موفق پیروز باشید.
وبلاگ تخصصی مهندسی مکانیک
وبلاگ تخصصی مهندسی مکانیک کتاب،مقالات،نرم افزار،آموزش نرم افزار،حلال،جزوات،فیلم،کاتالوگ،پروژه،مجلات،سایت،اخبار،استاندارد،هندبوک، مهندسی مکانیک ،مهندسی مکانیک،کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک،دکترا مهندسی مکانیک،مهندسی مکانیک، تلگرام ، تلگراموبلاگ تخصصی مهندسی مکانیک
وبلاگ تخصصی مهندسی مکانیک کتاب،مقالات،نرم افزار،آموزش نرم افزار،حلال،جزوات،فیلم،کاتالوگ،پروژه،مجلات،سایت،اخبار،استاندارد،هندبوک، مهندسی مکانیک ،مهندسی مکانیک،کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک،دکترا مهندسی مکانیک،مهندسی مکانیک، تلگرام ، تلگراماصول تراشکاری
اصول تراشکاری
قطعات تراشکاری دارای مقاطع دایره ای شکل از قبیل میله های ساده و غیر ساده، میله های پیچ شده، پولکها، بوشها و نظائر اینها می باشد که قطعات اصلی ماشین ها و دستگاهها و اسبابهای فنی را تشکیل می دهند. هم چنین عده زیادی از ابزارها مانند تیغه فرز، مته ها، برقوها، و قلاویزها هم دارای مقاطع گرد هستند. بنابر موارد استعمال خاصی که قطعات تراشکاری باید داشته باشند آن ها را از مواد مختلف مثلاً از فولاد، چدن، برنز، برنج، مس، فلزات سبک، چوب و یا مواد مصنوعی و نظائر آن ها می سازند.وضع سطح خارجی قطعات تراشکاری می تواند متفاوت باشد.
برای بدست آوردن فرم استوانه ایی، قطعه کار را توسط ماشین تراش به دور محور خودش( محور گردش) حرکت می دهند.در موقع گردش قطعه کار با ابزار برنده ای که مقابل آن بسته شده و برای جدا کردن براده از روی آن است برخود می کند. این طریقه عمل براده گیری را« چرخ یا تراش کاری » می گویند و انجام کار مستلزم چند حرکت متفاوت است.
فرم های مختلف قطعات تراشکاری را از طریق انجام یک سری کارهای متفاوت بدست می آورند و بنا برآن که قطعات از خارج یا داخل تراشیده شوند. بطور مختصر به این صورت مشخص می کنند:
ت خ( تراش خارج) یا ت د( تراش داخل).
قطعات استوانه شکل از طریق طول تراشی(سطوح صاف)،از طریق عرض تراشی، قطعات مخروطی از طریق مخروط تراشی و بالاخره قطعات فرم دار از طریق فرم تراشی و پیچها از طریق پیچ تراشی ساخته می شوند.
برای آن که کلید مسائل تراشکاری حل شده و بتوان انواع مختلف کارها را چرخکاری نمود ماشین های تراش را به انواع مختلف ساخته اند متداولترین این ماشین ها همان تراش معمولی یا تراش مرغک دار است. و انواع مهم دیگرآن، ماشین پشیانی تراش و ماشین تراش عمودی یا کاروسل است که کارهای سوراخکاری را هم انجام می دهد.
برای بدست آوردن فرم استوانه ایی، قطعه کار را توسط ماشین تراش به دور محور خودش( محور گردش) حرکت می دهند.در موقع گردش قطعه کار با ابزار برنده ای که مقابل آن بسته شده و برای جدا کردن براده از روی آن است برخود می کند. این طریقه عمل براده گیری را« چرخ یا تراش کاری » می گویند و انجام کار مستلزم چند حرکت متفاوت است.
فرم های مختلف قطعات تراشکاری را از طریق انجام یک سری کارهای متفاوت بدست می آورند و بنا برآن که قطعات از خارج یا داخل تراشیده شوند. بطور مختصر به این صورت مشخص می کنند:
ت خ( تراش خارج) یا ت د( تراش داخل).
قطعات استوانه شکل از طریق طول تراشی(سطوح صاف)،از طریق عرض تراشی، قطعات مخروطی از طریق مخروط تراشی و بالاخره قطعات فرم دار از طریق فرم تراشی و پیچها از طریق پیچ تراشی ساخته می شوند.
برای آن که کلید مسائل تراشکاری حل شده و بتوان انواع مختلف کارها را چرخکاری نمود ماشین های تراش را به انواع مختلف ساخته اند متداولترین این ماشین ها همان تراش معمولی یا تراش مرغک دار است. و انواع مهم دیگرآن، ماشین پشیانی تراش و ماشین تراش عمودی یا کاروسل است که کارهای سوراخکاری را هم انجام می دهد.
قسمت های اصلی ماشین تراش معمولی(مدغک دار) :
چون برای بستن قطعات کار دراین ماشین از یک یا دو مرغک استفاده می شود لذا اسم آن را ماشین تراش مرغک دار گذارده اند ضمناً به آن ماشین تراش با میله کشش و هادی و هم چنین ماشین طول تراش هم می گویند.
میله کار یاطاقان شده و بوسیله آن به قطعه کار گردش داده می شود.این میله به طرز بسیار خوبی یاطاقان بندی شده و کاملاً محکم نگه داری می گردد و جنس آن هم از بهترین فولادها است. اغلب اوقات این میله تو خالی است و می توان قطعه کار یا میله ای که باید رویش کار انجام شود از داخل سوراخ آن عبور داد.
بستر یاطاقان های این میله سنگ زده شده اند. یا یاطاقان هایی که معمولاً برای این میله ها مصرف می شوند از نوع یاطاقان های لغزشی و یاطافان های غلطکی می باشند.
پوسته داخل یا طاقان های لغزشی اکثراً از جنس برنز هستند. یا طاقان های غلطکی دارای اصطکاک کمتری می باشند. میله کار بایستی در یاطاقان خود بدون بازی( لقی) کار کند.اگر یاطاقان لقی داشته باشد روی سطح کار تراشیده شده ناهموار و بعلاوه این لقی باعث خواهد شد که قطعات فرم غیر استوانه ای به خود بگیرند.
از لقی یاطاقان می توان در نتیجه میزان کردن تا حدی جلوگیری کرد.یاطاقان ساچمه ای یا صفحه ای فشاری که در موقع تراش در جهت محور گردش تولید می شود به خود می گیرد. سرمیله کار پیچ شده است و انواع وسائل بستن را می توان به روی آن پیچاند، سوراخ مخروطی داخل آن برای جازدن مرغک است. میله کار حرکت خود را از دستگاه حرکت اصلی می گیرد.
دستگاه حامل ساپورت، که حامل رنده تراشی کاری بوده و وسیله تنظیم حرکت بار است. این دستگاه فرم کشوی صلیبی را دارد و شامل کشوی رومیزی و دو کشوی دیگر دم چلچله بنام کشوی عرضی و روئی است. کشوی رویی حامل رنده است این کشوها بایستی در راهنماهای خود بدون لقی حرکت کنند. قسمت های مختلف ساپورت برای بار طولی و عرضی ممکن است با دست و پا بوسیله دو میله هادی و کشش که در جلوی میز ماشین نصب شده اند و حرکتشان را از میله کار می گیرند بطور اتوماتیک به حرکت درآیند.
میله کار یاطاقان شده و بوسیله آن به قطعه کار گردش داده می شود.این میله به طرز بسیار خوبی یاطاقان بندی شده و کاملاً محکم نگه داری می گردد و جنس آن هم از بهترین فولادها است. اغلب اوقات این میله تو خالی است و می توان قطعه کار یا میله ای که باید رویش کار انجام شود از داخل سوراخ آن عبور داد.
بستر یاطاقان های این میله سنگ زده شده اند. یا یاطاقان هایی که معمولاً برای این میله ها مصرف می شوند از نوع یاطاقان های لغزشی و یاطافان های غلطکی می باشند.
پوسته داخل یا طاقان های لغزشی اکثراً از جنس برنز هستند. یا طاقان های غلطکی دارای اصطکاک کمتری می باشند. میله کار بایستی در یاطاقان خود بدون بازی( لقی) کار کند.اگر یاطاقان لقی داشته باشد روی سطح کار تراشیده شده ناهموار و بعلاوه این لقی باعث خواهد شد که قطعات فرم غیر استوانه ای به خود بگیرند.
از لقی یاطاقان می توان در نتیجه میزان کردن تا حدی جلوگیری کرد.یاطاقان ساچمه ای یا صفحه ای فشاری که در موقع تراش در جهت محور گردش تولید می شود به خود می گیرد. سرمیله کار پیچ شده است و انواع وسائل بستن را می توان به روی آن پیچاند، سوراخ مخروطی داخل آن برای جازدن مرغک است. میله کار حرکت خود را از دستگاه حرکت اصلی می گیرد.
دستگاه حامل ساپورت، که حامل رنده تراشی کاری بوده و وسیله تنظیم حرکت بار است. این دستگاه فرم کشوی صلیبی را دارد و شامل کشوی رومیزی و دو کشوی دیگر دم چلچله بنام کشوی عرضی و روئی است. کشوی رویی حامل رنده است این کشوها بایستی در راهنماهای خود بدون لقی حرکت کنند. قسمت های مختلف ساپورت برای بار طولی و عرضی ممکن است با دست و پا بوسیله دو میله هادی و کشش که در جلوی میز ماشین نصب شده اند و حرکتشان را از میله کار می گیرند بطور اتوماتیک به حرکت درآیند.
دستگاه مرغک :
این دستگاه به منظور تکیه گاه قطعات کار بلند مورداستفاده واقع می شود و به اضافه در موقع سوراخ کاری یا برقوزدن ابزار برنده را بوسیله دنباله مخروطی که دارد برآن سوار می نمایند. دستگاه مرغک را می توان روی میزماشین تغییر مکان داد و در هر نقطه دلخواهی محکم کرد. برای حرکت دادن میله داخلی آن از گردش چرخ دستی انتهای مرغک و برای ثابت نگه داشتن از اهرم قسمت جلوئی آن استفاده می شود.
میز ماشین :
که حامل تمام قسمت ها و قطعات ماشین تراش است و روی پایه هایی مستقر شده، دستگاه ساپورت و متعلقات آن و هم چنین دستگاه مرغک روی راهنماهای میز حرکت می کنند.این راهنماها اغلب فرم منشوری دارند و ممکن است تخت هم باشند برای تراش کارهایی که قطر بزرگ دارند قسمتی از میز ماشین را طوری ساخته اندکه قابل درآوردن باشد.
جعبه دنده برای حرکت اصلی :
میله کار در موقع تراش قطعات بایستی نسبت به وضع و مشخصات کار،دورهای متفاوت داشته باشند.(دور عبارت از تعداد گردش قطعه کار در هر دقیقه است).برای بدست آوردن دورهای مختلف از دستگاهی به نام جعبه دنده اصلی استفاده می شود که معمولاً جای آن در زیر دستگاه یاطاقان میله کار است.بعضی اوقات ممکن است قسمتی از جعبه دنده اصلی در داخل پایه ماشین جاسازی شده باشد. بوسیله حرکت چرخ تسمه و چرخ دنده می توان تعداد دور را بصورت پله کانی (با واسطه) تغییر داد و مثلاً از105 به 151 و214 دور در هر دقیقه.به اضافه جعبه دنده هایی نیز یافت می شوند که ممکن است بوسیله آن ها تعداد دور را غیر از صورت پله کانی (بلا واسطه) تغییر داد.
ابزارهای تراشکاری :
برای جدا کردن براده از روی کارهای تراشکاری رنده های تراشکاری و قلم های تراشکاری بکار می برند. قدرت انجام کار ابزارها ارتباط با جنس و فرم لبه برنده ابزار دارد.
جنس ابزارها ی تراشکاری :
جنس ابزار باید خواص ذیل را دارا باشد:
سختی، مقاومت، مقاومت سختی در برابر حرارت و مقاومت در برابر سائیدگی.جنس ابزار باید سخت باشد تا لبه برنده آن بتواند در داخل کار نفوذ کند و اگر مقاومت به اندازه کافی نداشته باشد لبه برنده می شکند به اضافه هر ابزار بایستی تا اندازه ای بتواند در مقابل حرارت که در اثر اصطکاک لبه برنده آن با کار تولید می شودمقاومت داشته و سختی خود را حفظ کند و برای آن که خیلی زود در اثر کار سائیدگی پیدا نکرده و کند نشود می بایستی مقاومت مخصوصی در برابر سائیدگی داشته باشد.
برای ابزارهای تراشکاری جنس متفاوت مصرف می شوند که عبارتند از:
فولاد ابزار غیرآلیاژ: فولادی است که5/0 تا 5/1 درصد کربن دارد این فولاد در مقابل حرارتی برابر با 250 درجه سانتی گراد سختی خود را از دست می دهد و از این جهت برای سرعت برشهای زیاد مناسب نیست وروی همین نظر هم این فولاد را در حالات استثنایی فقط برای ساختن رنده های تراشکاری مصرف می کنند.اغلب فولاد ابزار غیر آلیاژ را به نام فولاد کربن و یابطور ساده به عنوان فولاد ابزار(ws) می نامند.
فولاد آلیاژدار: فولادی است که غیر از کربن آلیاژ آن شامل مقداری و لفرام، کرم، وانادیوم، مولیبدن و نظایرآن است.فولادهای آلیاژ دار نیز ممکن است مقدار درصد آلیاژ آن ها کم و زیاد باشد مثلاً فولاد تندبر(ss) مقدار درصد آلیاژش زیاد است و مقاومتش در برابر سائیدگی نیز خیلی زیاد است.این فولاد سختی خود را حتی تا 600 درجه سانتی گرادحفظ می کند. خاصیت مقاومت سختی این فولاد در برابر حرارت بیش از هر چیز مدیون به داشتن و لفرام است و در اثر داشتن همین خاصیت می توان با این ابزار با سرعت برشهای خیلی زیاد کارکرد.چون قیمت فولادتند بر زیاد است اغلب فقط قسمت برنده ابزار و یا صفحه ای از این فولاد را روی بدنه رنده که از جنس فولاد ماشین سازی است نصب کرده و جوش می دهند.
فلزات سخت: قدرت انجام کار ابزار را به حد قابل ملاحظه ای بالا می برند. قسمت اصلی ماده ترکیبی،فلز سخت و لفرام یا مولیبدن است. به اضافه مقداری کبالت و کربن نیز درآن وجود دارد. فلز سخت خیلی گران قیمت است و از این جهت تیغه های نرم شده ای ازآن را روی برنده ای از فولادهای ساختمانی لحیم می نمایند.
قدرت برش رنده های تراشکاری از جنس فولاد سخت حرارت برشی 900 درجه سانتی گرادرا هم به خوبی تحمل می کند و به همین جهت در دورهای خیلی زیادمی توان آن ها را به کار برد وبا داشتن این خواص زمان انجام کار با این فولاد هاکوتاه تر ودر نتیجه سرعت برش خیلی زیادوسطح کار هم کاملاً صاف و تمیز بدست می آید. برای انجام کار روی جنس های مختلف کارهای تراشکاری لازم است که نوع فلز سخت متناسب با آن ها را به کار برد.
رنده الماسه ها: الماسه ها را اغلب به جای لبه برنده ابزار بکار می برند، جنس آن ها خیلی سخت و مقاومت شان در مقابل سائیدگی بی اندازه خوب است. رنده الماسه ها را مخصوصاً برای ظریف کاری قطعات روی ماشین های مخصوص مصرف می نمایند.
مواد برش سرامیکی: که خیلی سخت هستند و به جای قسمت و قطعه برنده در رنده گیرها بسته می شوند
سختی، مقاومت، مقاومت سختی در برابر حرارت و مقاومت در برابر سائیدگی.جنس ابزار باید سخت باشد تا لبه برنده آن بتواند در داخل کار نفوذ کند و اگر مقاومت به اندازه کافی نداشته باشد لبه برنده می شکند به اضافه هر ابزار بایستی تا اندازه ای بتواند در مقابل حرارت که در اثر اصطکاک لبه برنده آن با کار تولید می شودمقاومت داشته و سختی خود را حفظ کند و برای آن که خیلی زود در اثر کار سائیدگی پیدا نکرده و کند نشود می بایستی مقاومت مخصوصی در برابر سائیدگی داشته باشد.
برای ابزارهای تراشکاری جنس متفاوت مصرف می شوند که عبارتند از:
فولاد ابزار غیرآلیاژ: فولادی است که5/0 تا 5/1 درصد کربن دارد این فولاد در مقابل حرارتی برابر با 250 درجه سانتی گراد سختی خود را از دست می دهد و از این جهت برای سرعت برشهای زیاد مناسب نیست وروی همین نظر هم این فولاد را در حالات استثنایی فقط برای ساختن رنده های تراشکاری مصرف می کنند.اغلب فولاد ابزار غیر آلیاژ را به نام فولاد کربن و یابطور ساده به عنوان فولاد ابزار(ws) می نامند.
فولاد آلیاژدار: فولادی است که غیر از کربن آلیاژ آن شامل مقداری و لفرام، کرم، وانادیوم، مولیبدن و نظایرآن است.فولادهای آلیاژ دار نیز ممکن است مقدار درصد آلیاژ آن ها کم و زیاد باشد مثلاً فولاد تندبر(ss) مقدار درصد آلیاژش زیاد است و مقاومتش در برابر سائیدگی نیز خیلی زیاد است.این فولاد سختی خود را حتی تا 600 درجه سانتی گرادحفظ می کند. خاصیت مقاومت سختی این فولاد در برابر حرارت بیش از هر چیز مدیون به داشتن و لفرام است و در اثر داشتن همین خاصیت می توان با این ابزار با سرعت برشهای خیلی زیاد کارکرد.چون قیمت فولادتند بر زیاد است اغلب فقط قسمت برنده ابزار و یا صفحه ای از این فولاد را روی بدنه رنده که از جنس فولاد ماشین سازی است نصب کرده و جوش می دهند.
فلزات سخت: قدرت انجام کار ابزار را به حد قابل ملاحظه ای بالا می برند. قسمت اصلی ماده ترکیبی،فلز سخت و لفرام یا مولیبدن است. به اضافه مقداری کبالت و کربن نیز درآن وجود دارد. فلز سخت خیلی گران قیمت است و از این جهت تیغه های نرم شده ای ازآن را روی برنده ای از فولادهای ساختمانی لحیم می نمایند.
قدرت برش رنده های تراشکاری از جنس فولاد سخت حرارت برشی 900 درجه سانتی گرادرا هم به خوبی تحمل می کند و به همین جهت در دورهای خیلی زیادمی توان آن ها را به کار برد وبا داشتن این خواص زمان انجام کار با این فولاد هاکوتاه تر ودر نتیجه سرعت برش خیلی زیادوسطح کار هم کاملاً صاف و تمیز بدست می آید. برای انجام کار روی جنس های مختلف کارهای تراشکاری لازم است که نوع فلز سخت متناسب با آن ها را به کار برد.
رنده الماسه ها: الماسه ها را اغلب به جای لبه برنده ابزار بکار می برند، جنس آن ها خیلی سخت و مقاومت شان در مقابل سائیدگی بی اندازه خوب است. رنده الماسه ها را مخصوصاً برای ظریف کاری قطعات روی ماشین های مخصوص مصرف می نمایند.
مواد برش سرامیکی: که خیلی سخت هستند و به جای قسمت و قطعه برنده در رنده گیرها بسته می شوند
فرم لبه برنده ابزار :
در قلم های تراشکاری دو قسمت که یکی بدنه و دیگری سر برنده ابزار باشد تشخیص داده می شود قسمت بدنه برای بستن است و سربرنده برای جداکردن براده ودارای لبه برنده لازم می باشد.
فرم اصلی کلیه ابزارهای براده برداری شبیه به گوه است.لبه برنده عبارت از خط تقاطع دو سطح گوه است لیکن قاعدتاً لبه سطوح محدود شده گوه را هم به عنوان لبه برنده حساب می کنند.
فرم اصلی کلیه ابزارهای براده برداری شبیه به گوه است.لبه برنده عبارت از خط تقاطع دو سطح گوه است لیکن قاعدتاً لبه سطوح محدود شده گوه را هم به عنوان لبه برنده حساب می کنند.
سطوح قطعه کار :
یکی سطح برش روی قطعه کار است و عبارت از سطحی که مستقیماً زیر لبه برنده ابزار قرار می گیرد و دیگری سطح کار شده وآن عبارت از سطحی کلی است که در اثر حالت برش روی کار ایجاد شده است.
سطوح،زاویه و لبه برنده در سر برنده ابزار :
یکی سطح براده است و همان سطحی از لبه برنده ابزار است که براده روی آن حرکت دارد. دیگری سطح آزاد است که در نقطه مقابل سطح برش سر برنده ابزار قرار دارد. به اضافه زاویه آزاد α که بین سطح برش و سطح آزاد است و زاویه گوه که بین سطح آزاد و سطح براده قرار گرفته و بالاخره زاویه براده γ که بین خط مرکز روی سطح برش و سطح براده واقع شده.زوایای آزاد وگوه وبراده جمعاً تشکیل یک زاویه 90 درجه می‌دهند.
لبه بدنه اصلی عبارت از لبه برنده‌ای است که در نقطه مقابل جهت بار قرار دارد و لبه برنده فرعی عبارت از لبه برنده‌ای است که متصل به لبه برنده اصلی میباشد.
لبه بدنه اصلی عبارت از لبه برنده‌ای است که در نقطه مقابل جهت بار قرار دارد و لبه برنده فرعی عبارت از لبه برنده‌ای است که متصل به لبه برنده اصلی میباشد.
مقدار یا بزرگی زاویه لبه برنده :
ارتباط با جنس کاری دارد که باید از روی آن براده‌برداری شود و برای جلوگیری از شکستن لبه برنده بایستی برای جنس سخت‌تر زاویه گوه بزرگتری نسبت به جنس نرم‌تر اختیار کرد.
مقدار زاویه آزاد را فقط باید آن حد بزرگ گرفت که سطح آزاد رنده با کار اصطکاکی نداشته باشد. از طرفی هرچه زاویه براده بزرگتر باشد جدا شدن براده از کار سهل‌تر صورت میگیرد اما با وجود این نباید فراموش کرد که بزرگ کردن این زاویه طبق دلخواه نمی‌تواند باشد زیرا بزرگ شدن آن ارتباط مستقیم با کوچک شدن زاویه گوه دارد.
مقدار زاویه آزاد را فقط باید آن حد بزرگ گرفت که سطح آزاد رنده با کار اصطکاکی نداشته باشد. از طرفی هرچه زاویه براده بزرگتر باشد جدا شدن براده از کار سهل‌تر صورت میگیرد اما با وجود این نباید فراموش کرد که بزرگ کردن این زاویه طبق دلخواه نمی‌تواند باشد زیرا بزرگ شدن آن ارتباط مستقیم با کوچک شدن زاویه گوه دارد.
زاویه تنظیم :
عبارت از زاویه‌است که بین لبه برنده اصلی و سطح کار قرار دارد و چنان چه مقدار این زاویه بزرگ باشد عرض براده کم خواهد شد و فشار برش روی طول کوتاهی از لبه برنده که کار میکند تقسیم میشود. بدیهی است که در چنین حالتی لبه برنده تحت فشار بسیار زیادی واقع شده و در نتیجه دوام کمتری خواهد داشت و اگر زاویه تنظیم کوچکتر باشد با یکنواخت ماندن عمق براده عرض آن بیشتر شده و ثمره آن این است که دوام لبه برنده نیز بیشتر میشود مقدار زاویه تنظیم در حالت طبیعی 45 درجه است.
اگر مقدار زاویه تنظیم از حالت طبیعی کمتر انتخاب شود یک فشار برگشت یا مخالف (R) بزرگی تولید میشود که در نتیجه آن کارهای نازک و بلند تراشکاری خم می‌شوند مقدار این فشار برگشت یا مخالف در حالی که زاویه تنظیم بزرگتر از حد لازم باشد کوچکتر بوده و خطر خم شدن قطعات کار نیز کمتر خواهد بود.
اگر مقدار زاویه تنظیم از حالت طبیعی کمتر انتخاب شود یک فشار برگشت یا مخالف (R) بزرگی تولید میشود که در نتیجه آن کارهای نازک و بلند تراشکاری خم می‌شوند مقدار این فشار برگشت یا مخالف در حالی که زاویه تنظیم بزرگتر از حد لازم باشد کوچکتر بوده و خطر خم شدن قطعات کار نیز کمتر خواهد بود.
زاویه تیزی :
محصور به لبه برنده اصلی و فرعی است و مقدارش
90 درجه است.رنده تراشکاری که زاویه تیزی کمتری داشته باشد خیلی زود کند میشود.
90 درجه است.رنده تراشکاری که زاویه تیزی کمتری داشته باشد خیلی زود کند میشود.
زاویه تمایل :
وضع قرار گرفتن لبه برنده اصلی را نسبت به افق تعیین میکند. لبه برنده ممکن است افقی بالاتر از افق و یا زیر افق قرار گیرد. برای کارهای روتراشی تجربه این طور نشان داده است که تمایل لبه برنده به زیر افق بهتر است زیرا در این حال براده بهتر جدا میشود. زاویه تمایل برای رنده‌های تراشکاری از 3 تا 5 درجه است.
انواع رنده‌ها یا قلم‌های تراشکاری :
انجام هر کار تراشکاری مستلزم رنده مناسبی برای آن کار است. مثلاً برای روتراشی، پرداختکاری، سوراخکاری، پیشانی‌تراشی، پیچ تراشی و امثال آنها باید قلم‌های فرم دار مناسبی انتخاب کرد.
قلم‌های روتراشی :
مطلب مهم در کارهای روتراشی این است که در زمان کوتاهی مقدار زیادی براده از روی کار جدا شودازاین رو بایستی اصولاً رنده‌های تراشکاری رنده‌های جاندار و قوی باشند. این گونه رنده‌ها ممکن است فرم صاف و یا فرم خمیده داشته باشند.
معمولاً بر حسب وضع لبه برنده اصلی، رنده‌ها به دو دسته چپ و راست تقسیم می‌شوند و برای تشخیص چپ و راست رنده چنین عمل میشود:
رنده را بطوری که سر برنده آن بطرف مشخص و به سمت بالا باشد راست نگه می‌دارند چنان چه لبه برنده اصلی آن در سمت راست قرار گیرد آن را رنده راست و اگر برعکس لبه برنده‌اش در سمت چپ واقع شود رنده چپ یا به اصطلاح چپ تراش است.
معمولاً بر حسب وضع لبه برنده اصلی، رنده‌ها به دو دسته چپ و راست تقسیم می‌شوند و برای تشخیص چپ و راست رنده چنین عمل میشود:
رنده را بطوری که سر برنده آن بطرف مشخص و به سمت بالا باشد راست نگه می‌دارند چنان چه لبه برنده اصلی آن در سمت راست قرار گیرد آن را رنده راست و اگر برعکس لبه برنده‌اش در سمت چپ واقع شود رنده چپ یا به اصطلاح چپ تراش است.
قلم‌های پرداختکاری :
با عمل پرداختکاری بایستی در کار سطح خارجی صافی تولید شود و برای این منظور اغلب رنده پرداخت سرصافی که لبه برنده آن کمی گرد شده باشد به کار می‌برند گاهی نیز از رنده پرداخت سر پهن استفاده میشود. لبه برنده رنده‌های پرداختکاری بایستی پس از سنگ زدن با کمال دقت بوسیله سنگ دستی آماده شوند زیرا در غیر این صورت سطح خارجی کار تراشیده شده صاف نخواهد بود.
قلم‌های بغل‌تراش :
برای پیشانی تراشی و هم چنین برای تراش گوشه‌های تیز به کار برده می‌شوند. لبه برنده فرعی این رنده‌ها برای جدا کردن براده مناسب نیست و به این جهت در موقع تراش با این رنده‌ها باید حرکت آنها از داخل کار به سمت خارج آن باشد.
قلم‌های تراشکاری فرم دار :
برای انجام انواع مختلف کارهای تراشکاری رنده‌های متفاوتی که لبه برنده آنها فرم متناسبی با نوع آن کار داشته باشد وجود دارند.
قلم‌گیر :
قلم‌گیرها برای نگاه‌داری رنده‌های کوچک و یا تیغچه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. رنده‌گیرها از فولاد ساختمانی ارزان ساخته می‌شوند و با به کار بردن آنها از مصرف بیهوده فولاد ابزار گران قیمت جلوگیری میشود.
چگونگی مراقبت از قلم‌های تراشکاری :
رنده‌های تراشکاری را باید اصولاً به طوری مواظبت نمود که کوچکترین صدمه‌ای به لبه برنده آنها وارد نشود زیرا در هر نوبت که آنها را تیز کنند علاوه بر به هدر رفتن مقداری از فلز قیمتی مقداری هم از وقت پرارزش بیهوده تلف میشود. بدیهی است که لبه‌های برنده پس از مدت زیادی کار قابلیت برش خود را از دست داده و کند می‌شوند و کار با چنین رنده‌های کندی موجب اصطکاک و تولید حرارت بیشتری شده و نتیجتاً سطح خارجی کار هم ناصاف در می‌آید در موقعیکه رنده را از نو تیز می‌کنند لازم نیست که تمام لبه برنده صدمه دیده آن را از بین ببرند بلکه انجام این عمل در چند مرحله بطوری که پس از هر مرحله مقدرای با آن کار شود به صرفه نزدیکتر است.
برای سنگ زدن رنده قاعدتاً بایستی به ترتیب اول با سنگ خشن زبر و بعد با سنگ نرم رنده را تیز کنند.بهتر است که برای انجام این منظور از سنگ بشقابی استفاده شود. موقعی که رنده را با سنگ نرم آماده می‌کنند باید توجه داشته باشند که زوایای لازمی که با سنگ زبر به آن داده شده از بین نرود.
در مورد تیز کردن ابزارهایی از فلزات سخت ابتدا بدنه آن را بوسیله سنگی از جنس الکتروگروند تیز کرده و بعد برای تیز کردن تیغچه آن که از فلز سخت است از سنگ دیگری که جنسش کاربید است استفاده می‌نمایند.
برای تیز کردن قلم نکات ذیل باید مراعات شود :
1- سنگ باید در خلاف لبه رنده حرکت داشته باشد.
2- فشار برنده باید متناسب باشد.
3- در مورد سنگهایی که بوسیله مایعی باید خنک شوند لازم است مایع خنک کننده به حد کافی در جریان باشد.
4- از توخالی کردن سطح آزاد رنده باید امتناع کرد.
5- زاویه برنده رنده را بایستی با شابلون مخصوص آزمایش کرد.
6- سنگهایی که چرب شده و یا از حالت دایره‌ای خارج شده باشند ابتدا بوسیله دستگاه مخصوص صاف و آماده گردند.
برای سنگ زدن رنده قاعدتاً بایستی به ترتیب اول با سنگ خشن زبر و بعد با سنگ نرم رنده را تیز کنند.بهتر است که برای انجام این منظور از سنگ بشقابی استفاده شود. موقعی که رنده را با سنگ نرم آماده می‌کنند باید توجه داشته باشند که زوایای لازمی که با سنگ زبر به آن داده شده از بین نرود.
در مورد تیز کردن ابزارهایی از فلزات سخت ابتدا بدنه آن را بوسیله سنگی از جنس الکتروگروند تیز کرده و بعد برای تیز کردن تیغچه آن که از فلز سخت است از سنگ دیگری که جنسش کاربید است استفاده می‌نمایند.
برای تیز کردن قلم نکات ذیل باید مراعات شود :
1- سنگ باید در خلاف لبه رنده حرکت داشته باشد.
2- فشار برنده باید متناسب باشد.
3- در مورد سنگهایی که بوسیله مایعی باید خنک شوند لازم است مایع خنک کننده به حد کافی در جریان باشد.
4- از توخالی کردن سطح آزاد رنده باید امتناع کرد.
5- زاویه برنده رنده را بایستی با شابلون مخصوص آزمایش کرد.
6- سنگهایی که چرب شده و یا از حالت دایره‌ای خارج شده باشند ابتدا بوسیله دستگاه مخصوص صاف و آماده گردند.
ماشینهای کنترل عددی
ماشینهای کنترل عددی
ماشینهای کنترل عددی اصطلاحا به ماشینهای CNC,NC گفته می شود ماشینهایی اتوماتیک هستند که توسط سیستم کنترل الکترونیکی کنترل می شوند این ماشینها طبق مراحل و مسیر پیش بینی شده به اندازه های مورد نیاز و با سرعت و پیشروی مشخص شده توسط یک سری دستورات در قالب حروف و ارقام کنترل می شوند .
ماشینهای NC
حروف اول (numerical control) به معنای کنترل عددی می باشد و ماشینهای NC ماشینهایی هستند که حرکات محورها و کلیه عملیات ماشینکاری ماشین توسط سیستم کنترل الکترونیکی قابل برنامه نویسی ولی بدون کامپیوتر کنترل می شود .
ماشینهای CNC
ماشینهای CNC ماشینهایی هستند که حرکت محورها و کلیه عملیات ماشینکتوسط کنترل می شوند بطوریکه این سیستم می تواند با استفاده از کامپیوتر کنترل می شوند بطوریکه این سیستم می تواند با استفاده از کامپیوتر و امکانات حافظه ای خود اطلاعات وارد شده را پردازش کرده و این اطلاعات توسط ریزپردازنده ها (میکروپروسورها (MICRO PROCESSOR) تبدیل به علائم کنترل برای ماشینهای افزار می گردد .
مقایسه ماشینهای CNC با ماشینهای افزار یونیور سال :
آنچه ماشین CNC را از انواع ماشینهای یونیورسال معمولی متمایز می کند عمدتا کاربرد سیستم کامپیوتر در ماشین است . بطوریکه کاربرد کامپیوتر در ماشین افزار از دهه ۱۹۶۰ که متشکل از مدارات مجتمع دیجیتالی و کامپیوترهای کوچک می باشد آغاز گردید و این خود باعث دگرگونی ساختمان ماشین و بهبود کیفیت آن گردید . تفاوت ماشینهای CNC با ماشینهای یونیورسال معمولی در رابطه با سیستم و مکانیزم ساخت
شکل ظاهری
ساختمان بدنه ماشینهای یونیور سال معمولی پیچیده است و معمولاً از یک موتور و تعداد زیاد چزخ دنده های معمولی کاهنده – افزاینده – پیچهای ذوزنقه – چرخ تسمه های معمولی – کلاچ و اهرم بار دستی جهت انتقال حرکت و تغییر سرعت استفاده می شود در صورتی که در ماشینهای CNC ساختمان بدنه از نظر ظاهری ساده تر ولی دقت اجرای حرکت ماشین بیشتر و عموماً هر محور ماشین را یک موتور مستقل به حرکت در می آورد و قطعات نصب شده درروی آنها خیلی دقیق و حساس می باشد از قبیل چرخ تسمه های زمانی – تسمه های زمانی – پیچهای ساچمه ای و …
نوع محرکه
در ماشینهای یونیور سال معمولی معمولا از موتور AC استفاده می شود و برای تغییر سرعت از گیربکس و اهرمهای دستی استفاده می شود در صورتی که در ماشینهای CNC معمولاً از موتورهایی استفاده می شود که سرعت آنها قابل تنظیم است .
از لحاظ سیستم کنترل
در ماشینهای یونیور سال معمولی اپراتور عملیات ماشین را کنترل می کند در صورتی که ماشینهای CNC یک کامپیوتر عملیات را کنترل می کند مثال : ماشینهای یونیور سال معمولی ماشینهای سطوح مخروطی و شیب دار و قوسی به صورت دستی از طریق زاویه به سوپرت کوچک فوقانی و یا از طریق شابلون و …انجام می گیرد و نوک ابزار تابع ح۲۲ رکتها و دقت مکانیکی می باشد در صورتی که در ماشینهای CNC ماشینکاری سطوح مخروطی و قوسی و شیب دار از طریق یک سیستم کامپیوتر کنترل می شوند و برای نمونه یک مسیر زاویه دار یا یک حرکت قوسی به هزاران و یا میلیونها خط مستقیم تبدیل می شود .
از لحاظ اندازه گیری
در ماشینهای یونیور سال معمولی مقدار اندازه حرکت محورها با های نسب ورنیه شده روی ماشین و یا با وسایل اندازه گیری دستی از قبیل کولیس اندازه گیری می شوند که دقت اندازه گیری کم و خطا بیشتر است در صورتی که در ماشینهای CNC مقدار اندازه حرکت محورها توسط سنسورهای دقیق الکترونیکی مستقیماً نشان داده می شود .
از لحاظ ابزار گیر
در ماشینهای یونیور سال معمولی ابزار به صورت دستی تعویض می گردد . در صورتی که در ماشینهای CNC از برجک اتوماتیک ابزار و یا خشاب ابزار عوض کن اتوماتیک استفاده میشود .
از لحاظ سیستمهای جانبی
در ماشینهای یونیور سال معمولی از سیستم های کمکی و جانبی استفاده نمی شود در صورتی که در ماشینهای CNC از سیستمهای جانبی جهت تولید سریعتر قطعات بالا بردن کیفیت قطعه کار همچنین حفاظت های لازم وجود دارد . از قبیل :
۱- میکروسویچهای حفاظتی الکترونیکی و مکانیکی
۲- اطاقک حفاظتی
۳- سه نظام بانکهای اتوماتیک با سیستم هیدرولیک
۴- سیستم روغن کاری اتوماتیک
از لحاظ نظارت و عملکرد ماشین
در ماشینهای یونیور سال معمولی اپراتور ناچار است بطور دائم مراقب عملکرد صحیح ماشین و ساخت قطعه و اندازه گیری آن باشد در صورتی که در ماشین CNC با دادن اطلاعات مورد نیاز به اپراتور او از وضعیت عملکرد ماشین آگاه می کند . و از طرفی نظارت دائم اپراتور به علت وجود سیستم هوشمند مورد نیاز نیست . بطوریکه در ماشین افزارهای معمولی میزان تجربه شخص ماشینکار مورد اهمیت است . در این حالت بایستی قادر به کنترل حرکات ماشین . بصورت دستی باشد ولی در ماشینهای CNC عملیات ماشینکاری جزء به جزء در یک مقیاس وسیعی بوسیله دستگاههای کنترل ماشین صورت می گیرد .
cavitation
cavitation
کاویتاسیون یکی از خطرناکترین حالتهایی است که ممکن است برای یک پمپ به وجود آید. آب یا هر مایع دیگری، در هر درجه حرارتی به ازای فشار معینی تبخیر می شود. هرگاه در حین جریان مایع در داخل چرخ یک پمپ، فشار مایع در نقطه ای از فشار تبخیر مایع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حبابهای بخار یا گازی در فاز مایع به وجود می آیند که به همراه مایع به نقطه ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می نمایند. اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد، حبابهای بخار در این محل تقطیر شده و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف شده و با سرعتهای فوق العاده زیاد به اطراف و از جمله پره ها برخورد می نمایند. در چنین مکانی بسته به شدت برخورد، سطح پره ها خورده شده و متخلخل می گردد. این پدیده مخرب در پمپ ها را کاویتاسیون می نامند.
پدیده کاویتاسیون برای پمپ بسیار خطرناک بوده و ممکن است پس از مدت کوتاهی پره های پمپ را از بین ببرد. بنابراین باید از وجود چنین پدیده ای در پمپ جلو گیری گردد. کاویتاسیون همواره با صدا های منقطع شروع شده و سپس در صورت ادامه کاهش فشار در دهانه ورودی پمپ، بر شدت این صدا ها افزوده می گردد. صدای کاویتاسیون مخصوص ومشخص بوده وشبیه برخورد گلوله هایی به یک سطح فلزی است. همزمان با تولید این صدا پمپ نیز به ارتعاش در می آید. در انتها این صداهای منقطع به صداهایی شدید ودائم تبدیل می گردد و در همین حال نیز راندمان پمپ به شدت کاهش می یابد. این پدیده در سرعتهای بالا باعث خرابی و ایجاد گودال می گردد . گاهی در یک سیستم هیدرولیکی به علت بالا رفتن سرعت‚فشار منطقه ای پائین می اید و ممکن است این فشار به حدی پائین بیاید که برابر فشار سیال در آن شرایط باشد و یا در طول سرریز یا حوضچه خلأزایی در اثر وجود ناصافیها و یا ناهمواریهای کف سرریز خطوط جریان از بستر خود جدا شده و بر اثر این جداشدگی فشار موضعی در منطقه جداشدگی کاهش یافته و ممکن است که به فشار بخار سیال برسد . در این صورت بر اثر این دوعامل بلافاصله مایعی که در آن قسمت از مایع در جریان است به حالت جوشش درامده و سیال به بخار تبدیل شده و حبابهایی از بخار بوجود میاید . این حبابها پس از طی مسیر کوتاهی به منطقه ای با فشار بیشتر رسیده و منفجر میشود و تولید سر وصدا می کند و امواج ضربه ای ایجاد می کند و به مرز بین سیال و سازه ضربه زده و پس از مدت کوتاهی روی مرز جامد ایجاد فرسایش و خوردگی میکند . تبدیل مجدد حبابها به مایع و فشار ناشی از انفجار آن گاهی به ١٠٠٠ مگا پاسکال میرسد .
ریخته گری فولاد و تاریخچه آن
ریخته گری فولاد و تاریخچه آن
در فولاد ریزی دو روش عمده ریخته گری داریم :
۱- روش شمش ریزی: که ریخته گری جهت تولید آلیاژ انجام می شود.
۲- شکل ریزی: که ریخته گری جهت تولید قطعه انجام می شود.
تاریخچه فولاد سازی
فولاد نوعی آهن است که بیشتر ناخالصی های آن جدا شده است . آهن عنصری ،فلزی مستحکم، سخت ،سنگین و به رنگ خاکستری است. این ماده در شهاب سنگ ها یافت می گردد. همچنین آهن در ترکیب با بسیاری از کانی ها در پوسته زمین پیدا می شود. آهن به آسانی زنگ می زند و می توان آن را مغناطیسی ساخت وبه شدت جذب آهنربا نمود. از این ماده جهت ساختن بسیاری از سازه ها استفاده می گردد. فولاد (آهن ذوب شده) با گرمای شدید و آمیختن آن با کربن (آلیاژ) درست می شود . از فولاد برای ساختن ماشین آلات ، اتو مبیل ، ابزار آلات و دیگر مصنوعات استفاده می گردد.
تاریخ ذوب آهن و آهن کاری به درازای خود تاریخ است . باستان شناسان در مصر ابزارهایی آهنی یافتند که تاریخ ساخت آنها به ۳۰۰۰ سال پیش از میلاد مسیح بر می گردد، و زیور آلات آهنی حتی پیش از این تاریخ نیز به کار می رفت . اسلحه های آهنین ساخته شده به وسیله تیمار گرمایی برای یونانیان در ۱۰۰۰ سال پیش از میلاد امری شناخته شده بود.
آهن ورزیده (چکش خوار)
وسایل آهنی اولیه و آنهایی که تا سده ی چهاردهم ساخته می شد تحت عنوان آهن ورزیده رده بندی می گردد. آنها را با گرما دادن توده های سنگ معدن آهن و زغال چوب در کوره ی آهنگری یا کوره های آهن دارای تهویه مصنوعی تولید می کردند. تحت این تیمار ، سنگ معدن احیا و اسفنجی از آهن فلز و لجنی (سر باره ای ) حاوی نا خالصی های فلزی و خاکستر چوب تبدیل می شد . این اسفنج آهنی را از کوره بیرون می آورند در حالی که هنوز گداخته و ملتهب بود و آن را با پتک های سنگین می کوبیدند تا سرباره و جوش از آن خارج شود و به آهن جامد تبدیل شود.
آهنی که تحت این شرایط تولید می شد حاوی ۳ درصد ذرات سرباره و ۱/۰ درصد دیگر ناخالصی ها بود . گاه این تکنیک آهن سازی بر حسب تصادف به جای آهن چکش خوار فولاد واقعی به دست می داد. آهنگران آموخته اند که با گرما دادن آهن چکش خوار و ذغال چوب در بوته های سفالین به مدت چندین روز فولاد به دست آورنده طی این فرایند آهن کربن کافی جذب می کرد تا به فولاد واقعی تبدیل گردد.
آهن لخته (خام یا شمش)
پس از سده چهار دهم اندازه کوره هایی که برای ذوب آهن به کار می رفت افزایش یافت ، و از کشش اضافی برای بافشار وارد کردن گازهای حاصل از احتراق به درون((بار)) کوره حاوی آمیزه ی مواد خام استفاده می شد .در این کوره های وسیع تر ،سنگ آهن در بخش بالایی کوره نخست به آهن فلزی تبدیل می شد و سپس به علت گازهایی که با فشار وارد آن می شد با کربن بیشتری آمیخته می گردید. ابزارهای اولیه آهنی که تا سده ی چهاردهم ساخته می شد تحت نام آهن چکش خوار دسته بندی می گردد. فراورده های این کوره ها آهن لخته بود ، آلیاژی که در دمای پایین تری نسبت به آهن چکش خوار ذوب می شود. آهن لخته (چدن خام) (بدان علت به این اسم نامگذاری شده که معمولا آن را در شمش های کوتاه وپهن که تحت عنوان قالب فلزی یا بلوک نامیده می شود می ساختند) وسپس تصفیه ی بیشتری روی آن انجام می شد تا به فولاد تبدیل شود.
دم و کوره های الکتریکی
امروزه برای ذوب آهن از کوره های دم دار استفاده می شود که در واقع نوع بهبود یافته کوره هایی است که آهنگران قدیم برای تهیه ی آهن به کار می بردند. فرایند تصفیه آهن گداخته به کمک جریان هوا به وسیله مخترعی انگلیسی به نام سر هنری بسمر تکمیل گردید که کوره بسمر یا کونورتور (کوره مخصوص تولید فولاد) را در سال ۱۸۵۵ اختراع کرد.
چگونه فولاد می سازیم
کارخانه های فولاد از چهار واحد اولیه ی یکپارچه درست شده است شامل:
· احیای مستقیم
· کوره ی قوس الکترونیکی
· ریخته گری پیوسته (متوالی)
· کارخانه نورد
هر یک از واحد ها واحد بعدی را تغذیه می کند.
کارخانه احیای مستقیم با استفاده از ساچمه های سنگ معدن آهن جامد تولید می کنند.
اولی گاز طبیعی را به هیدروژن و مونوکسید کربن تبدیل می کند . این گازها اکسیژن را از سنگ معدن گرم شده در کوره می زدایند و سنگ آهن را به آهن فلزی تبدیل می کنند.گاز/آب خنک کننده در بخش پایین کوره جریان می یابد و آهن را سرد می کند.
طی این فرایند چیزی تولید می شود که آهن مستقیما احیا شده نام دارد (DRI) واین ماده به درون کوره قوس الکتریکی تغذیه می گردد.
کوره قوس الکتریکی (EAF)
EAF برای ساختن فولاد گداخته از DRI به کار می رود.کوره، همراه با سقف آن به یک سو چرخانده می شود، وبا قراضه بار گیری می شود.
قوس جریان الکتریکی توانمندی بین الکترودها و بار کوره به جهش در می آید. این عمل گرمای شدیدی پدید می آورد که بار را ذوب وباعث پیشرفت آن دسته از واکنش های شیمیایی می شود که به تولید فولاد می انجامد.
در پایان فرایند تصفیه ،کارگران جریان برق کوره الکتریکی را قطع می کنند . سپس کوره را کج می کنند ،کوره ای که بر روی اهرم های نوسان کننده ای نصب شده ، تا سرباره بیرون ریزد.
پس از بیرون ریختن سرباره ،کوره ی الکتریکی به سوی دیگر خم می شود . فولاد مایع از دهانه بارگیری خارج می شود ودر پاتیل یا کفچه گرد آوری می گردد.
ریخته گری پیوسته (CC)
فولاد گداخته ی تولید شده در کوره الکتریکی به درون واحد قالب گیری (ریخته گری) وارد می گردد،که آهن گداخته(گدازه)را به شکل شمش در می آورد. فولاد از درون قالبی با شکل ویژه جاری می شود آب سرد به سرعت فولاد را سرد می کند ،و باعثمی شود که به هنگام عبور از میان غلتک های مخصوص سخت شود.
فولاد گداخته تولید شده در کوره ی الکتریکی به درون واحد ریخته گری پیوسته سرازیر می شود که فولاد گداخته را به شمش تبدیل می نماید.
دستگاه نورد
این واحد دیگری است که فولاد گداخته را شکل می دهد . تولید مفتول های فولادی در دستگاه نوردی انجام می گیرد. دستگاه نورد غلتک هایی دارد که طوری شیار یافته اند که بتوانند شمش داغ را به اشکال مقطع گرد، بیضوی، مربع یا شش گوشه در آورند
خواص مکانیکی فولادها :
۱- استحکام مناسب که بین ۴۰۰تا ۲۰۰۰ مگاپاسکال می باشد
۲- قابلیت شکل پذیری بالا
۳- مقاومت خستگی مناسب
۴- مقاومت در درجه حرارت پایین مقاومت در درجه حرارت بالا
۵- قابلیت جوشکاری
دسته بندی فولاد ها :
معمولا به سه دسته فولاد های ساده کربنی فولاد های پر آلیاژی فولاد های کم آلیاژی
انواع فولادهای ساده کربنی :
فولادهای کم کربن – کربن متوسط و پر کربن :
فولاد های کم کربن: که در این فولاد ها مقدار کربن کمتر از ۰.۲% می باشد لذا قابلیت شکل پذیری و فرم دهی بالا دارد که در صنعت بیشتر در مواردی به کار می رود که استحکام پایین همراه با قابلیت انعطاف بالا در نظر باشد
فولاد های کربن متوسط : که در این فولاد ها مقدار کربن بین ۰.۲تا ۰.۵% می باشد که در مقایسه با فولاد کربنی استحکام و سختی بالاتری دارند ولی انعطاف پذیری پایین تری دارند که عموما در صنایع راهسازی و ماشین سازی از این گروه استفاده می شود
فولاد های پرکربن : که در این فولاد ها مقدار کربن پس از ۰.۵% می باشد که افزایش درصد باعث افزایش سختی و کاهش انعطاف پذیری می شود در مواردی استفاده می شود که نیاز به سختی و مقاومت به سایش بالا باشد
فولاد های کم آلیاژی : در این فولاد ها میزان عناصر آلیاژی کمتر از ۸% می باشد . وجود عناصر آلیاژی باعث افزایش خواص مکانیکی فولاد می شود وجود عناصر آلیاژی باعث جلوگیری از تغییر فرم – تابیدگی و ترک خوردن آلیاژ در حین عملیات حرارتی می شود که عمدتا در ساخت قطعات و قالبهای خاص صنعتی ساخته می شود
فولاد های پرآلیاژی : میزان عناصر آلیاژی در این نوع فولادها بیش از ۸% می باشد و در مواردی مصرف می شود که خواص خالی را در نظر داشته باشیم به عنوان مثال مقاومت به خوردگی بالا و مقاومت به سایش بالا و با توجه به اینکه قیمت عناصر بالا می باشد و همچنین تکنولوژی اضافه کردن این عناصر نیز بالاتر می باشد لذا فولاد های آلیاژی از نظر قیمت بالاتر می باشد .
انواع کوره های ذوب در فولاد ریزی :
کوره هایی که در ذوب فولاد استفاده می شود شامل کوره های زیمنس مارتین کوره های القایی و قوس کوره های کوپل و کنوتر دوپله کردن کوپل و کنورترمی باشد .
مراحل دوبله کردن کوپل و کنورتر :
۱- تهیه مذاب در کوره کوپل
۲- انتقال به پاتیل با جداره بازی و گوگرد زدائی
۳- تخلیه مذاب در کنورتر به روش اکسیژن و هوا که با دمش هوا کربن سوخته می شود و واکنش های زیررا به وجود می آورد .
Fe+O=FeO
Si+FeO=SiO+Fe+Q
Mn+FeO=MnO+Fe+q
C+FeO=CO+Fe+Q
که کربن لحظه به لحظه می سوزد و مذاب به مذاب فولادتبدیل می شود وجوشش کربن صورت می گیرد لحظه ای که درصد کربن به ۰.۵% در مذاب می رسد فرآیند جوشش کربن به حدی می رسد که فرآیند حرارت را در مذاب نداریم که برای افزایش راندمان به جای هوا اکسیژن تزریق می کنند در روش های جدید برای کنترل بیشتر مذاب مذاب به کورههای القایی منتقل می شود و ترکیب شیمیایی آن کنترل می شود
عملیات کیفی در تهیه قطعات فولادی : شامل اکسیژن زدایی سرباره گیری ریخته گری قطعات تمیزکاری و جوشکاری می باشد .
جهت اکسیژن زدایی در مراحل اولیه از فروسیلیس – سیلیکم منگنز و فرومنگنز استفاده می شود در صورتی که بخواهیم میزان اکسیژن به زیر ۰.۱% برسد از Alو Ti در آخرین مرحله استفاده می شود .
تمیزکاری: معمولا از طریق شات بلاست و سند بلاست انجام می شود
جوشکاری : که بر خلاف چدن در قطعات فولادی به علت قابلیت جوشکاری بالا انجام می شود که شامل پر کردن اثرات انقباضی-گازی و نیامد در کردن در طی فرآیند ریخته گری می باشد
مراحل جوشکاری : انتخاب نوع الکترود و اندازه الکترود عملیات پیش گرم کردن قطعات قبل از جوشکاری عملیات تنش زدایی بعد از جوشکاری تمیز کاری
تست های غیر مخرب : نظیر ماوراء بنفش التراستیگ ایکسرید
تاثیر عناصر جزئی بر فولاد ها ساده کربنی :
منگنز : جزء عناصر موجود در فولاد های ساده کربنی مقدار آن ۰.۶تا ۰.۸۵ درصد که پیش از این مقدار به عنوان عنصر آلیاژی در فولاد ها می باشد باعث افزایش سختی استحکام و مقاومت به ضربه فولاد می شود می تواند به عنوان اکسیژن زدا درفولاد ها استفاده شود .
Si سیلیس : به عنوان اکسیژن زدا استفاده می شود مانع از پایداری سمنتیت می شود مقدار آن ۰.۰۶% می باشد و بیشتر از این مقدار به عنوان عنصر آلیاژی می شود
Niو Cu : تا حدود ۰.۵ باعث افزایش سختی پذیری و خواص مکانیکی می شود که پایدار کننده ی آستینیت می باشد بیشتر از این مقدار به عنوان عنصر آلیاژی محسوب می شود
سایر عناصر آلیاژی نظیر کرم مولیبدن وانادیم و تنگستن تا حدود ۰.۰۵% در فولاد های ساده کربنی وجود دارد که باعث افزایش خواص مکانیکی می شود
Al&TI :به عنوان اکسیژن زدا در مراحل تولید استفاده می شود.
ازت : مقدار آن بین ۰.۰۰۵ تا ۰.۱۲ درصد می باشد تا این مقادیر باعث افزایش خواص مکانیکی می شود بیش از این مقدار به علت تشکیل مک و حفره گازی در قطعات تولیدی باعث کاهش خواص مکانیکی می شود
گوگرد : از عناصر مضر در فولاد می باشد به علت تشکیل فاز FeSتا سولفید آهن که فازی با نقطه ذوب پایین و ترد می باشد و در مراحل انتهایی انجماد در مرز دانه رسوب می کند باعث کاهش شدید خواص مکانیکی می شود همچنین به هنگام عملیات حرارتی به علت ذوب موضعی در مرز دانه باعث ایجاد ترک موسوم به ترک سرخ می شود وجود منگنز تشکیل فاز MnS یا سولفید منگنز را می دهد این فاز نرم بوده و تاثیر سوءکمتری نسبت به FeS دارد MnS در داخل دانه پخش می شود .
فسفر : تمایل به جدایش بیشتری دارد لذا در محل هایی که آخرین انجماد را دارند جمع می شوند تشکیل فاز فسفید آهن یاFe3P را می دهد این فاز تشکیل یوتکتیک سه تایی می دهد که نقطه ذوب پایین دارد که در مرز دانه ها رسوب کرده و باعث شکست دانه ها می شود میزان فسفر و گوگرد کمتر از ۰.۰۵ درصد می باشد
سیستم راهگاهی در فولاد ریزی :
شامل حوضچه بارریز – راهگاه بارریز حوضچه پای راهگاه راهگاه اصلی آشغالگیر کانال های فرعی و اصلی می باشد .
عموما نوع سیستم راهگاهی فشاری بوده s>r>g نکاتی که در طراحی سیستم راهگاهی در فولاد ریزی باید درنظر بگیریم :
بین راهگاه بارریز و حوضچه بارریز شیب زیادی وجود داشته باشد وجود این شیب از نفوذ آخال و هوا به داخل سیستم راهگاهی می شود .
راهگاه بارریز مخروطی می باشد
گوشه های راهگاه اصلی و فرعی گرد می شود
انتهای راهگاه اصلی بعد از آخرین راهگاه فرعی ادامه پیدا می کند تا ناخالصی ها وارد سیستم راهگاهی نشود
در انتهای راهگاه بارریز حوضچه پای راهگاه را در نظر می گیرند
مقطع راهگاه اصلی به طرف راهگاه فرعی کم می شود
حدالامکان از راهگاه اصلی و فرعی عریض استفاده نشود
انجماد جهت دار به طرف تغذیه
جنس راهگاه اصلی در مورد قطعات بزرگ از مواد دیرگداز با نقطه زینتر بالا باشد
تقسیم بندی سیستم راهگاهی بر اساس ابعاد قطعات : عموما چهار نوع راهگاه در فولاد ریزی وجود دارند
۱) راهگاه از بالا برای قطعات با ارتفاع کم
۲) راهگاه از بغل برای قطعات با ارتفاع متوسط وابعاد بزرگ
۳) راهگاه از پایین برای قطعات با ارتفاع بلند در حالت باید فوق ذوب زیاد در نظرگرفته شودتا از انجماد زود رس در سطح مذاب جلوگیری شود
۴) راهگاه پله ای : که برای قطعات با ارتفاع زیاداستفاده می شود هر یک این روش نسبت به روش فوق این است که مذاب در هر لحظه مذاب گرم به سطح مذاب هدایت می شود برای جلوگیری از ورود آخال از راهگاه های مورب استفاده می شود.
تعیین ابعاد سیستم راهگاهی :
نکته : در بین راهگاه اصلی و فرعی معمولا یک آشغال گیر قرار می دهند
تعین ابعاد آشغال گیر:
آشغال گیر و فیلتر محفظه این دو بین راهگاه اصلی و فرعی می باشد که به منظور آخال گیری و جدا کردن آخال و جلوگیری از ورود آن ها به محفظه قالب تهیه میشود .
کورة القایی
تکنولوژی کورة القایی یک تکنولوژی استراتژیک و پرکاربرد است که از جمله در ذوب فلزات با استفاده از انرژی الکتریکی کاربرد دارد.زیربنای صنایع سنگین هر کشور، صنایع ذوب فلزات است. زیربنای صنایع ذوب نیز صنایع کوره سازی است.لذا از اینجا اهمیت صنایع کورهسازی بوضوح روشن می گردد.
در گذشته بیشتر از کوره های سوخت فسیلی برای ذوب فلزات استفاده می شد . آلودگی محیط زیست، راندمان پایین، سروصدای زیاد، عدم یکنواختی مذاب، عدم توانایی ذوب فلزات دیرگداز و مسائلی از این قبیل، مشکلاتی بود که این کوره ها به همراه داشتند.
در چند دهة اخیر توجه متخصصین و دست اندرکاران کوره سازی به استفاده از انرژی الکتریکیدر این زمینه جلب شد و نسل جدیدی از کوره های الکتریکی بوجود آمد که از این میان به دو مدل از کوره های ذوب می توان اشاره نمود:
۱-کورههای قوس الکتریک
۲- کورههای القایی
کوره های قوس الکتریک برای ذوب فولاد و به منظور فولادسازی مورد استفاده قرار میگیرد که فعلاً بحث دربارة آن مورد نظر نیست. اما دربارة کوره های القایی و یا به عبارتی تکنولوژی گرمایش القایی، زمینة بحث بسیار گسترده و عمیق است که مختصری درباره آن صحبت میکنیم:
تکنولوژی گرمایش القایی در واقع تولید حرارت توسط میدان متغیر مغناطیسی قوی است که توسط سیستمهای مختلفی قابل تولید است.در گذشته این میدانها را توسط ژنراتورهای دینامیکی تولید می کردند. بدین شکل که یک ژنراتور فرکانس متوسط را با یک موتور سه فاز کوپل می کردند و با اضافه کردن یکسری خازن در مدار رزونانس، جریانهای متغیری را در داخل کویل گرمکن بوجود می آوردند. بر این مبنا حرارت در قطعة قرارداده شده در کویل بوجود می آمد.
با پیشرفت تکنولوژی “الکترونیک قدرت” و ساخته شدن سوئیچهای سریع و قوی، نسل جدیدی از ژنراتورها بوجود آمد که اصطلاحاً به آنها ژنراتورهای استاتیکی گفته میشود. در این نوع ژنراتورها حرکت مکانیکی وجود ندارد. بهاضافه اینکه کنترل قدرت ژنراتور بسیار دقیقتر و کاملتر میسر است.
نکتة مهم دیگر اینست که ساخت کورة القایی یک کار تکنولوژی‌بر است.حداکثر ۲۰ الی ۳۰ درصد قیمت یک کوره, مواد به کار رفته در آن میباشد و بقیه قیمت تکنولوژی آن است. به همین دلیل است که تکنولوژی آن را به ما نمی‌فروشند. البتهدولت ارزش این تکنولوژی را درک نمیکند و برای وام گرفتن، تنها ملک و زمین را به عنوان وثیقه قبول دارند و تکنولوژی را که ۵۰ میلیون دلار ارزش دارد به عنوان وثیقه قبول ندارند و برای آن ریالی ارزش قائل نیستند.
اهمیت این تکنولوژی در این مطلب نهفته است که زیر بنای بسیاری از تکنولوژیها و صنایع می باشد و به عبارتی اکثر صنایع سنگین به نوعی به این تکنولوژی وابسته اند. مطلب دوم اینکه این تکنولوژی خود بسترساز بسیاری از تکنولوژیهای دیگر است که به نوبة خود برای کشور مفید خواهند بود. با توجه به نیاز کشور به این تکنولوژی به نظر می رسد می باید نظر مسئولین مربوطه نسبت به این صنعت بیشتر جلب گردد تا در آینده بتوانیم شاهد شکوفایی و رشد و ترقی روزافزون این تکنولوژی در کشور باشیم.
موفق با شید
روش های تولید فولاد:
روش های تولید فولاد:
با توجه به تنوع موارد استفاده فولاد در دنیا و گسترده شدن دایره مصرف فولاد با پیشرفت تکنولوژی، تولید فولاد و نیز همگام با پیشرفت تکنولوژی تغییرات بسیاری داشته است، که در پی این تغییرات تولیدکنندگان سعی در بالا بردن بهره‌وری و استفاده از انرژی و سوخت‌های ارزان‌تر با توجه به محیط جغرافیایی خود کرده‌اند.
روشهای تولید فولاد خام
امروزه فن‌آوری‌های مورد استفاده در تولید محصولات فولادی در مراحل بعد از به دست آوردن فولاد مذاب یعنی ریخته‌گری و نورد، کم و بیش یکسان است. اما برای به دست آوردن فولاد مذاب یا خام، از فن‌آوری‌های مختلفی میتوان استفاده کرد.
به طور کلی فولاد خام از دو روش زیر تولید میگردد:
1 - تهیه آهن خام یا چدن مذاب در کوره بلند (BF) و تولید فولاد در کانورترهای اکسیژنی، نظیر ذوب‌آهن اصفهان.
2 - احیای مستقیم سنگ‌آهن (DR) و ذوب آهن‌اسفنجی (DRI) و قراضه (Scrap) در کورههای الکتریکی از قبیل قوس الکتریکی (EAF) نظیر فولاد خوزستان یا القایی (IMF)، نظیر مجتمع فولاد جنوب.
لازم به ذکر است که تولید فولاد از روشهای دیگری نظیر روش کوره باز (Open Heart) نیز انجام میگیرد که با توجه به حجم تولید بسیار محدود آن در جهان، که طبق آمار Wrold Steel حدود 5/2درصد از کل تولید فولاد جهان در سال 2007 بوده است و کاهش پیوسته تولید از این روش، در اینجا مورد بررسی قرار نمی‌گیرد.
در روش اول، که شیوه سنتی تولید است، از احیای غیرمستقیم آهن استفاده گردیده، سنگ‌آهن پس از فرآوری به همراه آهک و کک وارد کوره بلند شده، آهن خام یا چدن مذاب (Pig Iron) به دست می‌آید. در مرحله بعد آهن خام در یک کانورتر به فولاد مذاب تبدیل گردیده، کربن و ناخالصی‌های دیگر آن به کمک اکسیژن خارج و فولاد خام (Crude Steel) تولید میگردد.
روش دوم تولید فولاد، استفاده از کورههای الکتریکی و ذوب مجدد قراضه آهن و فولاد میباشد. به دلیل کمبود منابع قراضه در جهان و نیز رشد فزاینده قیمت آن در طول سال‌های گذشته، در این روش میتوان به همراه قراضه از آهن اسفنجی نیز برای ذوب در کوره استفاده نمود.
آهن اسفنجی
آهن اسفنجی محصول عملیات احیای مستقیم سنگ‌آهن است که دارای عیار بالای آهن بوده، جایگزین مناسبی برای قراضه جهت ذوب است. تولید آهن اسفنجی از سنگ‌آهن، عموما به دو روش گازی (Gas Based) یا استفاده از زغال‌سنگ (Coal Based)، برای احیای آهن صورت می‌پذیرد. معمولا در کشورهایی که دارای ذخایر گاز هستند، از روش گازی استفاده میگردد. در ایران نیز به طور مثال، فولاد خوزستان و فولاد مبارکه از گاز به عنوان ماده احیا کننده استفاده می‌کنند. شناخته‌شده‌ترین روشهای احیای مستقیم گازی روشهای میدرکس و HYL هستند. شرکت MMTE ایران و نیز شرکت ایریتک دارای لیسانس ساخت کارخانه‌های احیای مستقیم (از کوبه استیل) با تکنولوژی میدرکس هستند. 3/66درصد فولاد خام جهان به کمک روش کوره بلند و 2/31درصد آن نیز به روش احیای مستقیم و استفاده از کورههای الکتریکی تولید میگردد. با وجود آنکه بیشتر تولید فولاد خام در جهان به وسیله روش کوره بلند تولید میشود، اما موارد ذیل استفاده از روش احیای مستقیم و کورههای الکتریکی را، مخصوصا در ایران، توجیه‌پذیرتر می‌کنند:
- با توجه به استفاده از قراضه آهن، این روش سریعتر است.
-هزینه راه‌اندازی یک واحد کوره بلند نسبت به یک واحد احیای مستقیم و کوره الکتریکی در ظرفیت‌های متناظر، بالاتر است. به طور مثال در محاسبات شرکت ملی فولاد، میزان سرمایه‌گذاری مورد نیاز، به ازای تولید هر تن فولاد با توجه به مفروضات ذیل انجام میگیرد:
کوره بلند (شامل کک سازی، آگلومراسیون، کوره بلند، کانورتر و ریخته‌گری مداوم شمش) 510 دلار
روش دیگر (شامل گندله‌سازی، احیای مستقیم، کوره قوس الکتریکی و ریخته‌گری مداوم شمش) 430 دلار
- کک متالورژیکی که یکی از مواد اولیه مورد نیاز کورههای بلند است، از زغال‌سنگ کک شو به دست می‌آید که منابع آن در ایران محدود است. همچنین این ماده عمدتا وارداتی و گرانقیمت است. برای تولید هر تن آهن خام به روش کوره بلند، طبق استانداردهای جهانی به حداقل 5/1 تن سنگ آهن و 450 کیلوگرم کک متالورژیکی نیاز بوده که گاهی این مقدار تا 3 تن سنگ آهن و 1000 کیلوگرم کک هم افزایش می‌یابد. در نتیجه با توجه به آنکه میتوان از گاز به عنوان ماده احیاکننده در روش احیای مستقیم استفاده نمود و با وجود منابع عظیم گاز در ایران، عملا روش کوره بلند مزیت خود را از دست میدهد.
- روش کوره بلند محدودیت‌های زیست‌محیطی بیشتری نسبت به روش احیای مستقیم دارد.
- آهن اسفنجی عیار بالاتری نسبت به آهن خام دارد.
- کوره بلند در ظرفیت‌های بالا (حداقل 2 میلیون تن در سال) دارای توجیه اقتصادی بیشتری است، در حالی‌که از روش احیای مستقیم میتوان در واحدهای کوچک فولادسازی نیز با توجیه اقتصادی مناسب استفاده کرد.
- آهن‌اسفنجی را میتوان به صورت آهن گرم کلوخه شده (HBI) درآورده، به سهولت حمل یا ذخیره کرد.
- در فرآیند احیای مستقیم میتوان از گازطبیعی بدون حذف ناخالصی‌های آن استفاده کرد.
در عین حال شرکت‌های ذوب‌آهن اصفهان، فولاد میبد، فولاد زاگرس، ذوب‌آهن غرب کشور و فولاد زرند طبق برنامه چهارم توسعه، در مجموع حدود 5 میلیون تن فولاد، از طریق روش کوره بلند تولید خواهند کرد که با توجه به پتانسیل‌های موجود در کشور، به نظر کافی می‌آیند.
توجیه تولید آهن‌اسفنجی در ایران
با توجه به آنچه گفته شد، در ایران تولید فولاد از طریق آهن‌اسفنجی توجیه مناسب‌تری داشته، لذا به بررسی بیشتر آن می‌پردازیم. لازم به ذکر است تولید فولاد از طریق احیای مستقیم و کورههای الکتریکی در راستای سیاست‌های شرکت ملی فولاد و وزارت صنایع نیز بوده است. بر این اساس، با استفاده از آمار، به بررسی وضعیت آهن‌اسفنجی در جهان و کشورهای پیش‌رو در این زمینه می‌پردازیم. بر اساس اطلاعات World Steel، هندوستان بزرگ‌ترین تولیدکننده آهن اسفنجی در دنیا میباشد. این کشور از مجموع تولید 9/64 میلیون تن آهن اسفنجی دنیا در سال 2007، حدود 1/18 میلیون تن یعنی حدود 28درصد از کل تولید را به خود اختصاص داده است. ونزوئلا با 12درصد، ایران با حدود 5/11درصد (5/7 میلیون تن در سال) و مکزیک با حدود 10درصد در جایگاه‌های بعدی قرار دارند. حدود 80درصد آهن اسفنجی جهان در کشورهای مذکور به علاوه عربستان سعودی، ترینیداد، روسیه و مصر تولید میشود. دلیل اصلی آمار بالای تولید آهن‌اسفنجی در چند کشور محدود، به ذخایر گاز و زغال‌سنگ (حرارتی)، به عنوان عوامل اصلی جهت تولید انرژی مورد نیاز فرآیند احیای مستقیم مربوط میشود.در کشور هند، حدود 70درصد تولید آهن اسفنجی با استفاده از زغال‌سنگ (حرارتی یا کک نشو) و حدود 30درصد با استفاده از گاز (در 7 کارخانه) تولید میگردد. روشهای استفاده از زغال‌سنگ در فرآیند احیای مستقیم در هند متنوع بوده و تعدادی از آنها عبارتند از:
SL/RN، JINDAL، DRC، CODIR، Popurri، Krupp Rein، ACCAR، Inmetco، Fastmet، Hoganas، SIIL، TDR، DAV، Kinglor-Metor
تعداد کارخانه‌های بزرگ تولیدکننده آهن‌اسفنجی با کمک زغال‌سنگ در هند حدود 55 کارخانه و تعداد کارخانه‌های کوچک که هرکدام بین 10 هزار تا 30 هزار تن در سال تولید دارند، بیش از 300 کارخانه تخمین زده میشود. همچنین در کشور ونزوئلا آمار تولید آهن‌اسفنجی نشان میدهد تنها 5درصد از کل تولید این کشور با استفاده از زغال‌سنگ به دست می‌آید و 95درصد تولید بر روش‌هایی مبتنی است که از گاز طبیعی استفاده می‌کنند.همچنین با بررسی کشور مکزیک، که دارای ذخایر عظیم گاز بوده و پس از ونزوئلا و ایالات متحده سومین دارنده ذخایر اثبات شده نفت و گاز در نیمکره غربی است، به این نتیجه می‌رسیم که در این کشور آهن‌اسفنجی به طور 100درصد با استفاده از روش گازی تولید میشود.
به طور کلی در جهان، روش تولید آهن اسفنجی با استفاده از زغال‌سنگ 6/22درصد از کل تولید را به خود اختصاص داده است که در این میان روش SL/RN که توسط شرکت Lurgi آلمان به وجود آمده و سپس در هندوستان توسعه داده شده است، با حدود 12درصد از کل تولید آهن‌اسفنجی با زغال‌سنگ، یعنی 7/2درصد از کل تولید آهن‌اسفنجی جهان، روش Jindal با حدود 8درصد از کل تولید آهن‌اسفنجی با زغال‌سنگ و DRC با حدود 4درصد بیشترین سهم را در میان روشهای مختلف استفاده از زغال‌سنگ دارند و دیگر روشها سهمی کمتر از 4درصد کل تولید به عهده دارند. با وجود آنکه تولید آهن‌اسفنجی در سال‌های اخیر، به کمک زغال‌سنگ در هندوستان توسعه یافته است، اما موارد زیر احتمالا مسیر گسترش استفاده از این فرآیند را تغییر خواهد داد:
-استفاده از زغال‌سنگ در جایی مقرون به صرفه است که گازطبیعی در اختیار نباشد و ذخایر زغال‌سنگ قابل استحصال باشند.
-با توجه به آنکه معادن زغال‌سنگ هرساله هزینه‌های بیشتری برای استحصال طلب میکند، توجیه اقتصادی استفاده از آن در آینده زیر سؤال خواهد رفت.
-تولید آهن‌اسفنجی به کمک زغال‌سنگ سهم زیادی در آلودگی محیط زیست و انتشار گازهای گلخانه‌ای خواهد داشت. این موضوع دولت هند را نیز بر آن داشته تا کنترل بیشتری بر این صنعت داشته باشد. با توجه به آنچه گفته شد، دولت هند سیاست‌های گسترده‌ای را در جهت توسعه استفاده از گازطبیعی دنبال میکند، و از طرفی جهت جلوگیری از آسیب به محیط زیست بر قوانین سخت‌گیرانه خواهد افزود. چنین به نظر میرسد که سرعت گسترش استفاده از روش زغال‌سنگ، در آینده کند شده و در هند نیز، این صنعت جای خود را به روش گازی خواهد داد .
پوشش دهی به روش نفوذ در حالت جامد
پوشش دهی به روش نفوذ در حالت جامد
خوردگی یکی از عوامل تخریب سازه ها و قطعات فلزی و از نظر اقتصادی پارامتری هزینه بر است. یکی از روشهای مهندسی مقابله با خوردگی ، ایجاد پوششهایی با مقاومت بالا در برابر خوردگی ، بر سطح مورد نظر است.در این میان فلز روی به دلیل خواص الکتروشیمیایی آن در مقایسه با فولاد و ویژگی محصولات خوردگی آن ، برای این منظور اهمیت ویژه ای دارد. یکی از روشهای نوین پوشش دهی روی ، پوشش دهی به روش نفوذ در حالت جامد است که دارای برتری هایی هم از نظر مهندسی سطح و خوردگی و هم از نظر اقتصادی و زیست محیطی نسبت به سایر روشهای پوشش کاری روی است. با این روش که در دانشگاه صنعتی امیرکبیر ارائه شده است ، فلزات به روش جدید پوشش داده می شوند. به این ترتیب و با طراحی روش جدید نفوذ در حالت جامد برای پوشش دهی و جلوگیری از خوردگی فولاد و چدن با روی ، عمر قطعات ساخته شده با این آلیاژها تا چند برابر افزایش می یابد.
مهندسی سطح ، به عنوان دانشی برای تکمیل و بهبود خواص سطح در گستره ای از فلزات ، پلاستیک ها، پلیمرها و سایر مواد مهندسی جایگاه ویژه ای دارد و به همین دلیل همواره شاهد نوآوری و ارتقا در روشهای مهندسی سطح هستیم.به طور کلی با فرآیندهای سطح ، خواص سطحی قطعات صنعتی را از لحاظ مقاومت سایشی و مقاومت خوردگی می توان بالا برد.
خوردگی عبارت است از تخریب ناخواسته یک ماده در اثر واکنش آن با محیط اطرافش. در این میان فلزات قابلیت هدایت الکتریکی زیادی دارند و فرآیند خوردگی در آنها از نوع الکتروشیمیایی است. در حالی که برای مواد غیر هادی ، از نوع شیمیایی است و اصول شیمی فیزیکی درباره آنها مطرح می شود.امروزه به دلیل گسترش استفاه از فلزات اهمیت خوردگی فلزات بیشتر از گذشته است ، کاربردهای ویژه نظیر انرژی اتمی ، استفاده از فلزات نادر و گرانقیمت می طلبد که جلوگیری از خوردگی آنها نیز اهمیت ویژه ای داشته باشد، خورندگی محیط بر اثر آلودگی آب و هوا افزایش یافته است که موجب افزایش خوردگی فلزات می شود و در طراحی های جدید استفاده از سازه های سبکتر الزامی است و بنابراین همچون گذشته که سازه ها سنگین تر بود، نمی توان خوردگی را نادیده گرفت
در این شرایط در کنار افزایش عمر مفید قطعات ، امکان ساخت قطعات با مواد اولیه ارزان تر نیز ممکن می شود. مهندسی سطح ، پهنه وسیعی از کاربردها از موارد تزئینی و در مصارف خانگی گرفته تا موارد فنی و در مصارف صنعتی را شامل می شود و تاثیر مثبتی در انتخاب مواد، روش تولید، ملاحظات اقتصادی و نگهداری و تعمیرات قطعات دارد. در این میان پوشش کاری یکی از روشهای مهندسی سطح و برای تکمیل خواص سطحی قطعات یا تعمیر و بازسازی آنهاست. روشهای متفاوتی برای پوشش کاری با توجه به خواص مورد نیاز پوشش و جنس مواد اصلی (پایه) و نیز محدودیت های فنی وجود دارد. اما نکته مشترک در همه این روشها، دستیابی به خواص بهینه تر و هزینه تمام شده کمتری با تغییر پارامترهای موثر در هر روش است. یکی از مواردی که برای مقابله با آن ، از پوشش کاری سطوح کمک گرفته می شود، خوردگی و اکسیداسیون سطح قطعات است.
خوردگی ، عامل بخش عمده ای از شکست سازه های فلزی است و اهمیت آن نه تنها از این نظر است که شکست در بیشتر موارد ناگهانی رخ میدهد، بلکه بیشتر به علت حضور و تاثیر همه جانبه آن است.
پوششهایی از جنس روی
پوشش کاری روی با روشهای متنوعی صورت می گیرد و پوشش حاصل از هر کدام از این روشها، ویژگی ها و مشخصات خود را دارند و پارامترهای متفاوتی مانند دمای فرآیند، زمان فرآیند، آنالیز شیمیایی محلول یا پودر فرآیند و سایر عملیات جانبی دیگر مانند عملیات حرارتی ، عملیات مکانیکی و عملیات شیمیایی تکمیلی در کیفیت پوشش تاثیر دارند. بنابراین با توجه به خواص مورد نیاز و مطالعات اقتصادی و محدودیت های هر فرآیند، باید روش مناسب را انتخاب کرد.
پوشش حاصل از روش نفوذی در حالت جامد دارای برتری های نسبی در مقایسه با سایر روشهای دیگر است که از آن جمله می توان به عدم آلایندگی محیط زیست ، مصرف کمتر انرژی ، سهولت فرایند پوشش کاری ، یکنواختی سطح پوشش ، امکان تشکیل پوششهای رنگی ، امکان پوشش کاری مناسب شیارها، لبه های تیز و منافذ قطعات و بویژه عمر طولانی تر (نرخ خوردگی کمتر) پوشش اشاره کرد. ضمن آن که عمده ترین موارد کاربرد این روش نوین ، پوشش دهی پیچ و مهره ها، واشرها، بست ها و قطعات دارای منافذ و سوراخ های ریز و کوچک در صنایع خودروسازی ، صنایع دریایی و زیردریایی ، قطعات کشاورزی و باغبانی ، خطوط انتقال برق و تجهیزات ماهواره ای و مخابرات ، صنایع پتروشیمی و… است.
این روش برای نخستین بار در دنیا، در سال 2000 میلادی توسط یک تیم پژوهشی از دانشمندان روسی و به نام اسرائیل (رژیم اشغالگر قدس) تحت عنوان تجاری Distek ابداع و ثبت شد.به این ترتیب تمامی صنایع استفاده کننده از این روش پس از خرید تکنولوژی از این شرکت اسرائیلی برای تامین پودر مورد نیاز و سایر خدمات فنی ، به نمایندگی های انحصاری این شرکت در چند کشور وابسته هستند.به همین دلیل هم تاکنون از این روش در کشور ایران استفاده نشده است و پس از مطالعات و پژوهش های انجام شده در این زمینه و دستیابی به ترکیب پودر مناسب که دارای قیمت تمام شده پائین تری نسبت به پودر مشابه است ، امکان استفاده صنعتی از این روش بدون نیاز به خرید تکنولوژی و وابستگی های بعدی در داخل کشور به وجود آمده است.
مزایای نفوذ در حالت جامد
در آزمایش های انجام شده نرخ خوردگی در آهن پوشش داده شده با روش غوطه وری گرم گالوانیزه به طور متوسط 350 میکرون است در حالی که در نمونه به دست آمده این میزان به 15 میکرون رسیده است. در این طرح پوشش هایی با ضخامت 60 تا 95 میکرون ایجاد شد و نتایج هم با استفاده از میکروسکوپ نوری ، میکروسکوپ روبشی (STM) و همچنین با کمک اشعه ایکس (XRD) بررسی و صحت سنجی شد. درواقع به کمک این روش با توجه به ضعف فولاد در برابر خوردگی ، فلز روی که در سطح فلز قرار می گیرد، خورده شده و محصولات خوردگی آن با تشکیل لایه ای متراکم و چسبنده نفوذ خوردگی به فولاد را بسیار کند می کنند. در این شیوه که نخستین بار در سال 2000 میلادی ثبت شده پودر روی مخلوط با چند ماده کمکی دیگر، در درجه حرارت معین و بدون نیاز به ذوب شدن در سطوح فولاد نفوذ می کند و پوشش محافظ تشکیل می شود.
پیچیدگی این روش در تعیین میزان مواد کمکی ، حرارت مورد نیاز و سرعت چرخش قطعات برای پوشش دهی به شمار می رود. در این تحقیق عملیات پوشش دهی روی بر روی نمونه هایی از جنس فولاد ساده کربنی انجام گرفت.از پودر روی هم به عنوان منبع تامین کننده روی ، استفاده شده است.بطورکلی در پوشش دهی به حالت چرخشی ، نمونه به همراه مخلوط پودر در یک محفظه استوانه ای فولادی ریخته می شود.در واقع این محفظه توسط یک موتور گرداننده با دور چرخش قابل کنترل در درون یک کوره مقاومتی استوانه ای با سرعت معین چرخانده می شود. پس از تعیین ترکیب بهینه پودر با توجه به نتایج آزمون پتانسیو استات و مطالعات ریز ساختاری ، در دما و زمان ثابت و سرعت چرخش معین ، به منظور دستیابی به شرایط مناسبی از متغیرهای موثر در کیفیت پوشش ، فرآیند پوشش دهی صورت می گیرد؛ سپس پس از تعیین دمای بهینه ، عملیات در مدت زمان های مختلف و پس از آن با سرعت چرخش های متفاوت انجام می گیرد. به منظور بررسی امکان پذیری انجام فرآیند پوشش دهی در حالت ساده تر، آزمایش هایی در حالت ثابت انجام می شود. در این روش ، ابتدا نمونه های آماده سازی شده به همراه پودر فرآیند در جعبه ای از جنس فولاد نسوز قرار می گیرند و روی آنها با یک ورقه فولادی پوشانده می شود و در نهایت به منظور جلوگیری از اکسید شدن پودر با اتمسفر کوره ، سطوح جعبه با مخلوط گل و سیمان نسوز پوشانده می شود.
در واقع در این روش تشکیل لایه های آلیاژی آهن - روی باعث کاهش نرخ خوردگی پوشش ایجاد شده می شود، فاز زتا در آب بندی کردن ترک های موجود در لایه میانی (فاز دلتا) و در نتیجه افزایش مقاومت به خوردگی پوشش تاثیر مثبت دارد، استفاده از ترکیب بهینه پودر فرآیند باعث افزایش مقاومت به خوردگی پوشش می شود، استفاده از ترکیب بهینه پودر فرآیند باعث کنترل ضخامت فاز ترد و شکننده زتا می شود و دستیابی به لایه ای متشکل از سه فاز گاما، دلتا و زتا با روش پوشش دهی نفوذ در حالت جامد به حالت چرخشی امکانپذیر است.
روشهای ساخت کامپوزیتها
* روش های مختلفی جهت تولید قطعات کامپوزیتی پایه پلیمری وجود دارد که به طور کلی به سه دسته تقسیم می شوند :
1- روش های تولید ساده لایه چینی دستی و پاششی که شامل روش های تولید با قالب باز هستند . تیراژ دراین نوع تولید ، محدود یک الی سه قطعه در روز است و کیفیت محصول به اپراتور بستگی دارد .
2- روش های تولید خاص پالتروژن ، پیچش الیاف و لایه نشانی پیوسته که جهت تولید قطعات خاص مانند لوله ، پروفیل ، ورق و غیره مورد استفاده قرار می گیرند .
3- روش تولید قطعات صنعتی SMC ، BMC ، RTM ، GMT ، LFT و ... که روش های LFT و GMT مربوط به گرمانرم ها و روش های RTM ، BMC و SMC مربوط به گرما سخت ها هستند .
بازار تولید قطعات صنعتی در اروپا در سال 1999 معادل 352 هزارتن بوده که سهم هریک از این روش ها به صورت زیر است :
1- روش تولید SMC
Sheet Moulding Compoundیا SMC ترکیبی از خانواده گرما سخت های تقویت شده با الیاف شیشه بین 60- 20 درصد است که معمولا ً از پنج ماده اصلی زیر تشکیل شده است :
- رزین پلی استر غیر اشباع ویژه SMC که دارای یک پیک گرمازا بین 290-220 درجه سانتی گراد است .
- افزودنی LS , LP
- الیاف شیشه معمولا ً از نوع رووینگ
- پر کننده کربنات کلسیم ، کائولن و هیدروکسید آلومینیوم
فرآیند تولید قطعه SMC شامل سه مرحله است :
- تهیه ورق یا لایه SMC
- تولید قطعه قالب گیری
- عملیات تکمیلی
تهیه ورق SMC به این شکل است که ابتدا مواد اولیه مطابق فرمولاسیون درون مخلوط کن و با دور بالا مخلوط می شوند . پس از آن که خمیر حاصله به گرانروی مناسب رسید ، غلیظ کننده Thickener به آن اضافه می شود . خمیر حاصل به وسیله پمپ ، به دستگاه تولید ورق SMC منتقل و بر روی دو لایه فیلم پلی اتیلنی ، به عنوان فیلم حامل Carrier ، ریخته می شود . میزان خمیر به وسیله دو تیغه قابل تنظیم است . سپس الیاف شیشه به طول 25 میلی متر 50-12 میلی متر بریده شده و به صورت منظم بر روی خمیر ریخته می شود . لایه حاصل همراه با فیلم دیگر که فقط شامل خمیر است و فاقد الیاف است تشکیل یک لایه را می دهند . پس از عبور از یک سری غلتک ، الیاف به صورت کامل با خمیر آغشته می شود ، سپس ورق بسته بندی می شود . پس از حدود سه الی پنج روز محصول آماده عملیات قالب گیری است . لایه های SMC برش خورده ، درون قالب گرم فولادی قرار می گیرند و پرس طی دو مرحله بسته شده و دو مرحله فشار اعمال می شود . در نهایت ضمن عملیات پخت قطعه درون قالب محصول تولید می شود .
تجهیزات مورد نیاز عبارتند از : پرس هیدرولیک با قابلیت Close speed دردو مرحله مرحله اول mm/s 250-100 و مرحله دوم mm/s 20-5/2 و قابلیت اعمال فشار در دو مرحله و قالب از جنس فولاد با قابلیت گرم شدن به وسیله الکتریسیته یا روغن .
مزایای این روش ، تولید در حجم زیاد ، امکان ساخت قطعات ساده و پیچیده ، تولید قطعه با کیفیت سطحی A ، هزینه بسیار کم نیروی انسانی به ازای واحد محصول ، قیمت پایین محصول تمام شده و مشخصات مکانیکی یکنواخت با تلرانس 6 درصد بوده و معایب آن ، نیاز به سرمایه گذاری زیاد ، عملیات پیچیده تر بازیافت نسبت به گرمانرم ها است . روش SMC به طور گسترده ای در صنایع الکتریکی به کار می رود . میزان مصرف اروپا در سال 1999 معادل 82 هزار تن تابلوهای برق ، قطعات الکتریکی ، محفظه چراغ بزرگراه و اتوبان بوده است . علت استفاده از SMC در صنایع الکتریکی ، نارسانایی الکتریکی ، پایداری در حرارت بالا ، عدم نیاز به رنگ آمیزی ، مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی ، مقاومت مکانیکی زیاد ، مقاومت شیمیایی ، پایداری ابعادی ، قابلیت بازیافت و آزادی عمل در طراحی است .
این روش در صنعت حمل و نقل نیز کاربردهای فراوانی دارد . میزان مصرف آن در اروپا در سال 1999 معادل 67 هزار تن شامل بدنه خودرو ، قطعات با استحکام زیاد ، بدنه قطارهای سریع السیر ، قطعات کامیون و اتوبوس بوده است . علت استفاده از SMC در صنایع حمل و نقل وزن کم محصول ، پایداری ابعادی ، آزادی عمل در طراحی ، توانایی تولید قطعه با کیفیت سطحی A ، هزینه کم سرمایه گذاری نسبت به تولید قطعه فلزی ، سرعت عمل در مونتاژ ، مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی و تولید قطعه با ضخامت های متغیر است .
روش SMC در صنعت ساختمان نیز به کار گرفته شده است . به طوری که میزان مصرف آن در اروپا در سال 1999 معادل 41 هزارتن شامل ساخت پانل های ساختمانی ، حمام آماده ، صندلی ، میز و سایر موارد بوده است .
2- روش تولید BMC
Bulk Moulding Compound یا BMC ترکیبی از خانواده گرما سخت های تقویت شده با الیاف شیشه است که طول الیاف در آن 6 میلی متر 12-4 میلی متر و میزان الیاف در خمیر بین ده تا حداکثر بیست درصد است . فرآیند تولید قطعه BMC شامل سه مرحله است . تهیه خمیر BMC ، تولید قطعه قالب گیری و عملیات تکمیلی . تهیه خمیر BMC بدین شکل است که ابتدا مواد اولیه مطابق فرمولاسیون درون مخلوط کن با دور بالا مخلوط و پس از این که خمیر به دست آمده به گرانروی مناسب رسید به مخلوط کن دیگری از نوع دو باز و با تیغه Z پمپ می شود . سپس به آن غلیظ کننده Thickener و الیاف شیشه به طول 6-4 میلی متر اضافه و مخلوط می شوند . خمیر حاصل درون فیلم پلی اتیلنی بسته بندی می شود و پس از حدود سه الی پنج روز ، محصول آماده عملیات قالب گیری است . تکه های BMC آماده درون قالب گرم فولادی قرار می گیرند و پرس طی دو مرحله بسته و دو مرحله فشار اعمال می شود . در نهایت ضمن عملیات پخت درون قالب ، قطعه تولید می شود .
تجهیزات مورد نیاز عبارتند از : پرس هیدرولیک با قابلیت Close speed در دو مرحله مرحله اول mm/s 250-100 و مرحله دوم mm/s 20-5/2 و قابلیت اعمال فشار در دو مرحله و قالب از جنس فولاد با قابلیت گرم شدن بوسیله الکتریسیته یا روغن .
مزایای این روش عبارتند از : تولید در حجم زیاد ، امکان ساخت قطعات ساده و پیچیده ، تولید قطعه با کیفیت سطحی A ، هزینه بسیار کم نیروی انسانی به ازای واحد محصول و بهای کم محصول تمام شده و معایب آن شامل نیاز به سرمایه گذاری زیاد در عملیات پیچیده بازیافت نسبت به گرمانرم ها است .
3- روش تولید GMT
Glass Mat reinforced Thermoplastic یا GMT ترکیبی از خانواده گرمانرم های معمولا ً پلی پروپیلن تقویت شده با الیاف شیشه اند که در آن الیاف شیشه به صورت مت یا تک جهته استفاده می شود . فرآیند تولید قطعه GMT شامل چهار مرحله است : تهیه الیاف مت مخصوص GMT ، تهیه ورق GMT ، تولید قطعه قالب گیری و عملیات تکمیلی . در این روش یک blank GMT گرمانرم PP درون کوره قرار داده شده و جهت آماده سازی عملیات قالب گیری گرم می شود . سپس با قرار دادن آن درون قالب و بسته شدن پرس طی دو مرحله و اعمال فشار در یک مرحله ، قطعه تولید می شود .
تجهیزات مورد نیاز عبارتند از : پرس هیدرولیک با قابلیت Close speed در دو مرحله مرحله اول mm/s 500-200 ، مرحله دوم mm/s 20-10 و قابلیت اعمال فشار دریک مرحله ، قالب از جنس فولاد یا آلومینیوم با قابلیت تثبیت درجه حرارت و کوره از نوع هوای گرم یا مادون قرمز .
مزایای روش GMT عبارتند از : تولید در حجم زیاد ، امکان ساخت قطعات ساده و پیچیده ، هزینه بسیار کم نیروی انسانی به ازای محصول ، قابلیت بازیافت ، تنوع در محصولات ، قیمت متوسط محصول و امکان استفاده از ربات جهت اتوماسیون کامل تولید و معایب آن شامل نیاز به سرمایه گذاری زیاد ، عدم توانایی تولید محصول با کیفیت سطحی A و قابلیت اشتعال است .
4- روش تولید LFT
روش های مختلفی وجود دارد که اساس همگی آنها ترکیب زمینه پلی پروپیلن یا انواع دیگر گرمانرم ها با الیاف شیشه بلند درون اکسترو در طی دو مرحله و سپس آماده سازی آن و قرار دادن ورق آماده درون پرس ، بسته شدن پرس طی دو مرحله و اعمال فشار در یک مرحله است .
تجهیزات مورد نیاز عبارتند از : اکسترودر ، پرس هیدرولیک و قالب از جنس فولاد یا آلومینیوم با قابلیت تثبیت درجه حرارت .
مزایای روش LFT عبارتند از: تولید در حجم زیاد ، امکان ساخت قطعات ساده و پیچیده ، هزینه بسیار کم نیروی انسانی به ازای محصول ، قابلیت بازیافت ، تنوع در محصولات ، قیمت کم محصول ، امکان استفاده از ربات جهت اتوماسیون کامل تولید و معایب آن شامل نیاز به سرمایه گذاری زیاد ، عدم توانایی تولید محصول با کیفیت سطحی A و قابلیت اشتعال است .
5- روش تولید RTM
تزریق رزین به داخل یک قالب بسته- تجهیزات مورد نیاز این روش عبارتند از : قالب بسته معمولا ً از جنس کامپوزیت ، دستگاه تزریق رزین ، دستگاه خلأ ، بالابر و لوازم مناسب برش و یا شکل دهی الیاف .
از مزایای روش آر تی ام می توان به ساخت قطعات با ابعاد بزرگ، نیاز به سرمایه گذاری اولیه کم قالب و تجهیزات، قابلیت تولید قطعه با کیفیت سطحی بالا و مشخصات مکانیکی مناسب و از معایب آن به عدم قابلیت تولید قطعات پیچیده، قیمت تمام شده متوسط جهت محصول ، عملیات پیچیده تر بازیافت نسبت به گرمانرم ها اشاره کرد .
اس ام سی: 190 هزارتن معادل 54 درصد
بی ام سی: 90 هزارتن معادل 6/25 درصد
ال اف تی و جی ام تی: 42 هزارتن معادل 9/11 درصد
آر تی ام: 30 هزارتن معادل 5/8 درصد
مباحث اساسی در مهندسی مکانیک
استاتیک یا ایستایی‌شناسی شاخه‌ای از دانش فیزیک و علوم مهندسی است که به بحث و مطالعه دربارهٔ سامانه‌های فیزیکی در حال تعادل ایستا (یا تعادل استاتیکی) می‌پردازد. تعادل ایستا حالتی است که در آن، مکان نسبیِ زیرسامانه‌ها نسبت به یک‌دیگر تغییر نکند یا آنکه اجزا و سازه‌ها در اثر اعمال نیروهای خارجی، در حال ایستا و سکون باقی بمانند. در حالت تعادل ایستا، سامانهٔ مورد نظر یا در حال سکون است یا مرکز جرم (گرانیگاه) آن با سرعت ثابت حرکت میکند.
با استفاده از قانون دوم نیوتون به این نتیجه می‌رسیم که در یک سامانهٔ در حال تعادل ایستا، نیروی خالص و نیز گشتاور خالص وارد بر هر یک از جرم‌های درون سامانه برابر با صفر است، و این بدان معناست که در ازای هر نیرویی که بر یک جزء یا مؤلفه از سامانه وارد میشود، نیرویی به همان اندازه ولی در جهت مخالف به آن جزء اعمال میگردد. اینکه نیروی خالص وارد بر سامانه برابر با صفر باشد، به عنوان شرط اول تعادل شناخته میشود. این شرط که گشتاور خالص وارد بر سامانه برابر با صفر باشد، به شرط دوم تعادل موسوم است.
ایستایی‌شناسی از جمله مباحثی است که در تجزیه و تحلیل سازه‌ها، مثلاً در مهندسی سازه یا معماری، و نیز به هنگام مطالعات سیالات در حالت سکون مثل پایدای سدها تحت فشارهای عظیم هیدرو استاتیکی آب کاربرد بسیار دارد. مقاومت مصالح (مکانیک ماده‌ها) شاخه‌ای مرتبط از علم مکانیک است که مبحث تعادل ایستا در آن بسیار به کار می رود .
مکانیک ماده‌ها یا مکانیک مواد یا مقاومت مصالح بخشی از علم مواد است که به مطالعهٔ استحکام مواد مهندسی و رفتار مکانیکی آنها در حالت کلی (مانند تنش، کرنش، تغییر شکل و رابطه‌های میان تنش و کرنش) می‌پردازد.
پویایی‌شناسی یا دینامیک نام یکی از شاخه‌های دانش فیزیک است که با نیروها و تأثیر آنها بر حرکت اجسام سر و کار دارد.
دینامیک از دو بخش سینماتیک و سینتیک تشکیل شده‌است. در سینماتیک، حرکت اجسام بدون توجه به عامل ایجاد حرکت و تنها از دیدگاه هندسی بررسی میشود. در این بررسی، اجسام می‌توانند به‌صورت ذره و یا جسم صلب مدل‌سازی شوند. در سینتیک، حرکت اجسام با توجه به عامل ایجاد آن بررسی میشود. در سینتیک هم، جسم می‌توانند به‌صورت ذره و یا جسم صلب مدل‌سازی شود.
انواع فولاد
مقدمه:
بر مبنای یک تعریف قدیمی ،فولاد های آلیاژی از آهن و کربن هستند که در اکثر حالات دارای انعطاف و شکل پذیری مناسبی می باشند.مقدار کربن در فولاد تا حدود 7/1 درصد متغیر بوده و از طرف دیگر عناصری نظیر منگنز و سیلیسیم در مقادیر کمتر از 1 درصد و گوگرد و فسفر در مقادیر جزیی به عنوان ناخالصی در فولاد موجود هستند.
امروزه تعریف فوق نمی تواند تمام فولاد ها را شامل شود زیرا فولاد هایی وجود دارند که مقدار عناصر آلیاژی متشکله آنها گاه از مرز 50 درصد نیز تجاوز می کند.
ترکیبی از استحکام بالا و قابلیت چکش خواری، فولاد ها را از دیگر آلیاژها و مواد فلزی متمایز می سازد.فولاد ها در مقابل اعمال تنش های متغیر و نیروهای ضربه ای بسیار مقاوم بوده و از طرف دیگر امکان استفاده از آنها در درجات حرارتی زیر صفر (100- درجه سانتیگراد)و حرارتی بالا(تا 800 درجه سانتیگراد و گاه بالاتر از آن)وجود دارد.استفاده از عناصر آلیاژی نظیر نیکل، کبالت،مولیبدن و تنگستن ، این خانواده از آلیاژهای صنعتی را برای مصرف در درجات حرارتی بالا مناسب نموده است.
چون تعداد و انواع فولاد ها بسیار زیاد است و خواص آنها اعم از : مکانیکی،فیزیکی،شیمیایی و متالورژیکی نیز بسیار متنوع می باشد و به علاوه با عملیات مختلف نظیر : ریخته گری،مکانیکی (شامل نورد،کشش،فشار و ...)عملیات حرارتی(دوباره پخت،آب دادن ،برگشت و ... )،عملیات شیمیایی (مانند سمانتاسیون،نیتروراسیون،سیانوره و ... )،تغییر حالت می دهند،لذا مطالعه کامل فولاد ها بسیار مفصل و طولانی است به همین علت در این قسمت فقط به مطالعه فولاد های ریختگی که در متالورژی صنعتی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند پرداخته می شود.
لازم به توضیح است که امروزه ریخته گری فولاد اهمیت زیادتری پیدا کرده است و تهیه بسیاری از قطعات فولادی که قبلا با آهنگری و پرس انجام می گرفت،اکنون با روش ریخته گری تولید می شود.فولاد ها ممکن است بر حسب :ترکیب شیمیایی(ساده کربنی،مخصوص،کم عیار و مخصوص پر عیار)،جنس و یا دقت در کنترل جنس (متوسط،خوب و عالی)،روش تهیه (زیمنس مارتن،بسمر،توماس،ال دی و الکتریکی)یا از نقطه نظر کاربرد تقسیم بندی شوند.از لحاظ کاربرد و مصرف فولاد ها را می توان به صورت زیر تقسیم بندی کرد:
ریختگی،ساختمانی،جوشکاری،خوش تراش،ابزار،ماشین سازی،فولاد های لوله های بدون درز،نیتروراسیون،ساچمه،فنر،ضد زنگ،نسوز،مغناطیسی(سخت و نرم)،غیر مغناطیسی،آلیاژی مقاومت دار(الکتریکی)،مقاوم به ساییدگی،کاربرد های خاص(زنجیر،مفتول،کابل و ... )،مقاوم به سرما و غیره.
قطعات ریختگی فولادی به دو دسته اصلی شمشهای ریختگی و شکلهای ریختگی فولادی تقسیم می شوند.شمش های فولادی مورد استفاده مستقیم نداشته بلکه پس از انجام عملیات بعدی نظیر کار مکانیکی(نورد،کوبش....)به محصولات تمام شده ای نظیر ورق،نبشی- سپری- تیرآهن و قطعات مهندسی نظیر میل لنگ،شاتون،اتصالات و شیرها ،گلوله های آسیاب و ... تبدیل می گردند.فولاد هایی که صرف تولید شمشها می شوند نیاز به قابلیت تغییر شکل پذیری مکانیکی داشته به همین دلیل،فولاد های کارپذیر نامیده می شوند.شکلهای ریختگی فولادی که عموما واژه قطعات ریختگی فولادی در مورد آنها به کار می رود،قطعات ریختگی در شکلهای مختلف از ساده تا پیچیده بوده که روی آنها(بعد از ریخته گری)عملیات مکانیکی خاصی انجام نمی گیرد. یک حالت استثنا روش جدید تولید قطعات ریختگی (از جمله قطعات فولادی) از طریق فرآیند توام ریخته گری و کار مکانیکی در محفظه قالب می باشد.
تولید فولاد های کار پذیر که بعدا تحت عملیات مکانیکی قرار می گیرند به مراتب بیشتر از قطعات ریختگی است.
قطعات فولادی بسیار متنوع و در وزن های 150 گرمی تا 20 تنی را در بر می گیرد و استحکام کششی آنها نیز از 400 تا 2000 نیوتن بر میلیمتر مربع تغییر کرده و از انعطاف کافی نیز برخوردارند. امروزه فولادهای جدید بالاترین استحکام ممکن را در میان خانواده فلزات و آلیاژها به خود اختصاص داده اند.از این میان می توان فولادهای مارایجینگ (Maraging) را که محتوی نیکل – کبالت،مولیبدن،تیتانیم و آلومینیوم هستند نام برد که دارای استحکام کششی حدود 2100 نیوتن/ میلیمتر مربع می باشند.انواع جدیدتر فولاد های با استحکام بالا فولاد های TRIP و فولاد های اوس فورمد(Ausformed) هستند که دارای استحکام شگفت آور 3500 نیوتن/میلیمتر مربع یعنی حدود 7 برابر استحکام فولاد های معمولی می باشند.لذا هنگامی که تولید قطعات با استحکام های بسیار بالا مورد نظر باشد انتخاب فولاد تنها پاسخ مناسب به نیاز های صنایع خواهد بود.
قطعات ریختگی فولادی دارای موارد مصرف زیادی در صنایع ماشین سازی،خودروسازی ،صنایع کشاورزی ،راه آهن و راه سازی ، صنایع نفت ،پتروشیمی و شیمیایی، صنایع متالوژی نظیر واحد های آهن و فولاد ،نورد،صنایع معدنی و سیمان،صنایع دفاعی.. می باشد.مثال هایی در این زمینه: پوسته توربین ها – انواع چرخ دنده های کوچک و بزرگ ،چرخ قطار،اکسل خودروهای سنگین،ناخنک های ماشین های خاک بردار،فک سنگ شکنها، زره آسیابها ، مواد معدنی،مته های حفاری، غلطک های نورد،میل لنگ موتورهای دیزلی و ... می باشد.
مصرف قطعات فولادی به علل قابلیت اطمینان و دوام بیشتر در شرایط کار حساس و امکان نازک کردن جداره قطعات ریختگی فولادی به علت بالا بودن استحکام آنها مرتبا در جهان رو به افزایش است.
یک مزیت شاخص فولاد به ویژه در مقایسه با چدن ها سهولت جوشکاری آنها است.در حقیقت فولاد ها را می توان بدون آن که مشخصات آنها تنزل یابد جوشکاری کرد. این خصوصیت ،ساخت آن دسته از قطعات صنعتی که قسمتی از آن ریختگی و قسمتی کار شده است را از طریق اتصال با روش جوشکاری میسر یاخته است.تجربه نشان داده است که بسیاری از قطعات ریختگی فولادی در صورتی که عاری از حفره های انقباضی،گازی و ترکهای حرارتی باشند دارای خواص مکانیکی مشابه فولاد های کوبشی(آهنگری یا فورج شده)هستند،ضمن آن که قیمت پایین تری نیز دارا می باشند.این واقعیتی است که تولید قطعات فولادی عاری یا با حداقل معایب سطحی داخلی نیاز به کنترل شدید در فرآیند تولید،طراحی قطعه و انتخاب آلیاژ مناسب دارد.
قطعات ریختگی فولادی را می توان از طریق ترکیب شیمیایی ،ساختار قطعات،روش تولید و موارد مصرف آنها تقسیم بندی نمود.در زیر انواع روشهای تقسیم بندی فولاد های ریختگی تشریح شده است.
فولاد ها به دو دسته فولاد های کربنی و آلیاژی تقسیم می شوند.فولاد های کربنی خود به سه دسته:«فولاد های کم کربن (9/0 تا 2/0 درصد کربن)،فولاد های میان کربن(2/0 تا 5/0)و فولاد های پر کربن(بالای 5/0 درصد کربن)تقسیم می گردند.فولاد های آلیاژی نیز به 3 گروه کم آلیاژی (تا حدود 5/2 درصد عنصر آلیاژی)، میان آلیاژی (5/2 تا 10 درصد) و پر آلیاژی (بالای 10 درصد) تفکیک می شوند.توضیح آن که در بیشتر موارد فولاد های آلیاژی را به دو دسته کم آلیاژی (تا 5/0 درصد عناصر آلیاژی)و آلیاژی (بالای 5%)تقسیم بندی می نمایند.
فولاد های ریختگی بر حسب نوع ساختار میکروسکوپی آنها به صورت زیر طبقه بندی می شوند:
نوع هیپویوتکتوئید(فرو یوتکتوئید) که دارای فریت آزاد(نه فریتی که به همراه سمنتیت تشکیل پرلیت را می دهد)می باشد. چنین ساختاری ویژه فولاد های کربنی و کم آلیاژی است.ذکر این نکته ضروری است که مفهوم فوق آن نیست که در ساختار میکروسکوپی این نوع فولاد فقط فریت آزاد وجود دارد بلکه وجود فریت آزاد قطعی بوده و در کنار آن فاز های دیگری نظیر برلیت و ... نیز وجود دارند.
نوع هیپریوتکتوئید(فرایوتکتوئید). در ساختار این نوع فولاد ،کاربید آزاد (نظیرFe3C) که اصطلاحا کاربید ثانویه نامیده می شود وجود دارد.نظیر فولاد های پر کربن (83/0 تا 7/1 درصد کربن)،فولاد های میان آلیاژی و پر آلیاژی.
فولاد هایی که دارای ساختار کاملا فریتی و یا نیمه فریتی هستند محتوی مقادیر بالایی کرم،تنگستن،مولیبدن،وانادیم و سیلیسیم هستند.فولاد ها با ساختار و نیمه اوستنیتی دارای مقادیر زیادی منگنز،نیکل،کبالت و مولیبدن می باشند.اکثر قطعات فولادی تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند.ساختار میکروسکوپی به دست آمده از این عملیات مبنای تقسیم بندی قطعات قرار می گیرند.قطعات فولادی عملیات حرارتی شده به صورت زیر طبقه بندی می شوند.
نوع پرلیتی که ویژه فولاد های کربنی،کم آلیاژی و میان آلیاژی است ،دارای ساختار میکروسکوپی مخلوط فریت و پرلیت است.نوع مارتنزیتی که از طریق سرد کردن قطعات در آب یا روغن به دست می آید شامل فولاد های پر کربن و فولاد های کم آلیاژی است.فولاد های مادفیلد(محتوی منگنز بالا)،فولاد های پر آلیاژی مقاوم در مقابل حرارت دارای ساختار میکروسکوپی اوستنیتی می باشند.
فولاد ها بر اساس روش تولید به انواع فولاد زیمنس مارتین(اسیدی و بازی)،فولاد های کنورتر و فولاد های کوره برقی(اسیدی و بازی) تقسیم بندی می گردند.
مذاب کوره های زیمنس مارتین به علت خواص خوب،قیمت پایین و ظرفیت زیاد کوره صرف تولید قطعات بزرگ و سنگین ریختگی می شود.فولاد های کوره برقی عموما از طریق ذوب در کوره های برقی قوسی تهیه شده و فولاد های پر آلیاژی در کوره های القایی تهیه می شوند.
بسته به نوع مصرف (نظیر اجزاء هیدرولیک،توربین ها،ماشین های الکتریکی،قطار ها،قالب و ...)قطعات ریختگی را می توان به فولاد های ابزار(فولاد های پر کربن و فولاد های پر آلیاژی) و فولاد های مخصوص نظیر فولاد های مقاوم در مقابل خوردگی،سایش،حرارت و اکسایش،اسید ها و انواع دیگری که در خانواده فولاد های پر آلیاژی قرار می گیرند تقسیم بندی نمود.
فولاد های کربنی:
فولاد های کربنی بیشترین تناژ تولید قطعات ریختگی فولادی را به خود اختصاص می دهد.این نوع فولاد ها متشکل از :کربن،منگنز،سیلیسیم،فسفر و گوگرد می باشند.کربن بیشترین تاثیر را در خواص مکانیکی قطعات تولیدی بر عهده داشته ،فسفر و گوگرد عناصر نامطلوب (به استثنا فولاد های خوش تراش که درصد گوگرد در آن را به منظور سهولت تراش فولاد،حدود 1 درصد در نظر می گیرند)می باشند.گوگرد از سیالیت مذاب فولاد کاسته و تمایل به ایجاد ترکهای حرارتی گرم را (که در جریان انجماد قطعه پیش می آید)افزایش می دهد.فسفر نیز موجب تنزل مقاومت قطعات ریختگی در مقابل ضربه شده و با افزایش مقدار آن در فولاد مقاومت قطعات در برابر ضربه شدیدا(به خصوص در درجات حرارتی پایین)کاهش می یابد.به دلایل فوق مجموع فسفر و گوگرد در فولاد نبایستی از مرز 1/0 درصد تجاوز نماید.
با افزایش مقدار کربن در فولاد،استحکام نهایی،سختی و تنش تسلیم قطعات افزایش یافته و در مقابل از درصد ازدیاد طول نسبی ،درصد کاهش سطح مقطع کششی و مقاومت در مقابل ضربه آنها کاسته می شود.منگنز در فولاد عنصر اکسیژن زدا بوده و نقش مهم دیگر آن (نظیر حالت چدنها)خنثی نمودن تاثیر مضر گوگرد(جلوگیری از پیدایش FeS)و کمک به ایجاد MnS است. به این منظور مقدار منگنز را بایستی بیش از مقدار S 71 /1 Mnدر نظر گرفت.مقدار منگنز در این نوع فولاد ها معمولا بین 3/0 تا 8/0 درصد است. سیلیسیم نیز نظیر منگنز عنصری اکسیژن زدا بوده و به منظور کنترل گاز های محتوی مذاب مورد استفاده قرار می گیرد.مقدار سیلیسیم در این نوع فولاد ها بین 2/0 تا 5/0 درصد است.
منگنز و سیلیسیم در فولاد به صورت محلول بوده لذا در زیر میکروسکوپ قابل رویت نیستند. هر دو این عناصر قابلیت سختی پذیری قطعات ریختگی را (در جریان عملیات حرارتی و سرد کردن)افزایش می دهد. سولفور منگنز به صورت فازی خاکستری رنگ در ساختار میکروسکوپی قطعات فولادی دیده می شود.فسفر برخلاف حالت چدن ها که به صورت فاز استدیت در ساختار میکروسکوپی قطعات قابل رویت است در قطعات فولادی به علت محلول بودن آن در فولاد قابل مشاهده نیست.
بسته به شرایط مصرف و ویژگی های فولاد های کربنی قطعات ریختگی را می توان در سه گروه زیر تقسیم بندی نمود:
گروه اول فولاد های ریختگی برای مقاصد عمومی نظیر پایه ها و اجزای غیر حساس ماشین آلات.گروه دوم برای مقاصد اختصاصی و تولید قطعات صنعتی و مهندسی نظیر شیر ها و اتصالات چرخ دنده ها ... و گروه سوم قطعات برای مقاصد ویژه هستند.کار این گونه قطعات در تحت شرایط حساس بوده و رعایت اصول ایمنی و اطمینان از سلامت کار آنها ضروری است.نظیر چرخ قطار،اکسلها،سیستم های تعلیقی نظیر سگ دست خودرو ها و ...
تفاوت گروههای فوق در میزان فسفر و گوگرد محتوی فولاد می باشد.
حداکثر مقدار مجاز گوگرد و فسفر در گروههای سه گانه فوق به قرار زیر است:
گروه اول : 05/0- 07/0 درصد گوگرد و 05/0 تا 08/0 درصد فسفر.
گروه دوم: 045/0 – 06/0 درصد گوگرد و 04/0 تا 07/0 درصد فسفر.
گروه سوم : 045/0 – 05/0 درصد گوگرد و 04/0 تا 05/0 درصد فسفر.
مقدار کربن،منگنز و سیلیسیم فولاد ها در سه گروه فوق یکسان بوده و خواص مکانیکی قطعات تولیدی نیز مشابه خواهد بود.ترکیب شیمیایی فولاد های ساده کربنی در محدوده زیر قرار می گیرند.
منگنز 5/0 – 0/1
سیلیسیم 2/0 – 8/0
فسفر حداکثر 05/0
گوگرد حداکثر 06/0
فولاد های کم کربن :
این فولاد ها معمولا محتوی 12/0 تا 2/0 درصد کربن،35/0 تا 65/0 درصد منگنز، 15/0 تا 25/0 درصد سیلیسیم ،حدود 06/0 درصد فسفر و نزدیک 05/0 درصد گوگرد هستند.این نوع فولاد ها دارای سیالیت کم و تمایل به ایجاد ترک های گرم در قطعات ریختگی می باشند.استحکام کششی این نوع فولاد ها در حالت نرماله شده حدود 40 تا 42 کیلوگرم بر میلیمتر مربع (394 تا 410 نیوتن بر میلیمتر مربع) و ازدیاد طول نسبی حدود 25 درصد می باشند.مصرف اصلی این نوع فولاد ها در صنایع الکتریکی و صنایع ماشین سازی نظیر ریل راه آهن ،بدنه پاتیلها و قاب بدنه موتور ها می باشد. این نوع فولاد ها به دلیل نرمی آن بدون عملیات حرارتی مورد مصرف قرار می گیرند. سطح این نوع فولاد ها را می توان از طریق کربوره کردن سخت نمود.
فولاد های میان کربن :
محتوی 2/0 تا 5/0 درصد کربن،35/0 تا 8/0 درصد منگنز،2/0 تا 45/0 درصد سیلیسیم،03/0 تا 05/0 درصد فسفر و 03/0 تا 05/0 درصد گوگرد می باشند این نوع فولاد ها دارای مشخصه ریخته گری بهتری از فولاد های کم کربن بوده ،سیال تر و تمایل کمتری به ایجاد ترک های گرم در قطعات ریختگی دارند.استحکام کششی آنها بین 42 تا 55 کیلوگرم بر میلیمتر مربع (410 تا 540 نیوتن بر میلیمتر مربع) و ازدیاد طول نسبی 12 تا 23 درصد می باشند.مصرف اصلی این نوع فولاد ها در صنعت ماشین سازی و در تولید قطعات ریختگی کوچک، متوسط و بزرگ،صنایع حمل و نقل،دستگاههای نورد و ماشین های راهسازی و ساختمانی است.در میان انواع فولاد های ساده کربنی این نوع فولاد ها بیشترین مقدار مصرف را دارا می باشند..
فولاد های پر کربن :
این نوع فولاد ها محتوی 5/0 تا 6/1 درصد کربن،5/0 تا 8/0 درصد منگنز،04/0 تا 05/0 درصد فسفر و 04/0 تا 05/0 درصد گوگرد هستند.این فولاد ها دارای سیالیت بالا و عدم تمایل به ترک های حرارتی گرم است.مصرف عمده این نوع فولاد ها در تولید قطعاتی نظیر غلتک های نورد گرم،چرخ دنده ها ،قالبهای اکستروژن قطعات مقاوم در مقابل سایش است.
فولاد های آلیاژی
1.مقدمه
در مواردی که به استحکام و خواص مکانیکی بالایی نیاز نباشد فولاد های ساده کربنی بسیار مطلوب اند. این نوع فولاد ها به خوبی در دماهای معمولی و در محیط هایی که چندان خورنده نیستند به کار می روند ، ولی سختی پذیری کم ،مستحکم شدن آنها را به استثنای قطعاتی با مقطع نازک ،محدود می کند.تقریبا تمام فولاد های سخت شده را برای رفع تنشهای درونی باز پخت می کنند. در بخش قبل گفته شد که فولاد های ساده کربنی،با افزایش دما بسیار نرم می شوند.این رفتار، محدودیت هایی در کاربرد این نوع فولاد ها در دمای های بالا به وجود آورده است.بیشتر محدودیت های فولاد های ساده کربنی را می توان با افزودن عنصر های آلیاژی برطرف کرد.
فولاد آلیاژی را می توان به عنوان فولادی تعریف کرد که خواص مشخصه آن از عنصر دیگری به غیر از کربن ناشی می شود. گرچه فولاد های ساده کربنی هم مقداری منگنز(تا حدود 9/0%)و سیلیسیم(تا حدود 3/0%)دارند،ولی آنها را فولاد آلیاژی نمی نامیم،چون این عنصرها برای اکسید زدایی به فولاد افزوده شده اند.کار این عنصرها ترکیب شدن با اکسیژن و گوگرد برای کاهش اثرات مضر آنهاست.
2. هدف از آلیاژی کردن
عنصرهای مختلف با اهداف مختلفی به فولاد افزوده می شوند،مهمترین اهداف عبارتند از:
1. افزایش سختی پذیری
2. افزایش استحکام در دماهای معمولی
3. افزایش خواص مکانیکی در دماهای بالا و پایین
4. افزایش چقرمگی در هر سختی و استحکام
5. افزایش مقاومت سایشی
6. افزایش مقاومت در برابر خوردگی
7. بهبود خواص مغناطیسی
عنصرهای آلیاژی،بسته به نحوه توزیع در اجزای مختلف فولاد تابکاری شده ،به دو طبقه تقسیم می شوند.
گروه 1 عنصرهایی که در فریت حل می شوند.
گروه 2 عنصر هایی که با کربن ترکیب می شوند و کاربید های ساده یا پیچیده تشکیل می دهند.
3. اثر عنصر های آلیاژی بر فریت
می توان گفت همه عنصر ها تا حدودی در فریت حل می شوند،ولی همه آنها کاربید تولید نمی کنند. عنصرهایی مانند نیکل ، آلومینیوم، سیلیسیم، مس و کبالت به مقدار زیادی در فریت حل می شوند،عنصر های گروه دوم نیز در غیاب کربن به مقدار زیادی در فریت حل می شوند.تمایل به تولید کاربید زمانی به وجود می آید که کربن کافی هم موجود باشد.رفتار تک تک عنصر ها در جدول 1 نشان داده شده است.تمایل نسبی برخی عنصر ها برای حضور در هر دو گروه با اندازه سر پیکان مشخص شده است.
جدول 1 رفتار عنصر ها در فولاد تابکاری شده
طبق اصول کلی سخت کردن محلول جامد، هر عنصری که در فریت حل شود،سختی و استحکام آن را افزایش می دهد.عنصر های زیر به ترتیب، در صورتی که به مقدار مساوی وزنی افزوده شوند،نقش بیشتری در افزایش استحکام آهن دارند: کروم ،تنگستن ،وانادیم ، مولیبدن ، نیکل ،منگنز و سیلیسیم (شکل1) . در واقع اثر سخت کنندگی عنصر های حل شده کم است و مستحکم کردن فریت در استحکام کلی فولاد سهم اندکی دارد.در شکل 2 یک فولاد کم کربن کروم دار مشاهده می شود.منحنی بالایی نشان دهنده تاثیر کروم در تغییر استحکام کششی از طریق تغییر ساختار فولاد و منحنی پایینی نشان دهنده نقش کم کروم ،بدونم تغییر ساختار است.
4. فولاد های نیکلی (سری xxx2)
نیکل یکی از قدیمیترین و اصلی ترین عنصر های آلیاژی فولاد محسوب می شود.حلالیت این عنصر در آستنیت نامحدود و در فریت زیاد است و باعث افزایش استحکام و چقرمگی این فاز می شود.نیکل، دمای بحرانی فولاد را پایین می آورد ، گستره دمای عملیات گرمایی موفق را وسعت می بخشد،تجزیه آستنیت را به تاخیر می اندازد ، و از تشکیل کاربید که حل شدن آن در هنگام آستنیتی کردن مشکل است جلوگیری می کند. نیکل مقدار کربن اوتکتویید را هم کاهش می دهد ؛ بنابراین ساختار فولاد نیکلی سخت نشده بیشتر از فولاد ساده کربنی با ترکیب مشابه پرلیت دارد.همچنین پرلیتی که در دمای پایین تری شکل گرفته ظریف تر و چقرمه تر از پرلیت فولاد های غیر آلیاژی است.این عوامل باعث دست یافتن به استحکام بالاتر با کربن کمتر و همچنین افزایش چقرمگی، مومسانی و مقاومت در برابر خستگی می شود.فولاد های نیکلی به مثابه فولاد های ساختاری بر استحکامی که می توان آنها را به حالت نوردیده مصرف کرد و با قطعات آهنگری شده بزرگ که با آب دادن سازگاری ندارند بسیار مناسب اند.از فولاد هایی با 5/3% نیکل (سری xx23 )و کربن کم ، به طور وسیعی برای کربن دهی چرخدنده ها ،پیچ های میل-رابط (شاتون)،پرچها و شاه پین ها استفاده می شود.چقرمگی فولاد هایی که 5% نیکل دارند (سریxx25)بیشتر است و در موارد شاق مانند چرخ دنده ها،بادامکها و میل لنگ های اتوبوس و کامیون کاربرد دارند.اثر نیکل بر سختی پذیری کم است ولی در افزایش چقرمگی به ویژه در دماهای پایین نقش برجسته ای دارد. هر چند فولاد های نیکلی سری xxx2 از طبقه بندی AISLSAE حذف شده اند،ولی این امر به معنای تولید نشدن این فولاد ها نیست،بلکه مقدار تولید آنها از حداقل معینی کمتر است.در بسیاری کاربرد ها،فولاد های این سری با فولاد های ارزان قیمت آلیاژی سه تایی سری xx86 جایگزین شده اند.
5. فولاد های کروم دار (سری xxx5)
کروم عنصری ارزان تر از نیکل است که کاربید های ساده (Cr7C3 , Cr4C) و پیچیده ((FeCr)3C) تولید می کند . این کاربید ها سختی بالا و مقاومت سایشی خوبی دارند.کروم تا 13% در آهن و به طور نامحدود در فریت حل می شود.در فولاد های کم کربن،کروم تمایل به حل شدن و افزایش استحکام و چقرمگی فریت دارد.در صورتی که مقدار کروم فولاد از 5% بیشتر باشد خواص دما- بالا مقاومت در برابر خوردگی آن بسیار افزایش می یابد.
فولاد های ساده کروم دار یعنی سری xx51 حاوی 64/0 – 15/0% کربن و 15/1 – 7/0% کروم اند.فولاد های آلیاژی این سری عموما کربن دهی می شوند.وجود کروم باعث افزایش مقاومت سایشی سطح می شود،ولی چقرمگی مغز فولاد همچون فولاد های نیکلی بالا نیست . در صورت وجود کربن به مقدار متوسط، این فولاد ها در روغن سخت می شوند و برای ساختن فنر ها،پیچ موتور ها، پرچ ، محور و غیره به کار می روند.سختی و مقاومت سایشی فولاد آلیاژی پر کربن (1%) و پر کروم(5/1%) سری (52100) زیاد است.از این فولاد به طور گسترده ای در ساختن بلبرینگ،رولبرینگ و سنگ شکنها استفاده می شود.نوع ویژه ای از این فولاد ها که حاوی 1% کربن و 4-2%کروم است،خواص مغناطیسی عالی دارد و برای ساختن مغناطیس های دایمی به کار می رود.
فولادهای پر کروم که بیش از 10% کروم دارند در برابر خوردگی مقاوم اند و در بخش 15 بررسی خواهند شد.
6. فولاد های نیکل – کروم (سری xxx3)
در این نوع فولاد ها نسبت تقریبی نیکل به کروم 5/2 به 1 است.ترکیب خواص چند عنصر آلیاژی معمولا تلفیقی از خواص هر یک است.اثر نیکل افزایش چقرمگی و داکتیل بودن و اثر کروم افزایش سختی پذیری و مقاومت سایشی است.باید به یاد داشته باشیم که اثر ترکیبی دو یا چند عنصر بر سختی پذیری ، معمولا از جمع آثار همان عنصرها به طور مجزا بیشتر است.
فولاد های آلیاژی کروم- نیکلی کم کربن ،کربن دهی می شوند.کروم مقاومت سایشی سطح را افزایش می دهد و هر دو عنصر باعث چقرمگی مغز می شوند.از فولاد های سری (xx31)که 5/1% نیکل و 6/0%کروم دارند برای ساختن دنده های مارپیچی،پین پیستون و غیره استفاده می شود .برای کاربرد های سنگین همانند چرخ دنده ها، محور ها و بادامکهای هواپیما مقدار نیکل به 5/3% و میزان کروم به 5/1% افزایش می یابد(xx32).از فولاد های کروم – نیکلی با کربن متوسط برای ساختن میل رابطهای اتومبیل و محور های محرک استفاده می شود.
همچون فولاد های نیکلی،فولاد های این سری هم از طبقه بندی حذف شده اند.در بعضی موارد این فولاد ها با فولاد های سه آلیاژی سریهای xx88 و xx87 که ارزانترند جایگزین شده اند.
درباره فولاد هایی که نیکل – کروم بسیار دارند در بخش 15 بحث می شود.
7. فولاد های منگنزی (سری xx31)
منگنز یکی از ارزان ترین عنصر های آلیاژی است و در تمام فولاد ها به عنوان اکسید زدا وجود دارد.منگنز تمایل به شکنندگی گرمایی(پارگی سرخ) ناشی از وجود گوگرد را کاهش می دهد و در نتیجه می توان بر فلز کار گرم انجام داد.در صورت کم بودن یا نبودن منگنز در فولاد، فاز سولفیدی FeS خواهد بود که در حین انجماد فولاد،ترکیب اوتکتیکی به صورت قشر نازک در پیرامون بلور های اولیه تشکیل می دهد.در دمای نورد فولاد،این قشر ذوب می شود و در هنگام انجام کار،در طول مرز دانه ها تمایل به ترک خوردگی به وجود می آورد.منگنز برجسته ترین عنصری است که با گوگرد ترکیب می شود.نقطه ذوب منگنز سولفید خیلی بالاتر از نقطه ذوب اوتکتیک آهن سولفید است؛در هنگام نورد منگنز سولفید جامد می ماند و اثر منفی کمی بر خواص نورد گرم فولاد ها دارد.
تنها در صورتی که میزان منگنز از 8/0%فراتر رود ، فولاد را به عنوان فولاد آلیاژی منگنزی می شناسیم.منگنز در افزایش سختی و استحکام فولاد نقشی موثر ولی کم تاثیر تر از نقش کربن دارد و در فولاد های پر کربن موثر تر است.این عنصر کربیدزای ضعیفی است و اثر متوسطی بر سختی پذیری دارد.همچون نیکل ، منگنز نیز در پایین آوردن گستره بحرانی و کاهش مقدار کربن اوتکتوئید اثر دارد.
فولاد های منگنزی ریز دانه استحکام و چقرمگی غیر عادی دارند.از این فولاد ها برای ساختن چرخدنده ها ،هزار خارها، محور ها و لوله های تفنگ استفاده می شود.با افزودن مقدار متوسطی وانادیم ، می توان از فولاد منگنزی برای ساختن قطعات آهنگری شده بزرگ که باید در هوا خنک شوند استفاده کرد.بعد از یکنواخت سازی،خواص این فولاد مانند خواص فولاد ساده کربنی کاملا سخت و باز پخت شده خواهد بود.
اگر مقدار منگنز از 10% فراتر رود، با آهسته سرد کردن فولاد آستنیتی خواهد شد.فولادی مخصوص که فولاد هدفیلد منگنزی نامیده می شود دارای 12% منگنز است.بعد از عملیات گرمایی کاملا کنترل شده،استحکام و داکتیل بودن ین فولاد افزایش می یابد و مقاومت سایشی آن عالی می شود.فولاد هدفیلد ماده ای مناسب برای کاربردهایی است که نیاز به مقاومت در برابر سایش و فرسایش دارند،نمونه این کاربردها ساختن ظرف بیل های مکانیکی ،ناخنک بولدوزر ،سنگ شکنها و آسیا ها و ریل های راه آهن است. اگر این فولاد از دمایCْ940 ( Fْ 1750) به آهستگی خنک شود،ساختار آن از کاربید های ترد و بزرگی که دانه های آستنیت را احاطه کرده اند تشکیل خواهد شد. استحکام و داکتیل بودن این ساختار کم است.در این حالت استحکام کششی به حدود kg/mm250 (psi70000)و طویل شدگی به کمتر از 1% کاهش می یابد.اما اگر آلیاژی ا ترکیب مشابه پس از حل شدن همه کاربید ها ، از دمای Cْ950 ( Fْ 1850) آبداده شود ساختاری کاملا آستنیتی با استحکام کششی در حدود kg/mm285 (psi120000) و طویل شدگی 45% و سختی 180 برینل خواهیم داشت.در این حالت مقدار استحکام و داکتیل بودن آلیاژ خیلی بیشتر از خواص نظیر ساختار تابکاری شده است.فولاد معمولا تا زیر Cْ245 ( Fْ 500) باز گرم می شود تا تنشهای ناشی از آبدادن کاهش یابند.پس از سریع سرد کردن و در شرایط آستنیتی ،فولاد خیلی سخت نیست ولی با قرار گرفتن در محیط کارو تحمل ضربه های مداوم،سختی آن به حدود 500 برینل افزایش می یابد.دلیل این افزایش سختی،کار سختی پذیری سریع فولاد های منگنزی و تبدیل مقداری از آستنیت به مارتنزیت است.
8 . فولاد های مولیبدونی (سری xxx4)
مولیبدن عنصر آلیاژی نسبتا گرانبهایی است،حلالیت محدودی در آهن و دارد و کاربید زایی قوی است.مولیبدن اثر شدیدی بر سخی پذیری دارد و نظیر کروم ، استحکام و سختی را در دماهای بالا حفظ می کند.حساسیت فولاد مولیبدنی نسبت به تردی باز پختی از دیگر فولاد های آلیاژی کمتر است.این عنصر غالبا همراه با نیکل یا کروم و یا هر دو به کار می رود.در صورت کربن دهی این فولاد،سطحی سخت و مغزی چقرمه ایجاد می شود.
از فولاد های ساده مولیبدنی ( سری های xx44 و xx40)کم کربن،پس از کربن دهی برای ساختن هزار خارها ، چرخ دنده های انتقال حرکت و قطعات مشابهی که شرایط کاری خیلی سخت ندارند استفاده می شود.در صورت وجود کربن بیشتر، از این فولاد برای ساختن فنر های مار پیچ و شمش اتومبیل ها استفاده می شود.فولاد کروم – مولیبدنی (سری xx41) نسبتا ارزان و دارای خواص سخت شدن تا عمق، داکتیل بودن و جوشکاری پذیری است. از این فولاد به طور گسترده برای ساختن مخزن های تحت فشار،قطعات اسکلت هواپیما ، محور اتومبیل و دیگر کاربرد های مشابه استفاده می شود.فولاد های نیکل – مولیبدنی (سری های xx48 و xx46) دارای مزیت هایی مانند استحکام بالا و داکتیل بودن ناشی از وجود نیکل ، همراه با سخت شدن تا عمق و سهولت ماشین کاری حاصل از مولیبدون اند. آنها چقرمگی خوب ، استحکام خستگی و مقاومت سایشی بالا دارند.از این فولاد ها برای ساختن چرخ دنده های انتقال قدرت، پین های زنجیر ،محور ها و یاتاقان ها استفاده می شود.فولاد های سه آلیاژی نیکل – کروم – مولیبدنی ( سری های xx47 و xx43) دارای خواص خوب فولادهای نیکل – کرومی بعلاوه سختی پذیری بالای حاصل از مولیبدن اند.از این فولاد ها به طور گسترده در ساخت قطعات ساختاری بدنه و بال و دم هواپیما و هم چنین ارابه فرود استفاده می شود.
9 . فولاد های تنگستنی
تنگستن اثر زیادی بر سختی پذیری دارد و کاربید زایی قوی است، همچنین نرم شدن مارتنزیت در هنگام باز پخت را به تاخیر می اندازد.نقش کلی تنگستن در فولاد شبیه مولیبدن است، هر چند که در شرایط مشابه به مقدار بیشتری از آن نیاز است. تقریبا 2 تا 3 درصد تنگستن معادل 1% مولیبدن است.به دلیل گرانتر بودن تنگستن و نیاز بیشتر به آن ، کاربرد تنگستن در فولاد های عمومی مهندسی است و بیشتر در فولاد های ابزار به کار می رود.
10. فولاد های وانادیمی
وانادیم در میان عنصر های معمولی آلیاژی گرانترین است.با افزودن حدود 5/0% وانادیم، ساختار قطعه ریخته گری شده یکنواخت، سالم و ریز دانه خواهد شد.وانادیم در صورت حل شدن اثر زیادی بر سختی پذیری دارد و فولاد با سرد شدن در هوا به خواص مکانیکی بالایی می رسد. فولاد های کربن – وانادیمی در قطعات سنگین آهنگری شده لوکوموتیو ها و ماشین ها ، که یکنواخت سازی می شوند، مصرف دارند.
فولاد های کم کربن کروم- وانادیمی (سری xx61)در شرایط سطح – سخت شده در ساخت قطعاتی چون پین ها و میل لنگ ها به کار می روند.فولاد های کربن متوسط کروم – وانادیمی دارای چقرمگی و استحکام بالا بوده و برای ساختن محور ها و فنر ها مناسب اند.سختی و مقاومت سایشی نوع پر کربن آنها بالاست و برای ساختن یاتاقانها و ابزار به کار می روند.
11 . فولاد های سیلیسیمی(سری xx92)
سیلیسیم نیز مانند منگنز به عنوان اکسید زدای ارزان در همه فولاد ها یافت می شود.اگر مقدار سیلیسیم در فولاد از 6/0% فراتر رود،در طبقه بندی فولاد سیلیسیمی قرار می گیرد.سیلیسیم هم، مانند نیکل،کاربید ساز نیست،اما بیشتر در فریت حل می شود و استحکام و چقرمگی را افزایش می دهد. فولاد حاوی 1 تا 2 درصد سیلیسیم فولاد دریایی نام دارد و برای ساختن قطعاتی که نیاز به نقطه تسلیم بالا دارند مصرف می شود.فولاد هدفیلد سیلیسیمی با کمتر از 01/0% کربن و حدود 3% سیلیسیم خواص مغناطیسی عالی دارد و در هسته ها و قطبهای ماشین های الکتریکی به کار می رود.
ترکیب متعادلی از سیلیسیم و منگنز فولادی می سازد که دارای استحکام بالای غیر عادی و چقرمگی خوبی است و داکتیل نیز هست.از فولاد سیلیسیم – منگنزی (9260)به طور گسترده برای ساختن فنر های مارپیچ و شمش ،رنده ها و منگنه ها استفاده می شود.
عیب یابی
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
عدد "پی" بازنشسته میشود؟
به ادعای کارشناسان دانشگاه لیدز، عدد پی که از عددهای ثابت ریاضی و نشان دهنده نسبت محیط دایره به قطر آن است، اشتباه بوده و باید با یک ارزش دیگر موسوم به «تاو» (tau) جایگزین شود.
با اینکه مدت‌هاست «پی» به عنوان مهمترین عدد جهان شناخته شده، اما ریاضیدانان اکنون به این نتیجه رسیده‌اند که دیگر «پی» باید جایگاه خود را تعویض کند.
به گزارش ایسنا، به ادعای کارشناسان دانشگاه لیدز، عدد پی که از عددهای ثابت ریاضی و نشان دهنده نسبت محیط دایره به قطر آن است، اشتباه بوده و باید با یک ارزش دیگر موسوم به «تاو» (tau) جایگزین شود.
به گفته ریاضیدانان با اینکه ارزش 3.14159265 برای پی نادرست نیست، اما بنا به ادعای آنها این عدد شاخص متناسبی برای خصوصیات دایره نیست.
آنها همچنین از هم اکنون در حال مبارزه برای بازنویسی کتاب‌های مدارس و جایگزینی عدد تاو هستند که از ارزشی دوبرابر پی - در حدود 6.28 - برخوردار است. در مسیر این مبارزه، آنها 28 ژوئن (28/6) مصادف با هفتم تیرماه را روز تاو نامگذاری کرده‌اند.
از مدت‌ها پیش این عدد به عنوان اصلی اساسی برای بسیاری از فرمولهای ریاضی و همچنین اصلی بسیار حیاتی در معادلات علوم و مهندسی به شمار می‌رود.
از عدد پی برای محاسبه محیط یک دایره با ضرب قطر در این عدد استفاده میشود. این در حالی است که برای استنباط مساحت آن باید عدد پی را ضرب در مجذور شعاع آن کرد.
از سویی ریاضیدانانی که خواهان تعویض این عدد با دوپی یا تاو هستند بر این گفته پافشاری می‌کنند که از آنجایی که بسیاری از فرمول‌ها نیازمند استفاده از عدد تاو هستند، باید از این عدد به عنوان عدد ثابت اصلی دایره استفاده کرد.
به گفته این دانشمدان، ریاضیدانان زوایا را با درجه اندازه‌گیری نکرده بلکه از واریان برای سنجش استفاده می‌کنند و در یک دایره رادیانهای دوپی وجود دارند.
این مساله منجر به پریشانی بسیار در ریاضی میشود. اگر تنها یک چهارم دایره را در نظر بگیریم، اندازه آن با یک چهارم رادیانهای دوپی یا نیمی از پی سنجیده میشود. برای سنجش تعداد رادیان‌ها در سه چهارم دایره باید فکر کرد و اندازه آن به شکل ساده قابل اندازه‌گیری نیست. اما مورد تاو این مساله فرق دارد. در این حالت، دایره از رادیانهای تائو برخوردار بوده و یک نیم دایره با نیم تاو، یک چهارم دایره با یک چهارم تاو و به همین شکل اندازه گیری می‌شوند.
عدد پی که از حروف اول کلمه یونانی به معنی محیط گرفته شده در ابتدا در سال 1706 به وسیله ویلیام جونز به این نام خوانده شد. عدد پی همچنین به ثابت ارشمیدس نیز معروف است.
در قرن نهم هجری دانشمند وریاضی دان ایرانی غیاث‌الدین جمشید کاشانی عدد پی را تا شانزده رقم اعشار محاسبه کرده بود به نحوی که تا صد و پنجاه سال بعد کسی نتوانست آن را گسترش دهد.
تسمه تایم چیست؟
تسمه تایم : تسمه تنظیم زمان احتراق موتور
تسمه تایم، تسمه میل سوپاپ و یا زنجیر موتور قسمتی از موتور احتراق داخلى است که سوپاپ های موتور را کنترل می کند. در موتور احتراق داخلى، تسمه تایم میل لنگ را به میل سوپاپ (ها) وصل می کند، که به نوبت بسته شدن و باز شدن دریچه سوپاپ ها را کنترل می کند. یک موتور چهار زمانه مستلزم اینست که سوپاپ ها یکبار در هر دو دور میل لنگ باز و بسته شوند. ( در هر دور میل لنگ 2 سوپاپ هوا باز می شود و 2 سوپاپ دود بسته می شود و در دو دور همه 8 سوپاپ (چهار تا سوپاپ هوا و چهار تا سوپاپ دود) باز و بسته می شوند.) تسمه تایم این کار را انجام میدهد. این تسمه دارای دندانه هایی است که میل سوپاپ (ها) را که با میل لنگ همزمان شده اند را می چرخاند. در بعضی از طراحی های موتور، تسمه تایم همچنین ممکن است برای به حرکت دراوردن دیگر اجزاء موتور از قبیل واتر پمپ و پمپ روغن استفاده شود.
همانطور که از اسم این وسیله پیداست باید در ارتباط با زمان باشد. در موتور خودرو، عموما با چرخش میل لنگ تمامی ادوات نیز به چرخش در می آیند. بارزترین این ادوات سوپاپ ها هستند، با توجه به اینکه می دانیم سوپاپ ها در قسمت بالایی موتور و میلنگ در قسمت پایین موتور هستند، چگونه سوپاپ ها به حرکت در می آیند؟ چه چیزی این نیرو را انتقال می دهد؟
در خودرو هایی مانند 206، 405، سمند و ... از تسمه ای به نام تسمه تایمینگ یا تسمه زمان بندی استفاده می شود. به این صورت که یک طرف تسمه به ابتدای میل لنگ و طرف دیگر آن به میل بادامک وصل شده و به صورت دنده ای می باشد. چرخ دنده ای که بر روی میل لنگ سوار شده نصف چرخ دنده بالایی یعنی چرخدنده ای که به میل بادامک نصب شده می باشد. یعنی با هر 180 درجه چرخش موتور، 90 درجه میل بادامک می چرخد. وظیفه میل بادامک انتقال نیروی رسیده از تسمه به سوپاپ ها و تبدیل حرکت دورانی به حرکت عمودی و افقی است. بدین ترتیب که میل بادامک را یک میله خالی فرض کنید که به تعداد سوپاپ ها، تکه هایی مانند بیضی نصفه که شکل بادام هستند روی آن قرار دارد و وقتی که میل بادامک به وسیله تسمه می چرخد، بادام ها به دنبال کجی انتهای سوپاپ خودره و آن را پایین می دهند. در تمامی خودرو ها تسمه تایم وجود ندارد و کار آن را زنجیر یا چرخ دنده انجام می دهد.
چرخه نگهداری و تعمیرات
دانشگاه میشیگان با ارائه مقاله ای تحت عنوان Continuous Improvement / Benchmarking به معرفی سه چرخه PDCA (چرخه توسعه ) ، CAPD (چرخه بهبود ) و SDCA (چرخه نت ) پرداخته و تفاوتهای بین چرخه های مذکور را معرفی نموده است . با توجه به اینکه اولین قدم در استقرار سیستمهای نگهداری و تعمیرات درک چرخه و گردش کار نت میباشد بنابراین در این قسمت به بیان چرخه SDCA می پردازم .
چرخه نگهداری وتعمیرات از چهار بخش کلی تشکیل گردیده که عبارتنداز :
1- تهیه استانداردهای نت ( S ) :
استانداردهای نت شامل چهارگروه اصلی میباشد :
· جلوگیری از بروز فرسایش :
شامل استانداردهای نظافت ، آچارکشی و روانسازی اجزاء ماشین
(جداولی همراه با تصاویر واضح برای هرماشین تهیه نموده و نقاط نیازمند نظافت ،آچارکشی و روانسازی بهمراه تناوب انجام کار و اقلام و ابزار مورد نیاز جهت انجام صحیح و کامل کار را در آنها مشخص نمائید )
· اندازگیری میزان فرسایش :
شامل تکنیکهای اندازه گیری و تعیین دامنه و میزان فرسایش تجهیزات
(این استانداردها اطلاعاتی نظیر قسمتهایی که باید بازرسی شوند ، فواصل زمانی بین بازرسیها ، روشها ، وسایل اندازه گیری وشاخصهای ارزیابی میزان فرسایش ، عملیات اصلاحی لازم و نظیر اینها را بهمراه عکسها و نمودارهای گویا در برمیگیرند . )
· بازگردانیدن تجهیزات به شرایط اولیه :
شامل شرایط ،روشها و زمانهای لازم برای انجام عملیات تعمیراتی
(این استانداردها را میتوان برای هر دستگاهی بطور جداگانه تهیه نمود و یا براساس نوع عملیات تعمیراتی (نظیر لوله کشی ، عملیات برقی و ... ) تهیه و طبقه بندی نمود 0 )
· روشهای انجام فعالیتهای نت :
شامل دستورالعملها و زمانهای لازم برای انجام فعالیتهای نت
(این استانداردها برای اندازه گیری توانایی و کارائی گروههای نت ، تخمین زمانهای لازم ، برنامه بندی زمانی عملیات و همچنین برای آموزش کارگران جدید مفید میباشد 0 )
تهیه استانداردهای چهارگانه فوق الذکر پیش نیاز اجرای صحیح و کامل فعالیتهای نت بوده و هرچند ممکن است که زمان نسبتا زیادی را نیز در ابتدا به خود اختصاص دهد اما در ادامه راه باعث افزایش سرعت و دقت در کار اجرا ی برنامه ها و تحقق اهداف خواهد شد 0 لازم به ذکر است که تهیه استانداردهای جلوگیری از بروز فرسایش از سایر استانداردها مهمتربوده و این درحالیست که تعداد واحدهای صنعتی ایرانی دارای این استاندارد انگشت شمار میباشد 0
2- اجرای برنامه ها ( D ) :
مراحل اجرای صحیح و کامل برنامه ها عبارتند از :
· برنامه ریزی جهت اجرا :
براساس استاندارد های تدوین شده برنامه های سالیانه نت برای حصول اطمینان از قابلیت اطمینان مورد انتظار و هزینه بهینه در یک دوره کلان مدت طراحی و تدوین میگردد 0
· اجرای برنامه ها :
برنامه ها جهت اجرا بصورت برنامه های ماهیانه و یا هفتگی تهیه گردیده و برای مجریان نت ارسال میگردد 0 پرسنل تولید نیز میبایستی در اجرای برنامه ها مشارکت داشته باشند 0 توصیه میگردد که در فعالیتهای جلوگیری از فرسایش تجهیزات از پرسنل ماشین استفاده گردد 0
· بازرسی اجرای برنامه ها :
توصیه میگردد که واحد برنامه ریزی نت بازرسینی را جهت اطمینان از اجرای صحیح و کامل برنامه ها در نظر گیرد 0
3- کنترل نتایج حاصله ( C ) :
واحد برنامه ریزی نت میبایستی شاخصهایی را جهت کنترل اثربخش بودن اجرای برنامه ها در نظر گرفته و در فواصل زمانی ( بعنوان مثال بصورت ماهیانه ، سه ماهه ، ششماهه و سالیانه ) نسبت به محاسبه آنها اقدام نماید 0
برخی از شاخصهای قابل استفاده در این راستا عبارتند از :
· قابلیت دسترسی به ماشین آلات
· نسبت کارائی ماشین آلات
· نسبت کیفیت تولید
· میزان اثربخشی کلی تجهیزات که حاصلضرب سه شاخص فوق الذکر میباشد 0
· قابلیت اطمینان به ماشین آلات
· قابلیت تعمیر پذیری
· نسبت تعمیرات اضطراری
· و ...
4- اصلاح ویا تکمیل استانداردها و... (A ) :
براساس نتایج حاصله از محاسبه شاخصهای نت در بخش سوم چرخه نت ، نسبت به اصلاح و یا تکمیل استانداردها و ... اقدام میگردد
محاسبات هیدرولیک
محاسبات هیدرولیک | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| توسط نرم افزارهای ساده این بخش محاسبه دبی، گشتاور و توان پمپ، سرعت هیدروموتور، مشخصات سیلندر و سایز لوله و شلنگ امکانپذیر میباشد.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
در هر بخش ابتدا مقادیر معلوم را وارد نمائید سپس تکمه مقدار مجهول را فشار دهید.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||
