المللی و مواد مصرفی آن). همان گونه که از رابطه بین قابلیت انحلال و دما می توان فهمید، این مقادیر نیتروژن در دماهای زیر حدود 1000 درجه سانتیگراد کاملاًبالای حد حلالیت در فریت هستند. بر عکس، قابلیت انحلال در آستنیت بسیار بالاتر است. هنگامی که ریز ساختار به تعادل می رسد (تقریباً یک مخلوط 50 در50 درصد که از طریق نگهداری در دمای بالا و سرد کردن سریع حاصل می شود)، نیتروژن در فریت وآستنیت تقسیم می شود و عمدتاً در محلول جامد باقی می ماند. ترکیب شیمیایی و متغیر های عملیات حرارتی درفولادهای دو فازی نقش اساسی در ریز ساختار و خواص مکانیکی نهایی فولاد ایفامی کند. فولادهای دوفازی از شکل پذیری و جوش پذیری بالایی برخوردار بوده و از دسته فولادهای کم کربن محسوب می شود، لذا از سختی پذیری کافی جهت تشکیل فاز مارتنزیت در حین کوئنچ از ناحیه بین α + γ برخوردار نمی باشد. منگنز عمدترین عنصر آلیاژی است که با هدف افزایش سختی پذیری به این فولادها اضافه می شود، به طوری که فولادهای دو فازی اساساً از دسته فولادهای C-Mn محسوب می شوند. میزان بهینه منگنز در فولادهای دو فازی حدود 15% می باشد. از جمله اثرات دیگر منگنز می توان به افزایش کسر حجمی مارتنزیت تشکیل شده، تاثیر بر نحوه تشکیل آستنیت در ناحیه بین بحرانی و ریزدانگی فولاد اشاره کرد. بدون شک یکی از فاکتورهای بسیار موثر بر خواص فولادها و از جمله فولادهای دو فازی، ترکیب شیمیایی فولاد است. منگنز و سیلیسیم دو عنصر عمده آلیاژی هستند که در فولادهای دوفازی بکار می روند. همچنین عناصری نظیر مولیبدن، کرم و عناصر میکروآلیاژی نظیر وانادیم، تیتانیم وبور گاهاً به فولادهای دو فازی اضافه می شوند. تحقیقات صورت گرفته بر روی فولادهای زنگ نزن دوفازی میکروآلیاژی نشان می دهد این عناصر به واسطه ترکیب رسوبات کاربیدی و کربونیتریدی و همچنین کنترل اندازه دانه باعث تغییر در ریزساختار و خواص مکانیکی فولادهای زنگ نزن دوفازی می گردند. از جمله موارد جالب و قابل دسترسی در فولادهای زنگ نزن دوفازی میکروآلیاژی رفتار آنها در عملیات بازگشت است، مثلاًRashid رفتار بازگشت فولادهای زنگ نزن دوفازی وانادیم دار را بررسی کرده وبه نتایج جالبی دست یافته و بیان کرده است که عکس العمل هر فولاد متفاوت و خاص فولاد مذکور می باشد و بنابراین می طلبد که رفتار بازگشت فولادهای زنگ نزن دوفازی میکروآلیاژی جداگانه مورد بررسی و تحقیق قرار گیرد. به طور کلی می دانیم که فولادهای دوفازی میکرو آلیاژی اگر چه یک زیر مجموعه از فولادهای دو فازی هستند و از جایگاه علمی ارزشمندی جهت تحقیق و بررسی برخوردارند ولی تاکنون کار هدفمندی با تغییر ترکیب شیمیایی روی آنها انجام نشده است. کربن: از آنجایی که عمده ترین مصرف فولادهای زنگ نزن دوفازی استفاده در صنایع اتومبیل می باشد و این مواد عمدتاً به شکل ورق مورد استفاده قرار می گیرند، لذا شکل پذیری بالا و قابلیت جوشکاری خوب از عمده ترین مواردی است که این فولادها باید از آن برخوردار باشند. بنابراین، این فولادها به طور کلی از فولادهای کم کربنی تهیه می شوند که کربن آنها معمولاً زیر 2/0% می باشد. مقدار کربن در این فولادها همانند سایر خانواده فولادها نقش بسیار مهمی بر خواص مکانیکی فولادهای زنگ نزن دوفازی دارد. برخی مانند Spiech معتقدند فاکتور اصلی در استحکام فولادهای زنگ نزن دوفازی، کسر حجمی مارتنزیت تولید شده می باشد و مقدار استحکام مارتنزیت که ناشی از کربن موجود در آن می باشد نقشی در این ندارد. در حالی که محققان دیگری نشان دادند که علاوه بر کسر حجمی مارتنزیت، استحکام و مورفولوژی آن نیز بر روی استحکام فولادهای زنگ نزن دوفازی موثر هستند. Jena و همکارانش نشان دادند که اگرچه صرف نظر از مقدار کربن،استحکام باافزایش کسر حجمی افزایش می یابد، ولی افزایش درصد کربن در یک کسر حجمی ثابت، منجر به افزایش استحکام فولادهای زنگ نزن دوفازی می شود. Jena و همکارانش همچنین نشان دادند که با افزایش درصد کربن، نرخ افزایش استحکام باکسرحجمی مارتنزیت نیزافزایش می یابد. تحقیقات صورت گرفته بر روی فولادهای زنگ نزن دوفازی همگی نشان دهنده این نکته است که این فولادها، فولادهای کم کربنی هستند که مقدار کربن آنها زیر 2/0% می باشد و محققین مختلف نیز در تحقیقات خود از فولادهایی با کربن حدود 05/0% تا 2/0% استفاده کرده اند. منگنز: منگنز در فولادهای نرم تمامی فولادهای صنعتی از منگنز به عنوان عنصر ضروری استفاده می کنند. در ابتدا افزودن منگنز برای جلوگیری از سرخ شکنندگی در حین ریخته گری بوده است. این ترک خوردن شکلی از ترک خوردن انجمادی است که توام با ترکیبات یوتکتیکی سولفوربیشترازآهن بانقطه ذوب پایین رخ می دهد. چون سرعت ترکیب منگنز با سولفور بیشتر ازآهن است، اضافه کردن منگنز کافی وتشکیل سولفید پایدار(MnS) باعث حذف مشکل سرخ شکنندگی می شود. حلالیت منگنز در آهن محدود است در صورتی که مقدار حلالیت آن در آهن فقط 3% است. منگنز به عنوان یک عنصر پایدار کننده آستنیت در نظر گرفته می شود هرچند میزان اثر بخشی آن به مقدار آن و میزان حضور نیکل بستگی دارد، که بعداً در مورد آن بررسی می کنیم. مقدار کافی از این عنصر امکان پایدار شدن آستنیت را در دمای اتاق فراهم می کند شکل زیر سمت چپ تاثیر منگنز روی منطقه پایداری آستنیت در مقادیر مختلف کربن را نشان می دهد. شکل بالا سمت راست تاثیر برخی عناصر آلیاژی و از جمله منگنز را بر سختی پذیری فولاد را نشان می دهد. بعد از کربن مهمترین عنصر شیمیایی مورد استفاده در فولادهای زنگ نزن دوفازی، منگنز می باشد، به طوری که برخی معتقدند فولادهای زنگ نزن دوفازی اساساً از عملیات حرارتی فولادهای کم کرین حاوی منگنز تولید می شود. بسیاری از تحقیقات نشان می دهد که ترکیب شیمیایی فولادهای زنگ نزن دوفازی فقط حاوی کربن و منگنز بوده و هیچ عنصر دیگری به صورت خواسته در ترکیب شیمیایی آن وجود ندارد. منگنز به طور کلی یک عنصر آستنیت زا بوده که با افزایش سختی پذیری فولاد موجب تشکیل مارتنزیت در ریر ساختار آن در اثر سرمایش سریع از ناحیه بین بحرانی می شود. افزایش منگنز، کسر حجمی مارتنزیت در فولادهای زنگ نزن دوفازی را افزایش داده در نتیجه موجب افزایش استحکام فولادهای زنگ نزن دوفازی می شود. بطور کلی از عمده ترین تاثیرات منگنز در خواص فولادهای زنگ نزن دوفازی می توان به افزایش سختی پذیری آستنیت، افزایش کسر حجمی مارتنزیت تشکیل شده و در نتیجه افزایش ریز دانگی فریت و تاثیر بر نحوه تشکیل آستنیت، کاهش قابلیت جوشکاری، کاهش قابلیت کار سرد و طولانی شدن زمان انحلال کاربیدها اشاره کرد. تاثیرمنگنزبرسینتیک تشکیل آستنیت در فولادهای دوفازی: با توجه به این که خواص مکانیکی فولادهای زنگ نزن دوفازی اساساً به مقدار، توزیع و میزان کربن مارتنزیت وابسطه است، بررسی مکانیزم تشکیل آستنیت طی عملیات حرارتی آنیل درمنطقه ی میان بحرانی اهمیت زیادی دارد. تشکیل آستنیت همراه با جوانه زنی و رشد می باشد و مناسب ترین محل برای جوانه زنی آستنیت محلی با انرژی جوانه زنی مناسب وحضور اتمهای کربن جهت تامین حد حلالیت آستنیت می باشد. Thompson و همکارانش با مشاهدات TEM برای فولاد اثبات کردند که سه مکان ترجیهی برای جوانه زنی آستنیت عبارت انداز: 1- فصل مشترک فریت- پریت 2- فصل مشترک پرلیت – پرلیت 3- سمنتیت های موجود بر روی مرز دانه های فریت مراحل مختلفی که در طی آن ساختار فریت-پرلیت در فولادهای کم کربن منگنز دار به ساختار فریت-آستنیت در منطقه دو فازی تبدیل می شود به طور شماتیک در شکل زیر نشان داده شده است. مرحله اول که در شکل زیر دیده می شود شامل جوانه زنی آستنیت در فصل مشترک فریت-پرلیت و رشد آستنیت به درون پرلیت با یک سرعت کنترل شونده توسط نفوذ کربن در آستنیت است که در آن مسیر نفوذ در امتداد فصل مشترک پرلیت-آستنیت و با فاصله نفوذی حدوداً برابر با فاصله بین لایه های فریت خواهد بود. از آنجایی که فاصله لایه های پرلیت از هم کم است انتظار می رود سرعت رشد آستنیت در این مرحله بسیار بالا باشد ولی در دماهای پایین (حدود730 درجه سانتیگراد) نفوذ آهسته تر عناصر جانشینی مانند منگنز، ممکن است کنترول کننده استحاله باشند و سرعت رشد آستنیت را به شدت کاهش دهند. افزایش دما می تواند باعث انتقال از مکانیزم کنترل نفوذ جانشینی به نفوذ بین نشینی و افزایش شدید سرعت تجزیه پرلیت شود. مشاهده شده است که سرعت تجزیه پرلیت در دمای C780 تقریباً سه برابر آن در دمای C730 است. بعد از کامل شدن این مرحله رشد آستنیت به داخل فریت به وجود می آید. در واقع در اینجا آستنیت به آهستگی در درون فریت مجاور خود رشد کرده تا به مقدار تعادلی خود در دمای آنیل میان بحرانی بر اساس قانون اهرم برسد. این مرحله از آستنیت زایی می توان با نفوذ منگنز ویا بدون نفوذ آن صورت گیرد. در دماهای بالا رشد آستنیت بدون توزیع مجدد منگنز صورت گیرد و سرعت رشد به وسیله نفوذ کربن به داخل آستنیت کنترل می شود که به زمان کمتر نیاز دارد. در شکل بالا (2-الف) نشان می دهد که میزان منگنز در فریت و آستنیت ثابت بوده و آستنیت زایی با نفوذ کربن صورت می گیرد. ممکن است رشد آستنیت به داخل فریت به جای آنکه از طریق نفوذ اتم های کربن انجام شود، از طریق نفوذ اتمهای منگنز صورت گیرد. رسوب گذاری فاز سیگما در فولادها زنگ نزن فازدوپلکس: پیش گفتار: فرآیندهای رسوب گذاری که درفولادهای دوپلکس روی می دهند، از طریق امکان تشکیل فازهای گوناگون بین فلزی (R و و X و S) و کاربیدها تعیین می شوند که در این میان فاز سیگما از اهمیت خاصی برخوردار است. چرا که میزان کمی ازآن قبلاً باعث کاهشی چشمگیر در شکل پذیری و صدمه به میزان مقاومت آن در برابر خوردگی می شود. سیستم آهن- کروم- نیکل مشخص می کند که تمام فولادهای دو پلکس در معرض رسوبگذاری فاز سیگما هستند که در صورت حضور عناصر تثبیت کننده فریتی به ویژه کروم و مولیبرن میزان رسوبگذاری آنها افزایش می یابد. از دیدگاهی عملی، وقوع این مرحله به طور سریع در مرحله تولید که شکنندگی را نیز با خود به همراه دارد، مشکلی بسیار با اهمیت را موجب می شود، به ویژه از آنجا که فولاد ریخته گی دو پلکس به دسته ای از فولادها تعلق دارد که ساختار تعادلی آن از فریت، آستنیت و فازهای بین فلزی تشکیل شده است. ساختار مطلوب از قسمتهای نسبتاً مساوی فریت و آستنیت بدون فازهای میان فلزی تشکیل شده است. ساختاری نا متوازن (غیر تعادلی) است که تنها از طریق انجام عمل حرارت دادن به طور صحیح قابل دستیابی است. در فولاد ریخته گی نوع دو پلکس عناصر تثبیت کننده فریتی عبارتند از کروم، مولیبیدن، سیلیکون. جهت ایجاد مقاومت در برابر خوردگی در این نوع فولادها، میزان زیادی از کروم یا مولیبیدن نیاز است. در صورت وجود مقادیر زیادی از این عناصر، احتمال وقوع فاز سیگما با شکنندگی در این نوع فولاد افزایش می یابد. در صورتی که سطح کربن موجود 1/0٪ – 60/٪ باشد، باعث رسوبگذاری کاربیدها در فولاد ریختگی می شود. از آنجا که محلهای هسته گذاری کاربیدهای M23C6 در درجه اول اینترفیس ها (وجوه مشترک) فریتی / آستنیتی می باشند، از این رو این رسوبات احتمالاً محلهای بهتری جهت هسته گذاری فاز سیگما به وجود خواهند آورد. تحلیل انجام شده از طریق برنامه ترموکالک (Thermo- Calc) نشان داده است که رسوبگذاری فاز سیگمای بین فلزی در فولاد مورد بررسی در طی سرد شدن یکنواخت پس از انجماد آن در گسترده دمایی C° 850 تا تقریباً C° 550 صورت می گیرد. ترکیب شیمیایی این فاز علاوه بر آن از تقریباً 60- 30٪ کروم و 10-٪4 مولیبیدن تشکیل شده است. فاز سیگما در فریت نه تنها به خاطر نزدیک تر بودن ترکیب شیمیایی آن به فاز سیگما بلکه در درجه نخست به دلیل میزان بالاتر نفوذ (انتشار) آن، با سرعتی به مراتب بیشتری نسبت به آستنیت روی می دهد. تشکیل فازهای موجود در کروم و مولیبیدن موجب تخلیه فریت در این عناصر آلیاژی می شود که در نتیجه آن ممکن است به آستنیت تخلیه شده در عناصر فوق الذکرتبدیل شود. به دلیل پایین بودن سرعت نفوذ (انتشار) در آستنیت مجاور فریت که در نتیجه آن برابر سازی میزان کروم و مولیبیدن باید روی دهد حل شدن در نتیجه مقاومت در برابر خوردگی فلزهایی که در نزدیکی فاز سیگما قرار دارند کاهش می یابد. فاز سیگما در اینتر فیس (وجه مشترک) فریت/ آستنیت هسته گذاری می کند و در نتیجه واکنش یوتکتوئیدی زیر به سمت دانه های (بلورهای) فریتی رشد می کند: رسوب گذاری فاز سیگما نیز ممکن است به طور مستقیم در فریت روی دهد، در حالیکه محلهای مناسب تر جهت هسته گذاری در آن،رسوبات دیگربویژه کاربیدهابه شمار می روند. برای نشان دادن چگونگی تأثیر سرعت سرد شدن بر رسوب گذاری فاز سیگما پس از مرحله حل شدن در قطعات سنگین و گسترده، نمونه های گرفته شده را در شرایط آزمایشگاهی به مدت 3 ساعت در درجه C° 1090 قرار می دهند و سپس طبق مراحل زیر سرد می شوند: 1- در آب، 2- در روغن 3- هوای فشرده 4- هوا و 5 - باکوره نتایج نشان داده است که با استفاده از سرعت بالا در مرحله سرد کردن پس از مرحله حل شدن می توان از رسوبگذاری فاز سیگما جلوگیری کرد. با کاهش سرعت سردشدن میزان فاز سیگمای نامطلوب افزایش می یابد و این افزایش خود کاهش میزان فریت دلتایی ریز ساختاررابه همراه دارد. در پایان، رسوبات فاز سیگمای متوازن نه تنها در اینترفیس های مزیت/ آستینیت بلکه در داخل دانه های آستنیتی و فریتی پخش می شوند و همچنین می توان مشاهده کرد که رسوبات فاز سیگما معمولاً اطراف دانه های آستینیتی را فرا می گیرند که خود به طور اساسی بر خواص سودمند فولاد ریختگی تأثیر می گذارد. نتایج و بحث: هر قطعه را باید در دمای بالا حرارت داد تا از حذف شدن فازهای نامطلوب اطمینان حاصل کرد و به سرعت سرد کرد تا از وقوع فاز سیگما در آن جلوگیری به عمل آید. عوامل فوق الذکر دخیل در ایجاد رسوبگذاری فاز سیگما در فولاد ریختگی نوع دو پلکس نشان می دهد که هر چه سرعت سرد کردن پس از مرحله انحلال قطعه بالاتر باشد، روند وقوع رسوبگذاری فاز سیگما در ماده کاهش می یابد. بنابراین به منظور افزایش سرعت سرد کردن قطعات باید آنها را بلافاصله پس از منجمد شدن از قالب جدا کرد. همچنین باید توجه زیادی به طرح قطعه و ریختن فلز به درون حفره قالب شود. از ایجاد مراکز گرمایی در قطعه باید جلوگیری کرد و به علاوه نه تنها به منظور صرفه جویی بلکه با در نظر گرفتن افزایش ضخامت دیواره ریخت و بنابراین طولانی تر شدن زمان انجماد، محدوده تراش باید تا حد ممکن کوچک باشد. اثر زمان سالخوردگی بر خواص فشرده فولاد ضد زنگ دو فازه (دو لایه): چکیده: فولاد زنگ نزن دو فازی در شرایط حرارت دادن زیاد و سپس سرد کردن محلول از لحاظ ترمودینامیکی دارای سیستمی با ثبات مختصر بود که در هنگام قرارگیری در برابر گرما گرایش شدیدی به دست می آورندکه بهترین شرایط ترمودینامیکی مسائد را دارا می باشد. اصلی ترین علت این تحقیق توصیف کردن ساختار میکروسکوپی یک فولاد زنگ نزن دو فازی آن گونه که قالبگیری شده و در شرایط تبرید محلول مذاب و مشخص سازی اثر برخورد گرما، در فلز در یک دوره ی زمانی طولانی بر میزان دوام و استحکام فلز بر طبق تست های فشرده سازی فلزات انجام گرفته توسط شارپی که بر روی نمونه های تست شکاف یافته به صورت Vبکار گرفته شد. مقدمه: فولاد زنگ نزن دو فازی که در برابر گرمای طولانی مدت در دمایی بالغ بر 600 درجه سانتیگراد تا 100 درجه سانتیگراد قرار گرفته اند می تواند یک گوناگونی مرحله ا ی ثانویه همراه با آستنیت (γ) و هیدرو اکسید آهن (δ) را نشان دهد. این مرحله ی ثانویه شامل مرحله ی سیگما (σ)، نیترید کروم(Cr2N)، آستنیت ثانویه (γ)، مرحله ی (X)، مرحله ی R و تعداد π نیترید، رسوبهای شیمیایی غنی از مس،کربنهای M23C6 و M7C3 می باشد. احتمالاً مهمترین این رسوبهای شیمیایی مرحله ی سیگما است، بدلیل خوردگی زیاد غلظت که اغلب در ساختار میکروسکپی و اثر آن بر ویژگی های خوردگی میکانیکال آن مشاهده می شود. از نقطه نظر ترمودینامیکی، این مراحل می تواننددر شرایط خاصی ته نشین شوند مانند مرحله ی سیگما به این علت که ساختار شیمیایی فولاد ضد زنگ دو فازه دارای مولیبدن(Mo) بوده که باعث سرعت بخشیدن به عمل رسوب مرحله ی سیگما می گردد. شدت دمایی ثابت ترمودینامیکی این مرحله ی اینترمتالیک بسیار بیشتر از فولاد ضد زنگ بدون مولیبدن است. به عنوان مثال فولاد ضد زنگ تنها با کروم تشکیل آلیاژ می دهد. عناصری مانند کروم و مولیبدن سرعت رسوب و میزان مرحله ی سیگما در ساختار میکروسکپی را افزایش می دهد. همین طور که تغلیظ نیکل افزایش می یابد میزان نیروی محرکه رسوب فاز سیگما افزایش می یابد،اگر چه تقسیم حجم موازنه کاهش می یابد. دلیل این مطلب از یک طبیعت غیر مستقیم نشات می گیرد و می تواند بر طبق کاهش در تقسیم حجم دلتای هیدراکسید آهن در ساختار میکروسکپی آن قبل از حرارت طولانی مدت توضیح داده شود. این مسئله بعلاوه تغلیظ مواد در حال پایدار فاز سیگما در زمینه هیدراکسید آهن را افزایش می دهد و درنتیجه باعث افزایش نیروی محرکه برای رسوب آن می گردد. دمای گرمای داده شده همچنین بررسوب فازسیگمااثر می گذارد. بنابراین هرچه که میزان گرمای داده شده به محلول تصعیدی بیشتر باشد میزان پیوستگی هیدواکسید آهن قویتر بوده و در نتیجه عناصر بیشتری مانند کروم و مولیبدن می توانند در محلول جامد جایگزین جای گیرند ودر نتیجه باعث به تعویق اندازی فاز سیگما در هنگام سرد کردن ناگهانی می گردد. نیترید کروم (Cr2N) به علت استفاده ی زیاد نیتروژن به عنوان یک عنصر آلیاژی در دمایی ما بین 700 تا 900 درجه سانتیگراد به طور قابل توجهی افزایش می یابد. این نیتریدها به طور عادی پس ازگذشت زمان طولانی از مرحله ی سالخوردگی در دمای 850 درجه سانتیگراد ته نشین می گردند، اما آنها در هنگام سرد کردن ناگهانی ازدمای محلولهای تصعیدی نیز شکل می یابند. در نمونه ی بعد از ریخت شناسی خاص شامل اجزاء کروی با قطر0 A200 تا 0 A500 که در مرز دانه های δ/γ ته نشین می گردد. به دلیل حلالیت بیشتر نیتروژن در هیدرواکسیدآهن دلتا در دماهای بالاتر، احتمال رسوب Cr2N در دماهای محلول تصعیدی بالاتر، بیشتر می باشد. نیتریدهای کروم نیز به صورت فرا دانه ای در هیدرواکسیدآهن به شکل صفحه های نازک رسوب می یابد. ریخت شناسی این صفحه ها به پس از سرد شدن آنها از دمای محلول تصعیدی بر می گردد. اثر رسوب کرومیوم نیترید بر ویژگیهای مکانیکی و شیمیایی فولاد بسیار شبیه به مواد حاصل آمده از فاز سیگما است. زیرا که فاز سیگما و کرم نیترید اغلب با هم وجود دارند. نیتریدهای کروم می توانند در ناحیه ی گرما دیده شوندو در طول فرآیند جوشکاری فولاد دوفازه مرغوب و معمولی تشکیل یابد. با این وجود، به نظر می رسد که جوشکاری تمایل به رسوب نیتریدهای مکعبی از نوع Cr2N دارند که همچنین باعث لطمه زدن به سختی ومقاومت آن دربرابر خوردگی می گردد. آستنیت ثانویه: تجزیه ی هیدرواکسیدآهن درآستنیت می تواند در دماهای گوناگونی اتفاق بیفتد. از قرار معلوم به سه نوع مکانیزم وجود دارد که در آنها آستنیت می تواند یک ماتریس هیدرواکسید آهن تشکیل دهد. 1- با واکنش اتکتوید δ == γ2 2- به عنوان رسوب Widmanstation 3- با فرآیندی شبیه به فرآیند مارتنزیت (Martensite) واکنش اتکتوئید به وسیله ای با انتشار سریع در میان فصل مشترکδ/γ رخ می دهد و اغلب منجر به یک محصول اتکتوئید خاص که متشکل از فاز سیگما و رسوب آستنیت فرعی است می گردد. در دماهای زیر 650 درجه سانتیگراد هیدرواکسیدآهن در یک فولاد زنگ نزن دو فازی به آستنیت بوسیله ی مکانیزمی که بسیارشبیه به تشکیل مارتنزیت است تغییر شکل می دهد. بنابراین آستنیت بصورت خطوط هم دما ته نشین شده و هیچ تغییری در ساختار آن با ماتریس هیدرواکسیدآهن از خود نشان نمی دهد که این نشانگر آن است که مواد جانشین یک تغییر شکل افشانه ای را تحمل می کردند. در دمای بالاتر از 650 درجه سانتیگراد جایی که انتشار سریعتر است آستنیت بصورت ذرات ویدمنشتاتین (Widmanstation) با ریخت شناسی های گوناگون ته نشین می گردند. این آستنیت یک رابطه ی جهت یافته ی از نوع kurdyumon-sachs را دنبال می کند و همچنین شامل محتویات نیکل بیشتر به ماتریس هیدرواکسیدآهن می باشد. فرآیند آزمایشی: نمونه های تست فولاد ضد زنگ دو فازی مرغوب ASTM A890 به صورت قالبهای سیلندر مانند با طول mm 260و قطر mm 25 در آمدند. فرآیند قالب گیری با استفاده از خاک سیلیس و صمغ اورگانیک و فنول اورتان بود. قالب آن به وسیله ی نرم افزار Auto Cad 2000 و استحکام نمونه های آزمایشی آن بوسیله ی نرم افزار سول استار انجام گرفت که پایه ی فیزیکی آن بر اساس آنالیزم انتقال گرما بوسیله ی عناصر هیدرواکسیدآهن می باشد. فولاد ذوب شده در یک کوره ی خلاء مقدماتی که با فرکانس Hz60 و نهایت قدرت Kw 400 آماده طیف سنج نشر بصری بوسیله ی نمونه ی جامد بمنظور آنالیزم شیمیایی مورد استفاره قرار گرفت. گرما دادن در کوره های الکتریکی 2 ساعته در دمای ما بین 520 تا 1180 درجه سانتیگراد انجام گرفت که در هر قدم 20 درجه سانتیگراد به دمای آن اضافه شد. اسکن به وسیله ی میکروسکپ الکترونی (SEM) انجام شد که همراه بود با تصاویر ثانویه الکترونی دیجیتالی. (SEM مجهز به طیف سنج منتشر ساز انرژی بمنظور آنالیز مولکولی نیز شد، تستهای فشره سازی در یک ماشین تست جهانی با کنجایش j249 انجام گرفت). توجه کنید که فاز سیگما در محلول هیدرواکسیدآهن وآستنیت ته نشین شده ودرسمت هیدرواکسیدآهن افزایش می یابد که عناصر مورد نیاز همانند کروم و مولیبدن را برای رشدش فرآهم می آورد. بدلیل آنکه این ماده این مواد را برای تشکیل فاز سیگما تولید می کند، مقاومت در برابر خوردگی هیدرواکسیدآهن مساوی شد و باعث بر انگیختن خوردگی اش شد، که میتوان آنرا در قسمتهای خالی در این نواحی مشاهده کرد. تشکیل فاز سیگمادر طول سرد کردن فولاد ضد زنگ دو فازه مرغوب اجتناب ناپذیر است، اما حجم تقسیم این فاز آهن در هم آمیخته می تواند در موازنه ساختاری مناسب و سرد کردن کنترل شده به حد اقل برسد. محلول تصعیدی در 1160 درجه سانتی گراد که با کوئنچ درآب همراه می شود فاز سیگما در ساختار میکروسکپی ماده را حل می کندو باعث سرعت بخشیدن به هیدرواکسیدآهن وآستنیت می گردد که دارای ساختار دو لایه است. بنابراین ساختار پایدار در 1160 درجه سانتیگراد به صورت ترمودینامیکی در دمای اتاق کم ثبات می گردد. این مسئله باعث حذف انرژی اضافی به شکل گرما شده که ممکن است ماده مستعد ته نشینی فاز بین فلزی را در تسلط خود در آورده که نمونه ی بارز آن فاز سیگما است. شکل ساختار میکروسکپی فولاد ضد زنگ دو فازه دوپلکس A890GR1G در محلول تصعیدی و سپس کوئنچ شده با آب را نشان می دهد. توجه داشته باشید که ساختار میکروسکپی تنها متشکل از هیدرواکسیدآهن و فاز آستنیت می باشد. هیچ فاز بین فلزی در آمیختن و حتی داخل دانه های فاز هیدرواکسیدآهن یافت نمی شود. آنالیز اشعه X نشان می دهدکه مواد در این شرایط انعکاس مسطح اتمی فاز هیدرواکسیدآهن و آستنیت را ساتح می کند. همان گونه که دیده می شود فاز سیگما از دمای بالاتر از 760 درجه سانتیگراد تا رسیدن به غلظت نهائی آن(53%) در یک دمای ما بین 840 تا 860 درجه سانتیگراد شروع به رسوب می کند و پس از آن فاز هیدرواکسیدآهن همین که غلظت فاز سیگما افزایش می یابد کم می شود که فاز سیگما بوسیله ی δ == σ+γ2 افزایش می یابد، بعبارت دیگر فازهیدرواکسیدآهن مواداصلی راکه درفازسیگما عمل می کنند یعنی کروم و مولیبدن را فرآهم می کند. آنالیز EDS از فاز سیگما و آستنیت از موادی که برای مدتی در دمای 800 و 880 درجه سانتیگرد بوده اند نشان داد که محتویات کرومیوم در فاز بین فلزی شدیداً بالا بود که باعث تنظیم شدن محیط با رسوب بمنظور قدرتمند شدن از این ماده است. ویژگی های انرژی جذب شده در تست فشرده سازی بعنوان یک تابع از دمای چند مدت داده شده به فلز در شکل نشان داده شده است. همانطور که دیده می شود در دمای بین 300 تا 400 درجه سانتیگراد جذب شده بصورت 100تا j200 بود که سطح مورد انتظار برای این ماده است. در دمای بالاتر از 400 درجه سانتیگراد انرژی جذب شده به کاهش می گذارد که تا کمترین مقدار یعنی 460 تا 480 درجه سانتیگراد می رسد که به رسوب دانه های َa نسبت داده می شوند. دانه هایی که به علت ایجاد تردی و شکنندگی در 475 درجه سانتیگراد معروف هستند. مدت زمان گرما دهی ما بین 540 تا 560 درجه سانتیگراد منتهی به میزان بالاتر جذب انرژی در تست فشرده سازی چارپی می گردد که احتمالاً بعلت آن است که در این محدوده ی دما هیچ رسوب سازی از فاز تردسازی اتفاق نمی افتد. نتایج مشابهی برای فولاد ضد زنگ دوفازی مرغوب ASTM 890 Gr6A گزارش شده است وقتی که آن را در شرایط آزمایشی مشابه قرار دادند. در فاز سیگما میزان گرمای ته نشینی(c760 تا c1020) بوده و انرژی جذب شده در تست فشرده سازی کم بود، چنین رفتاری در فولاد ضد زنگ دو فازی ASTM A890 Gr6A نیز مشاهده گردید اگر چه در یک محدوده ی متفاوت ته نشینی (c720 تا c1060) در دما های ما بین 580تا 740 جایی که ساختار میکروسکپی هنوز دارای فاز سیگما نیست، انرژی جذب شده در تست فشرده سازی کاهش چشمگیری یافت. همچنین رفتاری در خمیدگی انرژی جذب شده در مقابل دمای زمانی در فولاد ضد زنگ دو فازه ASTM A890 Gr6A که بمدت زمانی طولانی گرمای 640 تا 680 درجه سانتیگراد دریافت کرده بود نیز مشاهده شد. علت این کاهش رسوب دانه ها با ریخت شناسی زاویه ای در مخلوط هیدرواکسید آهن و آستنیت در دانه های هیدرواکسید آهن از فولاد Gr6A می باشد. دانه های مشابه در فولاد ضد زنگ دو فاز ASTM A890 Gr6Aکه بین 720 تا 850 درجه سانتیگراد برای مدتی گرما داده شده بود نیز یافت شد. اما بدلیل آنکه آنها زیر لایه ها رسوب یافته بودند که شامل دانه های ریزتر با ساختار کریستالی می شد بوسیله ی میکروسکپ الکترونی قابل شناسایی نبود زیرا که هر دوتای کریستالی(دانه ها و زیر لایه ها) ب اجزای کوچکتر تفسیم شده و قرار دادن آنها را دریک الگوی انکساربوسیله ی فضای انتخابی غیر ممکن می ساخت. آنالیز EDS از فولاد Gr6Aنشان می دهد که این کروم بوده و رسوب غنی از آهن است . انرژی جذب شده به سطوح به صورت 120 تا j140 پس از حل شدن کامل فاز سیگما در ساختار میکروسکپی برگشت یافته است. با دادن گرمای بالاتر از 1100درجه سانتیگرادشده دوباره کم کم کاهش می یابد(به سطحی در حدود j100)زیرا که محتویات هیدرواکسیدآهن درساختارمیکروسکپی افزایش می یابد. نتیجه: فاز سیگمااز دمای 760 درجه سانتیگراد شروع به ته نشین شدن می کند و به نهایت غلظت خود در دمای 840 تا 860 درجه سانتیگراد می رسد و در دمای بالاتر 1040 درجه سانتیگرادکاملاً ذوب می گردد. انرژی جذب شده در تست فشرده سازی شارپی در دمایی نزدیک به 460 تا 480 درجه سانتیگراد کاهش یافته که عدد شناخته شده ی ترد شدگی 740 درجه سانتیگراد درنتیجه ساختار َα است. ویژگی های پیش بینی شده بصورت آزمایشی بوسیله آلیاژ شناسی بسیار به هم نزدیک بوده و تنها 25% با هم اختلاف داشتند. هیچ رسوبی از فاز ثانویه در دمای داده شده در یک مدت زمان ما بین 520 تا 580 درجه سانتیگراد اتفاق نیفتاد و انرژی جذب شده در تست شارپی به سطوح به ترتیب 150 تا j170رسید. از دمای 580 درجه سانتیگراد تا شروع رسوب فاز سیگما (c760) انرژی جذب شده با سرعت کاهش یافته و این بدلیل رسوب دانه های زاویه دار در آمیختگی δ/γ و فرا دانه ای در هیدرواکسیدآهن است. انرژی جذب شده تنها پس از تجزیه کامل فاز سیگما که در دمای 1040 درجه سانتیگراد اتفاق افتاده به سطوح بالا رسید. آلیاژهای بین المللی و مواد مصرفی آن: در جدول زیر ترکیب شیمیایی تعدادی از آلیاژهای پایه فلزی فولاد های زنگ نزن دوفازی ارائه شده است، این نکته قابل توجه است که دو تا از این آلیاژها، فولاد کار شده نوع 329 و نوع CD4MCu، به ترتیب در ASTM A240یا ASTM A890 احتیاج به نیتروژن را نشان نمی دهد. این دو آلیاژ قبل از این که اهمیت نیتروژن مشخص شود توسعه یافته اند و به نظر می رسدقابلیت جوشکاری مناسبی نداشته باشند. به هر کدام از آنها مقداری نیتروژن اضافه شده(به ترتیب UNS S32950 وSD4MCuN) تا جوش پذیری و نیز مقاومت به خوردگی آنها بهبود یابد. متالورژی فیزیکی تعادل فازی فریت – آستنیت فولادهای زنگ نزن دو فازی بر پایه سیستم آلیاژی Fe-Cr-Ni-N هستند. ترکیب شیمیایی این فولادها به گونه ای تنظیم شده است که ریز ساختار فلز پایه به صورت اسمی شامل 50% فریت و 50% آستنیت باشد، در نتیجه اصطلاحاً دو فازی گفته می شود. اما تمام فولادهای زنگ نزن دو فازی تقریباًٌ 100% فریتی منجمد می شود. نیتروژن معمولاً به عنوان یک عنصر آلیاژی اضافه می شود تا تشکیل فاز آستنیت را شتاب داده و آن را پایدار کند و نیز مقاومت به خوردگی حفره ای را بهبود بخشد. مولیبدن، تنگستن و یا مس به برخی آلیاژها اضافه می شوند تا مقاومت به خوردگی را افزایش دهند. هم به دلیل عناصر آلیاژی بیشتر و هم به دلیل فرآیند دقیق و دشوار ترمومکانیکی محصولات کار شده، تولید فولادهای زنگ نزن دوفازی(D.S.S) نسبت به فولادهای زنگ نزن آستنیتی هزینه ی بیشتری دارند. فلزات پایه فولادزنگ نزن دو فازی معمولاً در مقایسه با فولادهای زنگ نزن آستنیتی دارای نسبت عناصر فریت زا به عناصر آستنیت زا بالاتری هستند این امر به خاطر آن است که فولادهای زنگ نزن دوفازی بایدبه صورت 100% فریتی منجمدشود. شکل زیر نشان می دهد که آلیاژهایی که کروم معادل WRS-1992 آنها 85/1 برابر نیکل معادل یا بیشتر باشد، به صورت 100% فریت منجمد می شود. فلزات پایه فولاد زنگ نزن دو فازی معمولاً دارای نسبتهای بین 25/2 تا5/3 هستند. در دماهای بالای (بالا مرز انحلال فریت)، آلیاژهای 100% فریتی می مانند. آستنیت تنها می تواند در زیر خط انحلال فریت جوانه زنی و رشد کند. عملیات آنیل و کار گرم این فولادها معمولاً در دماهای زیر خط انحلال فریت انجام می شود که آستنیت و فریت می توانند در حال تع
+ نوشته شده در ۱۴/۴/۱۳۹۱ساعت ۱۲:۴۷ توسط علي باقري دسته : نظر(1)

آشنایی با روش های آلیاژ سازی وخصوصیات آلومینیم

آشنایی با روش های آلیاژ سازی وخصوصیات آلومینیم:

آلومینیم دارای هدایت قابلیت هدایت حرارتی بالایی می باشد که بعد از نقره و مس بهترین هادی حرارتی شناخته می شود و دارای دانسیته ای در حدود2.7 سانتی متر مکعب است . که به همین دلیل جزو آلیاژ های سبک محسوب می شود . این آلیاژ دارای مقاومت به خوردگی زیاد است که به علت ایجاد لایه پایدار اکسیدی متخلخل می باشد . دارای نقطه ذوب پایین در حدود 670 درجه سانتیگراد است و قابلیت انجام عملیات حرارتی دارد اما عملیات حرارتی آن اج هاردینگ یا پیر سازی می باشد و دارای قابلیت انجام کار مکانیکی و تغییر فرم سرد و گرم می باشد . و این الیاژ را می توان در قالب های دائمی و یا فورج نیز استفاده کرد . کاربرد آلومینیم : این آلیاژ به علت ویژگی های خاصی که دارد در بیشتر صنایع از جمله اتومبیل سازی غذاسازی ساختمان سازی بلوکه های سیلندر خودرو اسکلت سازی صنایع پتروشیمی و صنابع هوایی به کار می رود . آلیاژ های آلومینیم : به طور کلی آلیاژ های آلومینیم به دو دسته کلی تقسیم می شود : 1- آلیاژ های نوردی 2- آلیاژ های ریخته گی نکته : آلومینیم به علت داشتن ساختار FCC و تراکم زیاد در ساختار شبکه بلوری اش فرم کاری خوبی در درجه حرارت محیط دارد . 1- آلیاژ های نوردی : در آلیاژ های نوردی ابتدا آلیاژ به شکل شمش ریخته شده سپس با توجه به شرایط تولید هر یک از فرآیند های کار سرد شامل : نورد ، فورج ، سوراخ کاری برش و .... روی قطعه انجام می شود . روش های تولید شمش های نوردی : معمولا دو روش برای تهیه شمش نوردی استفاده می شود : 1-روش مداوم (countinus) 2- روش نیمه مداوم و یا تکباری ( non countinus) 1- روش مداوم : این روش که از سرعت تولید بالایی برخوردار است که به این صورت می باشد که ذوب ریزی به صورت مداوم ادامه پیدا می کند . به این صورت که محفظه ای از فولاد گرم که در زیر پاتیل مذاب قرار دارد مذاب را به صورت دائم دریافت می نماید ، مذاب پس از رها شدن از پاتیل وارد محفظه شده و در مرحله اول آب گرد هایی که در قسمت بالای محفظه قرار دارند مذاب را به مرحله خمیری می رساند در مرحله بعد مذاب به مرحله آب فشان رسیده و به طور کامل منجمد می شود و در پایان تیغه ای که در انتهای محفظه قرار دارد فلز را برش زده و بر روی صفحه نقاله می اندازد . 2- روش تکباری : این روش که در کارخانه ها و به وسیله قالب های ماسه ای انجام می شود به این صورت است که ابتدا کوره را به مقدار معینی شارژ کرده سپس شارژ آماده شده را در قالب های مورد نظر می ریزند . 2- تهیه آلیاژ های ریخته گی ( فرآیند شکل ریزی) هدف تولید : تولید شکل نهایی قطعه به صورت مذاب ریزی مستقیم انواع مواد شارژ جهت ریخته گری آلیاژ های آلومینیم 1- شمش اولیه : این شمش معمولا در کارخانه های ریخته گری تولید می شود و از درصد خلوص بالایی درحدود 99.9% برخوردار است که معمولا به صورت پوکه های مستطیل شکل با وزن 15 الی 20 کیلو گرم تهیه می شوند . که جهت آلیاژ سازی آن ها از شمش های منیزیم ، روی ، سیلیسیم استفاده می شود که معمولا از شمش های منیزیم و سیلیسیم درمواقعی استفاده می شود که بخواهیم درصد کمی منیزیم و سیلیسیم به مذاب اضافه کنیم در غیر این صورت از آلیاژ ساز ها یا هاردنر ها (hardner) استفاده می کنیم 2- شمش های ثانویه: این شمش ها معمولا از ذوب مجدد قراضه های و برگشتی ها تولیدمی شود و با توجه به اینکه عملیات تصفیه و تمیز کاری روی این شمش ها انجام می شود از لحاظ قیمت گرانتر از شمش های اولیه می باشد اما دارای درصد خلوص و کیفیت بالاتری نسبت به شمش های اولیه می باشد . 3-قراضه ها : که قیمت مناسبی داشته ولی قبل از استفاده باید عملیات تمیز کاری بر روی آن ها انجام شود . 4- برگشتی ها : این شمش ها انواع قطعات معیوب سیستم راهگاهی را شامل می شود که به جهت شارژ مجدد در ریخته گری استفاده می شود . 5-آلیاژ ساز ها و یا هاردنر ها ( آمیژن ها):این گروه از آلیاژ ساز ها هنگامی استفاده می شود که قرار باشد عناصری را با نقطه ذوب بالاتر یا نقطه ذوب پایین تر به مذاب اضافه کنیم به عنوان مثال اضافه کردن مس با نقطه ذوب 1080 درجه سانتیگراد به مذاب آلومینیم که این عمل باید به صورت آمیژن انجام شود . یا اضافه کردن روی با نقطه ذوب 420 درجه سانتیگراد به مذاب آلومینیم که باید به صورت آمیژن انجام شود . نکته به آمیژن آلومینیم سیلیسیم ( سیلومین)گفته می شود نکته : آمیژن در این بخش به معنی عنصری است که با آلومینیم آلیاژ سازی شده است . مانند آمیژن مس نکته : فلزاتی که دارای نقطه ذوب پایین هستند به علت فشار بخار زیاد در ریخته گری آلومینیم اگر به صورت خالص به مذاب اضافه شوند باعث پاشش مذاب می شوند . انواع روش های تولید هاردنر ها : روش اول : در این روش ابتدا مذاب آلومینیم را تهیه نموده سپس فلز مورد نظر را به صورت قطعات ریز و کوچک در داخل فویل های آلومینیمی قرار می دهیم و آرام و آرام به مذاب آلومینیم اضافه می کنیم روش دوم : آلومینیم و فلز مورد نظر را به صورت جداگانه ذوب کرده و سپس فلز با نقطه ذوب بالا را به صورت باریکه مذاب به مذاب آلومینیم اضافه کرده و هم می زنیم . مثال : اگر بخواهیم آلیاژی از آلومینیم بسازیم که دارای ترکیب 5% سیلیسیم 0.4 % منیزیم 1/2 % مس و بقیه نیز آلومینیم باشد . و مواد مورد استفاده نیز شامل شمش اولیه با خلوص 99/99 درصد 1- آمیژن سیلومین با 13 درصد سیلیسیم 2- آمیژن منیزیم با 10 درصد منیزیم 3- آمیژن مس با 50 درصد مس جهت تهیه 100 کیلوگرم از مذاب چه مقادیری از این مواد باید مصرف شود . تلفات استاندارد : سیلیسم 1% منیزیم 3% مس 1% آلومینیم 1% جواب سوال انواع کوره های ذوب آلومینیم : 1- کوره های زمینی 2- کوره های شعله ای و یا روربر 3- کوره الکتریکی که این کوره ها خود به دو دسته کوره های مقاومتی وکوره های القایی تقسیم می شوند مزیت های کوره های مقاومتی این کوره های از نظر اقتصادی هزینه سرمایه گذاری کمتری نسبت به کوره القایی می خواهد و باعث ایجاد مذابی یکنواخت می گردد 1- کوره های زمینی : در کوره های زمینی بوته به شکل ثابت و یا متحرک استفاده می شود و معمولا جنس بوته در این کوره ها از گرافیت و یا کاربید سیلیسیم می باشد 2- کوره های شعله ای : در این کوره ها شعله به صورت مستقیم با مواد شارژ برخورد می نماید این کوره ها معمولا به شکل اتاقک های مکعب مستطیل می باشد و معمولا در این کوره ها از سوخت های گازوئیل ، مازوت و یا گاز استفاده می شود . راندمان این کوره ها پایین بوده و ذوب فلز به صورت تششع شعله انجام می شود تناژ این کوره ها بسیار بالا می باشد و معمولا ظرفیت شارژ این کوره ها حداکثر تا 20 تن می باشد این کوره ها معمولا به دو صورت دیده می شود الف: نوع اول آن که بدون پیش گرم بوده و مواد شارژ به صورت مستقیم و سرد وارد کوره می شود . ب: نوع دوم آن کوره هایی با پیش گرم شارژ بوده که در این روش مواد شارژ در قسمت بالای کوره قرار می گیرند و تحت تاثیر دمای کوره پیش گرم می شوند در این کوره های معمولا راندمان بیشتر بوده و تلفات حرارتی کمتر می باشد 3- کوره های الکتریکی : این کوره ها معمولا در دو نوع مقاومتی و القایی می باشد الف : کوره های مقاومتی : این کوره ها از المنت های فنری تشکیل شده است که در جداره کوره قرار دارند و که برای گرم کردن جداره کوره استفاده می شود که حداکثر دمای این المنت ها 1200 درجه می باشد که با توجه به دمای ذوب آلومینیم که حداکثر 820 درجه سانتیگراد است لذا عملا نیازی به درجه حرارت های بالا و زیاد در ذوب نیست ب: کوره های القایی : معمولا این کوره ها از نظر کیفیت ذوب به علت تماس نداشتن مذاب با عوامل احتراق مناسب می باشند و برای آلیاژ سازی مناسب هستند . در این کوره ها ترکیب شیمیایی مذاب یکنواخت تر بوده و سطح سرباره خوبی در ذوب ریزی ندارند . کنترل درجه حرارت ، کنترل ترکیب شیمیایی مذاب ، یکنواختی ترکیب شیمیایی و انحلال گاز کمتر همگی باعث افزایش کفیت مذاب در این کوره ها شده است . در بیشتر فرآیندهاى استخراجى الکتریسیته نقش بسزایى دارد، مانند: فرآیند هال- هرول قرن 19 که گام مؤثرى در استفاده از نیروى برق براى تولید فلز مى باشد. در انگلستان همفرى دیوى طى سالهاى 1808- 1813 براى استخراج این فلز(آلومینیم) از ترکیبات آن کوشید ولى تنها آلیاژى از آلومنیوم، آهن به دست آورد. کوششهاى بعدى او در این مورد نیز نتیجه اى نبخشید. دیوى عنصرى راکه سعى مى کرد از اکسیدآلومینیم (که درآن زمان هم آلومینا" نامیده مى شد) به دست آورد آلومینیمAluminium) )(آلومینیم) نامید،و بعد ها آلومینیم Aluminum آلومینم نامید، که این نام اخیر هنوز در آمریکا مصطلح است، ولى در کشورهاى انگلیسى زبان و در اروپا آلومینیم را به کار مى برند. در سال 1825 فیزیکدان دانمارکى هانس کریستین اورستد روش دیگرى براى استخراج را آزمایش کرد، حبه هاى کوچکى از فلز را که احتمالأ حاوى آلومینیم ناخالص بود به دست آورد. اورستد را باید راهگشاى واقعى دستیابى به آلومینیوم محسوب کرد. فریدریش وهلر آلمانى با الهام از روش اورستد و به کارگیرى آن در تحقیقات بیشتر موفق شد تا به سال 1837 آلومینیوم را به صورت ورقه هاى نازک تولید کند. در همان سال او خواص شیمیایى این فلز را براى اولین بار گزارش کرد.وهلر به سال 1835و پس از اصلاح روش خود توانست مقادیر کمى آلومینیم را به صورت ذرات سوزنى شکل تولید کند، که براى اولین بار از آنها براى تعیین خواص فیزیکى این فلز استفاده کرد. هانرى سن کلردوویل فرانسوى بر اساس نتایجى که وهلر به دست آورده بود موفق به حذف موانع بیشترى شد و روش دیگرى که از نظر فنى براى استخراج آلومینیوم عملى بود به دست آورد. اولین قطعه آلومینیم تولید شده به این روش، خلوصى بین 96 تا 97 درصد داشت و در سال 1855 در نمایشگاه بین المللى پاریس به نمایش گذاشته شد. در آن زمان هنوز آلومینیم را به عنوان فلزى کمیاب، بسیار گران مى شناختند که نمى توانستند قیمتى براى آن تعیین کنند چون هنوز فقط چند کیلوگرم از آن را در دست داشتند. گفته مى شود که در قصر ناپلئون سوم فقط براى او، ملکه، میهمانان ویژه، اعضاى خاندان سلطنتى از ظروف آلومینیمى استفاده مى شد و براى سایر میهمانان از ظروف طلا استفاده مى کردند. در سال 1886 پل. هرولت فرانسوى، چارلز مارتین هال آمریکایى همزمان، مستقل از هم توانستند از طریق تجزیه الکترولیتى اکسید آلومینیم حل شده در مذاب کریولیت این فلز را تولید کنند. در آن زمان، تهیه انرژى الکتریکى لازم براى الکترولیز دیگر مشکلى نبود، زیرا در سال 1866 ورنرفون زیمنس آلمانى دینام ژنراتور را اختراع کرده بود. امروزه در کلیه فرآیندهاى تولید آلومینیم در سراسر دنیا همچنان بر اساس اصول کلى کشف شده توسط هرولت و هال عمل مى شود و بنابراین مى توان گفت سال1886، سال آغاز تولید صنعتى آلومینیم است. در آن زمان، قبل از این که بتوان عمل استخراج فلز را در مقیاس بزرگ آغاز کرد یک مشکل دیگر به وضوح به چشم مى خورد و آن تولید ماده اولیه یعنى اکسید آلومینیم از سنگ معدن بوکسیت در مقیاس زیاد بود. بایر اتریشى در سال1893 با حل کردن بوکسیت در سود سوزآور براى تهیه اکسید از بوکسیت فرآیندى مقرون به صرفه به دست آورد. امروزه اغلب 1- کنترل ترکیب شیمیایی 2- گاز زدایی 3- اکسیژن زدایی 4- تصفیه 5- تلقیح و جوانه زایی مرحله اول کنترل ترکیب شیمیایی : از آن جایی که مواد شارژ در ذوب شامل قراضه ها و برگشتی ها می باشند به همین دلیل پس از تهیه مذاب آلومینیم بایستی درصد عناصر در آلومینیم مشخص شود برای انجام این عملیات ابتدا مذاب را داخل قالب پولکی ریخته و نمونه برداری می کنند سپس توسط دستگاه آنالیز در صد عناصر مشخص می شود پس از مشخص شدن درصد عناصر میزان کمبود و یا ازدیاد عناصر آلیاژی را مشخص می کنند . و درجه حرارت را تصحیح می کنیم . عمده ناخالصی های موجود در مذاب آلومینیم شامل سدیم کلسیم آهن – سیلیسیم – منیزیم و تیتانیم است نکته : منیزیم –سیلیسیم –آهن سه عنصر اصلی با درصد بالا در آلومینیم هستند جهت حذف منیزیم از مذاب آلومینیم از دو روش استفاده می شود 1- افزایش درجه حرارت مذاب و نگهداری مذاب در درجه حرارت های بالا به جهت آن که منیزیم در این درجه حرارت تبخیر شود . نکته :که این روش امروزه به علت افزایش تلفات آلومینیم در سرباره کمتر استفاده می شود 2- اضافه کردن ترکیبات کلر مانند نمک و یا دمش گاز کلر که نمک های استفاده شده در این روش شامل Na Cl یا نمک طعام و CaCl2 می باشد نکته : جهت حذف سیلیسیم و آهن از روش الکترولیز استفاده می شود و همچنین جهت حذف عناصری چون کادمیوم ، بیسموت ، سرب نیز با اضافه کردن سدیم و کلیسیم این عناصر وارد سرباره شده و از مذاب حذف می شود مرحله دوم گاز زدایی : آلومینیم دارای قابلیت انحلال گاز هیدروژن می باشد و قابلیت انحلال اکسیژن در آلومینیم نیز وجوددارد و مجموعا این گاز ها موجب افزایش مک و حفرات گازی در قطعات آلومینیم می شوند نکته : درصد انحلال هیدروژن در آلومینیم بیشتراز اکسیژن در آلومینیم می باشند .روش های گاز زدایی 1- ذوب در خلا :در این روش فشار اتمسفر را در روی سطح مذاب کاهش داده که این امر باعث می شود که گاز های حل شده در مذاب به علت اختلاف فشار بین سطوح بیرونی مذاب و داخلی مذاب از مذاب خارج شوند که در صنعت ریخته گری این روش بهترین روش برای گاززدایی به شمار می رود اما به علت نیاز به تجهیزات گران قیمت کمتر استفاده می شود و عموما بیشتر از دگازور ها و گاززدا ها استفاده می شود . 2- استفاده از دگازور: که این مواد شامل ترکیبات کلر بوده که این ترکیبات می توانند هیدروژن را از محیط مذاب خارج کنند که معمولا ترکیبات مانند هگزاکلر متان C2Cl6 3H2+C2Cl6 ---- 6HCl(gaz)+2C نکته : تیتانیم معمولا به صورت ناخالصی در آلومینیم وجود دارد . Ti+C--- TiC (rosob)هگزاکلر متان با هیدروژن واکنش ایجاد کرده و ایجاد گاز HCl می نماید که این گاز به علت سبکی خود را به سمت بالامی کشد و از مذاب آلومینیم خارج می شود . با توجه به فرمول بالا کربن باقی مانده با تیتانیم موجود در مذاب ایجاد کاربید تیتانیم TiC می نماید که این ترکیب جهت جوانه زایی مذاب آلومینیم استفاده می شود . 3- استفاده از دمش گاز خنثی در این روش با افزایش فشار در داخل مذاب و ایجاد اختلاف فشار بین مذاب و محیط بیرون موجب خروج گاز های مضر از مذاب می شود .که گاز های خنثی برای مذاب آلومینیم شامل نیتروژن و آرگون می شود . مزیت های روش گاززدایی به صورت گاز خنثی : در این روش گاز نیتروژن پس از دمیده شدن در پایین پاتیل مذاب آلومینیم گاز خود را به سمت بالا کشیده و در حین بالا آمدن گازهایی چون هیدروژن را جذب خود می نماید و همچنین ناخالصی های موجود در مذاب را جذب خود کرده و وارد سرباره می نماید . نکته : به علت انحلال بالای هیدروژن در مذاب آلومینیم این مرحله یک مرحله خاص می باشد و از اهمیت زیادی برخوردار است.مرحله سوم اکسیژن زدایی و حذف ناخالصی های غیر فلزی : در اکسیژن زدایی عموما ازانواع فلاکس ها استفاده می شود . به طور کلی فلاکس ها ترکیباتی هستند که با به وجود آوردن فیلم نازکی بین مذاب و ناخالصی ها ، ناخالصی های مذاب را به سمت سرباره هدایت می کنند . انواع فلاکس ها : 1- فلاکس های احیا کننده 2- فلاکس های گازی 3- فلاکس های جامد 4- فلاکس های پوششی 1- فلاکس های احیا کننده : با توجه به میل ترکیبی شدید آلومینیم با اکسیژن ، اکسیژن با آلومینیم وارد واکنش شده و ناخالصی های پایدار اکسید آلومینیم را به وجود می آورد . نکته : سخت ترین مرحله خروج ناخالصی ها از مذاب خروج اکسید آلومینیم است که این امر به دلیل پایداری شدید اکسید آلومینیم می باشد فلاکس های احیا کننده جهت اکسیژن زدایی و احیا Al2O3 به کار می روند این فلاکس ها عبارتند از : کلسیم ، منیزیم ، بلریم ، لیتیم که به عنوان فلاکس های احیا کننده به کار می روند . منیزیم و کلسیم : این دو عنصر با آلومینیم تشکیل کمپلکس های ( MgO-Al2O3) و (3CaO-Al2O3) می دهند که این عناصر در حین احیا آلومینم مقداری از ترکیبات را به وسیله O3 ایجاد می کنند که خود این کمپلکس به عنوان ناخالصی در مذاب به حساب می آید و به عنوان عیب در مذاب محسوب می شود از این رو در صنعت بیشتر از عناصری مانند بلریم و لیتیم استفاده می کنند . بلریم: عنصر بلریم پس از احیا Al2O3 تشکیل یک لایه اکسیدی غیر متخلخل می دهد . 3BeO+2AlAl2O3+3Beکه این عنصر یک اکسید غیر متخلخل می باشد و دارای دانسیته کمتری نسبت به مذاب آلومینیم می باشد لذا پس از احیا Al2O3 به صورت یک لایه پوششی در سطح مذاب قرار می گیرد و مانع اکسید شدن مجدد مذاب می شود . عموما بلریم به شکل هاردنر یا آمیژن با 1.5 % بلریم به مذاب آلومینیم اضافه می شود . و یا به شکل ترکیب BeF2 (فلورید بلریم ) به مذاب اضافه می شود . لیتیم : این عنصر به عنوان یک فلاکس احیایی عمل می کند اما چون اکسید متخلخل به وجود می آورد لذا نقش فلاکس پوششی را ندارد به همین دلیل در صنعت بیشتر از بلریم به عنوان فلاکس احیا کننده استفاده می شود و عموما به صورت فلورید لیتیم (LiF) به مذاب اضافه می شود به طور کلی عناصر و یا فلزاتی به عنوان فلاکس احیا کننده به کار می روند که دارای چهار مشخصه زیر باشند : 1- داشتن نقطه ذوب و تبخیر بالا نسبت به مذاب آلومینیم 2- وزن اتمی کم نسبت به مذاب آلومینیم 3- وزن مخصوص و دانسیته پایین نسبت به مذاب آلومینیم 4- قطر اتمی کوچک نسبت به مذاب آلومینیم 2- فلاکس های گازی : اساس کار فلاکس های گازی خروج مکانیکی ناخالصی ها است . در واقع حباب های گاز هنگامی از قسمت کف پاتیل به سمت بالا حرکت می کنند به علت جریان یک طرفه به سمت بالا ناخالصی ها را به خود جذب کرده و به سمت سرباره می آورند . اصولا این گاز ها شامل ترکیبات کلر می باشند که یا مستقیما در حالت گازی استفاده می شوند مانند :BcL3-Cl2 و یا ترکیباتی هستند که قادر به تبخیر و تبدیل شدن به گاز هستند . که عموما به شکل پودر و گاز به کف پاتیل اضافه می شوند مانند (C2Cl6) هگزا کلورور متان این ترکیبات ابتدا نقش هیدروژن زدا را ایفا می کنند . و تشکیل گاز HCl را می دهند این گاز در حین حرکت به سمت بالا به صورت مکانیکی ناخالصی ها را به سمت سرباره منتقل می کند . ترکیبات گاز زدا و فلاکس های گازی عموما از طریق لوله هایی از کف پاتیل به داخل مذاب دمیده می شوند و یا به شکل قرص در کف مذاب قرار می گیرند و پس از واکنش با مذاب تولید گاز می کنند . این قرص ها عبارتند از هگزاکلورید متان C2Cl6 –کلورید آمونیاک NH3Cl – کلرید آلومینیم AlCl3- کلرید منیزیم MgCl2- کلرید روی ZnCl2 به مذاب آلومینیم اضافه می شوند . 3- فلاکس های جامد :ترکیباتی که به شکل فلاکس جامد هستند عموما ترکیبات فلورید می باشند عمده ترین این ترکیبات کریولیت AlF3-3NaF است این ترکیب در مذاب تجزیه شده و تشکیل AlF3 را می دهد و با حرکت به سمت بالا مواد شناور را از مذاب خارج می کند .فلورید سدیم (NaF)موجود نیز با اکسید آلومینیم واکنش می دهد و تولید ترکیبات کمپلکس را می دهد که مانع از چسبندگی ناخالصی ها به مذاب می شود . 4- فلاکس های پوششی: این فلاکس ها با مواد شارژ به صورت جامد در پاتیل قرار می گیرند . نکته قابل توجه این می باشد که این فلاکس ها دارای نقطه ذوب پایین تری نسبت به مذاب آلومینیم هستند و زود تر از آلومینیم ذوب می شوند . سپس با تشکیل فیلم ضخیمی در سطح مذاب از ورود گاز و اکسیژن به درون مذاب جلوگیری می کنندو به عنوان فلاکس پوششی مانع اکسید شدن مذاب می شوند . خواص این نوع فلاکس ها عبارتند از : 1- از وزن مخصوص پایین ترین نسبت به مذاب برخوردارند 2-دارای نقطه ذوب پایین تری نسبت به مذاب می باشند 3- دارای نقطه تبخیر بالا نسبت به مذاب می باشند ترکیباتی که در این روش استفاده می شوند شامل نمک طعام NaC – فلورید سدیم NaF 2- – کلرید پتاسیم KCl – کلرید کلسیم CaCl2 می باشند . انواع آلیاژ های آلومینیم 1- آلیاژ آلومینیم - مس Al-Cu 2- آلیاژ آلومینیم –سیلیسیم Al-Si 3- آلیاژ آلومینیم-منیزیم Al-Mg 1- آلیاژ آلومینیم مس : این آلیاژ در درجه حرارت 548 درجه سانتیگراد ( یوتکتیک ) دارای حد حلالیتی برابر 5.7 % می باشد که در درجه حرارت محیط به 0.5% کاهش پیدا می کند . حد حلالیت بالای آن برابر 94.3% آلومینیم که در درجه حرارت محیط به 99.5 % آلومینیم افزایش می یابد . این آلیاژ دارای قابلیت پیر سازی بوده و بر اثر پیر سازی این آلیاژ فاز تتا (Cu-Al2O3) باعث می شود که نمودار این آلیاژ به نمودار نوع سوم تغییر یابد و با توجه به این که فاز تتا فازی سخت و شکننده می باشد باعث افزایش استحکام قطعه می شود . اغلب آلیاژ های آلومینیم-مس کمتر از 10 درصد مس دارند و عموما آلیاژ های صنعتی آن دارای 5 الی 2 درصد مس می باشند مرغوبترین گروه این آلیاژ ها آلیاژ دورالومین می باشد . که دارای 3.4 تا 4.5 درصد مس و 1 تا 1.5 درصد منیزیم و 0.6 درصد نیز سیلیسیم می باشد این آلیاژ قابلیت انجام عملیات پیر سازی را داشته و برای انجام این عملیات ابتدا نیاز به محلول سازی در درجه حرارت 420 درجه سانتی گراد به مدت 8 ساعت دارد . و پس از انجام عملیات باید به سرعت در آب سرد شود که مدت زمان کوئینچ بین 3 تا 4 ثانیه می باشد . که بعد از سرد کردن این آلیاژ ،آلیاژ محلول سازی شده ی آن به دست می آید که پس از آن عملیات پیر سازی در درجه حرارت 180 درجه سانتی گراد به مدت 5 ساعت انجام می شود که معمولا در کوره و یا هوا به صورت آهسته سرد می شود . نکته قابل توجه در این عملیات این می باشد که اگر مدت عملیات پیر سازی از 5 ساعت بیشتر شود به آن فرآیند فرا پیر سازی اطلاق می شود که این امر باعث کاهش سختی قطعه می شود نکته : معمولا فرآیند پیر سازی برای آن گروه از آلیاژ های آلومینیم مس که بیشتر از 2% مس دارند انجام می شود . ریخته گری آلیاژ های آلومینیم مس : مس به دلیل نقطه ذوب بالا نسبت به آلومینیم (1083) درجه به صورت خالص به آلیاژ آلومینیم اضافه نمی شود . و عمدتا از امیژن های 50-50 یا آمیژن های 33-67 آلومینیم – مس استفاده می شود .برای ساخت آمیژن ها ابتدا مس را ذوب کرده و به حداقل فوق ذوب آن می رساند سپس قطعات آلومینیم را به دفعات 4 تا 5 مرتبه به مذاب مس اضافه می کنند جهت اضافه کردن آمیژن به مذاب آلومینیم پس از محاسبه مقدار آمیژن مصرفی فوق ذوب الومینیم را تا 30 درجه افزایش داده سپس آمیژن را به نسبت مورد نیاز به مذاب اضافه می کنیم باید توجه داشت که کلیه عملیات کیفی مذاب بعد از افزایش مس انجام می شود و فقط فلاکس های پوششی می توان قبل از افزایش آمیژن مس همراه با مواد شارژ به بوته اضافه کرد. 2- آلیاژ آلومینیم – سیلیسیم :این آلیاژ کاربرد وسیعی در صنعت دارد که این امر به علت قیمت مناسب و خواص عالی آن می باشد معروفترین آلیاژ آلومینیم سیلیسیم سولومین می باشد که این آلیاژ در صنعت دارای 13% سیلیسیم می باشد با توجه به حلالیت ناچیز سیلیسیم در آلومینم در درجه حرارت محیط (0.005 % ) باید توجه داشت که سیلیسیم در درجه حرارت یوتکتیک آلومینیم دارای ساختار سوزنی و درشت می باشد . که جهت تصحیح دانه ها و ریز کردن آن ها از سدیم استفاده می شود که به صورت نمک طعام یا NaCl به مذاب اضافه می شود که در واقع این فلاکس کلسیم (Cl) عمل هیدروژن زدایی و فلاکس سدیم Naعمل ریز کردن دانه ها را به عهده دارد که درصد اضافه کردن آن به مذاب 2تا 2.5 درصد وزنی مذاب می باشد اثر سیلیسیم بر مذاب آلومینیم : 1- باعث کاهش انحلال گاز هیدروژن در مذاب آلومینیم می شود 2- باعث افزایش تمایل به انجماد پوسته ای مذاب می شود 3- سیالیت مذاب را افزایش می دهد که این امر باعث افزایش خواص ریخته گری می شود .آلیاژ آلومینیم سیلیسم معمولا مورد تست های عملیات حرارتی قرار نمی گیرد معمولا سیلیسیم به شکل آمیژن به مذاب آلومینیم اضافه می شود آمیژن های مورد استفاده آمیژن 87-13 % و 78-22% می باشد عمل گاز زدایی قبل از تلقیح مذاب آلومینیم با سیلیسیم انجام می شود . آلیاژ آلومینیم منیزیم : حد حلالیت آلومینیم منیزیم بیشتر از آلومینیم سیلیسیم می باشد که می توان حد حلالیت منیزیم را در درجه حرارت یوتکتیک 450 درجه سانتیگراد در اثر فرآیند پیر سازی فاز بتا که در این آلیاژ فاز سختی می باشد تشکیل می گردد که این فاز باعث افزایش استحکام و مقاومت به سایش آلیاژ می گردد . معمولا آلیاژ های مورد استفاده جهت پیر سازی 3 تا 15 % منیزیم دارند منیزیم نیز باعث ایجاد ترکیبات بین فلزی و غیر فلزی مانند ( MgO-Al2O3 ) ، (MgSi)،(Mg) ،(Mg3N2) ،(MgCl2) می شود که این ترکیبات خواص آلیاژ را به شدت کاهش می دهد همچنین منیزیم قابلیت جذب گاز را افزایش داده و باعث افزایش قابلیت اکسیداسیون می شود بنابراین در طی عملیات ذوب نیاز به محافظت بیشتری در طی فرآیند ذوب دارد . و معمولا ذوب تحت فلاکس های پوششی صورت می گیرد تا تلفات ذوب ریزی کمتر شود . نکته : 1-در آلیاژ آلومینیم منیزیم به هیچ عنوان سدیم Na به عنوان ریز کننده استفاده نمی شود و و همچنین از فلاکس ها و گاز هایی که دارای سدیم هستند استفاده نمی شود چون تاثیر سدیم در این آلیاژ منفی می باشد و باعث کاهش خواص مکانیکی آلیاژ می شود 2- در آلیاژ آلومینیم منیزیم به هیچ عنوان از گاز نیتروژن به عنوان گاز خنثی استفاده نمی شود زیرا این عنصر به شدت با آلومینیم واکنش می دهد . 3-نیتروژن در اکثر آلیاژ های آلومینیم به غیر از آلیاژ آلومینیم منیزیم به عنوان بهترین گاز خنثی استفاده می شود . 4-در آلیاژ آلومینیم منیزیم اگر منیزیم زیر 3 درصد باشد قابلیت پیر سازی نداشته اما بالای 3 درصد دارای قابلیت پیر سازی می باشد و همچنین منیزیم باعث افزایش قابلیت ماشین کاری قطعه می شود . تولید آالیاژ آلومینیم منیزیم : معمولا آلیاژ آلومینیم منیزیم 2 درصد با افزایش منیزیم خالص به مذاب تولید می شود اما اغلب از آمیژن 90-10 استفاده می شود عموما برای اکسیژن زدایی در این آلیاژ از برلیم استفاده می شود همچنین منیزیم باعث کاهش سیالیت مذاب می شود لذا معمولا سیستم های راهگاهی در این آلیاژ ها ابعاد بزرگتری نسبت به سایر آلیاژ های آلومینیم دارد آلیاژ های چند گانه با پایه آلومینیم : به طور کلی طبق استاندارد ASTM می توان از حروف اختصاری برای نام گذاری آلومینیم استفاده کرد : 1- آلیاژ آلومینیم مس AlCu که با حروف اختصاری C مشخص می شود مثل : C4A 2- آلیاژ آلومنینیم سیلیسیم AlSi که با حروف اختصاری S مشخص می شود مثل : S4B S4A 3- آلیاژ آلومینیم مس سیلیسیم AlCuSi: که با حروف اختصاری SC مشخص می شود مثل : SC72A,SC64 4- آلیاژ آلومینیم منیزیم AlMgکه با کد اختصاری G مشخص می شود : مثل G4A,G10A 5- آلیاژ آلومینیم منیزیم سیلیسیم :AlMgSi که با کد اختصاری SG مشخص می شود مثل :SG70 ,Sg24A 6- آلومینیم روی: AlZn که با کد اختصاری Z مشخص می شود 7- آلیاژ آلومینیم مس نیکل AlCuNi و آلیاژ آلومینیم مس قلعAlCuSn که با کد اختصاری Cnمشخص می شود . علائم اختصاری عملیات حرارتی آلومینیم : T4 : عملیات محلول سازی T6: عملیات محلول سازی و رسوب سختی TT : عملیات آنیل T5: عملیات پیر سازی یا رسوب سختی T7: عملیات محدود سازی و یا فراپیر سازی F: شرایط ریخته گری بدون استفاده از عملیات حرارتی خواص مکانیکی انواع آلیاژ های آلومینیم آلیاژ های آلومینیم مس منیزیم تیتانیم این آلیاژ در شرایط ریخته گری دارای خواص مکانیکی بالایی می باشد عمدتا در قالب های ماسه ای و ریخته گری قابلیت ریخته گری داشته و عموما قابلیت ریخته گری تحت فشار را ندارد که این امر به علت سرعت انجماد بالا در ریخته گری تحت فشار می باشد اما بعد از عملیات ریخته گری تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد که در درجه حرارت 530 درجه سانتی گراد خواص این آلیاژ افزایش می یابد شرایط ریخته گری این آلیاژ 1- تمیز بودن مواد شارژ نسبت به اکسید ها و مواد اکسیدی 2- عدم استفاده بیش از 50 درصد از مواد قراضه در شارژ 3- جلوگیری از تماس محصولات احتراق با شارژ 4- درجه حرارت مذاب کمتر از 750 درجه سانتیگراد 5- استفاده از مواد دگازور و فلاکس های پوششی 6- جلوگیری از تماس مستقیم ابزار ها و ادوات آهنی با مذاب روش های قالب گیری آلیاژ های آلومینیم :آلیاژ آلومینیم به دو روش موقت و دائم قالب گیری و ریخته گری می شود . 1- روش موقت : که شامل روش ماسه ای تر – ماسه ای خشک –CO2 و پوسته ای می شود . الف: ماسه ای خشک چسب مورد استفاده در این روش خاک رس می باشد که به علت دیرگدازی پایین آلومینیم در ریخته گری این آلیاژ استفاده می شود در این مخلوط رطوبت ماسه کمتر از 5 درصد بوده و در معدود مواردی نیز از بنتونیت به عنوان چسب در مخلوط ماسه استفاده می کنند همچنین با استفاده از مواد سلولزی (آرد و حبوبات و خاک اره ) می توان نفوذ پذیری ماسه را افزایش داد که این امر به علت قابلیت جذب گاز آلومینیم از اهمیت بیشتری برخوردار است . ب: روش پوسته ای دراین روش مخلوط مورد نظر را با رزین های حرارتی مخلوط می کنند سپس این ذرات در یک مدل فلزی قرار گرفته ودر معرض حرارت قرار می گیرند .در اثر حرارت مخلوط خودگیر و سفت می شود . و دور تا دور مدل فلزی فرم پوسته قرار می گیرد . سپس فرم پوسته ای را در داخل محفظه قالب گذاشته و با استفاده از ماسه پشت بند آن را ثابت می کنند و عملیات ریخته گری را انجام می دهند . 2- روش دائم : که شامل روش های تزریق و رژه می شود الف:تزریق : این روش که خود به دو روش تزریق کم فشار و تزریق پرفشار (دایکست ) تقسیم می شود . نکته : معمولا برای ریخته گری آلومینیم از ماشین های محفظه سرد استفاده می شود ویژگی های آلومینیم و آلیاژ های آلومینیم در ریخته گری : برای طراحی سیستم راهگاهی باید ابتدا ویژگی های ریخته گری آلومینیم را بدانیم که این ویژگی ها را می توان به شش دسته تقسیم بندی کرد . : 1- آلومینیم و آلیاژ های آلومینیم تمایل به اکسیداسیون شدید دارند 2- آلومینیم و آلیاژ های آلومینیم تمایل به تلاطم شدید و انحلال گاز شدید دارند . 3- آلومینیم و آلیاژ های آلومینیم خاصیت شدید جذب گاز هیدروژن دارند 4- این آلیاژ دارای دامنه انجماد طولانی بوده بخصوص در آلیاژ های آلومینیم مس که دامنه انجماد طولانی تری دارند و همچنین آلیاژ های آلومینیم سیلیسیم که کمترین دامنه انجماد را دارند . 5- آلومینیم و آلیاژ های آلومینیم دارای انقباض حجمی زیادی می باشند 6- آلومینیم و آلیاژ های آلومینیم دارای انقباض پراکنده و هدایت حرارتی بالایی می باشند به دلیل ویژگی های فوق سیستم های راهگاهی مورد استفاده در آلیاژ های آلومینیم غیر فشاری منظور می شوند و مهمترین نسبت های سیستم های راهگاهی دراین آلیاژ 1:2:2 و 1:4:4 و 1:6:6 استفاده می شود نکته قابل توجه در این اعداد این می باشد که اولین عدد از سمت چپ نسبت راهگاه باریز دومین عدد از سمت چپ نسبت مجموع کانال های اصلی و سومین عدد از سمت چپ نسبت مجموع کانال های فرعی می باشد که هر چه دامنه انجماد بالاتر باشد اعداد سمت راست نیز بیشتر می شوند . سیستم های راهگاهی در آلیاژ های آلومینیم . 1- حوضچه بارریز 2- راهگاه بارریز 3- حوضچه پای راهگاه بارریز 4- کانال اصلی 5- کانال های فرعی حوضچه بارریز : .........................................................................................................حوضچه های بارریز در آلیاژ های آلومینیم معمولا به شکل مکعب مستطیل می باشند که مانعی در داخل آن تعبیه می شود که این مانع از ورود ناخالصی ها به داخل راهگاه بارریز جلوگیری می کند که این امر باعث می شود فرآیند فیلترینگ در هنگام مذاب ریزی انجام شود و مذاب به صورت تصفیه شده وارد راهگاه بارریز شود راهگاه بارریز : ............................................................................................................راهگاه بارریز در آلیاژ های آلومینیم معمولا به شکل مخروطی تهیه می شوند تا مانع ورود هوا به داخل قطعه شوند شیب راهگاه های بارریز معمولا دو درصد بوده و نسبت سطح مقطع بالا به پایین 2 به 1 و در بعضی موارد 3 به 1 در نظر گرفته می شود حوضچه پای راهگاه بارریز : ..........................................................................................قطر این حوضچه معمولا 1.2 تا 1.3 قطر راهگاه اصلی می باشد حوضچه پای راهگاه باعث می شود فشار مذاب ورودی از راهگاه باریز کاهش یافته و مذاب با سرعت کمتری وارد کانال ها و راهگاه اصلی شوند و عمق این حوضچه 1.5 تا 2 برابر ارتفاع کانال های اصلی می باشد .کانال یا راهگاه اصلی : ............................................................................................معمولا این راهگاه ها را طویل تر در نظر می گیرند تا مذاب از قسمت های مختلف وارد قطعه شود که این امر به علت خاصیت هدایت حرارتی بالای مذاب می باشد و همچنین باعث جلوگیری از انجماد زود رس مذاب می شود و نیز باعث جلوگیری از تمرکز حرارتی مذاب آلومینیم می شود این نکته قابل توجه است که ایجاد تمرکز حرارتی در یک نقطه باعث ایجاد حفرات و مک های گازی در قطعه می شود . شکل راهگاه اصلی معمولا به شکل نیم استوانه بوده اما از اشکال ذوزنقه ای نیز استفاده می شود باید توجه داشت که سطح مقطع هر راهگاه اصلی بعد از هر راهگاه فرعی کاهش پیدا می کند که این امر به علت آن انجام می شود که دبی جریان مذاب در تمام قسمت های سیستم راهگاهی یکسان باشد و به شکل یکنواخت مذاب وارد راهگاه های فرعی شود همچنین راهگاه اصلی را در درجه بالا و راهگاه فرعی را در درجه پایین ایجاد نمایند . محاسبات ابعاد سیستم راهگاهی : .................................................................................... Q: سرعت مذاب بر حسب V: سرعت پر شدن قالب A: سطح مقطع کانال r: سرعت حرکت سیال :ضریب استحکاک H: ارتفاع موثر g: جاذبه زمین h: ارتفاع راهگاه بارریز p: ارتفاع کل قطعه c : ارتفاع قطعه در درجه بالایی K: ضریب تخلیه AS:نسبت کل سطح مقطع راهگاه های اصلی AG نسبت کل سطح مقطع راهگاههای فرعی در سیستم های راهگاهی در قالب های فلزی و ریژه معمولا سعی می شود از کف قالب گذاشته شود و در قالب های سرامیکی در صورتی که تغذیه استفاده نشود معمولا راهگاه به قسمت های ضخیم قطعه متصل می شود تا خود راهگاه نقش تغذیه را داشته باشد . تغذیه : ................................................................................................................ 1- علت استفاده از تغذیه حذف مک های انقباضی و مک های پراکنده که به علت دامنه انجماد طولانی و انجماد خمیری در بعضی از آلیاژ های آلومینیم می باشد . 2- حذف انقباض های متمرکز که به علت انقباض زیاد آلومینیم از حالت فوق ذوب تا درجه حرارت محیط است که درصد این انقباض ها در حدود 6 تا 9 درصد می باشد .با وجود تاثیرگذاری تغذیه در آلومینیم به جهت انقباضات متمرکز اما با این وجود به دلیل فوق ذوب بالا و انجماد خمیری در بعضی از آلیاژ های آلومینیم عموما حذف انقباضات پراکنده دشوار می باشد لذا در این حالت می توان با قرار دادن مبرد وایجاد یک انجماد جهت دار مک های انقباضی وانقباضات پراکنده را به داخل تغذیه هدایت کرد . رابطه کایند برای محاسبه حجم تغذیه :............................................................................ x: که نسبت زمان انجماد قطعه به زمان انجماد تغذیه می باشد که آن را می توان از رابطه که در این رابطه tr زمان انجماد تغذیه و tc زمان انجماد قطعه را نشان می دهد y: که حجم تغذیه به حجم قطعه می باشد . که از رابطه که در این رابطه vr حجم تغذیه و vc حجم قطعه می باشد . در آلیاژ های آلومینیم معمولا شکل تغذیه به شکل استوانه می باشد که بهترین شرایط شرایطی است که ارتفاع تغذیه ایجاد شده بین 1 تا 1.5 برابر قطر آن باشد که راندمان تغذیه در این شرایط در حدود 50 درصد می باشد و کمترین زمان انجماد برای قطعه محسوب می شود محاسبه راندمان .........................................................................................................که در این فرمول Mc وزن قطعه و Mt وزن سیستم راهگاهی می باشد انواع تغذیه : تغذیه در ریخته گری آلیاژ های آلومینیم به دو روش تغذیه گرم و تغذیه سرد انجام می شود 1- تغذیه گرم : در این حالت تغذیه بین قطعه و سیتسم راهگاهی قرار دارد و معمولا برای قطعات کوچک از این روش استفاده می شود 2- تغذیه سرد : در این حالت تغذیه بعد از قطعه و سیستم راهگاهی قرار می گیرد که معمولا این روش برای قطعات بزرگ استفاده می شود مس و آلیاژ های مس مشخصات فیزیکی مس :............................................................................................ مس دارای ساختار FCC بوده و تغیرات آلوتروپیک در آن وجود ندارد .در درجه حرارت 1083 درجه سانتیگراد ذوب شده و دانستیته در حدود 8.9 گرم بر سانتی متر مکعب دارد مس دارای پارامتر شبکه 3.6 آنگسترم بوده و دارای قطر اتمی 2.55 آنگسترم می باشد همچنین دارای مشخصات ریخته گری به شرح زیر می باشد . : 1- دارای نقطه ذوب بالایی نسبت به آلیاژ های غیر آهنی می باشد 2- دارای سیالیت کم 3- اکسیداسیون بالا 4- آلیاژ مس دارای دامنه انجماد طولانی و انجماد خمیری می باشد به خصوص در آلیاژ های برنج که این دامنه انجماد خیلی طولانی می شود مواد شارژی که برای ساخت آلیاژ های مس به کار می رود شبیه آلیاژ های آلومینیم می باشد که شامل :1- شمش های اولیه 2-شمش های ثانویه 3-قراضه ها 4- برگشتی ها 5- هاردنر ها قابل توجه است که مس قابلیت انحلال اکثر عناصر را دارد بنابراین ساخت آلیاژ های مس همراه عنصری نظیر Ni,Si,Zn امکان پذیر می باشد . شمش های اولیه : .................................................................................................... اولین گزینه در مواد شارژ شمش های اولیه می باشد که شامل شمش مس قلع سیلیسیم روی و سرب می باشد . نکته : شمش مس به شکل ورق یا مفتول استفاده می شود که با درجه خلوص 99.9 تا 99.5 درصد معمولا دارای ناخالصی های نظیر قلع نیکل آهن آنیتموان سرب بیسموت می باشد که معمولا بیشترین ناخالصی در این آلیاژ آهن و نیکل می باشد الف:شمش قلع : این شمش عموما برای ساخت برنز های قلع دار استفاده می شود که دارای نقطه ذوب 232 درجه سانتیگراد می باشد که وزن مخصوص آن در حدود 7.3 گرم بر سانتی متر مکعب می باشد . این عنصر دارای درجه خلوصی در حدود 99.5 تا 99.9 درصد می باشد که دارای ناخالصی هایی نظیر مس آهن سرب آلومینیم بیسموت آنتیموان می باشد و عموما به شکل شمش های 25 کیلویی و یا مفتول استفاده می شود ب: شمش سیلیسیم که عموما در ساخت عنوان برنج ها و برنز ها استفاده می شود و به شکل آمیژن و هاردنر به مذاب مس اضافه می شود . ج: شمش روی : این شمش عموما برای ساخت برنج ها استفاده می شود که دارای وزن مخصوص 7.1 گرم بر سانتی متر مکعب می باشد و نقطه ذوب آن 420 درجه سانتی گراد می باشد د: شمش سرب : این شمش دارای نقطه ذوب 327 درجه سانتیگراد و وزن مخصوص 11.3 گرم بر سانتی متر مکعب می باشد و در صنعت به عنوان سنگین ترین عنصر شناخته می شود این عنصر عموما در برنز های سرب دار و برنج های استفاده می شود هـ : شمش نیکل : نیکل از لحاظ خواص فیزیکی بسیار شبیه مس بوده و دارای نقطه ذوب 1453 درجه سانتیگراد و دانسیته 8.9 گرم بر سانتیمتر مکعب می باشد . نیکل عموما در برنج های مخصوص استفاده می شود که در اصطلاح به این برنج ها ورشو می گویند . 2- شمش های ثانویه : این شمش ها از ذوب مجدد و تصویه آلیاژ های مس به دست می آید که از نظر کنترل ترکیب شیمیایی مناسبت تر و مرغوب تر می باشد همچنین دارای عناصر آلیاژی می باشد معمولا شمش های ثانویه دارای 2 تا 7 درصد قلع 4 تا 10 درصد روی و 2 تا 6 درصد سرب می باشد . 3- قراضه ها : که معمولا ضایعات مس بوده که قبل از استفاده باید پیش گرم شده و عملیات اسید شویی و چربی گیری بر روی آن ها انجام می شود 4- آمیژن ها : دلیل استفاده از آمیژن ها در آلیاژ های مس به این دلیل می باشد که آلیاژ سازی که علاوه بر کاهش نقطه ذوب از تبخیر عناصر آلیاژی و تلفات مذاب جلوگیری می کند . انواع هاردنر ها در آلیاژ های مس : .............................................................................. 1- آمیژن مس – سیلیسیم : جهت تولید این آلیاژ ساز ابتدا مس را ذوب کرده سپس سیلیسیم را به شکل ذرات ریز به مذاب اضافه می شود معمولا تعداد دفعات اضافه کردن 7 تا 8 مرتبه می باشد که بعد از هر دفعه اضافه کردن Si به مذاب Cu درجه حرارتش کاهش پیدا می کند تا از تلفات Si در Cu جلوگیری شود . 2- آمیژن Al-Cu : روش تهیه این نوع آمیژن به این صورت می باشد که در صورت وجود دو کوره Alو Cu را به طور جداگانه ذوب نموده سپس مس را به شکل بارکه مذاب به Al اضافه می کنند اما روش دوم ساخت آمیژن به این صورت می باشد که مس را ذوب کرده سپس Al را به مرور به مذاب اضافه می کنند که پس از هر بار اضافه کردن Al درجه حرارت را کاهش داده تا از تلفات Alجلوگیری شود 3- آمیژن سه گانه Cu,Al,Ni: برای تهیه این هاردنر به علت آنکه اضافه کردن Niبه مس هیچ گونه مشکلی ندارد ابتدا هاردنر Cu.Ni را ایجاد کرده و سپس Al را به مرور به مذاب اضافه می کنند . پس از آماده سازی مواد شارژ و پیش گرم کردن قراضه ها با توجه به نقطه ذوب فشار بخار و درجه حرارت تصفیه عناصر آلیاژی به مذاب اضافه می شود . بهترین نوع کوره ها در ذوب Cu کوره های القایی می باشد اما از کوره های و روبربرگ نیز استفاده می شود عملیات کیفی تهیه مذاب Cu: ................................................................................. که شامل مرحل : 1- اکسیژن زدایی 2 هیدروژن زدایی 3 کنترل ترکیب شیمیایی 4- تصفیه 1- اکسیژن زدایی : اکسیژن یکی از مهمترین عناصری که میل ترکیبی زیادی با مس و آلیاژ های مس دارد که با افزایش درجه حرارت تا حدود 700 درجه مس با اکسیژن تولید اکسید مس دو ظرفیتی می کند . در 1050 تا 1100 درجه اکسید 2 ظرفیتی مس تبدیل به اکسید یک ظرفیتی می شود . اگر درجه حرارت از 1100 بیشتر شود مجددا اکسید مس تجزیه می شود به مس و اکسیژن محلول که این اکسیژن در داخل مذاب حل شده و تولید اکسید می کند واکنش دیگری را که انجام می دهد با هیدروژن می باشد که تولید رطوبت و اکسید فلزات موجود در مذاب را می کند بخار مرطوب موجود به مرور از مذاب خارج شده و اکسید های موجود نیز به شکل ناخالصی در مذاب به وجود می آید برای حذف اکسیژن و اکسید های فلزی در آلیاژ های مس از سه روش استفاده می شود : 1- استفاده از فلاکس های پوششی: این مواد مانع از ورود اکسیژن و هیدوژن به داخل مذاب Cu می شود . فلاکس های مورد استفاده معمولا ترکیبات کربنی – خورده شیشه – و براکس می باشد( براکس که ترکیبات سدیم و پتاسیم کریولیت می باشد )و خورده شیشه نیز ترکیبات سیلیسی بوده که علاوه بر مانع شدن ورود اکسیژن به مذاب باعث افزایش سیالیت مذاب و سرباره گیری آسان می شود . 2- استفاده از مواد غیر محلول در مذاب جهت حذف اکسیژن:.............................................................. مواد غیر محلول در سطح مذاب قرار داده که این مواد در روی سطح شروع به انجام واکنش شیمیایی کرده و در ضمن احیاء اکسید های مذاب به عنوان مواد پوششی در سطح مذاب از اکسید شدن مذاب جلوگیری می کنند که مهمترین آن ها عبارتند از کاربید کلسیم CaO2، پراید منیزیم Mg3O2 فلاکس های مایع نظیر اسید بوریک زغال چوب این مواد ضمن خاصیت احیایی دارای وزن مخصوص پایین می باشد و روی مذاب قرار می گیرند بعضی از واکنش هایی که این مواد انجام می دهند شامل: 3 :استفاده از اکسیزن زداهای محلول در مذاب :................................................................... این نوع اکسیژن زداهای محلول در مذاب : این نوع اکسیژن زداها در حد فاصل سرباره و مذاب واکنش می دهند معمولا احیاء کننده های قوی هستند که عناصری مانند فسفر روی منگنز سیلیسیم لیتیم آلومینیم و در بعضی از مواد سرب شامل این دسته از اکسیژن زداها می باشد این عناصر قابلیت انحلال در مذاب مس را دارند و با توجه به قابلیت احیاء کنندگی قوی اکسید مس را احیاء می کنند و محصولات واکنش عموما وارد سرباره شده و یا به صورت گاز از مذاب خارج می شود واکنش هایی که این عناصر انجام می دهند شامل : عناصر Al- لیتیم –سیلیسیم پس از پایان واکنش محصولات واکنش در آنها باقی می ماند لذا کمتر استفاده می شود و بهترین اکسیژن زدای محلول فسفر می باشد که پس از واکنش از مذاب خارج می شود و با کاهش انحلال اکسیژن در مذاب از طرف دیگر انحلال هیدروژن افزایش پیدا می کند لذا بعد از مرحله اکسیژن زدایی باید عملیات ریخته گری بلافاصله انجام شود . هیدروژن زدایی : ................................................................................................ این عنصر ماننداکسیژن از اتمسفر محیط و یا رطوبت موجود در مواد شارژ و محیط قالب وارد مواد شارژ می شود اگر داخل مذاب میزان اکسیژن بالا باشد باعث کاهش حلالیت هیدروژن می شود . هیدروژن در مرحله انجماد تبدیل به مولکول هیدروژن مولکولی در داخل حفرات انقباضی قرار گرفته و مانع از تغذیه حفرات انقباضی توسط مذاب می شود در نتیجه حفرات انقباضی تشدید می شوند. نکته : حفرات گازی هستند که در مقطع برشی آن حفرات به صورت گرد و منظم می باشد اما حفرات انقباضی حفراتی می باشند که در مقطع شکست آن شکل حفرات نامنظم و زبر بوده و حفرات سوزنی شکلی نیز در دور آن تشکیل شده است بخار آب موجود به سه شکل در قطعات تولیدی اثر می گذ ارد 1- مقدار بخار آب تولیدی کمتر از حد بحرانی باشد در این شرایط اگر درجه حرارت ذوب و یا

+ نوشته شده در ۱۴/۴/۱۳۹۱ساعت ۱۲:۴۵ توسط علي باقري دسته : مقالات نظر(0)

دستورالعمل طراحی و ساخت هوک جرثقیل

انتخاب مواد و ابزار قلاب مطابق با استاندارد BS970 مواد بكار رفته در ساختمان قلاب بايد قابليت چكش خواري با لايي داشته باشد ، براي اين منظور از آزمون سنجش فلز يا آزمون HBN ( هارد بيرنيس) استفاده مي شود ، در صورت نياز از آزمونهاي مخرب و غير مخرب نظير تست راديوگرافي ، تست ذرات مغناطيسي و تست التراسونيك براي ارزيابي استحكام مواد بكار رفته در ساختمان قلاب استفاده مي شود؛ شركتهاي سازنده موظفند تمامي محصولات خود را از لحاظ روش ساخت مواد بكار رفته عمليات حرارتي و آزمونهاي مورد نياز اساسا استاندارد معتبر منطبق سازنده، مهمترين مادة بكار رفته در ساختمان قلاب ، فولاد است كه پس از انجام عمليات حرارتي ريخته گري يا آهنگري و شكل دادن براي افزايش استحكام آنرا آبداده مي كنيم، در نهايت علامت سازندة قلاب به همراه ميزان بار مجاز آن به كمك روشهاي ريخته گري و آهنگري روي بدنة قلاب در جايي كه به آساني از بين نرود حك مي شود، براي اطمينان از ايمن و سالم بودن قلاب پس از توليد، تست و بازرسي روي كلية قلابهاي ساخته شده استاندارد رايج انجام مي شود. 1- قلاب تا ظرفيت 25 تن 2- قلاب با ظرفيت بيش از 25 تن كه از فرمول زير پوست مي آيد. W1(Max)× 22/1 + ton 20 پس در Com آن را ماشينكاري نموديم و البته روش ساخت آن عمليات ريخته گري است و جنس آن نيز از فولاد است. اندازه اعداد ( ميليمتر) ميزان بار مجاز قلاب (تن) 3.5 2 و بيش از 2 تن 5 بين 2 و 8 6.5 بيش از 8 ابعاد و اعداد حروف روي بدنه قلاب قلاب (HooK) يكي از انواع متعلقات باربرداري ، قلاب است قلاب وسيله اي براي گرفتن و بلند كردن بار جرثقيل وساير تجهيزات بالابر است. اجزاي مختلف قلاب در زير شكل مشاهده مي شود. مطابق استاندار B52903 قلاب جرثقيل به شش نوع زير تقسيم مي شود. 1- قلاب دسته دار 2- قلاب دسته دار براي جابه جايي بار كوچك 3- قلاب دسته دار با چشمي براي كار با زنجير 4- قلاب دسته دار با چشمي براي كار با سيم بكسل 5- قلاب C شكل دسته دار 6- قلاب C شكل با چشمي براي كار با زنجير و سيم بكسل مطابق با استاندارد ، موارد به كار رفته در ساختمان قلاب بايد قابليت چكش خواري بالايي داشته باشد و بر اساس استانارد Bs,970 باشد براي اين منظور از آزمون سنجش سختي فلز يا آزمون بر قبل استفاده مي شود . در صرت نياز از آزمون هاي مخرب . غير مخرب نظير تست راديوگرافي ، تست مغناطيسي و تست التراسونيك براي ارزيابي استحكام مواد به كاررفته در ساختمان قلاب استفاده مي شود . شركت هاي سازنده ي قلاب موظفند تمامي محصولات خود را از لحاظ روش ساخت ، مواد به كار رفته ، عمليات حرارتي و آزمون هاي مورد نياز، بر اساس استانداردهاي معتبر منطبق سازنده پس از تأييد نهايي در اختيار مصرف كنندگان قرار دهند. بهترين ماده ي به كار رفته در ساختمان قلاب ، فولاد است كه پس از انجام عمليات حرارتي ، ريخته گري يا آهنگري و شكل دادن براي افزايش استحكام آن را آبداده ميكنند در نهايت علامت سازنده ي قلاب به همراه ميزان بار مجاز آن به كمك روش هاي ريخته گري آهنگري روي بدنه ي قلاب در جايي كه به آساني از بين نرود حك مي شود، ابعاد حروف و اعداد به كار رفته در علامت روي قلاب مطابق را جدول 13-1 است . براي اطمينان از ايمن و سالم بودن قلاب پس از توليد ، عمليات تست و بازرسي روي كليه ي قلاب هاي ساخته شده بر بدنه طبق استانداردهاي رايج مي شود. مطابق با استاندارد Bs2903 براي تست قلاب ها طبق روش هاي زير عمل مي شود. 1) قلاب هاي تا ظرفيت 25 تن: براي اين قلاب ها با دو برابر ظرفيت مجاز قلاب تست انجام مي شود. 2) قلاب هاي با ظرفيتي بيش از 25 تن: طبق فرمول زير محاسبه مي شود . Max Swl)+20t×(1/22 عمليات تست در شرايط كاملاً كنترل شده و توسط فرد مجاز و يا در كارخانه ي سازنده انجام مي شود. سازنده ي قلاب، برگيري تأييد نهايي تست را با مشخص كردن نوع قلاب ، روش استاندارد تست ، تاريخ تست و Swl به صورت گواهينامه ي سلامت فني در اختيار قرار مي دهد . پركاربرد ترين قلاب هاي جرثقيل و اسيلينگ بر اساس استاندارد ASM6 1) قلاب چشمي دار قفل شو (self Loking sye hook) 2) قلاب كلويس قفل شو (self loking cleuis hook) 3) قلاب كلويس (cleuis hook) 4) قلاب دسته دار (shank hook) 5) قلاب چشمي دار (sye hook) 6) قلاب دو طرف (sister or Duplex) 7) قلاب سورتينگ (sorting hook) 8) قلاب گردان (Swirel hook) 9) قلاب ريخته گري (Foundry hook) 10) قلاب ضامن دار قفل شو (self closing Bail hook) تست و بازرسي فني قلاب مطابق با استاندارد AsmB 30.10 بازرسي از قلاب به سه شكل صورت مي گيرد. 1) بازرسي اوليه ي پيش از شروع كار : تمام كاربردن قلاب و يا افراد مجاز بايد قبل از شروع كاز از قلاب و متعلقات آن بازرسي داشته تا مطوئن شوند كه قلاب ها از لحاظ عملكرد ايمني شكل نداشته باشند . كليه ي قلاب هاي نو و تازه تعمير شده نيز مشمول فرآيند بازرسي اوليه هستند در اين بازرسي مدار چون ترك خوردگي ، فرورفتگي تغيير شكل ، آسيب ناشي از مواد شيميايي وجود ضامن ايمني و كاركرد درست آن و آسيب هاي حرارتي مواد ارزيابي قرار مي گيرد . اسناد و مدارك بازرسي بايد به خوبي نگهداري و بايگاني شوند. 2) بازرسي مكرر: اين بازرسي به سه شكل : سرويس فرمان به صورت ماهيانه ، سرويس سنگين به صورت هفتگي تا ماهيانه و سرويس فوق سنگين به صورت روزانه تا هفتگي توسط كاربرد يا شخص تعيين شده براي اين كار با چشم انجام مي شود و اين بازرسي مواد زير ارزيابي مي شود . • تغيير شكل قلاب به صورت خم شدگي ، تاب خوردگي ، يا بازشدگي دهانه كليوي قلاب • ضعيف شدگي • ترك خوردگي ، تورفتگي و خراشيدگي • داشتن ضامن ايمني • سالم بودن ضامن ايمني • اتصالات قلاب و محكم بودن آنها • عملكرد صحيح قفل در قلاب هاي قفل دار • بازرسي دوره اي : اين بازرسي به سه شكل : سرويس فرمان به صورت ساليانه سوريس سنگين به صورت شش ماه و سرويس فوق سنگين هر سه ماه يكبار توسط بازرس يا شخص تعيين شده براي اين كار همانند بازرسي مكرر به صورت چشمي انجام مي شود. در صورت وجود شرايط زير قلاب بايد تعمير يا تعويض شود. • تغيير شكل ، خميدگي و تاب خوردگي بيش از 10 درجه از حالت اوليه • باز شدگي دهانه يا گلويي قلاب بيش از 15 درصد حالت اوليه • ضعيف شدگي در اجزاي قلاب بيش از 10 درصد از حالت اوليه • عدم توانايي قفل شدن در قلاب هاي قفل دار • خرابي ضامن ايمني قلاب به طور كلي هدف از انجام تست ارزيابي فرآيند ساخت قلاب نوع مواد به كار رفته در قلاب و وضعيت آن است . براي انجام تست ، بار يا وزنه ي تست طبق جدول به مدت 15 دقيقه ثانيه بر قلاب اعمال مي شود . در صورتي كه مقدار باز شدگي دهانه از يك درصد ( 5/0 ميلي متر) تجاوز نكند ، تست مورد پذيرش قرار مي گيرد. اگر بازرس پس از تست قلاب تشخيص دهد كه براي شناسايي بهتر آسيب هاي سطحي زير سطحي نيازمند تست هاي بيشتري است از تست غير مخرب (NDT) نيز استفادهو نتايج مربوطه را ثبت و بايگاني مي كند. تست هاي غير مخرب پركاربرد بيشتري MT, UT, RT,PT هستند . كه مطابق با استانداردهاي E-165 ASTM و ASTM-70 بر روي قلاب چرثقيل انجام ميشوند. هنگام بازرسي از قسمت هاي مختلف قلاب ، معمولاً دو نوع ناپيوستگي و آسيب در قلاب قابل مشاهده است: 1) ناپيوستگي در جهت قوس قلاب يا ناپيوستگي طول كه با حرف P نشان مي دهند: اين نوع آسيب ديدگي معمولاً جدي نبوده مگر اين كه در تست NDT اختلاف آن ثابت شود نياز به تعويض قلاب نيست. 2) ناپيوستگي عرض يا عمودي با حرف T نشان مي دهند. اين نوع آسيب ديدگي از حالت طولي بوده و در صورتي كه در مناطق B,C,D اتفاق بيفتد مي تواند باعث كاهش طول عمر قلاب شود ناحيه A نسبت به ساير نواحي تحت فشار و استرس زيادي قرار نداشته و بنابراين ناپيوستگي خاصي در آن مشاهده نمي شود و نياز به تعمير ندارد . اگر ميزان آسيب ديدگي ابعاد ناحيه B به 10% مقدار اصلي خود برسد بايد جايگزين شود. اگر ميزان آسيب ديدگي ابعاد ناحيه C به مقدار 5% مقدار اصلي خود برسد بايد تعويض شود و ناحيه D طبق جداول مربوطه مورد سنجش قرار مي گيرد. فصل اول : طراحي به كمك كامپيوتر CAD رشد روز افزون تكنولوژي كامپيوتري و قابليتهاي كنترلي، محاسباتي و گرافيكي آن موب شده اشت اين دستاورد بشري به عرصه طراحي و توليد قطعات صنعتي قدم بگذارد. از كامپيوتر در فرايندهاي طراحي و توليد ، تكنولوژي طراحي و توليد به كمك كامپيوتر با CAD/CAM استفاده مي شود . CAD و CAM به ترتيب مخفف Copmuter Aided Manufacturing مي باشند كه اولي به معني طراحي به كمك كامپيوتر و ديگري معني ساخت و توليد به كمك كامپيوتر مي باشند. طراحي به كمك كامپيوتر يعني مدل سازي قطعه مورد نظر در فضاي نرم افزار كه خود در تسريع و دقت امر به كاربر كمك شاياني مي كند. ساخت به كمك كامپيوتر يعني تعريف فرايند ساخت قطعه به كمك كامپيوتر و اتصال آن به دستگاهي مناسب مانند CNC جهت ساخت قطعه با دقت خياي زياد ودر كوتاهترين زمان با توجه به همين مهم، نرم افزارهاي زيادي در اين زمينه ها تهيه شده كه هر كدام قسمتهايي از اهداف فوق را فراهم آورده است. نرم افزار پيشرفته و چند منظوره CATIA در يك مجموعه با قابليتهاي فراوان در جهت دستيابي به هر دو هدف طراحي شده است. (Computer Aided Three Dimensional Interactive Application ) CATIA ساخت شركت System Disolute است. اين نرم افزار علاوه بر دو قابليت فوق شامل تحليل آلمان محدود FEM، شبيه سازي سينماتيكي ، مديريت مداراي الكتريكي ، ارگونومي Piping ، برنامه نويسي و قابليتهاي ديگري نيز مي باشد ، بنابراين طراحان مي توانند به راحتي از مراحل تهيه قطعه تا مراحل نهايي آن در اين نرم افزار انجام دهند و در اغلب موارد از مراجعه به نرم افزارهاي ديگر بي نياز شوند . يكي از ويژگي هاي مهم اين نرم افزار ، پارمتريك بودن ان است يعني تمام مراحل ساخت مدل در فايل محتوي آن ذخيره مي شود. و در صورت نياز، هرگاه تصميم بگيريد، مي توانيد يك يا چند قسمت از مدل را ويرايش هر مرحله از مراحل ساخت مدل ،مراحل بعدي نيز بطور خودكار ويرايش مي شود، بنابراين پس از ساخت هر مدل به راحتي مي توان آن تغيير داد و نياز به ساخت مدل جديدي نيست. حفظ ارتباط بين فايل هايي كه از يكديگر استخراج شده اند از ديگر قابليتهاي مهم اين نرم افزار است به طوري كه مثلاً با تغيير در فايل يك مدل سه بعدي كه نقشه دو بعدي آن را قبلاً و در فايل جداگانه اي ذخيره كرده ايد، فايل نقشه آن به طور خودكار تغيير مي كند. ويژگي هاي بي نظير ديگري در اين نرم افزار وجود دارد كه اينجا مجال بيان همه آنها نيست. نرم افزار CATIA داراي محيطهاي بيشماري بالغ بر 100 محيط مي باشد كه در مقايسه با نرم افزارهاي ديگر مثلاً نرم افزار Solid داراي سه محيط (Drawing, Part, Assemble) مي باشد . در اين پايان نامه به محيطهاي مورد نياز براي انجام فعاليت پرداخته شده است و به علت فضاي محدود و گستردگي مطالب فقط به مطالب مورد نياز به صورت مختصر و مصور گفته شده است. نرم افزار داراي راهنماي بسيار قوي بوده و راه را براي فراگيري مطالب بسيار همواره كرده است. گستردگي راهنما و مثالهاي همراه با فايلهاي ذخيره شده آن از مزاياي اين نرم افزار مي باشد. روش هاي مختلفي براي دسترسي به راهنما وجود دارد كه از مفيدترين آنها مهيا شدن آن هنگام اجراي دستور مي باشد. چنانچه پس از اجراي دستوري در انجام آن به مشكلي برخورد شود با فشردن كليدF1 همان قسمت از راهنما كه مربوط به دستور است فراخواني مي شود و مي توان به توضيح دستور همراه با فايل اجرايي آن كه روند انجام دستور را گام به گام بيان كرده است پرداخت. پس از اجراي برنامه براي شروع كار بايد وارد محيط Sketcher شد براي ورود به اين محيط به آدرس Start\Mechanical Design\Sketcher رفته مي شود و آن را اجرا كرده و يا اگر در محيطي ديگري باشد بروي آيكن كليك كرده و سپس با انتخاب يك صفحه ترسيم دو بعدي XY از درخت طراحي وارد اين محيط مي شود . صفحه اي كه دو بعدي در آن كشيده مي شود همين صفحه ي انتخابي مي باشد . اين محيط يكي از بنيادي ترين مراحل شروع كار مي باشد زيرا براي آغاز هر محيطي ، از اين قسمت موضوع پايه گذاري مي شود . اين محيط شامل دستوراتي براي ترسيم دو بعدي مي باشد كه پس از آن در محيطي ديگر با انجام اعمالي قطعه سه بعدي بدست مي آيد. 1-3- مفاهيم اوليه يكي از ميله ابزارهاي مهم در اين محيط و بعضي از محيطهاي ديگر ميله ابزار Tools مي باشد اين ميله ابزار داراي آيكنهاي متعددي مي باشد كه شامل : آيكن Snap to Point : با فعال بودن اين آيكن حركت مكان نما بر روي نقاط شبكه بندي شده حركت مي كند كه اينوضعيت بر ترسيم تأثير گذار است. آيكن Construction Element : در برخي موارد ، براي ترسيم مدلهاي پيچيده از اجزايي براي كمك به ترسيم قسمتهاي اصلي استفاده مي شود . اين اجزاي كه جز مدل نيستند و تنها براي كمك به ترسيم آن استفاده مي شوند. اجزاي كمك ترسيمي ناميده مي شوند. اجزاي كمك ترسيمي تنها در محيط Sketcher قابل مشاهده هستند. براي تبديل جزئي استاندارد به جزئي كمك ترسيمي ابتدا آن را انتخاب ، سپس بر روي آيكن از ميله ابزار كليك يا روي آن جزء راست كليك مي شود و به گزينه Definition را در زير مجموعه اسم ان موضوع انتاخب مي كنند در كادر محاوره اي كه باز مي شود گزينه Construction Elements را فعال كرده تا آن جزء استاندارد به جزئي كمك ترسيمي تبديل شود . با تبديل يك جزء استاندارد به جزئي كمك ترسيمي رنگ آن عوض شده و به صورت خط چين نشان داده مي‏شود . با كليك مجدد روي آيكن فوق يا استفاده از منوي حاصل از كليك راست روي آن جزء ، جزء كمك ترسيمي دوباره به جزئي استاندارد تبديل مي شود. 1-1-3- تنظيم قيود الف) قيود هندسي Geometrical Constraints : علايمي كه براي معرفي روابط بين جزئي هندسي با ديگر اجزاي هندسي موجود در صفحه به كار مي رود . قيود هندسي ناميده مي شود . مثلاً موازي بودن خطي با خط ديگر با علامتي مناسب اعلام مي شود . قويد هندسي را مي توان به اين صورت در يك يا چند جزء هندسي اعمال كرد: 1- قيود هندسي اعمال شده بر يك جزء هندسي: افقي ، عمودي يا ثابت بودن (FIX) قيدهاي هندسي هستند كه مي توان به جزئي هندسي اعمال كرد. با ثابت كردن جزئي هندسي آن جزء هندسي غير قابل حركت مي شود . 2-قيود هندسي اعمال شده بر دو جزء هندسي ، اتصال ، مماس بودن ، موازي بودن و عمودن بودند قيودي هستند كه مي توان بر دو جزء هندسي اعمال كرد بعلاوه نقطه ميان دو جزء هندسي نيز يك قيد هندسي محسوب مي شود. 3-قيود هندسي اعمال شده بر سه جزء هندسي: تقارن قيدي است كه مي توان بر سه جزء هندسي اعمال كرد بعلاوه براي تعدادي نقطه هم فاصله مي توان قيد هم فاصله بودن را اعمال كرد. با فعال بودن آيكن @ از ميله ابزار Tools و حركت مكان نما روي صفحه نمايش قيدهاي مناسب ظاهر مي شوند. ب) قيود ابعادي Dimension Constrains : علائم به كار رفته براي معرفي اندازه يك يا چند جزء هندسي قيود ابعادي ناميده مي شوند . مثلاً اندازه طول خطي يا فاصله بين دو نقطه با علائم مناسب نشان داده مي شود . قيود ابعادي را به شرح زير مي توان بر يك يا چند جزء هندسي اعمال كرد. 1- قيود ابعادي اعمال شده بر يك جزء هندسي : مقدار طول ، شعاع قطر محور اصلي و محور فرعي قيودي ابعادي هستند كه مي توان تنها بر يك جزء هندسي اعمال كرد. 2- قيود ابعادي اعمال شده بر دو جزء هندسي مقدار فاصله و زاويه بين بين دو جزء هندسي قيودي ابعادي هستند كه مي توان بر دو جزء هندسي اعمال كرد . يا فعال بودن آيكن از ميله ابزار Tools قيدهاي ابعادي مناسب براي يك جزء هندسي روي صفحه نمايش ظاهر مي شوند. برخي علائم به كار رفته براي معرفي قيدهيا هندسي و ابعادي عبارتند از: 1. عمود بودن 2. متقاطع بودن با علامت 3. عمودي بودن 4. افقي بودن يا علامت H 5. ثابت بودن (Fix) با علامت 6. موازي بودن با علامت 7. مقدار شعاع يا قطر با علامتهاي D.50/R.25 قسمت بعدي اين ميله ابزار بخش پارا مترهاي مي باشد. [V] هرموضوع هندسي مانند خط كمان ، دايره سهمي و غيره . به كمك يا يچند پرامتر مانند طول ، شعاع ، زاويه و غيره تعريف مي شود : هنگام ترسيم موضوعي هندسي، در ميله ابزار Tools ليستي از پارامترهاي مورد نياز براي ترسيم آن موضوع ظاهر مي شود كه با حركت مكان نما مقدار هر پارامتر نشان داده مي شود . مثلاً در هر شكل (10) پارامترهاي موجود در ميله ابزار Tools به ترتيب براي ترسيم خط (طول و زاويه خط نسبت به محور افقي ) ، دايره يا كمان ( شعاع، زوايه شروع نسبت به محور افقي و زاويه كمان) هذلولي ( خروج از مركز ) نشان داده شده است. 2-3- دستورات ترسيمي به كمك مجموعه دستورات موجود در ميله ابزار Profile مي توانيد پروفيلهاي باز يا بسته را ترسيم كنيد. در اين بخش دستورات ترسيمي موجود در اين ميله ابزار معرفي مي شوند. 1-2-3- ترسيم پروفيل به كمك اين دستور مي توان پروفيل دلخواه ( تركيبي از خطوط و كمانها ايجاد كرد . آيكن اين دستور به شمل مي توان باشد با فعال شدن اين دستور ميله ابزار Tools به صورت نشان داده شده در شكل (12) درمي آيد سه گزينه در اين دستور وجود دارد كه عبارتند از: 1- گزينه ترسيم خط ( آيكن ) كه به صورت پيش فرض اين گزينه فعال است. 2- گزينه ترسيم كمان مماس بر خط آيكن 3- گزينه ترسيم كمان با سه نقطه ( آيكن ) دستورات اين ميله ابزار وقتي اجرا مي شود در ميله ابزار ToolS پارمترهايي پديدار مي شود كه به ما براي ترسيم دقيق دستورات كمك مي كند، روش ديگر براي ترسيم دستورات رسم آنها بدون توجه به اين پارامترها و پس از انجام كامل آن اندازه گيري ترسيم مي باشد كه اين روش بسيار آسان و سريع است . در اين قسمت براي اشنايي با هر دو روش ابتدا روش دقيق را با استفاده از پارامترهاي عنصر ترسيمي بيان مي كنيم و سپس روش دوم كه سرعت بيشتري دارد و سهل الوصول مي باشد. روش اول ترسيم پروفيل براي شروع بر روي آيكن مربوط كليك شود. در منوي Tools نمايش داده شده اعداد خواسته شده وارد مي شود و بدين صورت پروفيل خواسته شده بدست مي آيد. روش دوم ترسيم پروفيل: پس از كليك بر روي آيكن مربوطه، بر روي صفحه نمايش كليك شده و مكان مورد نظر به صورت تقريبي انتخاب مي شود. پس از رسم پروفيل به صورت تقريبي با استفاده از امكانات اندازه گيري و قيد گذاري پروفيل مورد نظر را بوجود مي آوريم. 2-2-3- ترسيم دايره و كمان براي ترسيم دايره و كمان روشهاي مختلفي وجود دارد كه در اين قسمت معرفي مي شوند. آيكن هاي اين دستورات در ميله ابزار دايره كه زير مجموعه ميله ابزار پروفيل است قرار دارند. (شكل 13) الف) ترسيم دايره به كمك مركز شعاع 1- روي آيكن ترسيم دايره به كمك مركز شعال كليك شود. 2- در ميله ابزار Tools مختصات دايره وارد مي شود . 3- براي ترسيم دايره مي توانيد مختصات نقطه اي از دايره يا شعاع آن را وارد يا روي صفحه نمايش كليك كنيد. مثلاً مقدار شعاع را mm 20 وارد مي شود . دايره رشم شده در شكل (14- راست) نشان داده شده است . اگر مختصات مركز و مقدار شعاع دايره را به طور مستقيم در ميله ابزار Tools وارد كنيد پس از ترسيم دايره اين مختصات روي صفحه نمايش باقي خواهد ماند. روي مقدار شعاع دايره دوبار كليك كنيد تا كادر محاوره اي به صورت نشان داده شده در شكل (14 – چپ) باز شود . در اين كادر محاوره علاوه بر ويرايش مقدار شعاع قسمت Dimension مي توانيد گزينه Diameter انتخاب مي گردد . با انتخاب اين گزينه مقدار قطر دايره روي صفحه نمايش نشان داده خواهد شد. گزينه OK را كليك كرده تا كادر محاوره بسته شود. نتيجه در شكل (15- راست ) نشان داده شده است . به طور پيش فرض با ترسيم دايره با هر روشي ، در مركز آن دايره يك نقطه زير رسم خواهد شد . اگر مايل به ترسيم اين نقطه نباشد در مسير chancel Design> Sketcher ‏Tools >Option >Me گزينه ترسيم مركز دايره و بيضي را غير فعال مي گردد. ( شكل 15- چپ) ب) ترسيم دايره به كمك سه نقطه 1- روي آيكن ترسيم دايره به كمك سه نقطه كليك مي گردد. 2- مختصات نقطه اول ، دوم و سوم به ترتي وارد مي گردد تا دايره رسم شود . پس از وارد شدن مختصات نقطه اول يا نقطه دوم ) به جاي تعيين مختصات نطقه دوم ( نقطه سوم ) مي شود مقدار شعاع دايره وارد مي شود . ج) ترسيم دايره به كمك وارد كردن مختصات مركز و شعاع آن اين روش ترسيم دايره مشابه روش الف مي باشد با اين تفاوت كه مختصات مركز و شعاع دايره را بايد در كادر محاوره اي باز مي شود وارد كرد و امكان كليك روي صفحه نمايش وجود ندارد. در اين روش مي شود . مختصات مركز دايره و شعاع آن در سيستم مختصات قطبي وارد مي گردد. روي آيكن ترسيم دايره به كمك وارد كردن مختصات مركز و شعاع ان كليك مي شود تا كادر محاوره اين دستور ( شكل 16 ) باز شود . 1- مختصات مركز دايره و مقدارشعاع آن وارد مي وشد سپس گزينه OK كليك مي گردد تا كادر محاوره بسته ودايره رسم شود . هان طور كه قبلاً نيز اشاره شد نقطه اي نيز در مركز دايره رسم مي شود. د) ترسيم دايره به كمك سه مماس: در اين روش با تعيين سه موضوع ( نقطه ، خط يا دايره ) دايره اي مماس بر سه موضوع رسم خواهد شد . 1- روي آيكن كليك شود. 2- به ترتيب روي سه موضوع موجود دلخواه كليك شود و انتخاب گردد تا به عنوان موضوعات مماس بر دايره معرفي شوند. برنامه سعي مي كند تا حد امكان دايره را در نقطه اي از هر يك از موضوعاتي كه در معرفي آن موضوع روي آن نقطه كليك كرده ايد بر آن مماس كند. مثلاً براي انتخاب خط روي نقطه انتهايي آن كليك كنيد برنامه سعي مي كند تا دايره را در اين نقطه بر خط مماس كند. همان طور كه در بالا نيز اشاره شد نقطه نيز مي توان به عنوان يكي از موضوعات مماسي معرفي شود. در اين حالت دايره از آن نقطه مي گذرد. 1- روي آيكن كليك شود 2- بر روي صفحه نمايش در جاي مورد نظر كه به عنوان مركز كمان قرار است باشد كليك شود. 3- با حركت مكاتن نما مشاهده مي شود كه كمان تغيير اندازه بر حسب زاويه مي دهد كه مي شود با كليك مقدار آن را تعيين كرد. و) ترسيم كمان به كمك به سه نقطه 1-روي آيكن كليك شود. 2- سه نقطه در صفحه كه مورد نظر مي باشد با استفاده از مكان نما انتخاب شود. ز) ترسيم كمان به كمك سه نقطه با ثبات نقطه شروع اين دستور مانند دستور قبلي مي باشد با اين تفاوت كه نقطه شروع و انتهاي ان ثابت نگه داشته شده و نقطه مياني در تغيير است . 3-2-3- ترسيم منحني: 1- روي آيكن ترسيم Spline كه به شكل مي باشد كليك مي گردد. 2- نقاطي را كه مي خواهيد Spline از بين آنها بگذرد انتخاب يا مختصات آنها وارد مي شود. 3- با دو بار كليك پياپي يا با انتخاب دستوري ديگر مي توانيد از دستور ترسيم Spline خارج گشت. 4- با دو بار كليك از روي هر يك از نقاطي كه براي ترسيم Spline استفاده شده كادر محاوره اي به صورت نشان داده شده در شكل (17- راست بالا) باز مي شود . در اين كادر محاوره مي شود مختصات و شعاع انحناي Spline در اين نقطه را عوض كرد با فعال بودن گزينه Tangency بردار مماس بر Spline در اين نقطه رسم خواهد شد . شكل ( 17 وسط بالا) براي معكوس كردن جهت بردار مماس كافي است روي بردار نشان داده شده يا روي گزينه Reverse Tangent از كادر محاوره كليك شود. اتصال دو موضوع به كمك كمان يا Spline به كمك اين دستور مي توان دو موضع هندسي را به كمك كمان يا Spline به هم وصل كرد . آيكن اين دستور به شكل و در زير مجموعه ميله ابزار Spline كه زير مجموعه ميله ابزار پروفيل است قرار دارد . شكل ( 17 چپ بالا) با كليك روي آيكن اين دستور و فعال كردن آن ، دو گزينه در ميله ابزار Tools ظاهر مي شود ( شكل 17- پايين) . گزينه اول كه به طور پيش فرض فعال است اتصال دو موضوع به كمك كمان و گزينه دوم اتصال دو موضوع به كمك Spline است . 1- با انتخاب دو خط متقاطع سمت راست ، كماني مماس بر دو خط ظاهر مي شود ( شكل 18- راست) . روي هر نقطه اي از هر خط كه براي معرفي آن كليك شود ، كمان اتصال دهنده از ان نقطه شروع مي گردد. 2- گزينه موجود در ميله ابزار Tools فعال شود . 3- با ناتخاب دو خط متقاطع سمت چپ ، يك Spline مماس بر دو خطي كه انتخاب شده بود ، ظاهر مي شود شكل ( 18 چپ) . همان طور كه اشاره شد موقعيت نقاطي كه براي معرفي خطوط روي آنها كليك مي شود تعيين كننده نقاط ابتدا و انتهاي Spline است. 4- 2-3- ترسيم بيضي: 1- روي آيكن كليك شود 2- ابتدا با كليك بر روي صفحه مركز بيضي توسط مكان نما مشخص شود. 3- پس از آن يكي از نقاط رأس قطر اصلي معين شود كه بيان كننده محور اصلي بيضي نيز مي باشد. 4- در پايان بايد يك نقطه از بيضي مشخص شود . 5- ترسيم سهمي: 1- روي آيكن كليك شود. اين آيكن در ميله ابزار Conic كه زير مجموعه ميله ابزار پروفيل است قرار دارد . 2- ابتدا كانون سهمي و سپس رأس آن با كليك روي دو نقطه مشخص صفحه تعيين شكل ( 20 – وسط) ترسيم هذلولي: 1- روي آيكن ترسيم هذلولي كه در ميله ابزار Conic از ميله ابزار پروفيل قرار دارد ، كليك شود. 2- ابتدا كانون ، مركز و رأس هذلولي با انتخاب سه نقطه از صفحه تعيين شود. با انتخاب كانون ، يك علامت ضربدر روي نقطه اي كه به عنوان كانون انتخاب شده است ، ظاهر مي شود . مركز هذلولي روي هذلولي قرار ندارد. ( شكل 20 – چپ) با تعيين رأس هذلولي ، هذلولي مشخص مي شود. 3- با انتخاب دو نقطه ، دو انتهاي هذلولي مشخص مي شود تا ترسيم ان كامل شود. در ميله ابزار Tools مي توان مقدار خروج از مركز هذلولي ( پارامتر e) مشخص گردد. ترسيم مقاطع مخروطي (Conic): منظور از مقاطع مخروطي ، شكلهاي بيضي ، دايره يا كمان ، سهمي و هذلولي مي باشد . به كمك اين دستور مي توان از ميان نقاط دلخواه در صورت امكان ، مقطعي مخروطي رسم كرد. شكل مقطعي كه رسم مي شود با توجه به موقعيت نقاطي كه انتخاب مي گردد. يكي از مقاطع مخروطي است . به طور كلي براي رسم مقطعي مخروطي مي توان يكي از چهار روش زير را انتخاب كرد: 1- انتخاب 5 نقطه 2- انتخاب 4 نقطه و تعيين جهت مماس در يكي از دو انتها 3- انتخاب 3 نقطه و تعيين جهت مماس در دو انتها 4- انتخاب 3 نقطه و تعيين جهت مماس در دو انتها و وارد كردن مقدار خروج از مركز در هر يك از اين چهار روش ، معرفي دو نقطه ابتدا و انتها لازم است. 1- روي آيكن اين دستور كه به شكل مي باشد و در ميله ابزار Conic قرار دارد، كليك شود. با فعال شدن اين دستور ميله ابزار Tools به صورت زير نشان داده شده در شكل ( 21)در مي آيد 2- روي نقطه اي به عنوان نقطه شروع مقطعي مخروطي كليك شود . پس از انتخاب اولين نقطه روي آيكن از ميله ابزار Tools كليك شود تا با انتخاب نقطه‏اي ديگر راستاي خط واصل بين نقطه اول و نقطه دوم به عنوان جهت مماس در نقطه شروع در نظر گرفته شود. 3- روي نقطه‏اي به عنوان نقطه پايان مقطع مخروطي كليك شود . براي تعيين جهت مماس در اين نقطه از روش گفته شده براي نقطه اول استفاده شود . همچنين مي توان آيكن از ميله ابزار Tools را فعال كرد . با انتخاب اين آيكن مي توان نقطه اي را به عنوان محل برخورد مماسهاي نقاط شروع و پايان تعيين كرد . 4- اگر نقاط انتهايي و مماسهاي آنها تعيين شده است ، كافي است يك نقطه ديگر را به عنوان نقطه اي از مقطع مخروطي انتخاب كرد تا مقطع مخروطي رسم شود. اگر مماس بر دو انتها هم زمان تعيين شده باشد نقطه تقاطع دو مماس همان مركز مقطع مخروطي است بنابراين نقطه سومي كه انتخاب مي شود نقطه رأس مقطع خواهد بود. به جاي وارد كردن مختصات نقطه سوم مي‏توان فاصله اين نقطه تا مركز مقطع را كه خروج از مركز نام دارد در قسمت e از ميله ابزار Tools وارد كرد. 5- اگر نقاط انتهايي و تنها يك مماس را تعيين شده است بايد دو نقطه ديگر را به عنوان نقاطي از مقطع مخروطي معرفي كرد . 6- اگر تنها نقاط انتهايي شود بايد سه نقطه ديگر از مقطع مخروطي را معرفي كرد. 5-2-3-ترسيم خط : 1- روي آيكن كليك شود . اگر بر روي گزينه ميله ابزار كليك شود و انتخاب گردد خط كشده شده به همراه قرينه ان نسبت به مبدأ كشيده مي شود. 2- روي نقطه‏اي به عنوان شروع كليك گردد. 3- روي نقطه انتهايي براي ترسيم خط كليك شود. ترسيم خط نامحدود: 1- روي آيكن كليك گردد. اين آيكن در ميله ابزار Line كه زير مجموعه ميله ابزار پروفيل است ، قرار دارد. 2- با كليك روي هر نقطه از صفحه خطي به طول نامحدود با زوايه نمايش داده شده در صفحه ترسيم مي شود . 3- ترسيم خط مماس بر دو موضوع هندسي به كمك اين دستور مي توان خطي مماس بر دو موضوع هندسي رسم كنيد. 1- روي آيكن كليك گردد. 2- به ترتيب دو موضوع مثلاً دو دايره انتخاب مي شود . ترسيم خط نيمساز: به كمك اين دستور مي توانيد نيسماز دو خط متقاطع را رسم كنيد . اين خط داراي طور نامحدود است. 1- روي آيكن از ميله ابزار Line كليك شود . 2- دو خط متقاطع يكي پس از ديگري انتخاب مي شود تا نيمساز رسم شود. ترسيم محور: در محيط ترسيم سه بعدي ، براي رسم شفت ها و شيارها به محور نياز داريد اين محور مي تواند در فضاي Sketcher ترسيم شود. 1- روي آيكن دستور محور از ميله ابزار پروفيل كليك گردد. 2- بر روي صفحه دو نقطه انتخاب شود تا محور ترسيم شكل ( 23) 6- 2- 3- ترسيم نقطه : براي ترسيم نقطه روشهاي مختلفي وجود دارد كه در ادامة معرفي مي شوند. الف) ترسيم نقطه به روش معمول 1-روي آيكن ترسيم نقطه به روش معمول كه در ميله ابزار Point از ميله ابزار پروفيل قرار دارد، كليك شود. 2-روي هر نقطه از صفحه نمايش كليك گردد نقطه اي در انجا رسم مي شود. همچنين مي شود مختصات نقطه مورد نظر در ميله ابزار Tools وارد گردد. اگر قبل از فعال كردن دستور ترسيم نقطه دو يا چند نقطه انتخاب شود سپس دستور ترسيم نقطه فعال شود ، نقطه اي بين آنها رسم مي شود . همچنين اگر قبل از فعال كردن اين دستور ،‌مستطيلي را انتخاب نموده سپس اين دستور فعال شود، در محل برخورد قطرهاي مستطيل نقطه اي رسم مي شود. 3- پس از ترسيم نقطه روي آن كليك راست شود . د رمنويي كه باز مي شود گزينه Properties انتخاب شود تا كادر محاوره ان باز شود. در اين كادر محاوره روي گزينه Graphic كليك شود تا كادر محاوره آن باز شود. 4- در قسمت Points از اين كادر محاوره مي توان علامت نمايش نقطه در صفحه و رنگ ان مشخص و رنگ آن را مشخص كرد. روشهاي ديگري نيز براي ترسيم نقطه مي باشد شامل : ترسيم نقطه نسبت به نقطه اي ديگر ، ترسيم نقاط هم فاصله ، ترسيم نقطه در محل تقاطع دو موضوع هندسي، ترسيم نقطه با تصوير نقاط روي خط يا منحني. اين روشها كاربرد زيادي در ترسيمات ندارد و البته ترسيم انها نيز به سادگي انجام مي گيرد كه به علت طولاني شدن مطالب اين موضوع صرف نظر مي كنيم. 7-2-3- ترسيم مستطيل: 1- روي آيكن كليك شود 2- به عنوان گوشه اول مستطيل نقطه اي در صفحه مشخص شود. 3- نقطه بعدي مستطيل را كامل و بيان كننده عرض و مستطيل است انتخاب شود ( شكل 25- راست) ترسيم مستطيل در راستاي دلخواه: 1- روي آيكن كليك شود اين آيكن در ميله ابزار Predefined profile كه در ميله ابزار پروفيل است قرار دارد. ( شكل 25- وسط) 2- مختصات گوشه اول آن با كليك در صفحه انتخاب شود. نقطه انتخابي بعدي محوري مي شود كه مستطيل در راستاي عمود بر اين محور كامل مي شود. نقطه سوم كه مشخص كننده يكي از عرض يا طول مي باشد با كليك بر صفحه مشخص مي شود ( شكل 25 – چپ) ترسيم متوازي الاضلاع : آيكن دستور ترسيم متوازي الاضلاع به شكل مي باشد . اين آيكن در ميله ابزار Predefind Profile قرار دارد . مراحل رسم متوازي الاضلاع مشابه مراحل رسم مستطيل ( تعيين سه رأس) مي باشد با اين تفاوت كه در مرحله سوم علاوه بر تعيين مختصات رأس سوم مي توان ارتفاع وارد بر ضلعي كه قبلاً تعيين شده است و مقدار يكي از زواياي متوازي الاضلاع را وارد كرد. ترسيم سوراخ كشيده شده (Elongated Hole) : 1- روي ايكن كليك شود. 2- ابتدا بايد محور مزاكر دو كمان دايروي اين پروفيل تعريف كرد. براي اين منظور در نقطه در صفحه انتخاب شود. 3- نقطه سوم نيز شعاع كمان پروفيل را مشخص مي كنيد كه با كليك در صفحه تعيين مي شود . شكل 27 ترسيم سوراخ كشيده شده استوانه اي مانند قسمت قبل ابتدا بايد مسير منحني بين دو مركز كامنها مشخص شود و سپس شعاع دو كمان اطراف پروفيل شكل ( 27) ترسيم سوراخ كليد : شبيه مسيرهاي بالا ابتدا محور اتصال دو مركز كمانها مشخص شود سپس شعاع كمان كوچك و پس از آن شعاع كمان بزرگ كه كمانها نمي توانند با هم مساوي باشند اين مسير مي تواند با كليك كردن بر روي صفحه و انتخاب نقاط به سادگي ايجاد كرد. ترسيم شش ضلعي منتظم: 1- روي ايكن كليك شود. 2- مختصات مركز شش ضلعي توسط مكان نما بر روي صفحه انتخاب شود. انتخاب نقطه اي واقع بر روي شش ضلعي. ( شكل 28) 3-3- كار روي پرفيلهاي رسم شده : پس از ترسيم پروفيل اوليه به كمك دستورات موجود در ميله ابزار پروفيل ، به كمك دستوراتي كه در اين بخش معرفي مي شوند مي توانيد كارهاي اضافي ديگر مانند گرد كردن گوشه ها ، يخ زدن ، تغيير مقياس ،‌دوران و غيره را روي پروفيل اجرا كنيد . اين دستورات در ميله ابزار Operation قرار دارند . ( شكل 29) 1-3-3- گرد گردن گوشه ها (Creating corners): به كمك اين دستور محل برخورد دو خط گرد مي شود : 1- روي آيكن اين دستور كه به شكل مي بادش كليك شود . با فعال شدن اين دستور ، ميله ابزار Tools به صورت نشان داده شده در شكل (30) در مي آيد . همان طور كه مشاهده مي وشد اين دستور داراي سه گزينه است كه در ميله ابزار Tools ظاهر شده اند . اين گزينه ها عبارتند از : الف) آيكون با فعال بودن اين گزينه پس از گرد كردن گوشه ، قسمتهاي اضافي پاك مي شود (گزينه پيش فرض) ب) آيكون : با فعال بودن اين گزينه ، پس از گرد كردن گوشه تنها قسمت اضافي اولين خطي كه انتخاب مي كنيد، پاك مي شود . ج) آيكون با فعال كردن اين گزينه ، تنها كماني بر دو خط مماس مي شود و تغييري در خطوط ايجاد نمي گردد . 2- سپس دو خط متقاطع ، هر يك از خطوطش به ترتيب انتخاب مي شود . به كمك مكان نما مي شود شعاع كمان ايجاد شده در گوشه را به دلخواه تغيير داد. 2-3-3- پخ زدن : به كمك اين دستور مي شود در محل تقاطع خطوط ، كمانها و Spline پخ ايجاد كرد. روي ايكن دستور كه به شكل مي باشد كليك شود با فعال شدن دستور ميله ابزار Tools به شكل نشان داده شده است . همانطور كه مشاهده مي شود اين دستور شامل 6 گزينه است. سه گزينه اول نوع پخ زدن را مشخص مي كنند. اين گزينه ها عبارتند از : الف- گزينه چهارم : تعيين زوايه پخ و طول خط پخ شكل ( 33- راست) ب- گزينه پنجم تعيين طول اضلاع پخ شكل ( 33- وسط) ج - گزينه ششم تعيين طول يك ضلع پخ وزوايه بين خط پخ و خط اول شكل ( 33- چپ) 2 -گزينه اول از ميله ابزار Tools فعال شود . 3 - به ترتيب دو خط متقاطع را انتخاب نموده سپس گزينه پنجم از ميله ابزار Tools فعال شود . همان طور كه مشاهده مي كنيد مقادير طول اضلاع پخ در راستاي خطوط انتخاب شده محاسبه مي شوند . نحوه محاسبه اندازه و راستاي ابعاد پخ به كمك گزينه پنجم ميله ابزار Tools در حالت مختلف به شرح زير مي باشد: الف- پخ بين خطوط عمود بر هم شكل (34) ب- پخ بين خطوط غير عمود شكل (شكل 35) ج- پخ بين خطوط شكل ( شكل 36) د- پخ بين خطوط غير شكل( شكل 37) در اين حالت اگر دو خط انتخاب شده موازي باشند نقاط انتهايي آنها براي محاسبه طول در نظر گرفته مي شوند . ه- پخ بين منحني هاي شكل ( شكل 38) و – پخ بين منحني هاي غير متقاطع شكل ( 39) 3-3-3- برش ترسيمات (Trimming): به كمك اين دستور مي شود موضوعي هندسي را به كمك يك يا چند موضوع هندسي ديگر برش داد و قسمتهايي از آنها را پا ك كرد . براي آشنايي با اين دستور ابتدا بايد دو خط متقاطع رسم شود . سپس مراحل زير به ترتيب اجرا شود. 1- روي ايكون كليك شود با فعال شدن اين دستور ميله ابزار Sketch tools به شكل // در مي آيد و نشان مي دهد كه اين دستور دو گزينه دارد با فعال بودن گزينه اول قسمتهايي از موضوع قطع شونده پاك خواهد شد. 2- روي يكي از دو خطي كه رسم شده به عنوان موضوع قطع شونده كليك شود. 3- خط ديگر به عنوان موضوع قطع كننده انتخاب شود. 4- روي طرفي كه مي خواهيد نگه داشته شود، در آن قسمت كليك شود. شكستن و برش ترسيمات (Breaking and Trimming) : اين دستور حالت خاصي از برش (Trimming) است كه به كمك ان مي توان موضوعي هندسي را به كمك موضوعات هندسي ديگر برش داد و در صورت نياز قسمتي از برش را پاك كرد. 1- روي ايكون اين دستور كه به شكل مي باشد كليك شود . اين آيكون در ميله ابزار Relimitationns كه زير مجموعه ميله ابزار Operatio است قرار دارد. ( شكل 41- راست) با فعال كردن شدن اين دستور سه گزينه در ميله ابزار Tools ظاهر مي شود . ( شكل 41- چپ) الف ) گزينه اول ( آيكون) در صورت فعال بودن اين گزينه قسمت داخلي حاصل از برش پاك مي شود ( گزينه پيش فرض) ب) گزينه دوم آيكون در صورت فعال بودن اين گزينه قسمت خارجي حاصل از برش مي شود. ج) گزينه سوم ( آيكون ) ر صورت فعال بودن اين گزينه ، هيچ قمستي از برش پاك نمي شود . 1- موضوعي را كه مي خواهد برش بخورد انتخاب كرده كه اين موضوع در قسمتي كه بين دو موضوع ديگر است برش مي خورد . بستن پروفيل: به كمك اين دستور مي توان يك پروفيل ناقص را كامل كرد. مثلا با انتخاب هر كمان ، آن كمان تبديل به دايره مي شود. آيكون اين دستور به شكل مي باشد اين آيكن ميله ابزار Rlimitation قرار دارد . اگر قسمتي از Spline با دستو برش قطع شود نقاطي كه براي ترسيم Spline استفاده شده اند پاك نمي شود. ( شكل 107- 2 الف- ) به كمك دستور بستن پروفيل و انتخاب قسمت باقيمانده Spline مي توان |Spline اوليه را بدست آوريد. شكل (42) ترسيم مكمل كمان دايروي يا بيضوي: به كمك اين دستور مي تواندي كماني دايروي يا بيضوي را پاك و مكمل آن را رسم كردو. اين آيكون اين دستور به شكل است و در ميله اي ابزار Relimitation قرار دارد . قبل از فعال كردن اين دستور مورد نظر بايد انتخاب شود . شكستن ترسيمات (Breaking) : به كمك اين دستور مي توان موضوعي هندسي مانند خط ، كمان و غيره را به كمك موضوع هندسي ديگري مانند نقطه، خط، كمان و غيره به دو يا چند قسمت تقسيم كرد. 1- روي آيكون اين دستور كه به شكل مي باشد كليك شود . اين آيكون در ميله ابزار Relimitation كه زير مجموعه ميله ابزار Operation است ، قرار دارد . 2- موضوعي كه قرار است شكسته شود ، انتخاب شود. 3- روي موقعيتي از اين موضوع كليك شود تا از اين محل شكسته شود . اگر نقطه انتخاب شده ، روي آن يا در امتداد آن نباشد تصوير آن محل شكسته مي شود . 4- اگر پس از فعال شدن اين دستور روي نقطه اي كه محل برخورد دو موضوع است و اين نقطه متعلق به هر دو موضوع است كليك شود ،آن نقطه به دو نقطه تبديل مي شود. 4-3-3- ترسيم متقارن (Symmetrical): به كمك اين دستور مي توان قرينه يك موضوع را نسبت به يك خط يا محور رسم كرد. آيكون اين دستور به شكل مي باشد . قبل از فعال كردن اين دستور موضوع يا موضوعاتي را كه قرينه انها مدنظر است، انتخاب شود. انتقال ترسيمات: به كمك اين دستور مي توان موضوعات هندسي را به موقعيت دلخواه انتقال داد يا تعداد دلخواهي از آن را در فاصله هاي مساوي ايجاد كرد. 1- روي آيكون اين دستور كه به شكل مي باشد كليك شود. 2- يك عدد به عنوان تعداد نمونه قرار داده شود . 3- موضوع مورد نظر انتخاب شود . در اين دستور انتخاب چند موضوع مجاز نيست ولي اگرچند موضوع روي هم تشكيل يك پروفيل واحد دهد انتخاب چند موضوع مجاز است. در اين حالت قبل از فعال كردن اين دستور بايد چند موضوع به كمك كليد كنترل صفحه كليد انتخاب شود و به كمك حركت مكان نما يا با وارد كردن مقدار فاصله مي توان نمونه اي از مدل در فاصله اي دلخواه ايجاد كرد.. دوران موضوعات: به كمك اين دستور مي توان موضوعي را حول نقطه اي دلخواه دوران داد يا نمونه هايي از آن را حول آن نقطه ايجاد كرد. ايكون اين دستور به شكل مي باشد . اين آيكون در ميله ابزار Transformation قرار دارد . مراحل اجراي دستور مشابه مراحل اجراي دستور جابه جايي (دستور قبل) است. تغيير مقياس ترسيمات (Scaling): به كمك اين دستور مي توان ابعاد موضوعي هندسي را نسبت به نقطه اي دلخواه عوض يا نمونه اي ديگر يا مقياسي ديگر ايجاد كرد. 1- پروفيلي كه در اختيار است ، انتخاب شود. در اين دستور انتخاب چند موضوع مجاز است. روي آيكون اين دستور به شكل مي باشد كليك شود. اين آيكون در ميله ابزار Transformation قرار دارد . با فعال شدن اين دستور كادر محاوره نشان داده شده در شكل 2- باز مي شود با گزينه Duplicate mode در دستورات قبل آشنا شديد. 3- نقطه مرجع براي تغيير مقياس را انتخاب شود . همچنين مختصات نقطه مرجع را مي توان در ميله ابزار Tools وارد كرد. تكرار ترسيمات با فاصله منظم (Offsetting): به كمك اين دستور مي شود نمونه اي از يك يا چند موضوع هندسي را به موازات هم ترسيم كرد . آيكون اين دستور به شكل مي باشد . اين آيكون در ميله ابزار Trasformation قرار دارد . دستور فوق با كليك روي آيكون آن يا از مسير Insert>Operation >Transformation>Offset فعال مي شود . با فعال شدن اين دستور 4 گزينه در ميله ابزار Tools ظاهر مي شود . شكل( 44) 1- گزينه اول به طور پيش فرض فعال است . به كمك اين گزينه تنها مي توان ترسيمات موازي تنها يك جزء هندسي را به دست آورد. 2- گزينه دوم: با فعال شدن اين گزينه هر موضوعي را كه انتخاب شود اجزاي مجاور آن با جايي كه پيوستگي مماسي وجود داشته باشد نيز انتخاب مي شود. 3- گزينه سوم : با فعال شدن اين گزينه هر موضوعي را كه انتخاب شوداجزاي مجاور ان تا جايي كه پيوستگي نقطه اي وجود داشته باشد نيز انتخاب شود. 4- در حين ترسيم نمونه موازي يك يا چند جزء به كمك يكي از سه گزينه اول در صورتي كه گزينه چهارم از ميله ابزار Tools نيز فعال شود. قرينه جزء ترسيم شده نيز نسبت به جزء اوليه رسم مي شود. 5- 3-3- تصوير كردن موضوعي سه بعدي بر صفحه طراحي : 6- به كمك اين دستور مي توان موضوعي سه بعدي را بر صفحه طراحي تصوير كرد. آيكون اين دستور به شكل است و در ميله ابزار Operation >3D Geometry است ، قرار داد. در محيط سه بعدي ( مثلاً محيط Part Design )ابتدا بايد صفحه اي را به عنوان صفحه Sketcher انتخاب كرده و سپس وارد محيط Sketcher شد. اين دستور فعال مي شود . لبه يا وجوهي از آن كه قرار است بر صفحه انتخاب شده تصوير شود، انتخاب كرده تا تصوير آن رسم شود . رنگ زرد تصاوير بدين معني است كه نمي توان آنها را جابه جا كرد . با اين حال مي توان دستورات گرد كردن ، پخ زدن و برش را روي اين تصاوير اجرا كرد. تقاطع موضوعي سه بعدي با صفحه Sketcher : به كمك اين دستور مي توان تقاطع موضوعي سه بعدي با صفحه Sketcher را به دست آورد. 1- ابتدا بايد وجهي كه تقاطع آن با صفحه Sketcher مد نظر است ، انتخاب نمود. 2- وارد محيط Sketcher شده و صفحه اي به عنوان صفحه Sketcher انتخاب شود. 3- روي آيكون اين دستور كه به شكل مي باشد كليك شود. اين آيكون در ميله ابزار 3D Geometry قرار دارد . نرم افزار تقاطع وجه انتخاب شده را با صفحه اي طراحي محاسبه و آن را با رنگ زرد نشان مي دهد. 6-3-3- ترسيم قيود هندسي و ابعادي پس از ترسيم پروفيل : ترسيم سريع قيود هندسي و ابعادي: اگر قرار باشد پس از ترسيم پروفيلي قيود هندسي و ابعادي بر آن اعمال شود بايد از روشي كه در اين بخش توضيح داده مي شود و از ميله ابزار قيد ( شكل 46) استفاده شود. همان طوركه قبلاَ آشنا شديد دستورات قيود هندسي و ابعادي از ميله ابزار Tools نيز فعال مي شوند . با اين تفاوت كه اين دستورات قبل از ترسيم پروفيل بايد در ميله ابزار Tools فعال شوند. 1- بر روي آيكون كليك شود. 2- بر روي موضوع هندسي مورد نظر كليك شود. اين دستور با توجه به موضوع هدسي اندازه مورد نياز را انتخاب مي كند مثلاَ اگر خط باشد طول خط و اگر دايره باشد شعاع با قطره دايره و يا اگر دو خط باشد زوايه بين آنها را مشخص مي كند. 3- در قسمتي از صفحه كليد شود تا اندازه در آن قسمت نمايش داده شود. نكته: براي تغيير اندازه مي توان بر روي عدد اندازه دو بار كليك كرد و در كادر باز شده شكل (47) عدد جديد را وارد كرد . با تغيير اندازه موضوع هندسي نيز تغيير وضعيت مي دهد و خود را با توجه به اندازه هماهنگ مي كند. ترسيم قيود تماسي (Coincidence) : منظور از قيود تماسي كه بين دو جزء هندسي اعمال مي شود عبارتند از: 1- هم مركزي بين دواير يا كمانها 2- تماس بين خطوط متقاطع ، بين و بين ساير اجزاي هندسي 3- مماس بودن دو خط يا دو كمان ( به استثناي دو دايره يا دو بيضي) 1- روي آيكون كليك شود. 2- اولين موضوع انتخاب شود . اين موضوع مرجع حساب شده و موضوع بعدي نسبت به اين موضوع تغيير مي كند. 3- موضوع دوم انتخاب شود. موضوعات قابل انتخاب و علامت ظاهر شده براي انها عبارتند از:‌ 1- دو خط يا يك خط و يك نقطه يا نقطه و هر جزء هندسي ديگر: علامت تماس به شكل 2- دو دايره ، دو بيضي يا دو منحني : علامت هم مركزي به شكل 3- دو منحني ( به استثناي دايره و بيضي ) يا دو خط يا يك خط و داير : علامت مماس بودن به شكل معرفي كادر محاوره قيد گذاري: هنگامي كه قرار باشد چند جزء هندسي را به دنبال هم قيد گذاري شود استفاده از كادر محاوره قيد گذاري ، سرعت قيد گذاري با افزايش مي دهد. قبل از باز كردن اين كادر محاوره ، گزينه هاي قيود هندسي و ابعادي از ميله ابزار Tools بايد فعال شود. 1- موضوعاتي را كه قرا است بين آنها قيد گذاري شود، بايد انتخاب نمود. 2- روي آيكون اين دستور كليك شود آيكون اين دستور به شكل بوده و در ميله ابزار قيد گذاري قرار دارد. 3- كادر محاوره اين دستور باز مي شود ( شكل 48) . بنابر نوع و تعداد اجزايي كه انتخاب مي شود، قيدهايي كه مي توانند ايجاد شوند. در كادر محاوره قابل انتخاب هستند. اين قيدها نيز شامل قيدهايي است كه تنها بر يك جزء هندسي اعمال مي شوند و هم شامل قيده
+ نوشته شده در ۱۴/۴/۱۳۹۱ساعت ۱۲:۴۴ توسط علي باقري دسته : مقالات نظر(0)

تكنولوژي گروهي

 

بخش اول :

مرور کلی بر GT تعاريف زيادي از تکنولو‍ژي گروهي (Group Technology) وجود دارد . تکنولوژي گروهي به عنوان يک مفهوم، يک فلسفه، يک سازماندهي اصولي، يک نظم و يک روش تعريف شده است . GT در حقيقت همه ي اين موارد را شامل مي شود . تکنولوژي گروهي عموما به ترتيب فيزيکي توليد، از نوع کارگاهي با انبوه ماشين هاي مشابه تا نوع ماشين هاي غير مشابه در سلولها براي افزايش ظرفيت پذيرش قطعه و کاهش حمل و نقل قطعه و زمان صف دلالت دارد. قطعات در GT ممکن است به دو صورت زير دسته بندي شوند : 1- خصوصيات يا ويژگي هاي طراحي 2- فرايندهاي توليد گروهبندي قطعات بر اساس خصوصيات و ويژگي هاي طراحي به حداقل کردن کثرت طراحي کمک مي کند . اگر قطعه ي جديد شبيه قطعه اي باشد که از قبل طراحي شده و ما بتوانيم همان طرح را به کار بگيريم ويا با کمي تغييرات آن طرح را به کار بگيريم ، هزينه مي توانند به طور قابل توجه اي کاهش پيدا کنند زيرا عرضه ي يک قطعه ي جديد به توليد به يک طرح فرايند جديد، يک يا چند برنامه ي NC و ابزار و قيد و بندهاي مورد نياز که بايستي ساخته شوند یا سفارش داده شوند، نياز دارد . قطعاتي که بوسيله ي فرايندهاي توليدي گروه بندي شده اند ، سلولهاي کاري کارخانه به طور خاصي متمرکز شده اند به طوري که هر سلول مي تواند ترتيب خاصي براي توليد قطعات مشابه داشته باشد . در گروه بندي قطعات مشابه که قرار است با ماشين هاي دسته بندي شده با فرايند هاي توليدي مشابهي توليد شوند هزينه هاي توليد به علت کاهش تعداد راه اندازي ها مقدار حمل و نقل مواد طول زمان تدارک مورد نياز و مقدار موجودي در فرايند مي تواند کاهش پيدا کند . عليرغم اينکه تکنولوژي گروهي براي حداقل ازدياد طرح هاي قطعه ي جديد در مهندسي محصول يا براي بر قرار کردن سلول هاي کاري براي توليد قطعات مشابه مورد استفاده قرار مي گيرند ، اما تکنولوژي گروهي در فرم ناب، راه حل مشخصي براي هر مسئله ي خاصي ندلرد . در حقيقت تکنولوژي گروهي يک استراتژي و يک فن مديريتي است که براي استاندارد کردن کار و حذف ضايعات ايجاد شده است. در نتيجه ي ازدياد کار و نه فقط مهندسي يا توليد بلکه تمامي سطوح کارخانه را تحت تاثير قرار مي دهد . مزاياي تکنولوژي گروهي GT : 1- حوزه ي مهندسي : ـ استاندارد کردن طراحي و جلوگيري از ايجاد طرح هاي اضافي . ـ بازيابي سريع طرح . ـ کاهش تعداد قطعات جديد ومشابه و حذف قطعات اضافي ـ کاهش حمل و نقل و کار گزينش قطعه . 2- حوزه ي توليد ـ کاهش راه اندازي ها و هزينه و زمان ـ بهتر شدن تخمين نيازهاي ماشين ابزار ـ افزايش بهره وري فضاي توليدي ـ کاهش حمل و نقل مواد و زمان جابجايي ـ بهتر کردن شناسايي و مکانيابي ماشين هاي گلوگاهي و ماشين هاي ابزار کم بازده ـ بهبود طراحي ساختمان و دپارتمان ـ افزايش کارائي سلولهاي توليدي و تجهيزات توليدي عمومي ـ کاهش نياز به رديابي قطعات ـ قابليت حمل سريع سفارشات بدون اختلال در توليد . ـ بهتر شدن کنترل و قابلیت پيش بيني هزينه هاي توليدي . ـ بهبود کيفيت و ارتباطات ـ کاهش زمان پذيرش قطعه . 3- حوزه ي مهندسي توليد : ـ کاهش تعداد و زمان طرحهاي فرايند ـ تجزيه و تحليل توانايي توليد در زمان کوتاهتر ـ کاهش تعداد برنامه هاي CNC و زمان برنامه ريزيCNC ـ بهبود مسير يابي فرايند ـ کاهش به کار گيري ابزار و قيد و بندها ـ کاهش طراحي و تدارک ابزار ـ کاربرد ابزار متداول و اجتناب از کاربرد ابزار جديد. 4- حوزه ي کنترل توليد : ـ کاهش موجودي انبارو انتقال مواد ـ رديابي محل مشکلات توليدي ـ بهبود تنظيم و زمانبدي تجهيزات ـ بهبود طراحي ظرفيت 5- حوزه ي کنترل کيفيت : ـ ايجاد فرصت براي کنترل کيفيت در منابع ـ کاهش زمان عيب يابي قطعه ـ کاهش زمان نمونه گيري و بازرسي 6-فروش : ـ گروه بندي قطعات براي خريدهایي با هزينه ي کمتر. بخش دوم : چیدمان بهینه تجهیزات در یک کارگاه تولیدی با استفاده از روش تکنولوژی گروهی چکیده امروزه در بخش عمده ای از کارخانجات تولیدی ، نوع چیدمان تجهیزات به صورت سنتی می باشد که دارای عیوب فراوانی است . در این مقاله با استفاده از روش تکنولوژی گروهی به بهینه سازی جریان تولید در یک واحد صنعتی ، که منجر به تغییر در چیدمان سنتی شده می پردازین . برای طبقه بندی دستگاه ها از دو الگوریتم طبقه بندی شاخه ای و آنالیز دسته تک ارتباطی استفاده می شود . با نتایج آنالیز ها بهینه ترین چیدمان و نوع سلول بندی تعیین می شود و نتایج نهایی نشان دهنده کاهش 21 0/0 در جریان مواد نسبت به چیدمان اولیه می باشد . واژه های کلیدی : تکنولوژی گروهی – جریان تولید – طبقه بندی شاخه ای – آنالیز دسته تک ارتباطی مقدمه تکنولوژی گروهی یک فلسفه تولیدی است که از تشابهات موجود در قطعات و فرآیند تولید آنها برای طراحی و تولید بهتر محصولات استفاده می شود . این تکنیک قطعات مشابه را به منظور افزایش انعطاف پذیری ، در یک خانواده گردآوری کرده و به تولید آنها درون یک سلول ، که از ماشین های غیر مشابه می باشد ، می پردازد [1]. اساس تکنولوژی گروهی بر اجرای فعالیت های مشابه ، استاندارد کردن وظایف و بهینه سازی انبارش و برداشت می باشد . مراحل کار برای بهینه سازی چیدمان تشکیل خانواده قطعات و گروه و گروه ماشین ها می باشد ، که هر کدام دارای روش های خاص خود می باشد و اصطلاحا به روش های طبقه بندی (Clustering ) اطلاق می شود . برای طبقه بندی خانواده قطعات از روش های بازرسی دیداری ، آنالیز جریان مواد و کد گذاری استفاده می شود . در حالا بازرسی دیداری قابلیت اعتماد پذیری اطلاعات پایین می باشد . در حالت کدگذاری نیاز به حجم وسیعی از اطلاعات می باشد . بنابراین در این مورد از آنالیز جریان تولید استفاده می شود ، که اساس ایجاد خانواده در این حالت ، تعیین ماشین هایی که در تولید هر قطعه به کار می روند ، می باشد . برای طبقه بندی دستگاه ها یا ایجاد سلول ها ،از دو الگوریتم . آنالیز طبقه بندی شاخه ای [2] و آنالیز دسته تک ارتباطی ((SCLA )Single- Linkage Cluster Analysis ) [3] استفاده می شود . در آنالیز طبقه بندی شاخه ای نتایج به صورت شهودی می باشد و در حجم کم اطلاعات ، تصمیم گیری بر اساس آن امکان پذیر است . در آنالیز دسته تک ارتباطی بر اساس مقادیر ارایه می شود ، که تصمیم گیری را آسان تر می کند . پس از تعیین سلول ها ، چیدمان سلول ها از نظر تقدم و تاخر صورت می پذیرد ، که کمترین میزان برگشت پذیری را دارا باشد . پیاده سازی تکنولوژی گروهی تاثیرات زیادی روی قسمتهای مختلف می گذارد ، که عبارت است از : کاهش در تولید قطعات جدید ، کاهش در طراحی قطعات مشابه ، کاهش جریان مواد ، کاهش در مقدار فضای کف ، استاندارد سازی تجهیزات ، کاهش زمان تولید ، کاهش کالای در جریان ساخت ((WIP )Work in process ) ، کاهش هزینه های انبار داری پاسخ سریع به تغییر در برنامه ریزی ، کاهش تعداد خطاهای منجر به بازرسی و ... برای حل مشکل چیدمان تجهیزات ( Facilities Layout Problem ) و بهینه سازی جریان مواد ، فعالیت های متعددی صورت گرفته است . از آن جمله می توان به مواردی اشاره کرد . "کاسیاک" از الگوریتم شاخه ای برای حل مسائل صف قطعات ، تعداد بحرانی ماشین ها در هر سلول و طبقه بندی ماشین ها در تکنولوژی گروهی استفاده کرده است [4] . "میلتر باگ و همکارش " به مقایسه 9 الگوریتم شناخته شده برای تشکیل سلول ها پرداختند و الگوریتم ها را بر روی 8 مسئله مورد بررسی قرار دادند که هر مسئله با توجه به ویژگی های الگوریتم انتخاب شد که در بهترین حالت به میزان 2% بهبود جریان مواد دست یافتند [5]. " آریه و چانگ " از الگوریتم بهبود یافته واسطه p برای طبقه بندی دستگاه ها استفاده کرده اند که در آن واسطه p تعداد گروه ها می باشد که با دادن مقدار اولیه به واسطه ، تکرار ها را کم می کند که برای مسائل کوچک مناسب می باشد [6] . " چن و همکارش " از آنالیز فرایند شبیه سازی شده تابکاری (Annealing ) برای تشکیل سلول ها استفاده کرده است و به نتایج خوبی رسیده است بدین صورت که با الهام گرفتن از مراحل فرآیند تابکاری الگوریتمی ایجاد شده است که با توجه به شرایط خاص مسئله فرض هایی در آن اعمال شده است تا برای مسئله چیدمان دستگاه ها قابل ایتفاده باشد و بر اساس آن مدل ریاضی ایجاد می شود که منتج به جوابی برای چیدمان سلول ها می شود [7] . " راجرس و همکاران " برای گروه بندی دستگاه ها از الگوریتم ژنتیک استفاده و در مسائل با حجم محاسباتی بالا به نتایج خوبی رسیده است این روش برای تعدادی مثال از جریان مواد قطعات مورد بررسی قرار گرفت که منجر به دسته بندی بسیار خوبی شد [8]. "یانگ و همکاران " از الگوریتم طبقه بندی فازی با مقادیرمختط (( MVFOM) Mixed- variable fuzzy c- means ) برای دسته بندی قطعات و ماشین ها استفاده کرده است که به علت استفاده از مقادیر مختلط نتایج بهبود یافته است که استفاده از این روش منجر به 50% کاهش فضای مورد نیاز برای چیدمان شد [9] . " یانگ و همکارش " از الگوریتم بهبود یافته ART 1 که زیر مجموعه ای از الگوریتم شبکه عصبی می باشد ، برای تشکیل سلول ماشین ها استفاده کرده اند . که این الگوریتم برای مثال های مختلف مورد بررسی قرار گرفت و ضریب کارائی در مثال های مختلف مورد بررسی قرار گرفت که با افزایش تعداد ضریب کارایی کاهش یافت [10] . در این مقاله از آنالیز دسته تک ارتباطی و طبقه بندی شاخه ای برای بهینه سازی چیدمان دستگاه ها به طور همزمان استفاده شده است ، که منجر به سرعت در همگرائی جواب و افزایش دقت می شود . در سایر مقالات این دو روش به صورت مجزا به کار رفته است . طرح مسئله : در این تحقیق یک کارخانه تولید محصولات نظامی با سیستم تولید دسته ای و با تعداد متوسط مورد بررسی قرار می گیرد . چیدمان این کارخانه به صورت کاملا سنتی ( چیدمان فرآیندی ) بوده ، و مجموعه ماشین های یکسان در قسمت های جدا از هم قرار گرفته اند . جریان تولید قطعات دارای پیچیدگی های متعددی می باشد . برای بررسی جریان تولید در این کارخانه 72 نمونه از محصولات این مجموعه تولیدی به طوری که نماینده مناسبی برای کلیه حجم تولید آن باشد ، در نظر گرفته شده است . برای خانواده بندی قطعات نیاز به آنالیز جریان تولید می باشد . در جدول 1 اطلاعات مربوط به بخشی از قطعات (30 قطعه ) و دستگاه هایی که برای تولید آن ها به کار می رود ، ذکر شده است . اطلاعات این جدول به طور معمول قابل استفاده نمی باشد و نیاز به تغییرات دارد . برای این کار می بایستی از الگوریتم طبقه بندی شاخه ای استفاده کرد . از نتایج حاصله علاوه بر تشکیل خانواده قطعات ، در تشکیل گروه ماشین ها نیز استفاده می شود . در پایان با استفاده از روش تکنولوژی گروهی ، بهینه سازی در این کارخانه تولیدی انجامم پذیرفته است . حکاکی رزوه کاری برقو خزینه عملیات حرارتی مته پرداخت سنگ مغناطیس سنگ سوراخ سنگ گرد فرزCNC فرز تراشCNC تراش شماره قطعات 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1 1 1 5 1 1 1 1 1 1 1 6 1 1 1 1 1 1 7 1 1 1 1 1 1 8 1 1 1 1 1 9 1 1 1 1 1 1 10 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 12 1 1 1 1 13 1 1 1 1 1 1 14 1 1 1 1 1 15 1 1 1 1 1 1 16 1 1 1 1 1 1 17 1 1 1 1 18 1 1 1 19 1 1 1 1 1 1 1 20 1 1 1 1 1 21 1 1 1 1 22 1 1 1 1 23 1 1 1 1 1 24 1 1 1 1 25 1 1 1 1 1 1 1 1 26 1 1 1 1 1 1 1 27 1 1 1 1 1 1 28 1 1 1 1 1 29 1 1 1 1 30 جدول 1 – فرایند تولید برای 30 قطعه به عنوان نمونه روشهای شکل دهی سلول ها : برای شکل دهی سلول های پیشنهاد شده می توان استفاده کرد که هر یک دارای مزایا و معایبی می باشد که به مقایسه با هم می پردازیم این دو روش به شرح زیر است : الگوریتم طبقه بندی شاخه ای آنالیز دسته تک ارتباطی 1-3- الگوریتم طبقه بندی شاخه ای : مراحل کار این الگوریتم به شرح زیر می باشد : مرحله (1) : برای هر یک از ردیف ها و ستون ها یک وزن اعشاری یا دودویی (0 یا 1 ) اختصاص داده می شود . وزن بایناری برای هر ردیف i=∑_(p=1)^m▒〖 b_(ip 2^(m-p) ) 〗 وزن بایناری برای هر ستون i=∑_(p=1)^n▒〖 b_(ip 2^(n-p) ) 〗 که در آن i وزن هر ردیف ،j وزن هر ستون ،m تعداد ردیف ها و n تعداد ستون هاست . مرحله (2) : ردیف ها را به صورت نزولی بر حسب وزن دودویی هر ردیف مرتب می کنیم . مرحله (3) : مرحله 1 و 2 برای هر ستون انجام می شود . تکامل مراحل تا جایی که هیچ تغییری در جایگاه سطر و ستون ها حاصل نشود ، ادامه پیدا می کند . نتایج مراحل انجام شده بر روی نمونه مورد بررسی در جدول 2 ذکر شده است . جدول 2 – حالت نهائی آنالیز طبقه بندی شاخه ای فرز سی ان سی (M9 ) تراش سی ان سی(M8 ) سنگ سوراخ (M7 ) پرداخت (M6 ) تراش (M5 ) سنگ گرد (M4 ) سنگ مغناطیسی( M3) فرز(M2 ) مته(M1) شماره قطعات 2 1 1 1 1 2 1 1 1 1 54 1 1 1 1 1 5 1 1 1 1 1 57 1 1 1 1 47 1 1 1 3 1 1 1 1 55 1 1 1 1 1 1 56 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 24 1 1 1 1 44 1 1 1 53 1 1 1 1 1 1 1 1 6 1 1 1 1 58 1 1 1 1 28 1 1 1 65 1 1 1 13 1 1 1 1 1 1 51 1 1 1 1 1 1 1 26 1 1 1 1 1 1 52 1 1 1 1 1 67 1 1 1 1 1 14 1 1 1 1 50 1 1 1 1 1 59 1 1 1 1 1 7 1 1 1 1 9 1 1 1 1 61 1 1 1 1 10 1 1 1 1 62 1 1 1 1 69 1 1 1 1 16 1 1 1 1 46 1 1 1 1 64 1 1 1 1 12 1 1 1 1 1 1 36 1 1 1 1 1 49 1 1 1 1 32 1 1 1 1 1 20 1 1 1 1 73 1 1 1 29 1 1 1 15 1 1 1 68 1 1 1 70 1 1 1 17 1 1 1 1 8 1 1 1 1 60 1 1 1 1 33 1 1 1 1 1 27 1 1 1 1 1 31 1 1 1 1 39 1 1 1 40 1 1 1 23 1 1 25 1 1 1 37 1 1 41 1 45 1 1 34 1 1 42 1 63 1 11 1 1 1 1 38 1 1 1 21 1 1 1 22 1 1 1 43 2-3- آنالیز دسته تک ارتباطی : با استفاده از این روش که به صورت مرتبه ای و بر مبنای ضرب تشابه بین دستگاه انجام می پذیرد ، نمودار درختی دندوگرام ( Dendogram ) ایجاد می شود . ضریب تشابه Sij بین دو ماشین توسط معادله 3 بصورت نسبت قطعاتی که از هر دو ماشین عبور می کند ، به قطعاتی که فقط از یکی از دو ماشین عبور می کند ، بیان می شود . (s_ij=∑_(K=1)^N▒X_ijk )/(∑_(K=1)^N▒〖(Y_ik+Z_jk-X_i)〗) (3) که در آن ضرایب به صورت زیر تعریف می شوند : Xij : عملیات روی قطعه k که در هر دو ماشین I , j صورت می گیرند . Yik :عملیات روی قطعه k که در ماشین i صورت می گیرند . Zjk : عملیات روی قطعه k که در ماشین j صورت می گیرند . به طور خلاصه روش کار آنالیز دسته تک ارتباطی بصورت زیر می باشد : مرحله (1) : محاسبه ضریب تشابه برای هر یک از جفت ماشین ها مرحله (2) : انتخاب اندیس (اعداد ) شبیه ترین ماشین ها برای تشکیل سلول اول مرحله (3) : تشکیل سلولهای دیگر برای دستگاه ها با سطوح شباهت کمتر مرحله (4) : ادامه مرحله 3 تا وقتی که تمامی ماشین ها در سلول ها دسته بندی شوند . با استفاده از الگوریتم شرح داده شده و برای دستگاه های مورد بررسی در جدول 2 ، ضریب تشابه برای کلیه دستگاه ها محاسبه و در جدول 3 نشان داده شده است . نمایش تصویری ضرایب تشابه بین دستگاه ها ، نمودار دندوگرام ، با استفاده از مقادیر جدول 2 محایبه و در شکل 1 نشان داده شده است . جدول 3- ضریب تشابه بین دستگاه ها M1 * M2 M1 * M3 M1 * M4 M1 * M5 M1 * M6 M1 * M7 M1 * M8 M1 * M9 0.1739 0.1836 0.5098 0.2321 0.3584 0.2807 0.6037 0.64 جفت ماشین ها ضریب تشابه M2 * M3 M2 * M4 M2 * M5 M2 * M6 M2 * M7 M2 * M8 M2 * M9 0.0468 0.2222 0.4222 0.2790 0.3181 0.3111 0.2686 جفت ماشین ها ضریب تشابه M3 * M4 M3 *M5 M3 M6 M3 * M7 M3 * M8 M3 * M9 0.5272 0.0166 0.1408 0.2413 0.1904 0.3103 جفت ماشین ها ضریب تشابه M4 * M5 M4 * M6 M4 * M 7 M4 * M8 M4 * M9 0.2340 0.0606 0.1702 0.1219 0.2564 جفت ماشین ها ضریب تشابه M5 * M6 M5 * M7 M5 * M8 M5 * M9 0.14 0 0.5428 0.2162 جفت ماشین ها ضریب تشابه M6 * M7 M6 * M8 M6 * M9 0.1739 0.1071 0.1333 جفت ماشین ها ضریب تشابه M7 * M8 M7 * M9 0.125 0.2903 جفت ماشین ها ضریب تشابه M8 * M9 0 جفت ماشین ها ضریب تشابه M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 دریل فرز سنگ مغناطیسی سنگ گرد تراش پرداخت سنگ سوراخ تراش سی ان سی فرز سی ان سی حکاکی نمودار شکل 1 را می توان بصورت جدول 4 و به ازای سلول های تشکیل شده ، نمایش داد . جدول 4 – سلول های تشکیل شده نمایش سلول ها تعداد سلول ها ضریب تشابه M1 / M2 / M3 / M4 / M5 / M6 / M7 / M8 / M9 9 1 (M1 , M2) / M3 / M4 / M5 / M6 / M7 / M8 / M9 8 0.64 (M1 , M2 , M3) / M4 / M5 / M7 / M6 / M8 / M9 7 0.603 (M1 , M2 , M3) / (M5 , M7) /M9 / M4 / M8 / M6 6 0.54 (M1 , M2 , M3, M9) / (M5 , M7) / M4 / M8 / M6 5 0.527 (M1 , M2 , M3 , M5 , M7, M9) / M4 / M8 / M6 4 0.509 (M1 , M2 , M3 , M5 , M7, M9, M4) / M8 / M6 3 0.311 (M1 , M2 , M3 , M5 , M7, M9, M4 , M8) / M6 2 0.29 (M1 , M2 , M3 , M5 , M7, M9, M4 , M8 , M6) 1 0.279 ارزیابی طراحی سلول : در طراحی سلول همواره بیش از یک راه حل موجود است و هدف پیدا کردن بهترین راه حل است . اصل بر این مبناست که فاصله ای که قطعه میان فرایندها طی می کند ، حداقل باشد ( بین سلولی و داخل سلولی ) بدین ترتیب زمان صرف شده برای جابجایی مواد حداقل و هزینه جابجایی مواد نیز کاهش می یابد . برای ارزیابی فاصله ای که یک قطعه از میان ماشین ها عبور می کند ، باید فاصله طی شده اندازه گیری شود . ولی در نبود اطلاعات واقعی از فرضیات زیر استفاده می شود . فرضیات : دستگاه ها به صورت تصادفی ( Random ) واقع می شوند . بین دو ماشین در یک گروه N ماشینی ، یک واحد فاصله است . یک قطعه باید حداقل دو ماشین را در یک گروه N ماشینی طی کند . فاصله چیدمان خطی (N+1)/3 فاصله چیدمان مربعی 2=√N/3 فاصله چیدمان مستطیلی (M+L)/2 M تعداد ردیف ها و L تعداد ماشین ها در هر ردیف است . فاصله کلی طی شده در سلول j ام ، برای آرایش i ام برابر است با : (7) ∑_j^m▒〖d_ij k_ij 〗 m :تعداد سلول های تعیین شده : d_ijفاصله مورد پیش بینی جابجایی بین دو ماشین برای آرایش i ام در سلول j ام . k_ij : تعداد کل حرکات بین دو ماشین برای همه قطعات برای آرایش i ام در سلول j ام . هزینه کل داخل سلولی و برون سلولیبرای آرایش i ام عبارتست از : (8) 〖TC〗_i=C_1 N_1+C_2 ∑_j^m▒〖d_ij k_ij 〗 :N_1 تعداد حرکات بین سلولی برای آرایش i ام. : c_1 هزینه حرکات بین سلولی . : c_2هزینه هر واحد فاصله درون سلولی . زمان جابجایی قطعات که برای مقایسه بین سلول های تشکیل شده استفاده می شود از رابطه زیر بدست می آید : (9) Total Time= (N_1 ∑_j^m▒〖d_ij k_(ij).t) 〗 البته با توجه به نبود اطلاعات کافی مربوط به زمان اولیه نمی توان به طور کارآمد از آن استفاده کرد و فقط به ذکر آن بسنده می کنیم . با استفاده از معادله 8 هزینه کل حالت های مختلف محاسبه و در جدول 5 نشان داده شده است : جدول 5- هزینه برای هر حالت سلول بندی هزینه کل (واحد ) تعدا سلول ها 396 9 346 8 353 7 334 6 349 5 606 4 916 3 1365 2 2350 1 همان طور که در جدول 5 دیده می شود ، وضعیت 6 سلولی کمترین هزینه را نشان می دهد . (حالت زیر ) (M1,M2,M3) / (M5,M7) / M9 / M4 / M8 / M6 با توجه به اینکه هزینه بین سلولی بیشتر از داخل سلولی می باشد ، این حالت را می توان بیش از حالت بدست آمده از آنالیز دسته تک ارتباطی بهینه کرد . بنابراین دو دستگاه مجزا در یک سلول واقع می شوند و یک سلول جدید حاصل می شود که نتیجه به شرح زیر است : (M1,M2,M3) / (M5,M7) / (M9,M4) / M8 / M6 هزینه کل این حالت ( حالت 5 سلولی ) ، 327 واحد می باشد که نشان دهنده 21% کاهش نسبت به بهترین وضعیت تشکیل سلول ها است . ( جدول 5 ملاحظه می شود ) برای ارایه چیدمان نهایی در کارگاه واحد تولیدی ، باید سلول ها به صورتی کنار هم واقع شوند که جریان مواد به راحتی صورت گرفته و هر مجموعه از سلول ها برای تولید قطعه مشخصی بکار روند . لذا برای چیدمان بهینه دستگاه ها ، درون سلول ها از روش هولیر (Holier ) استفاده گردید [1] . اساس کار این روش بر اساس ایجاد جدول "از "(From ) ، "به " (To ) می باشد بدین ترتیب که تعداد قطعاتی که در فرایند تولید از دستگاه Mi به Mj می رود شمارش می شود و در جدول ذکر می شود . این عمل برای تمامی دستگاه ها صورت می پذیرد . در مرحله بعدی اعداد سطرها با هم و ستون ها نیز با هم جمع می شود و در جدول و در مقابل نام هر دستگاه ذکر می شود ، سپس مجموع سطرها بر مجموع ستون ها تقسیم می شود و ترتیب ماشین ها در هر سلول بر اساس اعداد بدست آمده از بزرگ به کوچک می باشد . در شکل 2 جریان مواد برای حالت اولیه و بهینه نمایش داده شده است . که نتایج حاصله به شرح زیر است : جدول 4 – بهینه سازی هر سلول با استفاده از روش هولیر به / از جمع "از" به M3 M2 M1 1.346153846 35 34 1 0 M1 27 27 1 0 26 M2 بی نهایت 0 0 0 0 M3 35 1 26 جمع"به" به / از جمع"از" به M7 M5 از بی نهایت 15 15 0 M5 0 0 0 0 M7 15 0 جمع"به" به / از جمع "از" به M9 M4 از 0 0 0 0 M4 بی نهایت 16 0 16 M9 0 16 جمع"به" در شکل 2 جریان مواد برای حالت اولیه و حالت بهینه نمایش داده شده است ، که نشان دهنده کاهش پیچیدگی و جریان مواد به میزان قابل توجهی می باشد . الف- حالت اولیه ب- حالت بهینه M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 دریل فرز سنگ مغناطیسی سنگ گرد تراش پرداخت سنگ سوراخ تراش سی ان سی فرز سی ان سی حکاکی شکل 2: جریان مواد برای حالت اولیه و بهینه نتایج : در این مقاله هدف بهینه سازی جریان تولید بوسیله تکنولوژی گروهی بود که پس از جمع آوری اطلاعات خام مربوط به فرایند تولید قطعات با استفاده از آنالیز طبقه بندی شاخه ای به دسته بندی قطعات بر اساس شباهت در فرایند تولید پرداختیم ، سپس با استفاده از آنالیز دسته تک ارتباطی سلول های ماشین ها ایجاد شده و یک چیدمان اولیه حاصل گردید و با استفاده از روش هولیر چیدمان در داخل سلول ها بهینه و با استفاده از سلول های حاصله چیدمان نهائی ایجاد گردید . در مقایسه با چیدمان اولیه و با توجه به چیدمان نهایی تعدادی از دستگاه ها در چیدمان جدید کاهش یافته است ، که خود نکته مثبتی به شمار می آید . با توجه به جریان مواد رسم شده برای این حالت ملاحظه می شود ، که پیچیدگی جریان مواد کاسته شده است . بنابراین برنامه ریزی تولید آسانتر می باشد . فرایند انبارش و بازرسی نیز آسانتر می باشد . و در نهایت هزینه ، زمان و جریان مواد 21% کاهش یافت . مراجع : گلشنی , م.," آشنایی با تکنولوژی گروهی " , چاپ دوم , انتشارات معاونت اقتصادی و برنامه ریزی بنیاد مستضعفان و جانبازان انقلاب اسلامی , 1372 2-Kusiak A., "Intelligent manufacturing systems”, Prentice – Hall, 1990 3-O. Felix Offodile,Application of similarity coefficient method to parts coding and classification analysis in group technology,Journal of Manufacturing Systems 1991. 4-Andrew Kusiak ,Branching algorithms for solving the group technology problem ,Journal of Manufacturing Systems 1991. 5-John Miltenburg, Wenjiang Zhang,A comparative evaluation of nine well-known algorithms for solving the cell formation problem in group technology,Journal of Operations Management 1991. 6-D. Ben-Arieh, P. T. Chang, An extension to the p-median group technology algorithm, Computers & Operations Research 1994. 7-W.-H. Chen, B. Srivastava, Simulated annealing procedures for forming machine cells in group technology,European Journal of Operational Research 1994. 8-David F. Rogers, Shailesh S. Kulkarni,Optimal bivariate clustering and a genetic algorithm with an application in cellular manufacturing,European Journal of Operational Research 2005. 9-Miin-Shen Yang, Wen-Liang Hung, Fu-Chou Cheng, Mixed-variable fuzzy clustering approach to part family and machine cell formation for GT applications, International Journal of Production Economics 2006. 10-Miin-Shen Yang, Jenn-Hwai Yang, Machine-part cell formation in group technology using a modified ART1 method,European Journal of Operational Research 2008

+ نوشته شده در ۱۴/۴/۱۳۹۱ساعت ۱۲:۴۲ توسط علي باقري دسته : مقالات نظر(0)

ماشينكاري با واير كات

 مقدمه

تاریخچه ماشينكاري وايركات، فرآيند برادهبرداري است كه در آن از يك منبع با انرژي ترموالكتريكي بهمنظور برادهبرداري استفاده ميشود. فرآيند برشكاري بهوسيله جرقههاي متناوب و كنترل شدهاي است كه بين الكترود يعني سيم و قطعه كار زده ميشود. الكترود سيم نازكي است كه از قرقره باز شده و از درون قطعه كار عبور كرده و از سمت ديگر توسط مكانيزم مربوطه خارج ميشود. بين سيم و قطعه كار فاصله كوچكي به نام گپ وجود دارد كه در حين انجام ماشينكاري مايع ديالكتريك آن را دربر ميگيرد و در ولتاژ مناسب تخليه الكتريكي بين سيم و قطعه كار اتفاق ميافتد و جرقههاي ايجاد شده قطعه كار را بهصورت موضعي تبخير كرده و مايع ديالكتريك آنها را از محل شستشو ميدهد و فرآيند برادهبرداري انجام ميگيرد. ماشينكاري وايركات در چند سال اخير با توجه به نياز روزافزون در برخي از زمينههاي ساخت و توليد بخصوص صنايع قالبسازي دقيق، بسيار پيشرفت كرده و مورد توجه قرار گرفته است. از آنجاييكه زبري سطح يكي از مهمترين پارامترها در ساخت و توليد محسوب ميشود تحقيقات مختلفي بهوسيله محققين بهمنظور بهينهسازي زبري سطح بهدست آمده در فرآيند وايركات انجام پذيرفته است. اين مطالعات نشان ميدهد زبري سطح در فرآيند وايركات ارتباط نزديكي با پارامترهاي ماشينكاري دارد. اگرچه، تحقيقات منتشر شده اطلاعات جامعي را در زمينه انتخاب پارامترهاي ماشينكاري براي ماشينهاي متفاوت و مواد و شرايط مختلف ماشينكاري فراهم ننموده است. از آنجاييكه ماشينكاري وايركات يك روش ماشينكاري غير سنتي (مدرن) پر كاربرد و مورد نياز با سرمايهگذاري اوليه بالاست، لازم است براي انجام اين فرآيند پارامترهاي مناسب ماشينكاري بهمنظور اقتصادي كردن فرآيند انتخاب گردند. انتخاب پارامترهاي مناسب بهمنظور رسيدن به زبري سطح مورد نظر و يا حداكثر نرخ برادهبرداري با اطلاع از نحوه تأثيرگذاري اين پارامترها بر روي عوامل ياد شده ممكن خواهد بود كه هدف اصلي اين تحقيق نيز قرار گرفته است. تنظيم پارامترهاي ماشينكاري تا حد زيادي به تجربه و مهارت اپراتور و استفاده صحيح از جدولهاي ماشينكاري فراهم شده به‌وسيله سازندگان ماشين ابزار بستگي دارد. استفاده از عملكرد بهينه ماشين ابزار بواسطه زيادي تعداد پارامترهاي تنظيم شونده دستگاه بسيار مشكل است. كارهاي پس از آمـاده‌سازي و طـي مـراحـل تئـوريـك طـراحي آزمايش و اطمينان از امكان اجـراي طـراحـي انجـام شده و نتيجه‌بخش بودن آن، نوبت به انجام آزمايشها مي‌رسد. اولين مرحله در فرآيند انجام آزمايشها ماشينكاري است كه خود شامل آشنايي با ساختمان ماشين و نحوه برنامه‌نويسي و كار كردن با آن است. اين آزمايشها بر روي ماشين وايركات 5 محوره مدل ONA ARUCUT R250 ( شکل 1 ) انجام شده است كه مشخصات فني آن پس از شرح فرآيند ماشينكاري وايركات در ادامه ذكر شده است. شکل 1 ماشين كاري با وايركات وايركات فرم خاصي از E.D.M است كه درآن الكترود , سيمي هادي است كه دائماً حركت كرده و دور قرقره پيچيده مي شود سيم نسبت به قطعه كار توسط يك ميز N.C تغيير موقعيت مي دهد . در نتيجه در مسير حركت سيم برش دقيقي ايجاد مي شود . در صورت طي يك مسير بسته در داخل قطعه كار , هم از قطعه داخلي (به عنوان ماتريس) ممكن است استفاده شود .دستگاه هاي وايركات حداقل دو محور حركت كنترل شده (x.y) دارند . در بيشتر دستگاه ها مي توان با استفاده از محور افقي كمكي (به اسم v.u ) به سيم زاويه داد تا سطوح مايل برش كاري شود . دستگاه هايي هم با محور عمودي و گردان كنترل شده موجود است . سيم ممكن است يك بار مصرف يعني از قرقره اي باز وپس از عبور از قطعه كار و برش كاري به قرقره اي ديگر بسته شود ويا براي چندين بار در يك سيكل گردشي مورد استفاده قرار گيرد. شکل 2 سيستم كنترل شبيه ماشين هاي C.N.C عمودي است . گاهي ممكن است بدليل اختلال در فلاش دي الكتريك يا خرابي قطعه كار برش متوقف شود و به موقعيت اوليه برگشت . كنترل دستگاه بايد به تواند سيم را از مسير رفته برگرداند. وايركات هاي معمولي تا ضخامت 150 ميلي متر را مي برد ولي برخي لز آن ها تا ضخامت 420 ميلي متر برش ميزند . پاشش دي الكتريك از طريق نازل هايي است كه در بالا وپايين قرارداشته و راهنماي سيم نيز هستند . دي الكتريك معمولاً آب دي يونيزه شده است . ذرات براده با فيلتر كردن و ته نشيني از دي الكتريك جدا مي شوند . دقت معمول +_013/0 mm است . در دستگاه هاي دقيق تر تا +_005/0mm مي تواند باشد . كنترل دقيق دما صورت مي گيرد و مسير چند بار طي مي شود . هر بار قدرت الكتريكي را كم مي كنند تا (مثل اسپارك معمولي ) تا پرداخت سطح افزايش يابد , مقدار كشش سيم بايد ثابت باشد . كشش بايد نه آن قدر زياد باشد كه سيم را ببرد و آنقدر كم كه سيم در داخل قطعه كار مستقيم نباشد . مقدار مناسب كشش تابع جنس و قطر كار است راهنماهاي سيم از مواد سختي مثل ياقوت يا الماس ساخته مي شوند تا سايش آنها حداقل باشد راهنماها براي عمودي نگه داشتن سيم لازمند تا ديواره هاي قطعه برش خورده مستقيم باشند . سرو مكانيزم هاي هيدروليكي در وايركات كاربرد ندارند . حركت ها توسط سرو موتورهاي AC يا DC انجام مي شود . متغيير كنترل شده در سيستم كنترل , ولتاژ بين الكترود و قطعه كار است اگر از سوراخ شروع كار استفاده نشود و سيم وايركات از خارج وارد قطعه كار شود , در انتهاي برش قطعه بيروني شبيه قابي است كه يك گوشه آن به هم متصل نيست . تنش هاي داخلي در قاب موجب اعوجاج سطح برش كاري شده و دقت را كاهش مي دهد . هر چه قطعه بيروني بزرگتر از قطعه داخلي باشد اثر فوق كمتر است . غالباً از يك تسمه يا به اصطلاح نوار چسب جهت اتصال قاب بيروني و داخلي استفاده مي شود . هدف از اين كار نگه داشتن قطعه داخلي و ممانعت از سقوط آن در انتهاي برش كاري . همچنين حفظ پيوستگي الكتريكي است . سنبه و ماتريس هاي برش , ابزار تراش كاري , شابلون هاي مورد نياز در كپي تراشي ابزار خانكشي و قالب هاي اكسترود مواردي از كاربرد وايركات مي باشند . وايركات در متالوژي هم كاربردهاي زيادي دارد مثل برش نمونه تست از مغز قطعه ريختگي براي تعيين تركيب شيميايي آن , مقطع زدن جوش ها براي متالوگرافي و ساخت نمونه هاي تست خواص مكانيكي . مثل اسپارك هاي عمودي , جريان و طول روشن پالس متغيرهاي عمده اي هستند كه انرژي جرقه ها به آن وابسته است . در منابع مدرن توليد پالس , اين متغيرها و زمان خاموش بودن پالس را مي توان مستقل از هم تنظيم كرد . ظرفيت عبور جريان سيم وايركات محدود است بنابراين حد جريان منبع تغذيه بندرت از 30 آمپر تجاوز مي كند . ولتاژ بين سيم و قطعه كار معمولا 55 الي 60 ولت است . چون سايش الكترود اهميت چنداني ندارد پلاريته متصل به سيم هميشه منفي است تا سرعت برش كاري بيشتر شود . سيم قطورتر توانايي تحمل انرژي بيشتري داشته و بنابراين سرعت برش كاري به آن بيشتر است . وضعيت سطح وايركات شده شبيه سطح اسپارك شده است . كم بودن انرژي جرقه ها موجب ايجاد سطحي با پرداخت بهتر مي شود درجه پرداخت سطح بين ./2-1/25μmRa است . براي افزايش پرداخت سطح مي توان مسير را چند بار رفت و هر بار انرژي جرقه ها را كاهش داد . تنظيم پارامترهاي اسپارك بايد با توجه به جنس و ضخانت قطعه كار باشد . مقدار كمي از مواد سيم روي سطح قطعه كار رسوب مي كند . تجربه نشان داده حتي در سيم موليبدوني با پوشش گرافيت نيز كربن و موليبدون روي سطح قطعه كار رسوب مي كنند . رسوب مس و روي از سيم برنجي در جوش كاري سطوح برش شده مزاحمت ايجاد مي كند ولي با اسيد نيتريك قابل زدودن است .برش كاربيدهاي سمانته تنگستن با توجه به تقدم خوردگي چسب كبالت و ايجاد ترك مشكل است . پاشش مناسب دي الكتريك مثل اسپارك در وايركات هم اهميت دارد . نازل ها بايد تا حد امكان به قطعه كار نزديك تر باشند . اگر ضخامت قطعه كار متغير باشد اين امر مقدور نيست و بنابراين برش كاري آن ها به راحتي مقدور نيست . فلاش ناكافي دي الكتريك موجب پاره شدن سيم مي شود . براي ممانعت از اين امر زمان قطع پالس را افزايش مي دهند هرچند سرعت برش كم مي شود . دليل تغيير زمان قطع پالس آن است كه انرژي اسپارك بايد ثابت باشد تا پرداخت سطح و عرض شكاف كه تأثير عمده اي در دقت كار دارد تغيير نكند . پركاربردترين سيم سيم برنجي است . سيم برنجي داراي مشخصاتي مثل استحكام كشش و هدايت الكتريكي بالا است . قابليت كشش و فرم دهي آن نيز زياد است و تلرانس قطر سيم هاي توليدي كم است . تمايل به استفاده از سيم هاي روكش دار با مواد مختلف وجود دارد . مثل سيم فولادي داراي استحكام كشش كه يك لايه روكش مسي براي افزايش هدايت الكتريكي و يك لايه سطحي گرافيت براي افزايش سرعت ماشين كاري دارد . لايه خارجي را مي توان با توجه به نوع كار انتخاب كرد . اين سيم ها گرچه گران ترند ولي سرعت برش كاري آن ها از سيم برنجي بيشتر است بنابراين ممكن است كم هزينه تر باشند . سيم مغز موليبدني و سيم با روش روي بيز موجود است . سيم هايي كه استحكام كشش بالايي دارند خصوصاً وقتي ايجاد لبه هاي با شعاع كم مد نظر است مناسب ترند . ضخامت سيم ها بين 05/0 تا 3/0 ميلي متر است . استاندارد صنعتي رسمي سرعت برش عبارت است از : سرعت خطي برش ورق ضخامت 25 ميلي متري از جنس فولاد ابزاري D2 و بر حسب سطح برش كاري شده در ساعت بيان مي شود سرعت برش كاري در وايركات هاي قديمي حدود 1300mm/h است . سرعت ملشين هاي جديد بيش از ده برابر اين مقدار است . بيشتر پيشرفتي كه حاصل شده از تكامل منابع تغذيه بوده است . فلاش دي الكتريك در سرعت هاي برش بالا بايد ايده آل باشد . هندسه قطعه اي كه بايد بريده شود بر حسب نقاط , خطوط و دايره ها تعريف مي شود . سپس مسي برش مشخص مي شود . وقتي خطي دايره اي را قطع مي كند بايد مسير در جهت خلاف عقربه هاي ساعت يا خلاف آن انتخاب شود . مسير ابزار به كدهايي تبديل مي شود كه ماشين آن ها را مي فهمد . مبناي برنامه نويسي خط مركز است ولي افست لازم براي ماشين تعريف مي شود . سيم را مي توان به يك فرز كوچك تشبيه كرد . با توالي نقاط , امكان توليد منحني هايي كه تعريف رياضي شده اند وجود دارد . ميان يابي مي تواند خطي دايره اي باشد . اگر نقاط يك منحني تعريف رياضي نشده باشند مي توان آن ها را از جدول ديجيتايزر شده به دست آورد . سطوح بالا و پايين قطعه كار را مي توان مستقلاً برنامه نويسي كرد . محورهاي افقي u.v براي ايجاد انتقال هاي پيوسته ضروري به كار مي روند . بدين ترتيب امكان انتقال , مثلاً از يك سطح مقطع دايروي به مربعي ايجاد مي شود . نقشه قطعه كار را مي توان در محيط اتوكد ترسيم كرد وسپس با فرمان dxfout فايل مربوطه را خارج نمود و با تعريف رأس فايل براي ماشين مستقيماً در ماشين اجرا نمود . 1- كاربردهاي وايركات : 2- منابع تغذيه : 3- پرداخت سطح : 4- دي الكتريك و پاشش آن : 5- سيم : 6- سرعت برش : 7- برنامه نويسي وایرکات در صنعت قالبسازی خصوصا اسپارک کاربرد زیادی دارد .دستگاه واير كات با استفاده از يك سيم با قطر بسيار كم ( 2/0) كه وظيفه هدايت جريان و جرقه هاي برق را دارد عمليات برش انواع فلزات پر كاربرد و سخت را انجام مي دهد . فلزاتي همچون مس ، فولاد ، تنگستن كابيد، چدن و ... اين دستگاه با قابليت برش در 5 محور بسيار قابل توجه است.محورها ي X,Y,Z, ودو محور با زاويه دلخواه .U , V كاربرد اين دستگاه در برش قطعات ريز و چرخ دنده هاي داخلي و كلا“ قطعاتي كه نياز به ظرافت و دقت بالايي دارندداراي اهميت است.دقت اين دستگاه mm001/0 است .قطعه كار روي ميز كار بين دو نازل تحتاني و فوقاني قرار مي گيرد و حركت اصلي متعلق به ميز و نازل ها است.پيشروي و سرعت گردش سيم با توجه به ضخامت و سختي قطعه كار تعيين مي شود . (هرچه ضخامت قطعه كار بالاتر باشد، سرعت سيم بالاتر و پيشروي كم تر مي شود.).وایرکات در صنعت قالبسازی خصوصا اسپارک کاربرد زیادی دارد .زبان برنامه نويسي اين دستگاه G كد است . خنک کننده در اين دستگاه بسيار قابل اهميت است و معمولا“ از آب مقطر با فشار زياد استفاده مي شود . شکل 3 . عکس های دستگاه cut wire مباني فرآيند: ماشينكاري تخليه الكتريكي بوسيله ابزار سيمي (DEWC) كه عموماً به‌عنوان ماشينكاري وايركات (WEDM) شناخته مي‌شود فرآيندي است كه به‌منظور توليد شكلهاي پيچيده 2 و 3 بعدي در مواد رساناي جريان الكتريسته بكار مي‌رود. ماشينكاري وايركات، روشي تقريباً جديد در توليد به‌شمار مي‌رود كه اولين بار كاربرد آن در سال 1968 آغاز شد. تا سال 1975 چون فرآيند و قابليتهاي آن توسط صنعتگران درك شده بود عموميت آن به سرعت افزايش يافت. تا سال 1982، تخمين زده شد كه حدود 1500 دستگاه وايركات در ايالات متحده در حال استفاده مي‌باشند. ماشينكاري تخليه الكتريكي (EDM) در يك محيط واسط دي‌الكتريك انجام مي‌شود، كه اين دي‌الكتريك موجب ايجاد تخليه الكتريكي بين الكترود و قطعه كار مي‌گردد. اين فرآيند اساساً يك فرآيند ترموديناميكي است كه در آن هر جرقه ايجاد شده در نقش منبع حرارتي مي‌باشد. اين حرارت قطعه كار را ذوب نموده و باعث فرسايش آن مي‌گردد. ماشين كاري با روش تخليه الكتريكي(EDM) ماشين كاري با روش تخليه الكتريكي(EDM) يكي از روش هاي توليد مخصوص است كه كاربرد وسيعي يافته است. در اين روش براي براده برداري هيچگونه تماس مستقيمي بين قطعه كار و الكترود بر قرار نمي‌شود و در نتيجه نيروي فيزيكي نخواهيم داشت. آهنگ جداشدن فلز يا براده برداري به رسانايي الكتريكي قطعه كار بستگي دارد نه سختي آن . اساس اين روش: اين روش براي ماشين كاري كليه مواد هادي جريان به كار مي رود با هر مقدار سختي كه داشته باشند و از چهار بخش تشكيل مي شود: 1- الكترود 2- قطعه 3- كار 4- سيال دي الكتريك 5- منبع تامين جريان هدف از استفاده از دي الكتريك (آب يا نفت سفيد) كاهش دما در منطقه ماشينكاري و انتقال ذرات ماشين كاري شده از منطقه ماشين كاري مي‌باشد تا جرقه ها مناسب زده شوند و اصطلاحا پديده آرك (Arc) اتفاق نيافتد. چنانچه بين دو الكترود (قطعه كار و الكترود) اختلاف پتانسيلي اعمال شود در اثر برخورد شديد الكترون ها به دي الكتريك بين دو الكترود مولكولهاي دي الكتريك يونيزه مي شوند و كانالي از يون بين دو الكترود به وجود مي آيد كه به آن كانال پلاسما گويند.(پلاسما حالت چهارم ماده است). و در اثر بر خورد شديد يونها به قطعه كار باربرداري صورت مي گيرد. با زدن جرقه از يك سو و پيشروي ابزار به سمت قطعه كار از سوي ديگر (به صورت ارتعاش رفت و برگشتي با فركانس بالا) به مرور زمان شكل ابزار در قطعه كار براده برداري مي شود. هر جرقه درجه حراتي بين 8000 تا 12000 درجه سانتيگراد توليد مي كند . اندازه چاله اي كه هر جرقه از قطعه بار برمي دارد به ميزان انرژي جرقه بستگي دارد كه مهمترين عامل موثر منبع تامين جريان است عمق چاله به وجود آمده از چندين ميكرون تا 1 ميليمتر متفاوت است. فرآيند EDM شش مرحله دارد: 1-الکترود به قطعه کار نزديک شده. هر دو بار دار ميشوند (معمولا قطعه کار مثبت و الکترود منفي) 2-چون سطح الکترود و قطعه کار هر دو در اشل ميکروني داراي پستي و بلندي مي باشند بنابراين بين دو نقطه که نزديکترين فاصله را نسبت به جاهاي ديگر با هم دارند جرقه الکتروني شکل مي گيرد. 3- کانال پلاسما شکل مي گيرد. 4- در اثر تمرکز بالاي کانال پلاسما چاله اي از قطعه کار ذوب مي شود. 5- فشار کانال پلاسما بسيار بالا است .با قطع شدن جرقه و در پي آن قطع شدن کانال پلاسما چون مذاب در آن دما و فشار نمي تواند دوام داشته باشد به يکباره با حالت انفجاري به اطراف پراکنده مي شود. 6-دي الکتريک با شستشوي خود ذرات پراکنده شده را جمع آوري مي‌کند. صافي سطح و سرعت ماشيکاري: صافي سطح به ابعاد جرقه توليدي بستگي دارد. هر چه جرقه قوي تر باشد سطح خشن تر ولي سرعت ماشين کاري خيلي بيشتر خواهد بود. با اين روش به صافي Ra 0.10 مي توان رسيد، سطحي که مثل آينه عمل مي کند. صافي سطح هاي استاندارد معادل Ra 0.8/1 (N5 - N6) مي باشد. بسته به انرژي جرقه سرعت بار برداري از 1 تا چند صد ميليمتر مکعب بر دقيقه مي‌باشد. اضافه مي شود که جرقه حداقل بايد 5 سانتيمتر زير دي الکتريک زده شود تا خطر اشتعال را در پي نداشته باشد چون انرژي جرقه بسيار بالا است.از دستگاه هاي متداول مي توان به اسپارک و وايرکات اشاره کرد .كارايي اين سيستم با آهنگ براده‌برداري بر حسب ميليمتر مكعب يا اينچ مكعب بر دقيقه سنجيده مي‌شود و توسط سيستمهاي كنترل عددي كنترل مي‌شود.الكترود اين فرايند معمولا از جنس مس(در اسپارك) و مسس يا تنگستن (در واير كات) مي‌باشد. شکل 4 . نمایی از دستگاه وایرکات دستگاه CNC WIRE CUT E.D.M كه در اصطلاح تجاري به آن دستگاه واير كات ( Wire Cut ) گفته مي شود ماشيني است كه با استفاده از تكنولوژي E.D.M (Electro Discharge machine ) يا تخليه الكتريكي بين الكترود و قطعه كار ، عمل براده برداري را انجام مي دهد. در اين دستگاه الكترود يك رشته سيم هادي جريان ( عموماً از برنج با روكش مناسب ) با قطر 30/0 – 05/0 ميليمتر بوده و براي قطعه كار هم هر فلز هادي مي تواند مورداستفاده قرارگيرد. همه ماشينهاي وايركات به كنترلر CNC مجهز مي باشند كه در آن مسير برش توسط فايل اتوكد به كامپيوتر داده مي شود و پس از پردازش فايل ، به كنترلر CNC و سپس به موتورها فرمان داده شده و ضمن حركت قطعه كار خود در مسير تعريف شده ، سيم با ايجاد جرقه طرح مورد نظر را برشكاري مي نمايد عمده كاربرد اين دستگاه در صنعت قالب سازي خصوصاً ساخت قالبهاي سنبه و ماتريس و همچنين ساخت اشكال پيچيده مسي به عنوان مدل اسپارك كاري مي باشد علاوه بر اين در برشكاري اجسام بسيار سخت مناسب ترين شيوه است و در بسياري مواقع كار انجام شده با وايركات با هيچ دستگاه ديگري قابل جايگزيني نيست دقت ابعادي و كيفيت سطح ماشينكاري در دستگاه وايركات بسيار بالاست به نحوي كه پس از پروسه وايركات نياز به عمليات تكميلي كمتر مشاهده مي گردد . مايع دي الكتريك مورد استفاده در اين دستگاه آب مقطر بوده كه هيچ زيان زيست محيطي نداشته و بسيار ارزان است . براي تهيه يك دستگاه Wire Cut مناسب موارد ذيل را بايد مد نظر قرار داد : 1- حداكثر سرعت برش ( min/ mm2 ) 2- ابعاد حركتي ميز و دقت آن 3- سيستم كنترلي ميزها ( Close Loop / Open Loop) 4- نوع سيم مصرفي و ميزان مصرف آن ( min/ m ) 5- صافي نهايي (m µ ) 6- فرمت نقشه هاي ارائه شده ( اپراتوري سيستم CNC ) 7- چگونگي سيستم دي الكتريك ( غوطه وري يا پاششي ( 8- پارامترهاي جانبي سيستم CNC 9- حداكثر لقي ايجاد شده بين سمبه و ماتريس (m µ ) 10 - خدمات پس از فروش ( تامين تجهيزات و قطعات مصرفي ( 11 - ماكزيمم ضخامت برش وايركات فرم خاصي از E.D.M است كه درآن الكترود , سيمي هادي است كه دائماً حركت كرده و دور قرقره پيچيده مي شود سيم نسبت به قطعه كار توسط يك ميز N.C تغيير موقعيت مي دهد . در نتيجه در مسير حركت سيم برش دقيقي ايجاد مي شود . در صورت طي يك مسير بسته در داخل قطعه كار , هم از قطعه داخلي (به عنوان ماتريس) ممكن است استفاده شود .دستگاه هاي وايركات حداقل دو محور حركت كنترل شده (x.y) دارند . در بيشتر دستگاه ها مي توان با استفاده از محور افقي كمكي (به اسم v.u ) به سيم زاويه داد تا سطوح مايل برش كاري شود . دستگاه هايي هم با محور عمودي و گردان كنترل شده موجود است . سيم ممكن است يك بار مصرف يعني از قرقره اي باز وپس از عبور از قطعه كار و برش كاري به قرقره اي ديگر بسته شود ويا براي چندين بار در يك سيكل گردشي مورد استفاده قرار گيرد. سيستم كنترل شبيه ماشين هاي C.N.C عمودي است . گاهي ممكن است بدليل اختلال در فلاش دي الكتريك يا خرابي قطعه كار برش متوقف شود و به موقعيت اوليه برگشت . كنترل دستگاه بايد به تواند سيم را از مسير رفته برگرداند .وايركات هاي معمولي تا ضخامت 150 ميلي متر را مي برد ولي برخي لز آن ها تا ضخامت 420 ميلي متر برش ميزند. پاشش دي الكتريك از طريق نازل هايي است كه در بالا وپايين قرارداشته و راهنماي سيم نيز هستند . دي الكتريك معمولاً آب دي يونيزه شده است . ذرات براده با فيلتر كردن و ته نشيني از دي الكتريك جدا مي شوند . دقت معمول +_013/0 mm است . در دستگاه هاي دقيق تر تا +_005/0mm مي تواند باشد . كنترل دقيق دما صورت مي گيرد و مسير چند بار طي مي شود . هر بار قدرت الكتريكي را كم مي كنند تا (مثل اسپارك معمولي ) تا پرداخت سطح افزايش يابد , مقدار كشش سيم بايد ثابت باشد . كشش بايد نه آن قدر زياد باشد كه سيم را ببرد و آنقدر كم كه سيم در داخل قطعه كار مستقيم نباشد . مقدار مناسب كشش تابع جنس و قطر كار است راهنماهاي سيم از مواد سختي مثل ياقوت يا الماس ساخته مي شوند تا سايش آنها حداقل باشد راهنماها براي عمودي نگه داشتن سيم لازمند تا ديواره هاي قطعه برش خورده مستقيم باشند سرو مكانيزم هاي هيدروليكي در وايركات كاربرد ندارند . حركت ها توسط سرو موتورهاي AC يا DC انجام مي شود . متغيير كنترل شده در سيستم كنترل , ولتاژ بين الكترود و قطعه كار است اگر از سوراخ شروع كار استفاده نشود و سيم وايركات از خارج وارد قطعه كار شود , در انتهاي برش قطعه بيروني شبيه قابي است كه يك گوشه آن به هم متصل نيست . تنش هاي داخلي در قاب موجب اعوجاج سطح برش كاري شده و دقت را كاهش مي دهد . هر چه قطعه بيروني بزرگتر از قطعه داخلي باشد اثر فوق كمتر است . غالباً از يك تسمه يا به اصطلاح نوار چسب جهت اتصال قاب بيروني و داخلي استفاده مي شود . هدف از اين كار نگه داشتن قطعه داخلي و ممانعت از سقوط آن در انتهاي برش كاري . همچنين حفظ پيوستگي الكتريكي است . در ماشينكاري تخليه الكتريكي بوسيله سيم، الكترود يك سيم رساناست. اين سيم معمولاً از جنس برنج است كه به ماشينكاري كه انجام ميشود و كار مربوطه ممكن است پوشش داده شده باشد. سيم در حين ماشينكاري از بين غلتك هدايت كننده سيم عبور ميكند كه اين غلتكها سيم را به موقعيت دقيق خود هدايت ميكنند. شرايط تخليه الكتريكي در اثر اختلاف پتانسيل ايجاد شده بين قطعه كار و سيم فراهم ميگردد. سيم بطور پيوسته و با سرعت ثابت به داخل قطعه كار تغذيه ميشود. بهمنظور افزايش كيفيت جرقههاي ايجاد شده و شستشوي ذرات كنده شده از قطعه كار در حين فرآيند، مايع ديالكتريك (آب) همواره به شكاف موجود بين قطعه كار و سيم (گپ) وارد ميشود. براي اينكه يك فرآيند ماشينكاري مؤثر و دقيق داشته باشيم لازم است كه فاصله صحيح بين قطعه كار و سيم همواره رعايت شود. ماشينكاري وايركات با ماشينكاري تخليه الكتريكي متفاوت است، زيرا در اين فرآيند يك سيم نازك با قطر (3/0-05/ میلیمتر 0012/0-002/0 اینچ) نقش الكترود را ايفا مي‌كند. همانطور كه در شكل 5 نشان داده شده است، سيستم از قرقره باز مي‌شود و به درون قطعه كار تغذيه مي‌شود و توسط قرقره ثانويه دريافت مي‌شود. يك منبع تغذيه مستقیم، با فركانس بالا نيز وظيفه تـوليد پـالسهـاي فـركـانس بـالا بين سيم و قطعه كار را بر عهده دارد. فضاي بين قطعه كار و سيم (گپ) توسط آب دي‌يونيزه پر مي‌شود، كه اين آب نقش دي‌الكتريك را در فرآيند دارد. مواد در جلوي سيم در حال حركت به‌وسيله انرژي حاصل از جرقه‌ها از قطعه كار خورده مي‌شود، كه از اين نظر با فرآيند EDM يكسان است. با حركت كردن ميز و يا سيم، مسيري بر روي قطعه كار برش داده مي‌شود. هيچگونه تماس مكانيكي در فرآيند وايركات بين سيم و قطعه وجود ندارد، گپ موجود بين سيم و قطعه كار mm 05/0 تا 025/0 (in 002/0 تا 001/0) است كه به‌وسيله سيستم موقعيت‌دهي كامپيوتري ثابت نگاه داشته مي‌شود. به‌وسيله ماشينكاري تخليه الكتريكي شكلهاي پيچيده در موادي كه قابليت براده‌برداري پائيني دارند بدون نياز به سرمايه‌گذاري بالا براي سنگ‌زني و شكل‌دهي الكترودهاي EDM قابل دستيابي است. دقت بالا و كيفيت سطح مناسب اين روش را به‌خصوص در توليد قالبهاي پرس، اكستروژن و نمونه‌سازي و حتي براي ساختن الكترودهاي EDM مناسب ساخته است. به‌علت استفاده از سيستم كنترل كامپيوتري در اين فرآيند و زمان‌بر بودن آن يك اپراتور مي‌تواند بر روي چند دستگاه به‌طور همزمان كار كند. شکل 5 كاربردهاي فرآيند وايركات اگرچه فرآيند وايركات يك فرآيند براده‌برداري كند است، اما اين قابليت را داراست كه كارهايي كه نياز به تعداد زيادي اپراتور ماهر دارند را بدون اينكه بخواهند هزينه چندين اپراتور را بپردازند انجام دهد. توانايي اين ماشين براي انجام كار بدون نظارت پيوسته نيز بر قابليت و كارايي آن افزوده است. ماشينكاري قطعه كارهايي با ضخامت زياد، تا حدود( 200میلیمتر) علاوه بر آن کاربرد سيستم كنترل كامپيوتري با دقت بالا، اين فرآيند را مخصوصاً در ساخت انواع قالبها كارآمد و پراستفاده كرده است. با استفاده از وايركات در ماشينكاري قالبهاي پرس با توجه به اينكه، قالب، سنبه، سنبه‌گير و ورقگير مي‌توانند با يك برنامه ای ماشينكاري شوند مي‌توان زمان توليد را تا حد قابل ملاحظه‌اي كاهش داد. لقي‌ها به‌وسيله اصلاح برنامة اصلي به‌وسيله دستورات بزرگنمايي، اعمال مي‌شوند. چون لقي‌ها با دقت كنترل مي‌شوند، عمر قالب 7 تا 10 برابر افزايش پيدا مي‌كند. 1 - كاربردهاي وايركات سنبه و ماتريس هاي برش , ابزار تراش كاري , شابلون هاي مورد نياز در كپي تراشي ابزار خانكشي و قالب هاي اكسترود مواردي از كاربرد وايركات مي باشند . وايركات در متالوژي هم كاربردهاي زيادي دارد مثل برش نمونه تست از مغز قطعه ريختگي براي تعيين تركيب شيميايي آن , مقطع زدن جوش ها براي متالوگرافي و ساخت نمونه هاي تست خواص مكانيكي . 2 - منابع تغذيه : مثل اسپارك هاي عمودي , جريان و طول روشن پالس متغيرهاي عمده اي هستند كه انرژي جرقه ها به آن وابسته است . در منابع مدرن توليد پالس , اين متغيرها و زمان خاموش بودن پالس را مي توان مستقل از هم تنظيم كرد . ظرفيت عبور جريان سيم وايركات محدود است بنابراين حد جريان منبع تغذيه بندرت از 30 آمپر تجاوز مي كند . ولتاژ بين سيم و قطعه كار معمولا 55 الي 60 ولت است . چون سايش الكترود اهميت چنداني ندارد پلاريته متصل به سيم هميشه منفي است تا سرعت برش كاري بيشتر شود . سيم قطورتر توانايي تحمل انرژي بيشتري داشته و بنابراين سرعت برش كاري به آن بيشتر است . 3 - پرداخت سطح وضعيت سطح وايركات شده شبيه سطح اسپارك شده است . كم بودن انرژي جرقه ها موجب ايجاد سطحي با پرداخت بهتر مي شود درجه پرداخت سطح بين ./2-1/25μmRa است . براي افزايش پرداخت سطح مي توان مسير را چند بار رفت و هر بار انرژي جرقه ها را كاهش داد . تنظيم پارامترهاي اسپارك بايد با توجه به جنس و ضخانت قطعه كار باشد . مقدار كمي از مواد سيم روي سطح قطعه كار رسوب مي كند . تجربه نشان داده حتي در سيم موليبدوني با پوشش گرافيت نيز كربن و موليبدون روي سطح قطعه كار رسوب مي كنند . رسوب مس و روي از سيم برنجي در جوش كاري سطوح برش شده مزاحمت ايجاد مي كند ولي با اسيد نيتريك قابل زدودن است . برش كاربيدهاي سمانته تنگستن با توجه به تقدم خوردگي چسب كبالت و ايجاد ترك مشكل است . 4 - دي الكتريك و پاشش آن : پاشش مناسب دي الكتريك مثل اسپارك در وايركات هم اهميت دارد . نازل ها بايد تا حد امكان به قطعه كار نزديك تر باشند . اگر ضخامت قطعه كار متغير باشد اين امر مقدور نيست و بنابراين برش كاري آن ها به راحتي مقدور نيست . فلاش ناكافي دي الكتريك موجب پاره شدن سيم مي شود . براي ممانعت از اين امر زمان قطع پالس را افزايش مي دهند هرچند سرعت برش كم مي شود . دليل تغيير زمان قطع پالس آن است كه انرژي اسپارك بايد ثابت باشد تا پرداخت سطح و عرض شكاف كه تأثير عمده اي در دقت كار دارد تغيير نكند . 5 – سيم : پركاربردترين سيم سيم برنجي است . سيم برنجي داراي مشخصاتي مثل استحكام كشش و هدايت الكتريكي بالا است . قابليت كشش و فرم دهي آن نيز زياد است و تلرانس قطر سيم هاي توليدي كم است . تمايل به استفاده از سيم هاي روكش دار با مواد مختلف وجود دارد . مثل سيم فولادي داراي استحكام كشش كه يك لايه روكش مسي براي افزايش هدايت الكتريكي و يك لايه سطحي گرافيت براي افزايش سرعت ماشين كاري دارد . لايه خارجي را مي توان با توجه به نوع كار انتخاب كرد . اين سيم ها گرچه گران ترند ولي سرعت برش كاري آن ها از سيم برنجي بيشتر است بنابراين ممكن است كم هزينه تر باشند . سيم مغز موليبدني و سيم با روش روي بيز موجود است . سيم هايي كه استحكام كشش بالايي دارند خصوصاً وقتي ايجاد لبه هاي با شعاع كم مد نظر است مناسب ترند . ضخامت سيم ها بين 05/0 تا 3/0 ميلي متر است . 6 - سرعت برش : استاندارد صنعتي رسمي سرعت برش عبارت است از : سرعت خطي برش ورق ضخامت 25 ميلي متري از جنس فولاد ابزاري D2 و بر حسب سطح برش كاري شده در ساعت بيان مي شود سرعت برش كاري در وايركات هاي قديمي حدود 1300mm/h است . سرعت ملشين هاي جديد بيش از ده برابر اين مقدار است . بيشتر پيشرفتي كه حاصل شده از تكامل منابع تغذيه بوده است . فلاش دي الكتريك در سرعت هاي برش بالا بايد ايده آل باشد . 7 - برنامه نويسي: هندسه قطعه اي كه بايد بريده شود بر حسب نقاط , خطوط و دايره ها تعريف مي شود . سپس مسي برش مشخص مي شود . وقتي خطي دايره اي را قطع مي كند بايد مسير در جهت خلاف عقربه هاي ساعت يا خلاف آن انتخاب شود . مسير ابزار به كدهايي تبديل مي شود كه ماشين آن ها را مي فهمد . مبناي برنامه نويسي خط مركز است ولي افست لازم براي ماشين تعريف مي شود . سيم را مي توان به يك فرز كوچك تشبيه كرد . با توالي نقاط , امكان توليد منحني هايي كه تعريف رياضي شده اند وجود دارد . ميان يابي مي تواند خطي دايره اي باشد . اگر نقاط يك منحني تعريف رياضي نشده باشند مي توان آن ها را از جدول ديجيتايزر شده به دست آورد . سطوح بالا و پايين قطعه كار را مي توان مستقلاً برنامه نويسي كرد . محورهاي افقي u.v براي ايجاد انتقال هاي پيوسته ضروري به كار مي روند . بدين ترتيب امكان انتقال , مثلاً از يك سطح مقطع دايروي به مربعي ايجاد مي شود . نقشه قطعه كار را مي توان در محيط اتوكد ترسيم كرد وسپس با فرمان dxfout فايل مربوطه را خارج نمود و با تعريف رأس فايل براي ماشين مستقيماً در ماشين اجرا نمود . شکل 6 كـاربـرد عمـده ديگـر وايـركـات مـاشينكاري قالبهاي اكستروژن است. قالبهاي متالوژي پـودر معمـولاً 2 تا 4 بـار ضخيمتر از قالبهاي معمولي هستند كه بايستي جزئيات آن با دقت كـاملـي بـه تـوليد برسد. بهوسيله وايركات، بدون مخروطي شدن و صرف زمان زياد ميتوان به اين منظور رسيد. از كاربردهاي ديگر وايركات، ساخت آسانتر الكترودهاي دستگاه EDM است، زيرا خشنكاري و پرداخت الكترودها را ميتوان با يك برنامه با تغيير مقياس اصلي انجام داد. از ديگر كاربردهاي جديد وايركات ميتوان به ساخت چرخدندهها، ابزارهاي فرم، ساخت نمونههاي كوچك از قالبهاي برش، برش همزمان و تودهاي قطعات همشكل، قالبهاي تزريق پلاستيك و قالبهاي بسيار ظريف و دقيق مورد استفاده در تجهيزات الكترونيكي مثل قالب ICها (شكل 7) قطعات ظريف مثل نازلهاي جوهر، چرخدندههاي ساعت و غيره اشاره كرد. بطور كلي ميتوان مزاياي ماشينكاري وايركات را بهصورت زير خلاصه كرد: كاهش قيمت قالب بين 70-30% عدم وجود نيروهاي ماشينكاري برشكاري قطعات سختكاري شده انجام عمليات ماشينكاري در هنگامي كه اپراتور حضور ندارد در جدول بعد مشخصات فني دستگاه وايركات ONA-R250 آمده است : شکل 7 250-350 (میلیمتر)X-Y کورس محورهای 200 (میلیمتر)Z کورس محور 80 × 80 (میلیمتر)U-Vکورس محورهای 200 × 650 × 780 (میلیمتر)(XYZ)حداکثر اندازۀ قطعه کار Z18 درجه در ازای 100 میلیمتر در راستای زاویۀمخروط تراشی 30 درجه حداکثر زاویه مخروط تراشی 3/0 – 1/0 قطر سیم(میلیمتر) Cu 63% /Zn 37% مشخصات سيم (بدون پوشش) 900 مقاومت سيم (برنجي) (نيوتن بر ميليمتر مربع) DINI 25- DIN 160 قرقرة سيم هدايتكنندة بستة الماسه هدايت‌كنندة سيم 001/0 (میلیمتر)(XYUV)دقت ابعادی 001/0 حداقل فاصلة قابل برنامهنويسي (ميليمتر) شکل 8 اجزاء ماشین 1.سیستم موقعیت دهی 2.سیستم تغذیه سیم 3. منبع تغذیه 4. سیستم دی الکتریک 5 . واحد کنترل عددی شکل 9 اجزاء ماشین ماشين وايركات شامل 4 سيستم فرعي است: سيستم موقعيت‌دهي، سيستم تغذيه سيم، منبع تغذيه و سيستم دي‌الكتريك. سيستم موقعيت‌دهي سيستم موقعيت‌دهي ماشين وايركات اغلب اوقات شامل يك ميز دو محوره CNC و در بعضي اوقات همراه يك سيستم موقعيت‌دهي چند محوره براي سيم است. ويژگي منحصر به فرد اين سيستم CNC بايستي كاركرد آن در حالت كنترل انطباقي به‌منظور اطمينان از ايجاد شدن گپ لازم بين ابزار و قطعه كار باشد. اگر سيم با قطعه كار تماس حاصل كرد و يا قطعه‌اي كوچك باعي ايجاد پلي بين قطعه كار و ابزار شده و اتصال كوتاه برقرار نمود، سيستم موقعيت‌دهي بايستي اين شرايط را حس كرده و در مسير برنامه‌ريزي شده به موقعيت مناسب برگردد تا گپ لازمه را ايجاد كند. شکل 10 شکل 11 سرعت خطي برشكاري با وايركات پائين است و معمولاً كمتر از ( 100 ملیمتر بر ساعت )برای فولاد با ضخامت 25 میلی مترمی باشد بنابراین سرعت سیستم (سی ان سی)در این فرایند از اهمیت چندان بالائی نسبت به سایر روشهای سرعت بالا بر خوردار نیست . به‌علت سرعت پائين فرآيند، زياد غيرمعمول نيست كه كاري پيوسته در طول 10 تا 20 ساعت بدون حضور اپراتور در حال انجام باشد. براي آسان كردن انجام ماشينكاري بدون حضور پيوستة اپراتور، سيستم‌هاي وايركات معمولاً به يك سيستم پشتيبان‌گيري كه به‌وسيله باتري تغذيه مي‌شود مجهز مي‌باشند كه اگر فرآيند در حين كار با مشكلي مواجه شده و متوقف شد، سيستم به‌طور اتوماتيك راه‌اندازي مجدد شده و بدون دخالت اپراتور به موقعيت مناسب براي ادامه كار برود. سيستم تغذيه سيم وظيفه سيستم تغذيه سيم، هدايت سيم بهطور پيوسته و تحت كشش ثابت به درون منطقه كاري است. نياز به كشش ثابت از اين جهت حائز اهميت است كه مانع ايجاد مشكلاتي مانند مخروطي شدن، خط افتادن بر روي كار، پاره شدن سيم و آثار ناشي از ارتعاش ميشود. مراحل متعددي در آمادگي سيم در سيستم تغذية سيم در كنار هم بكار گرفته شدهاند تا از مستقيم بودن آن اطمينان حاصل شود. بعد از اينكه سيم از قرقره تغذيه باز شد، از بين چندين غلتك عبور داده ميشود. اين كار بهمنظور جلوگيري از هر گونه تأثير مخرب سيستم تغذيه سيم در ناحيه تحت برش انجام ميگيرد. سيم پس از عبور از داخل قطعه كار، بهوسيله اجزاي هدايتكننده از جنس ياقوت كبود يا الماس به سمت قرقرههاي كشنده سيم در قسمت زيرين هدايت ميشود، پس از آن بهطور اتوماتيك قطعهقطعه شده و جمعآوري ميشود.در ساختمان پايه بعضي از ماشينهاي WEDM بهمنظور افزايش پايداري و دقت سيستمتغذيه سيستم از سنگهاي گرانيتي استفاده ميشود. شکل 12 شکل 13 مواد معمول مورد استفاده در سيمهاي وايركات با توجه به قطر آنها انتخاب مي‌شوند. وقتي‌كه قطر سيم نسبتاً زياد باشد، يعني حدود mm3/0-15/0 (in 012/0-006/0) معمولاً از سيمهاي مسي و برنحي استفاده مي‌شود. در حاليكه اگر لازم باشد از سيم خوبي به قطر كم يعني mm 15/0 تا 038/0 (in 006/0-001/0) استفاده شود، براي ايجاد مقاومت كافي از سيمهايي از جنس فولاد مولبيدن‌دار استفاده مي‌شود. امروزه با استفاده از تكنولوژيهاي جديد با اضافه كردن موادي به‌منظور افزايش مقاومت سيم در دماي بالا، افزايش مقدار درصد Zn به‌منظور بالا بردن خواص الكتريكي يا از ساختارهاي كامپوزيتي با مقدار بالاي Zn در سطح سيم (به‌علت اينكه سطح سيم تأثير مستقيم در خواص تخليه الكتريكي آن دارد) و هسته‌اي با درصد پائين Zn، به‌منظور بالا بردن همزمان مقاومت در دماهاي بالا و بهبود بخشيدن به خواص تخليه الكتريكي استفاده مي‌شود. سيستم سيم كردن اتوماتيك در ماشينكاري وايركات باعث افزايش قابليتهاي توليدي آن شده كه اين سيستم در صورت پارگي سيم در حين كار آن را به‌طور اتوماتيك اصطلاحاً سو مي‌كند و ماشين را قادر مي‌سازد كه بدون نظارت پيوسته اپراتور ساعتها كار كند. از روشهاي متعددي براي كنترل كامپيوتري زاويه سيم بهمنظور ايجاد لبههاي مخروطي شكل استفاده ميشود كه در آنها سيم در سه جهت Z, U, V قابل موقعيتدهي است كه ميتواند تا مقدار مناسبي به سيم زاويه بدهد، تا شكل مخروطي را در حين ماشينكاري ايجاد نمايد. اين روند قابليت توليد قطعاتي با شكلهاي پيچيده كه توليد آنها با ساير روشها مشكل يا غير ممكن است را فراهم ميسازد، به نحوي كه ميتوانيم مخروطي ايجاد نمائيم كه قاعده بالاي آن مربع شكل و قاعده پائين آن دايره و يا بالعكس ميباشد. در پيوست 1 قطعات صنعتي با شكلهاي پيچيده كه بهوسيلة وايركات ماشينكاري شدهاند آورده شده است. منبع تغذيه تفاوت عمده منبع تغذيه بكار گرفته شده در ماشين وايركات و اسپارك در فركانس پالسها و جريان توليدي بهوسيله آنهاست. براي توليد هموارترين سطوح ممكن، فركانس حدود 1 مگاهرتز بايستي در ماشين وايركات مورد استفاده قرار بگيرد. در حاليكه فركانسهاي بالا در اسپارك ما را مطمئن ميكند كه هر جرقه مقداري هر چند جزئي از قطعه را ميخورد؛ بنابراين اندازه حفرهها كاهش پيدا ميكند.بعلت كـم بـودن قـطر سيـم مـورد استفـاده، ظـرفيـت تحمـل جـريان بهوسيله سيم كاهش پيدا ميكند و به همين علت، منبع تغذيه وايركات به ندرت براي جريانهاي بالاي 20 آمپر طراحي ميشود. شکل 14 شکل 15 سيستم ديالكتريك آب دييونيزه ديالكتريكي است كه در فرآيند وايركات مورد استفاده قرار ميگيرد. آب دييونيزه به 4 دليل در اين فرآيند استفاده ميشود: ويسكوزيته پائين، خاصيت خنككاري بالا، نرخ بالاي برادهبرداري و نداشتن خطرات آتشسوزي. كوچك بودن اندازه گپ مورد استفاده در ماشينكاري حكم ميكند كه ويسكوزيته پائين آب دييونيزه ما را از انجام شستشوي صحيح و ك افي در طول فرآيند مطمئن كند. ضمناً آب ميتواند گرماي توليد شده را به نحو كاملاً مؤثري نسبت به روغنهاي ديالكتريك مرسوم از منطقه ماشينكاري دور كند. نرخ مؤثر خنككاري در طول فرآيند اندازة لايه سفيد را به نحو چشمگيري كاهش ميدهد. نرخ بالاي برادهبرداري هنگامي قابل دستيابي خواهد بود كه از آب به عنوان ديالكتريك استفاده شود؛ به هر حال در اين صورت فرسايش بالاي سيم نيز اجتنابناپذير خواهد بود اما از آنجائيكه سيم يكبار مصرف است فرسايش بالاي آن زياد مهم نيست. با توجه به مواردي كه ذكر شد مشخص شد كه چرا آب بهعنوان ديالكتريك در فرآيند EDM مورد استفاده واقع نميشود. شکل 16 نهايتاً بهعلت سرعت پائين فرآيند وايركات، بسياري از كاربران كارهايي را كه خيلي وقتگير هستند در هنگام شب و يا در اواخر هفته بدون نظارت پيوستة اپراتور انجام ميدهند. در ماشينكاري EDM كاربردي ديالكتريكهايي كه قابليت شعلهور شدن دارند (مانند نفت سفيد)، امكان وقوع آتشسوزي اين امكان را از كاربران سلب نموده است و اين در حالي است كه كاربرد آب بهعنوان ديالكتريك خطر آتشسوزي را در فرآيند وايركات از بين برده است. علاوه بر استفاده از روش غوطهوري، روش پاشش موضعي نيز در فرآيند وايركات مورد استفاده قرار ميگيرد. روش مؤثر در حين استفاده از پاشش موضعي اين است كه يك جريان از ديالكتريك به موارات محور سيم به منطقه ماشينكاري پاشيده شود. در طول انجام آزمايشها در اين تحقيـق نيـز از روش پـاششي استفاده شده است. سيستمهاي آب ديالكتريك بهمنظور كـاهش هـزينه، آب مورد استفاده را بعد از فيلتر كردن بهطور پيوسته در سيستم مورد استفاده قرار ميدهند. واحد کنترل عددی 1. استفاده از کنترل عددی 2.مروری بر چند دستور برنامه نویسی 3. فایل تکنولوژی استفاده از كنترل عددي فـرآينـد عمليـات CNC در مـاشيـن ONA R250 بـر پايه سه محيط بزرگ بنا نهاده شده است: - محيط آماده‌سازي: كه عوامل و پارامترهاي مربوط به «آماده‌سازي» قطعه كار و ماشين را براي اجراي عمليات ماشينكاري را دربر دارد. مثلاً خصوصيات به مختصاتها، آفستها، نقاط حركتي سريع، توابع EMDI و غيره. - محيط اجـرا: كـه عـوامـل و پارامترهاي مربوط به «اجراي» برنامه را دربر گرفته است (شكل 3-11) مثل: شيوه اجراي معمولي، اجراي خشك (بدون دي‌الكتريك و با ژنراتور خاموش)، اجراي خشك تا نقطه‌اي كه قبلاً برنامه متوقف شده است، نوع برش (عمودي، مخروطي و …) انتخاب تكنولوژي و غيره. - محيط ويـرايش: كه نوشتن، اصلاح و نمايش گرافيكي برنامه‌ها را دربر دارد. برنامه‌ها ممكن است به كمك يك وسيله كمكي و يا در ويرايشگر ASCII در خود CNC ويرايش دارند. شکل 17 از آنجايي كه مبحث برنامه‌نويسي CNC و آشنايي با قسمتهاي مختلف محيطهاي موجود براي برنامه‌نويسي و اجراي برنامه و جزئيات مربوط به آنها گسترده است در اين قسمت از تحقيق تنها به دستورات مهمي كه از آنها در تمامي برنامه‌ها استفاده مي‌شود و دستوراتي كه در اينجا استفاده شده و چهارچوب كلي يك برنامه CNC اشاره مي‌شود. لازم به ذكر است در ماشين وايركات ONAR250 علاوه بر اينكه مي‌توان برنامه را خط به خط مستقيماً در ويرايشگر خود دستگاه وارد كرد، مي‌توان بر روي كامپيوتر شخصي برنامه را نوشته و آن را در يك فايل متني با پسوند txt يا prg ذخيره نمود و به‌وسيله فلاپي به دستگاه منتقل نمود، علاوه بر اينكه پس از انتقال مي‌توان برنامه مورد نظر را اصلاح و مجدداً ذخيره نماييم. البته تمامي فايلهاي موجود بر روي دستگاه قابل اصلاح توسط كاربر نمي‌باشد. فايلهايي كه بعد از آنها “A:” آمده است قابل اصلاح و آنهايي كه بعد از آنها “ONA:” آمده است غير قابل اصلاحند. بطور كلي انواع عمليات فايل كپي كردن، پاك كردن، باز كردن، ويرايش و بارگذاري فايلها بر روي سيستم كنترلي ماشين قابل انجام است. مروري بر چند دستور برنامه‌نويسي براي آشنايي بهتر با ساختار كلي يك برنامه در اين قسمت قبل از معرفي و توضيح دستورالعمل‌هاي برنامه‌نويسي ابتدا برنامه‌اي كه در اين تحقيق از آن استفاده شده است به‌عنوان نمونه آورده شده تا چهارچوب كلي كي برنامه CNC در ماشين مشخص شود. سپس دستورهاي بكار رفته در برنامه بعد از آن معرفي و دستورالعمل استفاده از آنها ذكر گرديده است. لازم به ذكر است پس از بستن قطعه كار به كمك جيگ و فيكسچر بر روي ميز ماشين و با در نظر گرفتن مسيري كه سيم بايستي در حين ماشينكاري طي كند و جلوگيري از برخورد فك بالا و پايين در حين ماشينكاري به قطعه كار و حفظ فاصله لازم آنها از سطح قطعه كار در راستاي محور Z سيم را رعايت مي‌نماييم. سيم را بر قطعه كار مماس مي‌كنيم و آنجا را مبداء مختصات نسبي قرار مي‌دهيم . برنامه CNC برنامه CNC كه براي ماشينكاري استفاده شده در زير آورده شده است: 1. PROGNAME T30 2. COOR XO YO UO VO ZO THICK 30 3. LOAD TECH ONA: S-ST25LT.tec 4. INCR 5. INICUT 6. INTL Y-20 7. XO.3 8. X-O.3 9. STOP 10. PRINT TIME 11. : 26. Wire CUT 27. TRAV Y80 28. END خط 1 نشان‌دهنده اسم برنامه‌ است كه معمولاً همان اسم فايل را دارد ولي مي‌تواند هر چيزي باشد. خط 2: مختصات كاري را تنظيم مي‌كند و ضخامت قطعه كار را نيز دربر دارد. شكلي كلي اين دستور به‌صورت زير است: COOR X Y U V Z THICK (n در اين دستور يك عدد است). خط 3: فايل تكنولوژي به اسم ONA: S-St25lt.tec را در حافظه كنترلي دستگاه بارگذاري مي‌نمايد شكل كلي اين دستور به‌صورت زير است: LOAD TECH (nom در اينجا اسم فايل تكنولوژي است). در صورت لزوم مي‌توان فايلهاي آفست و اصلاح ابزار مورد نظر را نيز با استفاده از دستورهاي: LOAD OFFSET LOAD COMP به حافظه دستگاه فراخوانده، كه در اينجا استفاده نشده‌اند يعني از فايلهاي آفست و اصلاح ايزار پيش‌فرض استفاده شده است. فايل تكنولوژي فايل تكنولوژي حاوي اطلاعات مورد نياز براي ماشينكاري مانند تنظيمات ژنراتور كه خود حاوي جريان، ولتاژ مدار باز، زمان خاموشي پالس، ولتاژ گپ و پارامترهاي مربوط به سيم، مثل كشش قابل تحمل سيم، سرعت تغذيه سيم، فشار دي‌الكتريك و ساير پارامترهاي ديگر مربوط به پرداختكاري و خشن‌كاري، آفست‌ها، پيشروي و غيره است. اگر در سربرگ تكنولوژي كه در حقيقت نمايش گرافيكي فايل تكنولوژي است پارامتري بر روي مقدار پيش‌فرض تنظيم شده باشد (مقادير آنها كه از تكنولوژي فايل موجود بر روي دستگاه خوانده شده و عدد ظاهر شده در آن قسمت به رنگ سياه خواهد بود ولي اگر اين مقدار توسط كاربر تغيير داده شود رنگ عدد مربوطه در آن قسمت قرمز رنگ خواهد شد. لازم به ذكر است كه كليه مقادير موجود در سربرگ تكنولوژي را چه قبل از اجراي برنامه و يا در حين اجراي برنامه مي‌توان تغيير داد اما بهترين زمان براي اعمال تغييرات زماني است كه سيم به اندازه كافي

+ نوشته شده در ۱۴/۴/۱۳۹۱ساعت ۱۲:۴۰ توسط علي باقري دسته : مقالات نظر(0)

مراحل ساخت پرس هيدروليكي

-مراحل ساخت پرس هيدروليكي

-مراحل فرم چراغ جلوي پيكان محل كار آموزي

اينجانب يكي از واحد هاي صنعتي مربوط به يكي از شركت هاي بزرگ مي باشد كه شركت مادر بيشتر در ساخت هيتر ها چيلر ها فن هاي بزرگ صنعتي ومجموعاًلوازم مربوط مرغداري وكشاورزي وصنعتي فعاليت دارد. در واحد تراشكاري اين شركت نيز دستگاهايياز قبيل انواع جك هيدروليكي پنوماتيكي ،چرخدنده ها شافت ها ،وانواع مكانيزمهاي صنعتي وغير صنعتي توليد مي شد از جمله مكانيزمهايي حضور اين جانب ساخته ومنتاژ شد مي توان به دستگاه هيدروليكي لوله بازكن چاه آب عميق( سيستم دريچة سدهاي انحرافي پرس هيدروليكي ،دستگاه بسته بندي مرغ دستگاه ذرت خورد كن نام برد كه در مورد هر يك توضيحاتي ارائه خواهد شد .سيستم لوله با ز كن چاه آب عميق بدين منظور ساخته شده است كه در چاه هاي عميق مثلاًبه عمق 400متر چون ورود افراد به آن غير ممكن مي باشد پس بنا بر اين چاه توسط دستگاههاي چاه كن مكانكي ايجاد شده ويك لوله فلزي به قطر حفرةايجادشده وارد حفره شده وآب را به سطح هدايت مي كند اماًدر گاهي او قات به علت زمين لرزه ويا رانش زمين اين لوله فلزي تاب برداشته ويا خم مي شود در نتيجه آب به سختي به سطح مي رسد براي حل اين مشكل از سيستمي كه ذكر شد استفاده مي شود اين سيستم تشكيل شده است از يك لوله فلزي كه داخل اين لوله يك سيلندر هيدروليكي وشير هيدروليكي ضد آب )ومجموعةتوليد فشار قرار دارد سر اين مجموعةيك شئي مخروطي شكل مي باشد كه به سيلندر هيدروليكي متصل است هنگامي كه اين مجموعه داخل حفره يا لوله آب مي رود وقتي كه به محل گرفتگي برسد متوقف مي شود ودر آنجا بوسيله يك كليد برقي كه در خارج چاه در دست كار بر مي باشد شير هيدروليكي عمل مي كند فشار روغن به سيلندر منتقل مي شود در نتيجه پيستون به جلو حركت كرده وشئي مخروطي را به جلو مي راند در نتيجه محل گرفتگي در اثر فشار وارد ه بر آن باز مي شود يك زنجير براي خروج دستگاه به آن متصل است .كه پس از پايان كار بوسيله زنجير بيرون كشيده مي شود .دريچةسدهاي انحرافي اين سيستم تشكيل شده است از يكي شاسي اصلي كه دريچه سد درون آن بطور عمودي حركت مي كند بر بالاي شاسي يك گيربكس تبديل نسبت قدرت وجودداردكه به يك پيچ حلزوني بزرگ متصل مي باشد كه سرديگرپيچ حلزوني به دريچه وصل است هنگامي كه دسته محورورودي گيربكس چرخانده مي شودباعث چرخاندن پيچ حلزوني مي شودكه حركت پيچ حلزوني باعث حركت خطي دريچه سرمي شودجنس دريچه ازورق فولادي وپيچ حلزوني نيزفولادي مي باشدتمام مراحل ساخت درهمان واحدتراشكاري مي باشدفقط گيربكس به صورت آماده ازبازارتهيه مي گردد.دستگاه بسته بندي مرغ اين سيستم تركيبي ازسيستم مكانيكي ،برقي،پنوماتيكي مي باشداين دستگاه ظرفيت بسته بندي 600كيلومرغ برساعت رادارامي باشد.پلاستيك بسته بندي به صورت رول مي باشديك سيستم پنوماتيكي پلاستيك رادرمسيردستگاه قرارمي دهدمرغ پس ازذبح وپاك شدن دركشتارگاه به خط بسته بندي منتقل مي شوددستگاه بسته بندي داراي يك ريل متحرك مي باشدكه توسط يك الكترومتربه حركت درمي آيدمرغهابرروي ريل به جلورانده مي شونداين ريل ازجنس P.V.C مي باشدكه به صورت زنجيرواربه يكديگرمتصل مي باشداين ريل به صورت پالسي حركت مي كنديعني پس ازبسته بندي هرمرغ دوباره ريل حركت مي كندومرغها رابه جلومي راندهنگامي كه مرغ به محل موردنظررسيديك مكنده پنتوماتيكي تليرپلاستيك رابرداشته ودرمسيرحركت مرغ قرارمي دهدوسپس يك مكنده ديگرطرف ديگرپلاستيك راگرفته ويك دمنده درون پلاستيك هوايي مي دهدتادهانه پلاستيك به هم چسپيده بازشودآنگاه پلاستيك روبروي مرغ قرارگرفته وريل حركت مي كندمرغ داخل پلاستيك مي رودآنگاه يكمكانيزم برقي دوسرپلاستيك رامنگنه ياداغ مي زند،سپس مكانيزم برقي بالارفته ومرغ بسته بندي شده به داخل مخزن مي افتدوكارادامه مي يابد.دستگاه ذرت خردكن اين سيستم تشكيل شده ازيك شاسي اصلي ويك قيف بزرگ كه ادامه آن به يك محفظه دوارمي باشدودرون آن حركت دوراني دارداين حركت دوراني توسط يك الكترومترايجادمي شودكه به تيغه وصل است.قيف بزرگ ازجنس ورق فلزي مي باشدوذرت درون آن ريخته مي شودنقطه اي كه قيف به محفظه وصل مي شودداراي يك دريچه مي باشدكه مقدارورودذرت به داخل محفظه خردكن كنترل مي شودتيغه فلزي ازجنس فولادسخت مي باشددرون محفظه خردكن يك شبكه مشبك وجوداردتادانه هاي ذرت خوردنشده ازآن عبورنكند.هنگامي كه ذرت ازقيف واردمحفظه خردكن مي شودباتيغه فولادي كه باسرعت زياددرحال دوران مي باشدبرخوردمي كنددرنتيجه ذرت خوردمي شودوسپس درپايين محفظه پس ازعبورغربال به مخزن مي ريزد. پرس هيدروليكي: بدنه اين پرس ازجنس ورق فولادي به زخامت 25mm مي باشدابعادبدنه اين پرس به ترتيب داراي 240cm ارتفاع،160cm طول،50cm عرض مي باشد.ورق هاي فولاديبعدازبرش خودن به اندازه هاي موردنظركه معمولاًبراي بريدن ورقهاي فولادي باطول زيادازهوابرش استفاده مي شودقطعات كوچكتروآنهايي نيازبه دقت بالاداشتندتوسط فرزلبه هاي برش خرده پرداخت مي شودولبه قطعات بزرگترتوسطسنگ فرزدستي صاف مي شودپس ازآماده شدن اجزاي برش خورده بدنه آنهارامتناسب به شكل بدنه به هم جوش شده وبعدازمونتاژ شدن بدنه وبدست آمدن وبدست آمدن شكل كلي بدنه نوبت آماده كردن محلهاي موردنظربراي قرارگرفتن ديگراجزاي پرس ازقبيل بازوي هيدروليكي وغيره .. مي رسد. اين پرس داراي دوبازوي هيدروليكي به قطر120mmمي باشدكه بطورسري بايكديگرعمل مي كنديعني به طورهم زمان بايكديگربازوبسته مي شوداين دوبازوبه قسمت بالاي بدنه پرس توسط پيچ هايي بسته مي شوندالبته اين سيلندرهاي هيدروليكي دوكاره باميل پيستون يطرفه مي باشداين پرس قابليت توليدنيروءيي برابر30000KN دارد.سينه پرس به پيستون متصل مي باشدكه توسط پيچهايي به ميله پيستون محكم مي شودهنگامي كه فشارروغن به پيستون واردمي شودپيستونها به حركت درمي آينددرنتيجه سينه پرس به طرف پايين حركت مي كندوايجادفشارمي كندمخزن روغن اين پرس ظرفيت ذخيره 60 ليتر روغن را دارا مي باشد پمپ اين پرس توسط يك الكترو ستو بزرگ به قدرت 3اسب بخار به حركت در مي آيد مجموعة توليد فشا راين پرس در بالاي آن نصب گرديده وفشار روغن توسط شلنگهايي به سيلندر ها منتقل مي گردد سيلندرها توسط يك شير برقي عمل مي كنند اين شير بوسيله يك كليد قطع ووصل كه در كنار بد نه پرس تعبيه شده است كنترل مي شود . محل قرار گيري الكترو متر درست بالاي مخزن روغن مي باشد وعيب در امتداد محور خروجي الكترو متر نصب مي گردد ميز يك درجه فشار سنج نصب مي گردد تا فشار روغن كنترل گردد مخزن روغن نيز بوسيله پيچبه قسمت بالاي پرس متصل مي شود .براي استحكام قدمت ميز پرس كه تحت فشار قرار مي گيرد قسمت زيرين ميز بوسيله ورقهاييتقويت شده است قدمت ميز پرس كاملاًمسطح مي باشد زيرا ا ز اين پرس براي تابگيري وعمليات منتا ژ استفاده مي شود كه البته قابليت نصب بالشتك را نيز دا را مي باشد .سينه پرس نيز به شكل مستعطيل كاملاًصاف مي باشد ضخامت ورقهاي بكار رفته در سينه پرس نيز m.m 20 مي باشد در مجموع وزن كلي اين پرس با تمامي متعلقات حدوداً5/3تن مي باشد .طول كورس رفت وبرگشت پيستونها 3oom.mمي باشد .

+ نوشته شده در ۱۴/۴/۱۳۹۱ساعت ۱۲:۳۸ توسط علي باقري دسته : مقالات نظر(0)

جوشكاري انفجاري

جوشكاري انفجاري مقدمه جوشكاری را می‌توان فرایند اتصال دو یا چند جسم (اغلب فلزی) توسط متمركزكردن نیرو برای یكپارچه كردن جسم نامید. شاید اولین عمل اتصال فلزات در زندگی انسان، لحیم‌كاری بوده كه معمولاً از یك فلز واسطه برای اتصال دو فلز استفاده می‌شده است. فرایندهای اولیه جوشكاری نظیر جوشكاری به روش آهنگری یا پرس‌كاری سرد كه حدود 4هزارسال پیش توسط انسان مورداستفاده قرار می‌گرفت، فرایندهای جوشكاری در فاز جامد بودند. در قرن حاضر، روش‌های دیگری نظیر جوشكاری اصطكاكی، جوشكاری پاششی و جوشكاری اولتراسونیك كه همگی در فاز جامد صورت می‌گیرد، ابداع شده است. جدیدترین فرایند جوشكاری در فاز جامد، جوشكاری انفجاری است. چگونگی جوشكاری انفجاری، به عوامل متعددی نظیر مكانیزم عمل، نوع مواد منفجره، نوع فلزات كه می‌بایستی جوش داده شوند و بسیاری عوامل دیگر بستگی دارد، كه بررسی تحلیلی آن را مشكل می‌سازد. مثلاً، مشكلاتی كه بر اثر انعكاس امواج صوتی ناشی از انفجار در صفحات به وجود می‌آید، غالباً رضایت‌بخش نیستند، اما چون حجم بسیار زیادی از جوشكاری‌های صنعتی از پوشش صفحات بزرگ تا فرم‌دهی صفحات مركب برای استفاده در ساختمان مخازن تحت فشار و مبدل‌های حرارتی توسط این روش به نحو بهتری صورت می‌گیرد، اثرات نامطلوب گفته شده، تحت‌الشعاع قرار گرفته و كاربرد این روش افزایش یافته است. تاریخچه و سیر پیشرفت جوشكاری انفجاری گرچه جوشكاری انفجاری در قرن حاضر روشی شناخته شده است، اما روش‌های متداول جوشكاری كه هم‌اكنون برای اتصال قطعات مختلف به كار می‌روند، از سه هزار سال پیش از میلاد شناخته شده بودند. تا قرن نوزدهم تنها روش اتصال قطعات به یكدیگر، روش فورجینگ (آهنگری) بود تا اینكه با پیدایش باطری‌های الكتریكی، ژنراتورها و استفاده از اكسیژن و استیلن، فرایند جوشكاری به روش ذوبی اختراع شد و تاكنون با ابداع روش‌های نوین جوشكاری پیشرفت‌های زیادی در این زمینه صورت گرفته است كه از آن جمله می‌توان به جوشكاری قوسی بافلاكس محافظ، جوشكاری با پرتو الكترون‌ها و جوشكاری با لیزر اشاره كرد. جوشكاری انفجاری بعد از جنگ جهانی اول موردتوجه قرار گرفت. در طول این جنگ، مشاهده شد تكه‌هایی كه از متلاشی‌شدن پوشش فلزی گلوله‌های توپ یا بمب، با سرعت خیلی زیاد رها می‌شدند، در تیرهای فولادی و دیگر سطوح فلزی فرو می‌رفتند، اما در آن زمان هیچ برخورد علمی با این موضوع نشد. اولین كسی كه جوشكاری تحت سرعت بالای برخورد را مورد توجه قرارداد «كارل» بود. او در آزمایش‌های خود، دو نیمه برنج سخت كه توسط مواد منفجره و تحت سرعت بالا به یكدیگر برخورد كرده بودند را مورد بررسی قرارداد و متوجه شد كه این اتصال بر اثر ذوب به وجود نیامده است بلكه توسط مكانیزم جوش در فاز جامد تشكیل شده است و عامل اتصال دو قطعه، ایجاد موج در سطح مشترك آنها بوده است. مكانیزم جوشكاری انفجاری جوش انفجاری، تحت ضربه‌ای مایل و با سرعت بالا انجام می‌گیرد. به این ترتیب كه انفجار باعث می‌شود تا یك موج ضربه‌ای مایل در فصل مشترك قطعات ایجاد شود. همین امر موجب می‌شود فلز جامد به صورت سیال رفتار كند. بر اثر همین ضربه، قشر جهنده‌ای از ذرات فلز با سرعت زیاد در سطح دو فلز تشكل می‌شود كه به آن جت فلز گویند و باعث تمیزشدن سطح دو صفحه از اكسید و مواد خارجی شده و بر اثر فشار حاصل از انفجار، عمل اتصال انجام می‌پذیرد. فرم كلی یك جوش انفجاری در شكل (1) نشان داده شده است. در این شكل، صفحه بالایی موسوم به «صفحه پرنده» است كه با زاویه ? نسبت به صفحه زیرین موسوم به «صفحه ساكن» قرار داشته و صفحه ساكن نیز روی یك تكیه‌گاه به نام سندان قرار دارد. سطوح فوقانی صفحه پرنده، توسط یك لایه ضربه‌گیر محافظت می‌شود و این قشر ضربه‌گیر می‌تواند از لاستیك پلی‌تن یا مقوا و یا حتی یك قشر ضخیم رنگ باشد. یك لایه از مواد منفجره به صورت ورقه‌ای و یا به شكل پودری، بر روی قشر محافظ قرار می‌گیرد. فشار زیاد برخورد دوصفحه و امواج حاصل از انفجار، باعث به‌وجود آمدن نیروی زیاد می‌شود، به طوری كه از مقاومت فلز در ناحیه تماس، می‌توان صرفنظر كرد و ماده را همانند یك سیال درنظر گرفت. بنابراین لازم است با فلز همانند یك سیال رفتار شده و در محاسبات همانند یك سیال عمل شود. اندازه سرعت صفحه پرنده، به نوع و میزان و همچنین چگالی ماده انفجاری بستگی دارد. شكل2 زمان كوتاهی پس از انفجار را نشان می‌دهد. قبل از اینكه موج به انتهای خرج برسد، جهت سرعت صفحه پرنده پس از انفجار، به سهولت قابل تشخیص نمی‌باشد. برای انجام جوشكاری انفجاری چند شرط وجود دارد. یكی از آنها این است كه وقتی صفحات به صورت موازی قرار می‌گیرند شرایطی به وجود آید كه هوای تولیدشده توسط جت فلز بتواند از ناحیه فصل مشترك قطعات خارج شود. این جت فلز باعث تمیز شدن سطوح دوصفحه فلز از قشر اكسید و مواد زائد خواهد شد و به صورت پاشش فلزی ظاهر شده و باعث كاهش جرم جزئی می‌شود. موج‌های فصل مشترك قطعات برای درك بهتر موج‌هایی كه در فصل مشترك قطعات ایجاد می‌شود، همچنین تحلیل ریاضی فرایند فوق، اهمیت مشاهده جریان روشن می‌شود. گرچه جوش با فصل مشترك مستقیم نیز امكان تولید دارد، اما در شرایط جوشكاری، موج‌ها سبب استحكام جوش خواهند شد. یكی از روش‌های مشاهده موج‌های فصل مشترك این است كه تعداد زیادی لایه‌های فلزات مختلف را روی هر دو صفحه پرنده و ساكن، توسط آبكاری الكتریكی به وجود آورده و پس از عمل جوشكاری، توسط مشاهده متالورژیكی، موج‌ها را مشاهده كرد. دومین گروه از مكانیزم‌های مشاهده امواج، این است كه شرایط را كاملاً شبیه‌سازی كرده و همان شرایط را از طریق جریان‌های مختلف سیالات مشاهده می‌كنند. برای این كار، از جریان سیالاتی كه با سرعت‌های مختلف حركت می‌كنند، استفاده می‌شود. این روش مشاهده امواج در شكل (3) مشاهده می‌شود. شكل موج‌ها به عدد رینولدز جریان بستگی دارد. برای Re=55 یك جریان كاملاً توسعه یافته خواهیم داشت، اما با افزایش عدد رینولدز، الگوی جریان غیرمنظم و مغشوش می‌شود همان‌طوری كه از شكل(3) مشخص است در سرعت‌های بالای (VF) وقتی كه فشار برخورد بسیار بالاست، می‌توان جریان را نیوتنی با تقریب خوب فرض كرد. عدد رینولدز برای صفحاتی كه از یك جنس باشند، به صورت: و برای حالتی كه صفحات از دو جنس مختلف باشند، به صورت مقابل محاسبه می‌شود: كه در آن H سختی فلز و برحسب (N/m2)، VF سرعت صفحه پرنده (m/s) و f چگالی برحسب (kg/m3) است. همان‌طور كه قبلاً نیز گفتیم، تشكیل جوش انفجاری به سرعت انفجار و در نتیجه سرعت صفحه پرنده بستگی دارد و می‌بایستی توجه شود كه از حدی نیز بیشتر نباشد و كمتر از سرعت صوت در فلزات مورد جوشكاری (تقریبا km/s4) باشد. در آزمایشاتی كه صورت گرفته است، مشخص شده كه اگر سرعت انفجار km/s7 باشد، باعث فشار ضربانی بسیار بزرگی می‌شود كه تاثیرات قابل توجهی در مقاومت كششی قطعات داشته و پدیده‌ای به شكل از هم گسیختگی را به وجود می‌آورد. ماده منفجره مقدار و جنس ماده منفجره در تعیین کیفیت جوش تاثیر بسزایی دارد. اگر میزان ماده منفجره از مقدار بحرانی کمتر باشد، سطوح جوش به دست آمده به صورت تخت خواهد بود و جوشی با مقاومت پایین به دست می‌آید و اگر بیشتر باشد سطوح جوش در هم فرو می‌روند و شکل موج مانند به خود می‌گیرند و استحکام جوش بالا می‌رود. اگر مقدار مواد منفجره بیش از اندازه باشد، سرعت انفجار بیش از 120 درصد سرعت صوت در فلزات می‌شود و امکان ذوب سطوح تماس پیش می‌آید. البته این در مواقعی باعث افزایش مقاومت جوش می‌شود. برای مثال در آلیاژ تیتانیم به فولاد ضد زنگ 304 (stainless steel 304) مقاومت برشی تا Mpa 480 افزایش می‌یابد. سرعت انفجاری بعضی از مواد منفجره در آورده شده است. سرعت انفجاری بعضی از مواد منفجره Detonation velocity, m/s Explosive 8100 RDX (Cyclotrimethylene trinitramine, C3H6N6O6) 8190 PETN (Pentaerythritol tetranitrate, C5H8N12O4) 6600 TNT (Trinitrotoluene, C7H5N3O6) 7800 Tetryl (Trinitrophenylmethylinitramine, C7H5O8N5) 5010 Lead azide (N6pb) 7020 Detasheet 2655 Ammonium nitrate (NH4NO3) برخی كاربردهای جوشكاری انفجاری یكی از گسترده‌ترین كاربردهای جوشكاری انفجاری، روكش‌دهی صفحات مسطح است كه در مورد صفحات بزرگ به دلیل برخی مشكلات (دفرمه شدن و پیچیدگی) محدود می‌شود، به طوری كه روكش‌دهی فلزات تنها توسط غلطك‌كاری یا جوشكاری لایه‌ای امكان‌پذیر است. معمولاً هدف از پوشش‌دهی صفحات با صفحه‌ای از جنس دیگر، نیاز به مقاومت در برابر خوردگی، بهبود انتقال حرارت، بالابردن مقاومت یا استحكام قطعه، بهبود خواص الكتریكی و غیره است. معمولاً برای فرایندهای شیمیایی، از پوشش‌هایی گران‌قیمت نظیر نیكل، فولاد ضدزنگ، تیتانیم و... استفاده می‌شود. مثلاً، اگر بخواهیم از فولاد ضدزنگ در مخازن استفاده كنیم و مخزن را یكپارچه بسازیم، هزینه زیادی صرف كرده‌ایم. در صورتی كه ساخت مخزن توسط لایه‌ای نازك از این فولاد به صورت پوششی روی فولاد معمولی و توسط جوشكاری انفجاری، هزینه را بسیار پایین می‌آورد. مزایای جوشكاری انفجاری را می‌توان به صورت زیر فهرست كرد: ساخت مخازن از 2 لایه تا چند لایه اتصال فلزات غیرهمجنس، مثلاً فولاد و آلومینیم، در صنایع كشتی‌سازی نتایج خوبی را ارائه كرده است. جوشكاری فلزات با درجات ذوب متفاوت كه نمی‌توان توسط جوشكاری ذوبی آنها را به هم جوش داد. كاهش هزینه‌های اتصال قطعات، به ویژه قطعات بزرگ. گفتیم كه یكی از گسترده‌ترین كاربردهای جوشكاری انفجاری در روكش‌دهی صفحات مسطح است، اما كاربردهای بسیار دیگری نیز می‌توان برای آن درنظر گرفت كه برخی از آنها عبارتند از: روكش‌دهی صفحات مسطح جوشكاری سطوح استوانه‌ای الف- جوشكاری داخلی استوانه‌های هم مركز ب- روكش‌دهی داخلی و خارجی استوانه‌ها پ- روكش‌دهی نازك‌ها ت- جوشكاری لوله به صفحه ث- جوشكاری سربه‌سر لوله به لوله 3. جوشكاری خطی لب به لب صفحات مسطح 4. جوشكاری مقاطع توخالی (رادیاتورها) 5. روكش‌دهی سیم‌ها و مفتول‌ها منابع: 1.High Energy rate forming. Pearson 1961. 2. Explosive welding and it's Application's. oxford. 3. welding journal. 1993.
+ نوشته شده در ۱۴/۴/۱۳۹۱ساعت ۱۲:۳۵ توسط علي باقري دسته : مقالات نظر(0)

ماشينهاي الكترو شيميايي

نام ونام خانوادگي: علي باقري                               موضوع: ماشینکاری الکتروشیمیایی(ECM) چكيده: ماشينكاري الكتروشيميايي يك روش مناسب وموثر در ماشينكاري اشكال پيچيده است كه مي توان اين روش رابراي جنسهاي سخت بكار برد.ازمزاياي اين روش،ماشينكاري سطوحي است كه دسترسي به آنها مشكل ويا غيرممكن است. بدين ترتيب يكي از روشهاي مناسب براي ماشينكاري خان درون لوله اسلحه هايي با كاليبر متوسط وبالا روش الكتروشيميايي است. 1 ماشینکاری الکتروشیمیایی(ECM): الکترولیز به طور موفقیت آمیزی درفرآیندهای آبکاری برقی، شکل دهی برقی و پرداختکاری برقی بکار گرفته شده است.فرآیند برداشت ماده توسط تجزیه یا حل شدن شیمیایی از سال 1780 میلادی کشف شده است ، اما در طی چند دهه گذشته این روش بهتر مورداستفاده قرار گرفته است. در ماشين كاري الكتروشيميايي (ECM) از يك محلول آندي و يك الكتريك كه سريعاً مصرف مي شود، براي برداشتن فلز از سطح قطعه استفاده مي شود. اين فرآيند اصولاً آبكاري معكوس است كه در آن قطعه كار خام مثبت و ابزار قطب منفي هستند. آندو كاتد هر دو بايد هادي جريان برق باشند. با پمپاژ كردن سريع الكترود از داخل يا در اطراف ابزار، محصولات ماشينكاري از محل دور شده و جذب صافي ها مي شوند. شكل حفره تصوير آيينه اي ابزار است. اين حفره بوسيله سرور مكانيزمي كه شكاف بين الكترودها ( غالباً003 /0 تا 03 /0 اينچ) را كنترل مي كند، شكل مي گيرد. سرعت ثابت تغذيه ابزار به طرف قطعه كار متناسب با محلول شيميايي و نرخ آبكاري معكوس قطعه كار انتخاب مي شود. الكتروليت ها غالباً محلولهاي نمك هاي معدني، هادي خوب جريان برق مانند كلريد سديم، كلريدپتاسيم يا نيترات پتاسيم هستند و در دماي تقريبي 90 تا 125 درجه فارنهايت با شدت جريان بين 50 تا 200 فوت بر ثانيه عمل مي كنند. غالباً ابزار ازجنس مس يا برنج و برخي اوقات فولاد زنگ نزن است. نرخ برداشتن فلز تابع چگالي جريان است. مقدار چگالي جريان معمولاً بين 1500 تا 2 2000 آمپر بر اينچ مربع است كه طي آن نرخ برداشت فلز به 1/0 اينچ مكعب در دقيقه بر هزار آمپر مي رسد. از آنجا كه سرعت تراش فقط تابع نرخ تبادل يون ها است، سختي و چقرمگي ماده تاثيري بر نرخ ماشين كاري ندارد. فرآيند ماشين كاري الكتروشيميايي روش بسيارمناسبي براي توليد انبوه مواد هادي جريان برق به شكل هاي پيچيده كه تراشيدن آن با روش هاي متداول ماشين كاري دشوار است، مي باشد. هزينه اصلي ابزاربندي، تهيه الكترودهاي ابزار است كه بسيار وقت گير و پر هزينه مي باشد و بجز در مورد شكل هاي ساده مهندسي مستلزم چندين بار ساخت و آزمايش است. از آنجا كه ابزار تحت محافظت كاتدي قرار دارد، فرسايش ابزار در حين عمليات تراشكاري صورت نمي گيرد. سطح توليد شده با اين روش عاري از تنش است. توانايي همزمان ايجاد يك حفره كامل نيز قابل توجه است. براي تحصيل خورندهاي كوچك، كنترل دقيق فرآيند ضروري است و ابزار بايد به گونه اي طراحي شود تا تغييرات چگالي جريان در اثر تغييرات هندسه الكترود يا الكتروليت را جبران نمايد. فرآيند ماشين كاري الكتروشيميايي در اين است كه در مورد اول تغذيه ابزار متوقف مي شود. كاهش چگالي جريان و نرخ جريان الكتروليتي موجب كاهش چشمگير نرخ برداشت ماده مي شود، بطوريكه پرداخت سطح بطور متعارف به حدود10 تا 12 ميكرواينچ مي رسد. 3 ماشین ابزار ECM شامل چهار زیر سیستم اصلی میشود: 1- مولد قدرت 2- سیستم تغذیه و تمیز کردن الکترولیت 3- سیستم ابزار و تغذیه آن 4- قطعه کار و سیستم نگهداری آن نمای شماتیک ماشین ابزار ECM را در شکل زیر مشاهده میکنید: ۱- مولد قدرت: در حین فرآیند ECM یک جریان مستقیم بالا (ممکن است تا 40000 آمپر نیز باشد) و یک اختلاف پتانسیل الکتریکی پایین ( در حدود 5-25ولت ) در حد فاصل بین دو الکترود مطلوب است تا کنون بالاترین چگالی جریان بدست آمده در حدود 20000A/CM2 بوده است. بنابراین جریان متناوب سه فاز به کمک یک رکتیفایر و یک ترانس به یک جریان بالای مستقیم با ولتاژ پایین تبدیل 4 میشود. رکتیفایرهای کنترل شده سیلیکونی (SCR) به خاطر عکس العمل سریع در برابر تغیرات به وجود آمده درحین فرآیند و کوچک بودن ، جهت انجام عمل یکسوکنندگی و همچنین تنظیم ولتاژ، مورد استفاده قرار میگیرند. 2-سیستم تغذیه و تمیز کردن الکترولیت: سیستم تغذیه و تمیزکاری الکترولیت شامل یک پمپ،فیلترها، لوله ها، شیرهای کنترل ، سیم پیچهای گرم کننده یا سرد کننده ، فشارسنجها و مخزن ذخیره میباشد.دریچه های تغذیه الکترولیت ممکن است در ابزاریا قطعه کار یا فیکسچربا توجه به نوع حرکت مورد نیاز الکترولیت ساخته شوند.جهت بدست آوردن MRR زیاد و دقت بالا معمولا فاصله بین دو الکترود باید کمتر از 1mm باشد.جریان آرام الکترولیت باید حفظ گردد و به این منطور باید از هر نوع انسداد این فاصله کم توسط ذراتی که الکترولیت با خود حمل میکند جلوگیری به عمل آید. بنابراین تمیزی الکترولیت ضروری میباشد معمولا الکترولیت به کمک فیلترهایی از جنس فولاد زنگ نزن ، مونل یا هر ماده مقاومدر برابر خوردگی تمیز میشود.جهت عملکرد مناسب ، این فیلترها باید به طور متناوب تمیز گردند. بمنظوربدست آوردن نتایج مطلوب میتوان فیلترها را در لوله تغذیه الکترولیت درست قبل از ظرفی که قطعه کار درآن قرارگرفته است نصب نمود. 5 3-ابزار و سیستم پیشروی آن: نظر به اینکه ابزار و فیکسچرها باید برای مدت زمانی طولانی در یک محیط خورنده بکار گرفته شوند استفاده از موادی که در برابر خوردگی مقاوم باشند در این محیط ضروری است. هدایت حرارتی و الکتریکی بالای ابزار نیز از ضروریات اصلی میباشد. و پرداخت سطح ابزار بطور مستقیم بر دقت و پرداخت سطح قطعه تاثیر میگذارد.آلومینیم ، برنج ، برنز ، مس ، کربن ، فولاد زنگ نزن و مونل از موادی هستند که برای این منظور استفاده میشوند.علاوه براین قسمتهایی از ابزار که عمل ECM در آنجا مورد نیاز نیست باید عایق کاری شوند. برای مثال ، عدم عایق کاری دیواره های جانبی ابزار قالبسازی باعث ماشینکاری ناخواسته قطعه در نتیجه از بین رفتن دقت قطعه ماشینکاری شده میشود. برای ساخت فیکسچرها استفاده از مواد غیر خورنده و مواد نارسانای الکتریکی توصیه مشود. همچنین فیکسچرها و ابزار باید به اندازه کافی صلب باشند تا وقتی تحت نیروهای بالای هیدرولیکی قرار میگیرند مرتعش یا خم نشوند. ۴- قطعه کار و سیستم نگهداری آن : با این فرآیند تنها قطعات کاری که از لحاظ الکتریکی رسانا باشند را میتوان ماشینکاری نمود.خواص شیمیایی جنس آند (قطعه) به مقدار زیادی بر نرخ برداشت ماده (MRR) تاثیر میگذارد. وسایل نگهدارنده قطعه کار از موادی که 6 از لحاظ الکتریکی نارسانا باشند ساخته میشود و دارای خواص پایداری حرارتی خوب و جذب رطوبت پایین میباشند. برای مثال پلاستیک های تقویت شده با گرافیت ، پلاستیکها ، پرپلکس و... موادی هستند که برای ساخت وسایل نگهدارنده قطعه کار مورد استفاده قرار میگیرند. مزایا ماشین ابزار ECM : این فرآیند میتواند اشکال بسیار پیچیده و منحنی شکل را در یک مرحله ماشینکاری ایجاد نماید. تنها از یک ابزار برای ماشینکاری تعداد زیادی قطعه میتوان استفاده نمود ، بدون اینکه این ابزار شکل و سایز خودش راازدست بدهد.از لحاظ تئوری عمر ابزار در ECM خیلی طولانی است. این فرآیند چند مزیت دارد از جمله اینکه توانایی ماشینکاری قطعه کار مسقل از خواص فیزیکی و مکانیکی آن است. سطوح ماشینکاری شده بدون تنش و پلیسه با پرداخت سطح خوب مقاومت بهتر در برابر خوردگی و دقت بهتر را میتوان با این فرآیند ایجاد نمود. این فرآیند دورریزکمتری ایجاد کرده ، کارکردی اتوماتیک دارد و کل زمان ماشینکاری و هزینه های مربوط به انبارداری را نیز کاهش می دهد. 7 معایب ماشین ابزار ECM : این روش محدودیتهای خاص خود را دارد و تنها میتواند برای موادی که رسانای الکتریسیته هستند به کاررود. علاوه براین دقت قطعات ماشینکاری شده به عواملی مانند طرح ابزار، مقدار کنترل اعمال شده بر فرآیند ، پیچیدگی اشکال تولیدی و .... بستگی دارد. ماشینکاری موادی که دارای نقاط سخت ، ذرات ناخالص ، ماسه و پوسته باشند مشکلات اجرایی را ایجاد میکند. این روش در بعضی شرایط قادر به تولید اقتصادی تلرانس های ابعادی مطلوب در قطعه کار نیست.این فرآیند نمیتواند گوشه ها و لبه های تیز ایجاد کند. به منظور غلبه براین مشکل محققان بطور مداوم درگیر بهبود تکنولوژی سیستم و تجهیزات ECM هستند. کاربردهای ماشین ابزار ECM : سالهاست اصول ECM برای انجام عملیاتهای ماشینکاری متعددی بکار گرفته شده که چند نمونه از آنها عبارتند از: گرد تراشی (تراشکاری)،واشربری،خان کشی،سنگ زنی،مته کاری سوراخهای ریز،قالب سازی،سوراخ کاری،پلیسه زدایی و برش سنبه ای،این فرآیند بطوروسیعی درصنایع مرتبط باهواپیمایی،تکنولوژی هسته ای، سفینه های فضایی،خودروها، توربین ها وغیره استفاده میشود. مثال هایی از کاربرد هایECM عبارتند از: ماشینکاری پره های توربین از جنس آلیاژهای محکم ومقاوم در مقابل حرارت، کپی کاری 8 سطوح داخلی و خارجی،برشکاری شیارهای منحنی الخط ، ماشینکاری قطعات پیجیده، تولید مقاطع منحنی دار طویل،ماشینکاری چرخ دنده ها،تولید صحیح وبدون عیب نازل تیغه دار برای مصرف در لوکوموتیوهای دیزلی،تولید رینگ های استلیتی و شاتون،ماشینکاری دیافراگم های نازک با قطر زیاد ،ماشينكاري خان اسلحه و.... . این فرآیند بیشتر مورد توجه کسانی قرار گرفته که با ماشینکاری مواد سخت وچقرمه مخصوصا برای قطعاتی با اشکال پیچیده سروکاردارند. با وجود این از تمامی توانایی های این فرآیند بدلیل مشکلات طبیعی که در طراحی ابزار وسازگاری با محیط وجود دارداستفاده نشده است. 9 فرآيند مته‌كاري الكتروشيميايي: در مته كاري الكتروشيميايي ازولتاژ زياد و الكتروليت هاي اسيدي استفاده مي شود و براي مته‌كاري سوراخ هاي بسيار كوچك طراحي شده است. ابزار به شكل يك شيپوره شيشه اي كشيده با الكترود داخلي است. با استفاده از چندين مجموعه از اين لوله هاي شيشه اي مي توان بيش از 50 سوراخ در هر نوبت توليد كرد. از اين روش بخوبي در مته كاري سوراخهاي مجاري خنك كننده در پره توربين هاي موتور جت استفاده مي شود. توليد سوراخهاي عاري از تنش با قطر هاي 004 /0 تا 03 /0 اينچ و نسبت عمق به قطر50 روي قطعات آلياژي كبالت و نيكلي با اين روش كاملا عادي است. اسيدموجود، فلزات حل شده را بجاي توليد سرباره به محلول هدايت ميكند. از اين روش مي توان براي مته كاري سوراخ هاي شكل دار بر روي قطعات هادي جريان برق كه مته كاري آنها با روش هاي متداول ماشين كاري دشوار است، استفاده كرد. توليد سوراخ هايي تا عمق 24 اينچ با قطرهاي 02/0 تا 05 /0اينچ با اين روش امري بسيار عادي است. تفاوت هاي عمده اين روش با روش مته كاري گفته شده در بالا، ولتاژ كمتر ( بين 5 تا 10 ولت)، الكترودهاي ويژه بلند و مستقيم و لوله هاي مقاوم در برابر اسيد با پوششي از عايق شده و ديواره سوراخ به مخزن باز مي گردد. 10 فرآيند سنگ زني الكتروشيميايي: سنگ زني الكتروشيميايي نوعي فرآيند ماشين كاري الكتروشيميايي است كه الكترود ابزار آن يك چرخ سمباده گردان الماسي با چسب فلزي است. با برقراري جريان الكتريكي بين قطعه كار و چرخ در الكتروليت، سطح فلز به اكسيدفلزي تبديل و بوسيله مواد ساينده زدوده مي شود. همگام با برداشته شدن سطح اكسيد شده، سطح زيرين تازه نيز اكسيد و برداشته مي شود. در اين فرآيند ولتاژ پايين و شدت جريان بالاست. نرخ برداشت فلز تابع عوامل متعددي است. چسب فلزي چرخ در حكم كاتد است.چرخ هاي مورد استفاده در فرآيند سنگ زني الكتروشيميايي بايد در ضمن ساينده بودن هادي جريان برق نيز باشند. در بيشتر موارد از چرخ هايي از جنس اكسيد آلومينيوم با چسب صمغي استفاده مي شود. چسب صمغ حاوي مقداري مس جهت هدايت جريان برق است. مقاومت الكتريكي نيز بايد ناچيز باشد. چرخ ها را مي توان به روش هاي مختلف تيز كرد و براي عمليات سنگ زني فرم دقيق مورد استفاده قرار داد. نقش ماده ساينده افزايش كارآيي فرآيند و حفظ پيوستگي سنگ زني الكتروشيميايي است. ذرات ساينده غالباً مواد عايق الكتريكي مانند اكسيد آلومينيوم، الماس، يا بورازون هستند و بصورت فضاي غير هادي بين الكترودها ( با ضخامت 0/0005 تا 003 /0 اينچ ) عمل مي كنند. درصورت نبودن فضا اتصال مرده اي بين الكترودها رخ مي دهد. علاوه بر اين، ذرات ساينده محصولات تراش را از محيط عمل دور مي كنند و هنگامي كه چرخ با 11 قطعه كار تماس حاصل مي كند ( بخصوص در حالتي كه جريان برق متوقف مي شود ) قدري تراشه بر مي دارد. در شرايط مناسب كمتر از 5 درصد ماده به روش تراشه برداري معمولي برداشته مي شود. از اين فرآيند براي شكل دادن و تيز كردن ابزار تراش از جنس كاربيد استفاده مي شود كه در سنگ زني معمولي موجب فرسايش سريع ابزار الماسي گران قيمت مي شود.سنگ زني الكتروشيميايي به شدت اين فرسايش ابزار را كاهش مي دهد. قطعات ظريف ( ساختارهاي كندوي عسل )، سوزن هاي جراحي و قطعات مونتاژي پره هاي توربين ها بخوبي با اين روش توليد مي شوند.پرهيز از خسارت حرارتي و نبودن زايده ها و تنش هاي جا مانده، فرسايش كمتر چرخ و نرخ برداشت فلز بسيار بيشتر نسبت به فرآيندهاي متداول سنگ زني از ويژگي هاي عمده اين روش بشمار مي آيند. خواص مکانیکی قطعات ماشینکاری شده توسط ECM : آگاهی از تاثیرات ECM بر خواص مکانیکی قطعاتی که توسط این فرآیند ماشینکاری شده اند بسیار اهمیت دارد.به سختی می توان مدرکی دال بر تردی هیدروژنی قطعات ماشینکاری شده توسط ECM یافت. دلیل اصلی این مطلب این است که در حالیکه برداشت فلز دراثر تجزیه آندی درآند صورت می گیرد، هیدروژن در کاتد ظاهر می شود. تسلیم،استحکام نهایی و میکرو سختی قطعات ماشینکاری شده ندارد.لایه های سطحی صدمه دیده در حین ماشینکاری 12 قراردادی یا توسط فرآیندهای دیگر را می توان با استفاده از این فرآیند برداشت و به این ترتیب خواص قطعه کار را بهبود بخشد.با وجود این، برداشت لایه ها به این طریق از سطح قطعه کار استحکام خستگی قطعات ماشینکاری شده را با روشهای قراردادی را کاهش می دهد. سطوحی که به روش قراردادی ماشینکاری شده اند دارای تنش های پس ماند فشاری هستند که باعث استحکام خستگی بالاتر آنها میشود. با این حال،استحکام خستگی مورد نیاز را میتوان بعدها دوباره با عملیات مناسب پرداخت مکانیکی دیگری ایجاد نمود.عملیاتهای مکانیکی بعدی در سطح قطعه تنش های فشاری ایجاد می کند . بطوریکه قطعه کار نهایی میتواند خواص خستگی را به گونه ای که قابل مقایسه و یا بهتر از خواص خستگی قطعاتی که به صورت مکانیکی پرداخت شده اند به نمایش بگذارد.پرداخت سطح ایجاد شده توسط ECM ممکن است عامل کاهش خواص خستگی نیز باشد.سطوح تولیدی با ECM عموما خواص سایشی ، اصطکاکی و مقاومت در برابر خوردگی بهتری نسبت به سطوحی که توسط روشهای مکانیکی تولید شده اند دارند. 13 منابع: www .noandishaan.com-1 wirtzwireedm.com.WWW -2 diecastdie .com.WWW -3 14
+ نوشته شده در ۱۴/۴/۱۳۹۱ساعت ۱۲:۳۳ توسط علي باقري دسته : نظر(0)