تبلیغات
وبلاگ مهندسی مکانیک - مطالب ابر دانلود مقالات مهندسی مکانیک
 

نوشته شده توسط : سهیل پوررحیمی

دسته بندی مبدل های حرارتی

مبدل های حرارتی را می توان از جنبه های مختلف دسته بندی کرد :

-    بر اساس نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم
-    بر اساس جهت جریان سیال سرد و گرم
-    بر اساس مکانیزم انتقال حرارت بین دو سیال سرد و گرم
-    بر اساس ساختمان مکانیکی و ساختار مبدلها


بر اساس نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم

1- مبدل های حرارتی نوع Recuperative

در این مبدل سیال سرد و گرم توسط یک سطح جامد ثابت از یکدیگر جدا شده اند و انتقال از طریق سطح مذکور صورت می گیرد. اکثر مبدل های موجود در صنعت از این دسته هستند.

2- مبدل های حرارتی نوع Regenerative

در این مبدل ، سطح جدا کننده سیال سرد و گرم ثابت نبوده و به طور متناوب قسمت هایی از سطح مذکور در معرض حرکت سیال سرد یا گرم قرار می گیرند. این نوع مبدل ها بیشتر در مقیاس های آزمایشگاهی و تحقیقاتی مورد استفاده قرار می گیرند.
3- مبدل های حرارتی نوع تماس مستقیم

در این نوع مبدل های حرارتی ، سیال سرد و گرم به طور مستقیم تماس حاصل نموده ( هیچ دیواره ای بین جریانهای سرد و گرم وجود ندارد ) و تبادل انرژی یا حرارت انجام می گیرد. در مبدل های تماس مستقیم ، جریانها ، دو مایع غیر قابل اختلاط و یا یک گاز و یک مایع هستند. این مبدل ها معمولا از راندمان حرارتی بالایی برخوردارند. نمونه ای از این مبدل ها ، برج های خنک کن ، کولرهای آبی و گرم کن های Open Feed Water Heater موجود در نیروگاه های بخار می باشند .

بر اساس جهت جریان سیال سرد و گرم

بر این اساس مبدل های حرارتی به سه دسته اصلی تقسیم می شوند :
الف- مبدل های حرارتی از نوع جریان همسو
ب‌-    مبدل های حرارتی از نوع جریان غیر همسو
ج - مبدل های حرارتی از نوع جریان عمود بر هم

الف-  مبدل های حرارتی از نوع جریان همسو

در این نوع مبدل ها جریان سرد و گرم موازی یکدیگر و جهت جریان سیال گرم و سرد آن ها موافق یکدیگر می باشند. یعنی دو جریان سیال ، از یک انتها به مبدل وارد می شوند و هر دو در یک جهت جریان می یابند و از انتهای دیگر خارج می شوند. نکته ای که باید به آن توجه داشت این است که دمای سیال سرد خروجی از مبدل هیچگاه به دمای سیال گرم خروجی نمی رسد. نزدیک شدن مقدار عددی دو دمای مذکور مستلزم بکارگیری سطح انتقال حرارت موثر بسیار بزرگی می باشد.

ب-  مبدل های حرارتی از نوع جریان غیر همسو

در شرایطی که جریان سیال سرد و گرم موازی یکدیگر و در خلاف جهت هم باشد مبدل را جریان غیر همسو می نامند. باید توجه داشت در این نوع مبدل ها امکان افزایش دمای سیال سرد خروجی نسبت به سیال گرم خروجی وجود دارد. این مبدلها در شرایط یکسان از سطح انتقال حرارت کمتری نسبت به مبدل های همسو برخوردار هستند.

ج- مبدل های حرارتی از نوع جریان عمود بر هم

در این نوع مبدل ها جهت جریان های سرد و گرم عمود بر هم می باشند. به عنوان متداول ترین نمونه می توان از رادیاتور اتومبیل نام برد. در آرایش جریان عمود بر هم ، بسته به طراحی ، جریان  مخلوط یا غیر مخلوط نامیده می شود. سیال داخل لوله ها چون اجازه حرکت در راستای عرضی را نخواهد داشت غیر مخلوط است. سیال بیرونی برای لوله های بی پره مخلوط است چون امکان جریان عرضی سیال و یا مخلوط شدن آن وجود دارد و برای لوله های پره دار غیر مخلوط است زیرا وجود پره ها مانع از جریان آن در جهتی عمود بر جهت اصلی جریان می شود.

بر اساس مکانیزم انتقال حرارت بین سیال سرد و گرم

مبدل های حرارتی بر طبق مکانیزم انتقال گرما ، می توانند به صورت زیر دسته بندی شوند :
1- جابجایی یک فاز در هر دو سمت
2- جابجایی یک فاز در یک سمت ، جابجایی دو فاز در سمت دیگر    
3- جابجایی دو فاز در هر دو سمت
در مبدل های حرارتی از قبیل اکونومایزرها ( مبدل هایی که در آن سیال از شرایط مایع مادون اشباع بسمت شرایط مایع اشباع می رود) و گرمکن های هوا در دیگ بخار ، خنک کن های میانی در کمپرسورهای چند مرحله ای ، رادیاتور خودروها ، ژنراتورها ، خنک کن های روغن ، گرم کن های مورد استفاده در گرمایش اطاقها و غیره ، در هر دو سمت سیال سرد و گرم ، انتقال گرما از طریق جابجایی یک فاز اتفاق می افتد. چگالنده ها ، دیگ های بخار و مولدهای بخار در راکتورهای آب تحت فشار در نیروگاه های هسته ای ، تبخیرکننده ها و رادیاتورهای مورد استفاده در تهویه مطبوع و گرمایش ، دارای مکانیزم های چگالش و جوشش در یکی از سطوح مبدل های حرارتی می باشند. همچنین انتقال گرمای دو فاز می تواند در هر دو سمت مبدل ، مانند شرایطی که چگالش در یک سمت و جوشش در سمت دیگر سطح انتقال گرما است ، اتفاق بیفتد. هر چند ، بدون تغییر فاز نیز می توان شکلی از انتقال گرمای جریان دوفاز داشت ، همانطور که بسترهای سیال ، مخلوط گاز و ذرات جامد ، به سطح گرمایی ، یا از آن سطح ، گرما منتقل می کنند.

بر اساس ساختمان مکانیکی و ساختار مبدل ها

مبدل های حرارتی از نوع تماس غیر مستقیم ( مبدل های با انتقال گرما از طریق دیواره ) اغلب بر حسب مشخصات ساختاریشان توصیف می شوند. انواع عمده دسته بندی بر اساس ساختمان مکانیکی و ساختار آن ها ، شامل لوله ای ، صفحه ای و سطح پره دار است.

1- مبدل های لوله ای

این مبدل ها از لوله هایی با مقطع دایره ای ساخته شده اند. یک سیال در داخل لوله ها و سیال دیگر در خارج از لوله جریان دارد. قطر ، تعداد ، طول ، گام و آرایش لوله ها می تواند تغییر کند. بنابراین انعطاف پذیری قابل ملاحظه ای در طراحی آنها وجود دارد.
مبدل های حرارتی لوله ای می توانند به صورت زیر دسته بندی شوند :

الف- دو لوله ای (  ( Double pipe
ب‌-    پوسته و لوله ( shell and tube )
ج‌-    لوله ای حلزونی ( spiral tube )
الف- مبدل های حرارتی دو لوله ای

مبدل های دو لوله ای معمولی شامل یک لوله است که با اتصالات مناسب بصورت هم مرکز در داخل لوله ای دیگر با قطر بزرگتر قرار می گیرد تا جریان را از مقطعی به مقطع دیگر هدایت کند. مبدل های حرارتی دو لوله ای می توانند با آرایش گوناگون سری و موازی مرتب شوند تا افت فشار و متوسط اختلاف دمای مورد نظر را برآورده سازند. استفاده عمده مبدل های دو لوله ای ، برای گرمایش و سرمایش محسوس سیال های فرآیندی است که در آنها سطوح انتقال گرمای کوچکی ( تا  50) مورد نیاز می باشد. این شکل بندی ، همچنین در حالتیکه یک یا هر دو سیال سرد و گرم ، در فشار زیاد باشند ، مناسب است. عیب اصلی این مبدلها آنست که میزان انتقال گرما در واحد سطح گرمایی آنها کم بوده . به عبارت دیگر برای ظرفیت گرمایی مشخص ، بزرگ و گران قیمت هستند.  اگر ضریب انتقال گرما برای سیال عبوری در فضای بین لوله داخلی و خارجی کوچک باشد ، لوله ( یا لوله های ) داخلی دارای پره های طولی می توانند استفاده شوند.

ب- مبدل های حرارتی پوسته و لوله

مبدل های پوسته و لوله ، از لوله های با مقطع دایره ای که در پوسته های استوانه ای بزرگ نصب شده اند ، ساخته می شوند به طوری که محور لوله ها موازی با محور پوسته است. این مبدل ها به صورت وسیعی به عنوان خنک کن های روغن ، چگالنده ها و پیش گرمکن ها در نیروگاه ها ، و به عنوان مولدهای بخار در نیروگاه های هسته ای و در کاربرد های صنایع فرآیندی و شیمیایی استفاده می شوند.
در مبدل های دارای بافل ( تیغه ها و صفحات هدایت کننده جریان ) ، جریان سمت پوسته به صورت متقاطع با لوله ها در بین دو بافل مجاور جهت داده می شود و در حالیکه از فاصله مابین دو بافل به فاصله بعدی منتقل می شود ، موازی با لوله ها ، جهت می یابد. بسته به کاربرد مبدل های حرارتی پوسته و لوله ، تفاوت زیادی در شکل و ساختمان آنها وجود دارد.
اهداف اصلی طراحی در این مبدل ها ، در نظر گرفتن انبساط حرارتی پوسته و لوله ها ، تمیز کردن آسان مجموعه ، و در صورت با اهمیت نبودن سایر جنبه ها ، کم هزینه ترین روش ساخت و تولید آنهاست.
در مبدل های حرارتی پوسته و لوله با صفحه لوله های ثابت( Fixed tube sheet ) ، پوسته به صفحه لوله جوش داده شده است و هیچ گونه دسترسی به خارج از دسته لوله ، برای تمیز کاری وجود ندارد. این انتخاب کم هزینه و دارای انبساط گرمایی محدود است که می تواند اندکی توسط فانوسی های انبساط ، افزایش یابد. در این نوع از مبدلها ، تمیز کردن لوله ها ، ساده است.
 مبدل های حرارتی پوسته و لوله با دسته لوله U شکل دارای کم هزینه ترین ساختار است ، زیرا در آن فقط به یک صفحه لوله نیاز است. سطح داخلی لوله ها به دلیل خم U شکل تند ، نمیتواند با وسایل مکانیکی تمیز شود. در این مبدل ها تعداد زوجی از گذرهای لوله به کار می رود ولی محدودیتی از نظر انبساط گرمایی وجود ندارد.
آرایش های مختلف جریان در سمت پوسته و لوله ، بسته به ظرفیت گرمایی ، افت فشار ، سطح فشار ، تشکیل رسوب ، شیوه های ساخت و هزینه بری ، کنترل خوردگی و مسائل تمیز کاری ، استفاده می شوند. بافل ها برای افزایش ضریب انتقال حرارت در سمت پوسته و برای نگه داشتن لوله ها استفاده میگردند. مبدل های پوسته و لوله ، بر حسب نیاز ، برای هر ظرفیت و شرایط کارکرد ، طراحی می شوند. این مشخصه مبدل های پوسته و لوله ، متفاوت با بسیاری از انواع دیگر مبدل ها می باشد.

ج- مبدل های حرارتی لوله ای حلزونی

این مبدل ها شامل کویل هایی هستند که به صورت حلزونی پیچانده شده و در یک پوسته قرار گرفته اند و یا به صورت چگالنده های هم مرکز و تبخیر کننده های هم مرکز هستند که در سیستم های تبرید استفاده می شوند. ضریب انتقال گرما ، در لوله حلزونی در مقایسه با لوله مستقیم ، بیشتر است. این مبدل ها، برای انبساط گرمایی و سیال های تمیز مناسب هستند ، زیرا تمیز کردن آنها تقریبا غیر ممکن است.

2- مبدل های حرارتی صفحه ای

مبدل های حرارتی صفحه ای ، از صفحات نازک که کانال های جریان را تشکیل می دهد ، ساخته می شوند. جریان های سیال ، توسط صفحات مسطح که یا به صورت صاف و یا موجدار هستند ، از هم جدا می شوند. این مبدل ها برای انتقال گرما بین گاز ، مایع یا جریان های    دو فاز ، استفاده می شوند. این مبدل ها می توانند به صورت زیر دسته بندی شوند :

الف- صفحه ای واشردار ( Gasketed-plat )
ب‌-    صفحه ای حلزونی ( Spiral plat )
ج‌-    لاملا ( Lamella )

الف- مبدل های حرارتی صفحه ای واشردار

مبدل های صفحه ای واشردار شامل تعدادی از صفحات نازک با سطح چین دار یا موج دار است که سیال های گرم و سرد را از یکدیگر جدا می کند. صفحات دارای قطعاتی در گوشه ها هستند که به نحوی آرایش داده شده اند که دو ماده ای که باید گرما بین آنها مبادله شود ، یکی در میان فضای صفحات ، جریان یابند. طراحی و واشر بندی مناسب ، امکان آن را ایجاد می کند که مجموعه ای از صفحات ، توسط پیچ ها که از صفحات ابتدا و انتها نیز می گذرند ، در کنار یکدیگر نگه داشته شوند. واشرها از نشتی به بیرون جلوگیری می کنند و سیال ها را در صفحات ، به شکل مورد نظر ، هدایت می نمایند. شکل جریان ، عموماً به نحوی انتخاب می شود که جریان سیال ها در خلاف جهت یکدیگر باشند. مبدل های صفحه ای معمولا به جریان سیال با فشار پایین تر از bar25 و دمای کمتر از حدود 250درجه سانتیگراد محدود    می شوند. جریان قوی گردابه ای موجب بزرگ بودن ضرایب انتقال گرما و افت فشارها        می گردد ، بعلاوه بزرگ بودن تنش برشی موضعی ، باعث کاهش تشکیل رسوب می شود. این مبدل ها ، سطح انتقال حرارتی نسبتاً فشرده و با وزن کم ایجاد می کنند. دما و فشار آنها به دلیل جزئیات ساخت و واشربندی ، محدود هستند. این مبدل ها به آسانی تمیز .و استریلیزه میشوند زیرا می توانند کاملا از یکدیگر باز و جدا گردند و بنابراین استفاده گسترده ای در صنایع غذایی دارند.

ب- مبدل های حرارتی صفحه ای حلزونی

مبدل های صفحه ای حلزونی ، با پیچاندن دو صفحه بلند موازی به شکل یک حلزونی با استفاده از یک میله اصلی ( مندرل ) و جوش دادن لبه های صفحات مجاور به صورتی که یک کانال را تشکیل دهند ، شکل داده می شوند. فاصله بین صفحات فلزی در هر دو کانال حلزونی ، با استفاده از پین های فاصله انداز که به ورق فلزی جوش می شوند ، حفظ می شود. طول پین های فاصله انداز می تواند بین 5 تا 20mm تغییر کند. به همین دلیل است که با توجه به نرخ جریان ، می توان فواصل مختلفی برای کانال انتخاب کرد. این بدان معناست که شرایط جریان ایده آل و بنابراین کوچکترین سطوح گرمایش ممکن ، بدست می آیند.
در هر یک از دو مسیر حلزونی ، یک جریان ثانویه ایجاد می شود که انتقال گرما را افزایش ، و تشکیل رسوب را کاهش می دهد. این مبدل ها کاملا فشرده هستند ولی به دلیل ساخت خاص خود ، نسبتاً گران قیمت می باشند.
 سطح انتقال گرما برای این مبدل ها ، در محدوده 0.5 تا  500 متر مربع می باشد. حداکثر فشار کارکرد( تا 15 bar) و دمای کارکرد ( تا 500درجه سانتیگراد ) در این مبدل ها محدود هستند.
 مبدل های حرارتی حلزونی به ویژه در کاربرد سیال لجن آلود ، مایعات لزج و مایعاتی با ذرات جامد معلق شامل ذرات بزرگ و جریان دو فازی مایع- جامد ، استفاده می شوند. مبدل های حلزونی ، در سه نوع اصلی که در اتصالات و آرایش های جریان ، تفاوت دارند ، ساخته می شود.

ج- مبدل های حرارتی لاملا

مبدل های حرارتی لاملا ( ریمن ) شامل مجموعه کانال های ساخته شده از صفحات فلزی نازک است که به طور موازی جوشکاری شده اند و یا به شکل لاملا ( لوله های تخت یا کانال های مستطیلی ) می باشند که به صورت طولی در یک پوسته قرار گرفته اند. این مبدل ، شکل اصلاح شده ای از مبدل های حرارتی پوسته و لوله با صفحه لوله شناور است ، لوله های تخت شده که به آن ها لاملا نیز گفته میشود ، از دو صفحه باریک که برش خورده و در عملیاتی پیوسته ، به یکدیگر جوش نقطه ای یا درزی شده اند ، ساخته شده است . شکل دهی خاص صفحات باریک ، فضای داخل لاملاها را ایجاد می کند و برجستگی هایی به سمت خارج ، بیرون می زند که به صورت فاصله دهنده ، بین لاملاها ، برای ایجاد مقاطع جریان در سمت پوسته بکار می رود. لاملاها در هر دو انتها با قرار دادن میله های فولادی در وسط آنها به یکدیگر جوش می شوند.
اندازه میله های فولادی بسته به فاصله مرد نیاز بین لاملاها دارد. هر دو انتهای دسته لاملا بوسیله جوش های محیطی ، به درپوش کانال متصل می شوند که آن هم خود ، در انتهای خارجی به نازل ورودی و خروجی جوش شده است. بنابراین سمت لاملا کاملاً توسط جوشها آب بندی شده است.
سطوح ما بین لاملاها برای تمیز کاری شیمیایی مناسب هستند بنابراین سیال های رسوب دهنده باید در سمت پوسته جریان یابند. جریان سمت پوسته عموماً یک گذر حول صفحات است و به صورت طولی در فضای بین کانال ها جریان می یابد. هیچگونه بافلی در سمت پوسته وجود ندارد و بنابراین مبدل های لاملا می توانند برای آرایش جریان مخالف جهت واقعی در نظر گرفته شوند. به دلیل آشفتگی زیاد جریان ، توزیع یکنواخت جریان و سطوح صاف ، لاملاها به سادگی رسوب نمی گیرند.
دسته صفحه می تواند به راحتی برای بازرسی و تمیز کاری بیرون آورده شود . این طرح دارای ظرفیت تحمل فشار تا 35 bar و تحمل دما تا 200 درجه سانتیگراد برای واشرهای تفلون و 500 درجه سانتیگراد برای واشرهای آزبست می باشد.

3- مبدل های حرارتی با سطوح پره دار

مبدل های حرارتی با سطوح پره دار ، دارای پره ها و یا ضمائمی در سطح اصلی ( لوله ای یا صفحه ای ) انتقال گرما به منظور افزایش این سطح می باشند. از آنجا که ضریب انتقال گرما در سمت گاز بسیار کوچکتر از سمت مایع است ، سطوح انتقال گرمای پره دار ، در سمت گاز برای افزایش سطوح انتقال گرما استفاده می شوند. پره ها به صورت وسیع در مبدل های حرارتی گاز – گاز یا گاز – مایع در جایی که ضریب انتقال گرما در یک یا هر دو سمت کوچک باشد و به مبدل های حرارتی فشرده نیاز باشد استفاده می گردند. دو نوع از رایج ترین مبدل های حرارتی دارای صفحات پره دا عبارتند از :

الف- مبدل های صفحه ای پره دار
ب‌-    مبدل های لوله ای پره دار

الف- مبدل های صفحه ای پره دار

نوع مبدل های صفحه ای پره دار عمدتاً برای کاربردهای گاز- گاز و مبدل های لوله ای پره دار برای کاربردهای مایع- گاز استفاده می شوند. در اکثر کاربردها ( ماشین های باری ، اتومبیل ها و هواپیماها ) کاهش جرم و حجم مبدل از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به دلیل دست یافتن به این کاهش حجم و وزن ، مبدل های حرارتی فشرده همچنین به صورت وسیع در تبرید با دمای خیلی کم ( کرایوژنیک ) ، بازیابی انرژی ، صنایع فرآیندی ، تبرید وسیستم های تهویه استفاده می گردند.
جریان های سیال با صفحات تخت که بین آن ها پره های موج دار قرار داده شده اند ، از هم جدا می شوند. آن ها می توانند با توجه به جریان های سیال با شکل بندی های متفاوت آرایش داده شوند . این واحد های بسیار فشرده دارای سطح انتقال گرما در واحد حجم حدود  2000 میباشند. صفحات عموماً دارای ضخامت 0.5 تا mm 1 و پره ها دارای ضخامت 0.15 تا mm 0.75 می باشند. کل مبدل از آلیاژ آلومینیوم ساخته شده است و اجزاء مختلف ، در حمام نمک یا کوره خلاء به یکدیگر لحیم می شوند.
ورق های موج دار که بین صفحات تخت قرار داده شده اند ، باعث ایجاد سطح انتقال گرمای بیشتر می شوند و هم تکیه گاهی برای صفحات تخت ایجاد می کنند. شکل های مختلف بسیاری از ورق های موجدار در این مبدل ها استفاده می شوند ولی رایجترین آنها عبارتند از : پره ساده ، پره ساده سوراخدار ، پره دندانه ای یا کنگره ای ، پره جناغی یا موجی شکل.
با استفاده از پره ها که در راستای جریان پیوسته نباشند ، لایه های مرزی کاملاً شکسته     می شوند و بهم می خورند ، اگر سطح در راستای جریان دارای موج باشد ، لایه های مرزی یا نازک می گردند و یا قطع می شوند که نتیجه آن ضرایب بزرگتر انتقال گرما و افت فشار بزرگتر است.
کانال های جریان در مبدل های صفحه ای پره دار کوچک هستند که بدین معناست که سرعت جرمی جریان در آنها نیز باید کوچک باشد ( 10 تا  300 ) تا از افت فشار اضافی ، اجتناب شود. این موضوع کانال را مستعد برای تشکیل رسوب نماید ، با توجه به این موضوع که این مبدلها نمی توانند به صورت مکانیکی تمیز شوند ، استفاده از این مبدل های صفحه ای پره دار منحصر به سیال های تمیز است. آنها به وفور برای مصارف چگالش در واحدهای مایع سازی هوا استفاده می شوند.
مبدل های صفحه ای پره دار برای استفاده در توربین های گاز ، نیروگاههای مرسوم و هسته ای ، مهندسی پیشرانه (هواپیماها ، ماشین های باری و خودروها) ، تبرید ، گرمایش ، تهویه و تهویه مطبوع ، سیستم های بازیابی گرمای اضافه ، صنایع شیمیایی و سرمایش وسایل الکترونیکی بوجود آمده اند.

ب- مبدل های لوله ای پره دار

این مبدل ها شامل آرایه ای از لوله ها با پره هایی که در سمت بیرونی ثابت شده اند ،        می باشد. پره های سمت خارجی لوله ها ممکن است عمود بر محور لوله ها ، اریب یا مارپیچ نسبت به محور ، یا طولی (محوری) و در امتداد محور لوله باشند. پره های طولی معمولاً در مبدل های دو لوله ای یا پوسته و لوله ای که دارای بافل نیستند استفاده می شوند.
در مبدل های لوله ای پره دار عموماً لوله هایی با مقاطع گرد ، مستطیلی یا بیضوی استفاده می شوند. پره ها با لحیم کاری ، جوش برنجی ، جوشکاری ، اکستروژن ، جا زدن مکانیکی ، پیچاندن کششی و غیره به لوله وصل می شوند.  این مبدل ها بطور متداول در سیستم های گرمایش ، تهویه ، تبرید و تهویه مطبوع استفاده می شوند. سطوح داخلی در سمت لوله ها عموماً در چگالنده ها و تبخیر کننده های سیستم های تبرید استفاده می گردند.
چگالنده های خنک شونده با هوا و دیگ های بخار بازیافت ، مبدل های حرارتی لوله ای      پره دار هستند که شامل یک دسته افقی از لوله ها است که هوا یا گاز از میان لوله ها و متقاطع با آن ها در سمت خارجی دمیده می شود و چگالش یا جوشش ، در سمت داخل   لوله ها اتفاق می افتد.




:: مرتبط با: پروژه,جزوه و تحقیق مهندسی ,
:: برچسب‌ها: دسته بندی مبدل های حرارتی , مبدل های حرارتی نوع Regenerative نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم جهت جریان سیال سرد و گرم مبدل های حرارتی نوع Recuperative , Heat exchanger , مبدل حرارتی , دانلود مقالات مهندسی مکانیک , مبدل های حرارتی از نوع جریان همسو مبدل های حرارتی از نوع جریان غیر همسو مبدل های حرارتی از نوع جریان عمود بر هم , ساختمان مکانیکی و ساختار مبدل های حرارتی ,

تاریخ انتشار : 1393/09/10 | نظرات
نوشته شده توسط : سهیل پوررحیمی
زوایای کار
زاویۀ میان ابزار و قطعه کار نه تنها به زوایای ابزار ، بلکه به موقعیت ابزار در قلمگیر نیز بستگی دارد.
زاویۀ تنظیم : زاویه ای است که پس از تنظیم ابزار ، محور ابزار با محور قطعه کار می سازد .
زاویۀ برادۀ واقعی : مجموع زاویۀ براده و زاویه ی تنظیم زاویۀ برادۀ واقعی را تشکیل می دهد .
زاویۀ لبۀ برش پهلو : زاویۀ میان سطح برادۀ ابزار برش است با خط مماس بر قطعه کار در نقطۀ برش .
زاویۀ آزاد و زاویۀ گوه در قلمهای فولادی تند بُر بسته به کار برد مورد نظر در اندازه های مختلف سنگ زده و تیز می شوند . زیاده بزرگ بودن اندازۀ زاویۀ آزاد موجب ضعیف شدن قلم می گردد حال آنکه زیاده کوچک بودن آن نیز موجب تماس و در گیری قلم با سطح قطعه کار می گردد. لبه که روی سطح رویۀ قلم و به موازات لبۀ برش تیز می شود باعث لوله و فتیله شدن براده و جهت دادن به حرکت آن می شود .لبه باید به پهنای 3 تا 6 میلیمتر و به عمق تقریبی 4 میلیمتر سنگ زده شود . برای عملیات ماشینکاری خشن و تراشکاری عمیق و باردهی زیاد اندازۀ لبه باید بزرگتر باشد . تیغۀ قلم باید با زاویه ای در حدود 5/15 درجه در قلمگیر سوار شود و جلو تیغه باید با زاویۀ 21 درجه سنگ زده شود . قلم پرداخت رو تراش و پیشانی تراش را می توان همزمان برای پرداخت نهایی و صیقل دادن سطح رو تراشی یا پیشانی تراشی شده ، به کار برد. قلم کَنج تراش : این قلم را می توان همزمان برای بغل تراشی قطر بیرونی و پیشانی تراشی قطعه کار به کار برد . زوایای رنده برش بر حسب پهنای آن متفاوت است . قلمهای داخل تراش در قلمگیر های مخصوص بسته می شوند و اساساً برای کارهای ظریف طراحی می شوند . این قلمها درست مانند دیگر انواع قلمها تراشکاری تیز می شوند . میله های داخل تراش برای داخل تراشی قطعات بلند طراحی می شوند . تیغه ی برش در شیاری که به همین منظور در میله ایجاد شده جای می گیرد و با پیچ تثبیت یا وسیله ی دیگری در شیار محکم می شود . این میله ها برای کارهای گوناگون با شیار هایی که زوایای مختلف (45-60- و یا 90 درجه ) با محور میله داشته باشند ساخته می شوند .


زوایای ابزار برش
زوایای ابزار برش
سَرِ بٌرندۀ ابزار برش با سنگ زدن وتیز کردن سطوح ولبه های آن به اندازۀ زوایای  گوناگون و بر اساس عملیات ماشینکاری مورد نظر به شکل مناسب در می آید . از آنجایی که به هر حال ابزار برش در قلمگیر و رنده بند می چرخد زوایای ابزار و زوایای کار طبقه بندی می شوند.
زوایای ابزار به آن دسته از زوایا گفته می شود که خود ابزار مربوط باشند حال آنکه زوایای کار زوایای میان خود ابزار و قطعه کار هستند .
زوایای کار علاوه بر شکل ابزار به موقعیت و جهت آن نسبت به قطعه کار نیز بستگی دارند.
زوایای ابزار
در هر ابزار برش هم زاویۀ آزاد باید بر اساس نوع ماشینکاری مورد نظر و به اندازه مناسب سنگ زده وتیز شوند.  
زاویه ی برادۀ پشت (زاویۀ بار گیر) : همۀ ابزار ها ی برش در اصل به شکل گوه عمل می کنند و تفاوت آنها تنها در اندازۀ میان دو پهلوی سَرِ برندۀ ابزار برش را تشکیل می دهند و چگونگی در گیر شدن ابزار یا قطعه کار است .
چنانچه میخی را با تیغۀ چاقوی جیبی ببریم حتی اگر جنس تیغۀ چاقو بسیار سخت تر از جنس میخ باشد ، تیغۀ چاقو کٌند و خراب خواهد شد ، هر چند که معمولاً  جنس این گونه قلمها از تیغۀ چاقو بسیار نرم تر است .
این اختلاف دقیقاً ناشی از تفاوت  آنها از نظر اندازۀ لبۀ برش است .
محل استقرار قلم در قلمگیر معمولاً به گونه ای ساخته می شود که امکان تنظیم زاویۀ بار گیر از راه تغییر زاویۀ قلمگیر فراهم باشد .
این زاویه حدود 15 تا 20 درجه است . تغییر زاویۀ بار گیر بر اساس جنس قطعه ای که باید ماشینکاری شود و با تنظیم قلمگیر در رنده بند  و به یاری گردون رنده بند انجام می شود .
شیب سطح براده قلم متمایل به سطح مقابل آن است . اگر این شیب به سمت سطح آزاد باشد زاویۀ براده مثبت و اگر به سمت سطح مقابل آن باشد زاویۀ براده منفی است .

اصطلاحات مربوط به ابزار برش
اصطلاحات مربوط به ابزار برش
سطح نشیمن : سطحی است از ساقۀ قلم که به عنوان تکیه گاه عمل کرده و فشار مماسی ناشی از عمل برش را تحمل می کند .
براده کن : ناهمواری بی قاعده ای است  روی سطح براده ی قلم یا قطعۀ جدا گانه ای که به قلم یا قلمگیر متصل می شود و نقش آن خرد و تکه تکه کردن براده است .
لبه برش : بخشی از لبه جلو قلم است که براده در امتداد آن از روی قطعه کار بر داشته می شود .
سطح براده : سطحی که براده پس از جدا شدن از قطعه کار بر روی آن می لغزد.
یال :سطح یا سطوح زیر و کنار لبۀ برش است .
سینه : بخش صاف لبۀ برش ونقش آن ایجاد سطح ماشینکاری شدۀ صاف است .
پاشنه : لبۀ میان سطح نشیمن ویال که درست زیر سطح براده قرار دارد .
گردن : امتداد و کشیدگی سطح مقطع فرو کاسته ی دنباله قلم .
دماغه : لبۀ منحنی سطح براده .
دنباله : قسمت پشت سطح براده است که در قلمگیر یا رنده بند جای گرفته و محکم می شود .
مواد سازنده ابزار برش
مواد گوناگونی در ساخت ابزار و تیغچه های کار بیدی به کار می رود . برای ماشینکاری دقیق و کار آمد فلزات لازم است که قلم مناسبی انتخاب و با توجه به نوع فلزی که باید ماشینکاری شود به خوبی تیز شود تا لبه ی برش محکم و با دوامی به دست آید .
 
پاره ای از موادی که برای ساخت ابزار برش به کار می روند عبارتند از:
1-   فولاد های ابزار کربنی – این ابزار ها بسیار ارزان قیمت هستند و به راحتی می توانند برای ماشینکاری بعضی از فلزات به کار برده شوند.
2-   فولادهای تند بر- تیغچه های ساخته شده از فولاد های تند بر از جمله ی رایجترین ابزار ها ی برش به شمار می آید . در سرعتهای بسیار زیاد ماشینکاری این نوع تیغچه ها مقاومت به مراتب بیشتری نسبت به قلمهای ساخته شده از فولاد ابزار کربنی از خود نشان می دهند.
3-   اِستِلایت – این تیغچه ها در مقایسه با تیغچه های ساخته شده از فولاد تند بر سرعت برش بالاتری را تحمل می کنند.
اِستِلایت یک آلیاژ غیر مغناطیسی و از فولاد های تند بر رایج ، بسیار سخت تر است . این ابزار حتی اگر بر اثر اصطکاک ناشی از براده برداری تا سر حد سرخ شدن نیز گرم شود باز هم سختی خود را از دست نمی دهد.
4-   کارباید : در هنگام هایی که ساخت قطعه مستلزم به کار گرفتن حداکثر سرعت برش باشد . باید از تیغچه ابزارها ی کاربایدی استفاده شود .
1-4- تنگستن کارباید – این دسته از ابزار های برش برای ماشین کاری چدن و آلیاژهای چدنی ، برنز ، مس ، برنج ، آلو مینیوم ، بابیت و مواد ساینده ی غیر فلزی مانند لاستیکهای سخت فیبر و پلاستیک ها مناسب و کار آمد هستند .
این تیغچه ها به قدری سخت هستند که با دستگاههای سنگ معمولی نمی توان آنها را سنگ زد .وبه طور رضایت بخش تیز کرد .
2-4 – تانتالوم کارباید : تعبیر تانتالوم برای ترکیبی از تنگستن کار باید و تانتالوم کار باید به کار برده می شود . این نوع ابزار ها بسیار شبیه ابزار برش تنگستن کاربایدی هستند با این تفاوت که بیشتر برای ماشین کاری فولادها به کار برده می شوند.
3-4- تیتانیوم کارباید : این تعبیر برای ترکیبی از تنگستن کار باید و تیتانیوم کار باید به کار برده می شود.
در عمل می توان تیتانیوم کاربایدو تانتالوم کارباید را به جای هم استفاده کرد 



:: مرتبط با: پروژه,جزوه و تحقیق مهندسی ,
:: برچسب‌ها: ابزار برش , دانلود مقاله , دانلود مقالات مهندسی مکانیک , دانلود مقالات مهندسی مکانیک ساخت تولید , مهندسی مکانیک , تراشکاری ماشینکاری ابزار برس برشکاری تیغچه , تیغچه ,

تاریخ انتشار : 1393/09/7 | نظرات
نوشته شده توسط : سهیل پوررحیمی
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. همچنین 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 ایکه 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 آنکه 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 همچنین 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.
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 همچنین 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 مقاومتشان 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.

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.

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.

زاویه تنظیم :
عبارت از زاویه‌است که بین لبه برنده اصلی و سطح کار قرار دارد و چنانچه 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 حالیکه 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.

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. اینگونه 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 بطوریکه سر برنده آن بطرف مشخص و به سمت بالا باشد راست نگه می‌دارند چنانچه 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 اینصورت سطح خارجی کار تراشیده شده صاف نخواهد بود.

قلم‌های بغل‌تراش :
برای پیشانی تراشی و همچنین 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 بطوریکه 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. موقعیکه 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.



:: مرتبط با: پروژه,جزوه و تحقیق مهندسی ,
:: برچسب‌ها: اصول تراشکاری , تراشکاری , ماشینکاری , دانلود مقالات مهندسی مکانیک , مهندسی مکانیک , مهندسی مکانیک ساخت تولید , دانلود مقاله ,

تاریخ انتشار : 1393/09/7 | نظرات
نوشته شده توسط : سهیل پوررحیمی
جوشکاری با لیزر

لیزر
مقدمه
بدون شك لیزر یكی از برجسته‌ترین ابزار علمی و فنی قرن بیستم بشمار می‌آید .
پیشرفت سریع تكنولوژی لیزر از سال 1960 میلادی ، هنگامی كه اولین لیزر با موفقیت تهیه شد ، شروع گردید . لیزر امروزه در زمینه‌های گوناگون از قبیل بیولوژی ، پزشكی ، مدارهای كامپیوتر ، ارتباطات ، سیستم‌های اداری ، صنعت ، اندازه‌گیری در زمینه‌های مختلف و … بكار برده می‌شود . لیزر یك منبع نور خاص است و بطور كلی با نور لامپهای معمولی ، چراغ برق ، نور فلورسانت و غیره تفاوت فاحش دارد و در مقایسه با سایر منابع نور : در رده‌ای با مشخصات فوق‌العاده نوری قرار دارد . این مطلب با عنوان اینكه نور لیزر از همدوستی (coherence) فوق‌العاده برخوردار است ، بیان می‌شود .
لیزر را می‌توان در مقایسه با سایر مولد‌های نوری كه فقط نور را منتشر می‌كنند ، یك فرستنده نوری پنداشت . تا قبل از ظهور لیزر محدوده فركانس امواج رادیوئی و محدوده نوری از نقطه‌ نظر همدوستی با یكدیگر اختلاف داشتند . در فیزیك رادیوئی بطور گسترده‌ای امواج همدوس مورد استفاده قرار می‌گیرند و این در حالی است كه امواج نوری (اپتیكی) غیر همدوس نیز در اختیار است . در گذشته كتب درسی تنها مكانی بود كه امواج لیزری مورد بحث قرار می‌گرفت . این امواج هنگامی واقعیت پیدا كردند كه لیزر اختراع گردید .
دانش مربوط به لیزر در حقیقت علم تابش نور همدوس (coherence radiation) است گرچه این رشته از دانش فیزیك در حدود 20سال است ظهور نمود و در حال تكامل است . معذالك نمودهای نوظهور آن در معرض كاربردهای جالب قرار گرفته‌اند .

فكر ساختن وسیله‌ای كه نور همدوس تولید كند ، مدتها دانشمندان قرن حاضر را به خود مشغول داشته بود . در سال 1985 فیزیكدان مشهور آمریكایی چالز تاونز راه این كار را پیدا كرد . دو سال بعد دانشمند دیگر آمریكایی ، تئودور مایمن به نظریه تاونز جامه عمل پوشاند و اولین لیزر را با بلوری از یاقوت مصنوعی ساخت این دو بعداً به دریافت جایزه نوبل نایل آمدند . یك لیزر یاقوتی ساده از سه بخش تشكیل می‌شود : استوانه‌ای از یاقوت مصنوعی ، یك چشمه نور ـ مثلاً یك لامپ گزنون كه مانند لامپ نئون كار می‌كند . ( گزنون و زنون هر دو از گازهای بی‌اثرند یعنی اتمهایشان با اتمهای دیگر مولكول نمی‌سازد . ) ـ و یك بازتابنده كه نور را از لامپ گزنون به یاقوت هدایت می‌كند
استوانه یاقوتی ، بخش اصلی دستگاه است . قطر آن در حدود 7 میلیمتر و طولش 3.5 تا 5 cm است . دو قاعده استوانه صیقل خورده و نقره اندود شده است تا آینه كاملی باشد . قاعده دیگر نیز نقره اندود است ولی نه كاملاً به طوری كه می‌تواند قسمتی از نور را از خود عبور دهد .
یاقوت بلور اكسید آلومینیوم است كه در آن تعداد نسبتاً كمی اتم كروم معلق است . اتمهای كروم از طریق گسیل القایی ، كوانتوم نور تولید می‌كنند ، اتمهای اكسیژن و آلومینیم كه بقیه بلور را تشكیل می‌دهند فقط اتمهای كروم را در جایشان نگه می‌دارند. اتمهای كروم نسبتاً بزرگ است و تعداد زیادی الكترون در مدارهایشان دارد . در این جا فقط الكترونی مورد توجه ماست كه بیش از دیگران برانگیخته می‌شود .
لازم به ذكر است واژه لیزر از حروف اول (( تقویت نور بوسیله گسیل برانگیخته تابش )) در زبان انگلیسی گرفته شده كه آن را می‌توان توسعه “maser” تقویت میكروویو بوسیله گسیل برانگیخته تابش در محدوده فوتونی طیف امواج الكترومغناطیسی دانست .
در سال 1917 اینشتین برای اولین بار وجود دو فرایند برای گسیل تابش را بصورت زیر پیشگویی كرد .
1 . گسیل خودبخود spantaneous
2 . گسیل برانگیخته stimulated
دانشمندانی همانند townes و schawlow در امریكا و basov و prochror از روسیه قدیم امكان استفاده از روش دوم (گسیل برانگیخته) را برای یك طراحی نور همدوس كشف كردند . در سال 1958 میلادی می‌من ( muiman ) اولین لیزر یاقوت سرخ ruby را به نمایش گذاشت . در سال 1960 میلادی علی ج.ان در امریكا اولین لیزر گازی He_Ne را ساخت و از آن به بعد لیزرهای گوناگون بمانند گازی ، مایعات ، مواد شیمیایی ، جامدات و تهیه رساناها با قابلیت‌های متفاوت و ویژگیهای گوناگون برای كاربردهای مختلف ساخته و بكار گرفته شد .

اجزای اصلی در یك لیزر :
محیط فعال (active medium) : محیط فعال مجموعه‌ای از اتم‌ها و مولكول‌ها ، با یونها در حالت جامد ، مایع یا گازی است كه همانند تقویت‌كننده عمل می‌كند .
منبع تحریك :وسیله‌ای برای ایجاد شرایط لازم جهت گسیل لیزری كه این شرایط اساسی را وارونگی جمعیت (inrerted population) می‌نامند و ممكن است منبع تحریك نورانی و یا الكتریكی و … باشد . مثلاً در یاقوت قرمز این منبع از یك لامپ فلاش و در لیزر He - Ne پتانسیل الكتریكی در حدود چند هزار ولت است . اگر در محیط فعال چگونگی تقویت یا تضعیف را بررسی كنیم خواهیم دید كه شدت تحریك I با وارونگی جمعیت وابستگی كمی دارند .

اصول كار لیزر
محیط فعال و عناصر دیگر در داخل مشدد نوری قرار دارند . مشدد محور نور در لیزر را تعیین و نور ساطع شده در امتداد محور تابش می‌كند . باید توجه داشت كه یك لیزر می‌تواند نور را در یك یا دو امتداد مخالف در امتداد محور نوری ساطع كند . ماشه تحریك یك لیزر بوسیله سیستم پمپاز شروع بكار می‌نماید . كار این سیستم تحریكی عناصر فعال است كه در اثر آن جمعیت وارونه (inrerted population) سطوح تابش‌كننده ایجاد می‌گردد . مشدد نور (همراه با عناصر) اضافی عمل گزینش را بر روی حالات فوتونی تدارك می‌بینند . در نتیجه ، یك تابش فوق‌العاده همدوس موسوم به تابش لیزر در امتداد محور حاصل می‌شود .
محیط‌های فعال و روش‌های تحریك :
مواد فعال زیر در لیزرها بكار برده می‌شوند :
گازها و یا مخلوطی از گازها (لیزرهای گازی)
بلورها و شیشه‌های ممزوج با یونهای مخصوص (لیزرهای جامد)
مایعات (لیزرهای مایع)
نیمه‌هادی‌ها (لیزرهای نیمه‌هادی)
كاربردهای لیزر :
در نظر اول فهم این نكته مشكل است كه چرا با نور لیزر می‌توان یك تیغه را سوراخ كرد ولی با نور معمولی ، مثلاً نور یك لامپ الكتریكی ـ هر قدر هم قوی باشد این كار میسر نیست . این سئوال سه جواب دارد :
اولاً نور لامپ ناهمدوس است یعنی فوتونهای لامپ همفاز نیستند و با مختصری اختلاف زمانی به هدف می‌رسند ، در حالی كه فوتونهای تابه لیزری ، همه دقیقاً با هم حركت می‌كنند و درست در یك نقطه به هدف می‌رسند . دلیل دوم این كه نور از چشمه‌های دیگر كوبنده‌تر است ، این است كه تابه نور معمولی فقط از یك طول موج معین تشكیل شده است بلكه شامل طیف نسبتاً وسیعی از طول موج‌هاست . این مطلب ، دلیل سوم را نیز در بر می‌گیرد : نور معمولی بر خلاف نور لیزر به شكل تابه‌ای باریك و موازی تولید نمی‌شود ، بلكه راستاهای مختلف را اختیار می‌كند .

متن کامل مجموعه مقالات اموزشی جوش و جوشکاری ، لیزر و کاربردهای لیزر و جوشکاری با لیزر را از لینک زیر دریافت نمایید:

دانلود کنید
.

پسورد : www.mechanicspa.mihanblog.com



:: مرتبط با: پروژه,جزوه و تحقیق مهندسی ,
:: برچسب‌ها: جوشکاری لیزر , دانلود مقالات مهندسی مکانیک , دانلود جزوات مهندسی مکانیک , دانلود , دانلود مقاله , جوش و جوشکاری , مهندسی مکانیک ,

تاریخ انتشار : 1393/08/28 | نظرات
نوشته شده توسط : سهیل پوررحیمی
تحلیل انرژی و اگزرژی سیستم تولید قدرت یک موتور دیزل دریایی

چکیده مقاله:

این مقاله به تحلیل انرژی و اگزرژی سیستم تولید قدرت یک موتور دیزل دریایی kW2700 می‌پردازد. سیستم تولید قدرت شامل موتور دیزل، توربوشارژر، مدارخنک کاری دمابالا و دماپائین آب و مبدلهای حرارتی می‌باشد. درون خنک‌کن میانی، دمای هوای فشرده شده‌ی بعد از کمپرسور به وسیله‌ی مدار دمابالا ودماپائین سیستم خنک‌کاری پائین می‌آید. همچنین، روغن موتور درون مبدل روغن به کمک مدار دماپائین خنک‌ می‌شود. تحلیل اگزرژی کمک می‌کند تا نقاط بحرانی که بیشترین بازگشت‌ناپذیریها درآن رخ می‌دهد شناسایی شوند. نتایج این تحقیق می‌تواند به منظور بهبود عملکرد سیستم مورد استفاده قرار گیرد. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد تخریب اگزرژی در موتور دیزل % 9/41 اگزرژی سوخت ورودی و % 9/86 کل تخریب اگزرژی سیستم را شامل می‌شود. با وجود اینکه خنک‌کن میانی و مبدل روغن % 18 اتلاف حرارتی سیستم را شامل می‌شوند ولی کمتر از % 8/1 از اگزرژی سوخت ورودی را هدر می‌دهند. همچنین درحالی که توربوشارژر نقشی در بالانس انرژی سیستم بازی نمی‌کند، موجب می‌شود % 5/4 از اگزرژی سوخت ورودی تخریب شود.

متن کامل مقاله تحلیل انرژی و اگزرژی سیستم تولید قدرت یک موتور دیزل دریایی را از لینک زیر دریافت نمایید:

دانلود کنید.


:: مرتبط با: پروژه,جزوه و تحقیق مهندسی ,
:: برچسب‌ها: تحلیل انرژی و اگزرژی سیستم تولید قدرت یک موتور دیزل دریایی , دانلود مقالات مهندسی مکانیک , تحلیل انرژی , تحلیل اگزرژی , تحلیل انرژی و اگزرژی سیستم تولید , دانلود مقاله , موتور دیزل توربو شارژر سیستم توان دیزل نولید ,

تاریخ انتشار : 1393/08/24 | نظرات
نوشته شده توسط : سهیل پوررحیمی
طراحی مدل كاربردی ارزیابی متوازن عملكرد سیستم های نگهداری و تعمیرات

چکیده مقاله :

ضرورت طراحی و استقرار سیستم های نگهداری و تعمیرات در كارخانجات، یكی از مسائل مبرم و حیاتی امروز صنایع كشور است. حفظ سرمایه های كشور از یك سو و ارز بری بالای خرید ماشین آلات و تجهیزات از سوی دیگر، استفاده ی عقلایی و برنامه ریزی شده و نگهداری و تعمیر به موقع ماشین آلات و تجهیزات را الزامی می سازد. قوت و ضعف این بخش در راستای بهره وری و سودهی تولید تاثیر می گذارد. بنابراین داشتن كی روش جامع ارزیابی عملكرد برای این بخش در راستای استراتژی های واحد تولیدی از اهمیت بالایی برخوردار است. روش ارزیابی متوازن با در نظر گرفتن دارایی های مشهود و نامشهود و تاثیر هر كدام بر یكدیگر، به عنوان یك روش جامع ارزیابی شناخته شده است. لذا در این مقاله سعی بر این است تا مدلی كاربردی از ارزیابی متوازن برای ارتقا عملكرد سیستم نگهداری و تعمیرات یك كارخانه تولیدی ارائه شود و در پی آن برای هر یك از جنبه های مطرح شده در نقشه استراتژی معیارهای مناسبی برای گزارشش گیری از سیستم اتخاذ شود. لازم به ذكر است كه این مدل برای كارخانجات مختلف می تواند متفاوت بوده و لازم است برای هر یك از فاكتورهای بحرانی موفقیت (CSFs) موجود در نقشه استراتژی، معیارهای متناسب با آن كارخانه در نظر گرفته شود.

متن کامل مقاله طراحی مدل كاربردی ارزیابی متوازن عملكرد سیستم های نگهداری و تعمیرات را از لینک زیر دریافت نمایید :

دانلود کنید.

پسورد : www.mechanicspa.mihanblog.com



:: مرتبط با: پروژه,جزوه و تحقیق مهندسی ,
:: برچسب‌ها: طراحی مدل كاربردی ارزیابی متوازن عملكرد سیستم های نگهداری و تعمیرات , ارزیابی متوازن , دانلود مقالات مهندسی مکانیک , مهندسی نگهداری و تعمیرات , نگهداری و تعمیرات , طراحی و استقرار سیستم های نگهداری و تعمیرات در كارخانجات , دانلود مقاله ,

تاریخ انتشار : 1393/08/24 | نظرات
نوشته شده توسط : سهیل پوررحیمی

 كشش لوله

لوله­ ها یا استوانه های توخالی كه توسط فرایندهای شكل­دهی مانند اكستروژن و نورد تولید می شوند معمولا توسط فرایند كشیدن به شكل نهایی در آمده و پرداخت سطح می شوند. اگر چه هدف اصلی از این فرایند كاهش قطر و ضخامت لوله است،‌ ولی در موارد نادری افزایش ضخامت نیز ایجاد می شود. به طور كلی می توان فرایند كشش لوله را به چهار دسته كشش لوله بدون توپی،‌ كشش لوله توسط سمبه، كشش لوله توسط توپی شناور تقسیم بندی كرد. در كلیه ی این روشها یك انتهای لوله‌، با پرس كاری توسط دو فك نیم گرد باریك می شود و این انتهای باریك شده از قالب كشش عبور داده و توسط ابزاری كه روی كالسكه دستگاه بسته شده محكم گرفته می شود. سپس كالسكه­ ی كشش لوله را از داخل قالب بیرون می كشد.

 

 

 كشش لوله بدون میله توپی

در فرایند كشش لوله بدون توپی كه در مواردی به آن فروكش نیز اطلاق می شود، ‌لوله از داخل تكیه گاهی ندارد و با نیروی كششی از درون قالب كشیده می­شود.از نكات برجسته در­این روش افزایش ضخامت لوله،‌ كاهش قطر و سطح داخلی غیر یكنواخت لوله پس از عمل فروكشی است.

 

 كشش لوله توسط توپی ثابت

توپی ها قطعات خیلی سختی هستند كه تحت تاثیر تنش تغییر شكل نمی دهند. این قطعات برای ثابت نگاه داشتن قطر داخلی لوله در هنگام كشیده شدن از قالب درون لوله گذاشته می شوند. توپی ها ممكن است استوانه ای و یا مخروطی باشند. توپی،‌ شكل و اندازه ی قطر داخلی را تحت كنترل دارد و لوله هایی كه از این طریق كشیده می شوند، ‌دقت ابعادی بالاتری نسبت به فرایند فروكشی دارند كه  در آن از توپی استفاده نمی شود.

 

كشش لوله توسط توپی شناور

همان گونه كه قبلاً گفته شد استفاده از توپی های ثابت محدودیت هایی را به وجود می آورند. برای رهایی از این محدودیت­ها از توپی شناور (غیر ثابت) استفاده می شود. در حقیقت در این فرایند توپی وارد لوله شده و به همراه لوله از درون قالب عبور می كند. توپی در اثر اصطكاك با لوله و عدم امكان خارج شدن از درون قالب، در جای خودش مستقر می شود. ولی از آنجا كه انتهای آن به جایی بسته نشده است، هنگامی كه اصطكاك در اثر سیلان ماده بشدت افزایش یابد، ‌حركت كوچكی در سر جای خود خواهد كرد این حركت جزیی مانع چسبیدن توپی به لوله می شود. اگر چه در این فرایند هنوز اصطكاك یكی از مشكلات عمده است،‌ ولی این توپی­ها می توانند تا 45 درصد كاهش سطح مقطع ایجاد كنند، در حالی كه این عدد برای توپی های ثابت به ندرت از 30 درصد تجاوز می كند. با توجه به پایین تر بودن نیروی مزاحم اصطكاك،‌ به نیروی كششی كمتری در مقایسه با كشیدن لوله با توپی ثابت نیاز است.از ویژگی­های مهم استفاده­از توپی های شناور برای كشیدن لوله، ‌كشیدن و كلاف كردن لوله های بلند می باشد.

 

كشش لوله توسز سنبه ی متحرك

هدف از انجام این فرایند كاهش ضخامت و افزایش طول لوله است و سعی می شود كه قطر لوله تغییر جدی پیدا نكند. بدین منظور قبل از وارد كردن لوله به قالب بك میله صلب (سنبه) در آن وارد می شود و لوله و میله ی صلب همزمان از درون قالب عبور می كند. در كشیدن لوله با سنبه متحرك، ‌قستی از نیروی كشش توسط نیروی اصطكاك تامین می شود. چون سنبه با سرعتی معادل سرعت خروج لوله از قالب حركت می كند و این سرعت از سرعت فلز محبوس در مجرای قالب بیشتر است؛‌ بنابراین یك نیروی اصطكاكی مقاوم به حركت سنبه جلو، در سطح مشترك بین سنبه و لوله وجود دارد. اگر چه نیروی اصطكاكی دیگری كه در سطح مشترك بین لوله و قالب ثابت ایجاد می شود و به سمت عقب است وجود دارد.

 

اكستروژن (روزن­رانی)

فرایند اكستروژن یكی از جوان­ترین فرایندهای شكل­دهی محسوب می­شود. به طوریكه اولین فرایند مربوط به اكستروژن لوله های سربی در اوایل قرن نوزدهم است. به طور كلی اكستروژن برای تولید اشكال باسطح مقطع نامنظم به كار گرفته می شود. اگر چه میله های استوانه ای و یا لوله های تو خالی از جنس فلزات نرم می توانند با استفاده از این فرایند تغییر شكل یابند. امروزه اكستروژن فلزات و آلیاژهایی مانند آلومینیم روی فولاد و آلیاژهای پایه­ی نیكل میسر می باشد. فرایند اكستروژن، بسته به تجهیزات مورد استفاده به دو دسته اصلی اكستروژن مستقیم و اكستروژن غیر مستقیم تقسیم بندی می شوند.

 

اكستروژن سرد

اولین كاربرد اسكتروژن سرد جهت تولید لوله های سربی در اوایل قرن نوزدهم می باشد. به تدریج و با پیشرفت صنعت استفاده از این فرایند در تولید قطعات فولادی نیز آغاز گردید. اسكتروژن سرد به نوعی از  فرایند های شكل دهی سرد اطلاق می شود كه ماده ای اولیه به شكل میله، مفتول برای تولید قطعات كوچكی مانند بدنه های شمع اتومبیل،‌ محورها، قوطی كنسرو و استوانه های تو خالی و ..... به كار گرفته شود. در حقیقت قطعاتی كه دارای تقارن محوری،‌ دقت ابعادی و پرداخت سطحی خوب هستند، مناسب ترین و ارزان ترین روش برای تولید آنها،‌ اكستروژن می باشد.

در اكستروژن سرد به دلیل وجود مقاومت تغییر شكل بالا (كار سختی)، محدودیت استفاده از آلیاژهای سخت وجود دارد. گاهی اوقات جهت افزایش بازده­ی فرایند اكستروژن سرد، عملیات پیش پرس در دمایی زیر 400 درجه سانتیگراد و استفاده از روانسازهای مناسب پیشنهاد گردیده است. امروزه استفاده از این فرایند در تولید قطعات خودرو، تجهیزات نظامی، ماشین آلات صنعتی و تجهیزات الكترونیكی مرسوم می باشد.

 

 اكستروژن گرم

ابن فرایند جهت تولید محصولات فلزی نیمه تمام با طول تقریباً زیاد و مقطع ثابت مانند انواع پروفیل های توپر و تو خالی، متقارن آلومینیومی، ‌مسی، فولادی و آلیاژهای آنها به كار گرفته می شود. از دلایل عمده بكار گیری فرایند اكستروژن گرم،‌ كاهش تنش سیلان ماده ناشی از كرنش سختی می باشد. در حقیقت از طریق گرم كردن شمش اولیه، مشكل دستیابی به فشارهای بسیار بالا رفع می گردد.

 

نكته ی قابل توجه در اكستروژن گرم مشكلات ایجاد شده از گرم كردن فلز می باشد. از جمله این مسایل می توان به اكسید شمش و ابزار كار، نرم شدن ابزار كار و قالب و مشكل روغنكاری اشاره نمود. بدین منظور همواره سعی می گردد كه فلز تا حد اقل دمایی كه تغییر شكل پلاستیك مناسبی را داشته باشد حرارت داده شود. به علت تغییر شكل زیادی كه در اكستروژن به وجود می اید، ‌گرمای داخلی زیادی ناشی از آن در قطعه ایجاد می شود. بنابراین دمای كاری در اكستروژن گرم باید به گونه ای انتخاب شود كه قطعه در حین تغییر شكل به دامنه سرخ شكنندگی و یا حتی نقطه ذوب نرسد.

 

در اكستروژن فولادها كه به صورت گرم صورت می گیرد شمش ها در محدوده حرارتی 1100 تا 1200 درجه سانتی گراد حرارت داده می شوند و جهت جلوگیری از شوك های حرارتی ابزار كار در محدوده حرارتی 350 درجه سانتیگراد نگه داشته می شود. محدوده فشار اكستروژن برای فولادها 870 تا 1260 مگا پاسكال قرار دارد.

 

اكستروژن مستقیم

در اكستروژن مستقیم كه به اكستروژن پیش رو نیز شهرت دارد جهت سیلان ماده و حركت سنبه ای ایجاده كننده فشار،‌ یكسان است. در حقیقت فلزی در محفظه ای قرار گرفته و سپس توسط سنبه به درون قالب رانده می شود.

 

اكستروژن غیر مستقیم

در این فرایند كه اكستروژن پس رو نیز مشهور است،‌سیلان ماده  بر خلاف جهت حركت پیستون می باشد. به دلیل پایین بودن اصطكاك ( و در مواردی نبودن اصطكاك) نیروی لازم در مقایسه با فرایند اكستروژن مستقیم كمتر است. به این دلیل در لایه ی خارجی تنش افزایش نمی یابد و بنابراین شمشی كه توسط این فرایند تغییر شكل داده می شود،‌ عیوب و ترك های كمی در لبه ها و سطوح محصول نهایی دارد. از مزایای دیگر این روش وارد نشدن ناخالصیهای سطحی شمش به داخل محصول است. یا به بیان دیگر، فرایند اكستروژن غیر مستقیم عاری از عیب حفره ی قیفی شكل از مشخصه های اكستروژن مستقیم است،‌می باشد.

 

 آهن گری

آهن گری كاربر روی فلز به منظور تبدیل آن به یك شكل مفید توسط پتك كاری و یا پرس كاری می باشد. آهن گری از قدیمی ترین هنرهای فلزكاری محسوب می شود و منشاء آن به زمان های بسیار دور برمی گردد. در حقیقت در چندین هزار سال پیش فلزاتی مانند نقره و طلا بدون استفاده از قالب آهن گری (آهن گری باز) می شدند. اما از 2000 سال پیش استفاده از قالب جهت آهن گری قطعات مرسوم گردید. ایجاد ماشین آلات و جایگزینی آن با بازوهای آهنگر از دوران انقلاب صنعتی آغاز گردید. امروزه ماشین آلات و تجهیزات آهنگری متنوعی وجود دارند كه به كمك آنها می توان به ساخت قطعات كوچكی به اندازه یك مهره تا قطعات بزرگ مانند روتور توربین و قطعات كشتی و خودرو اشاره كرد.

 

خم كاری

شكل دهی ورق در صنعت قطعه سازی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. بسیاری از قطعات مصرفی از سینی های غذا خوری تا پنل های جداسازی دیوارهای صنعتی به كمك روش شكل دادن ورق تولید می شوند. در حقیقت شكل دادن ورق روشی برای تبدیل ورقهای تخت فلزی به شكل مورد نظر بدون شكست یا نازك شدن موضعی شدید ورق است. از جمله فرایند های شكل دهی ورق می توان به خم كاری اشاره كرد. خم كاری فرایندی است كه در اغلب روش های شكل دادن وجود دارد. از جمله كاربردهای این فرایند، ‌ایجاد انحنا در یك ورق و یا تبدیل آن به ناودانی های با مقطع U ، V و در مواردی شكل های حلقوی می باشد.

 

خم كاری به عمل وارد كردن گشتاورهای خمشی به صفحه یا ورق اطلاق می شود كه  توسط آن قسمت مستقیمی از جسم به طول خمیده تبدیل می شود.در یك عمل خم كاری مشخص،‌ شعاع خم (r) نمی تواند از حد خاصی كمتر باشد زیرا كه فلز روی سطح خارجی خم كه تنش كششی به وجود می آید ترك خواهد خورد. معمولاً حداقل شعاع خم بر حسب ضخامت ورق تعریف می شود. آزمایش های تجربی نشان داده اند كه اگر شعاع خم سه برابر ضخامت ورق باشد،‌خطر ترك خوردگی وجود ندارد. در فرایند خم كاری به حداقل شعاع خم اصطلاحا حد شكل دادن می گویند. این شعاع برای فلزات مختلف بسیار متفاوت است و افزایش كار مكانیكی باعث افزایش آن می شود. در مورد فلزات بسیار نرم، ‌شعاع خم حداقل می تواند صفر باشد و این گونه فلزات را می توان روی خودشان تا كرد. اما به منظور جلوگیری از صدمه به تجهیزات خم كاری (سنبه و قالب) استفاده از شعاع خم كمتر از 8/0میلی متر توصیه نمی شود. شعاع خم ورق هایی از جنس آلیاژهای با استحكام بالا می تواند حداقل 5 برابر ضخامت ورق باشد.

 

 انواع خم كاری

به طور كلی قطعاتی كه دچار فرایند خم كاری می شوند،‌ قابل تجزیه یكی از انوع خم كاری V شكل خم كاری گونیایی و خم كاری U شكل (ناودانی) خواهند بود.

 

خم كاری V شكل

جهت انجام این فرایند نیازمند استفاده از یك سنبه و ماتریس از جنس فولاد آب داده می باشیم. سر سنبه و فرورفتگی ماتریس به شكل V می باشد. ماتریس روی پایه ای با ارتفاع معین قرار می گیرد تا بتواند در مقابل نیروی خم كاری تحمل داشته باشد. اتصال ماتریس و پایه معمولاً توسط چهار پیچ و دو پین صورت می گیرد. از مزایای خم كاری V شكل می توان به ساده بودن قالب و انجام خم كاری هایی در محدوده ی زاویه صفر تا 90 درجه اشاره كرد. جهت رسیدن به شعاع معین لازم است كه شعاع سنبه و ماتریس درست انتخاب شوند. امروزه جهت رسیدن به شعاع معین وافزایش سرعت خم كاری از تجهیزات كمكی مانند غلتك نیز استفاده می كنند.

 

خم كاری گونیایی

هدف از انجام این فرایند ایجاد خم با زاویه 90 درجه است و در آن یك جفت سنبه-ماتریس استفاده می شود. ماتریس به مانند خم كاری V شكل می تواند روی یك پایه سوار شود. برای كنترل فرایند خم كاری از یك فشار انداز كه به عنوان حمایت كننده ورق نیز كار می كند استفاده می شود. قطعه ی مورد نظر به گونه ای درون ماتریس قرار می گیرد كه بازوی بلندتر آن روی فشارانداز باشد. پایین آمدن سنبه باعث می شود كه قطعه به فشار انداز بچسبد و به همراه آن درون ماتریس فرو برود و در نتیجه آن بازوی كوچكتر جسم عمود بر بازوی بزرگ تر خواهد شد.

 

خم كاری U شكل

قالب خم كاری U شكل مشابه خم كاری گونیایی ساخته می شود. با این تفاوت كه دو علم خم كاری گونیایی روی ورق انجام می شود و از هر دو طرف خم،‌ نیرویی برابر و در جهت مخالف سنبه وارد می شود. از مزایای این فرایند می توان به ایجاد هم زمان دو خم 90 درجه ای و دقت زیاد آن اشاره كرد. از محدودیت های آن باز شدن دهانه ی خم ناشی از برگشت فنری می باشد.

 

كشش عمیق

از جمله فرایندهای شكل دهی ورق می توان به كشش عمیق اشاره نمود. كشش عمیق یكی از انواع فرایندهای فلزكاری است كه برای شكل دادن ورق های مسطح وتبدیل آنها به محصولات فنجانی شكل مانند وان حمام، ‌سینك های ظرف شویی، ‌لیوان، محفظه های پوسته ای گل گیر خودرو به كار گرفته می شود.

 

نورد

 نورد به فرایندی گفته می شود كه تغییر شكل پلاستیك فلز از طریق عبور آن از بین غلتك ها صورت پذیرد. امروزه استفاده از غلتك یكی از متداول ترین روش های شكل دادن محسوب می شود. از امتیازهای این روش ظرفیت تولید بالای آن است. به طوری كه می توان روزانه چند صدتن فلز را نورد كرد. محصول نورد ممكن است فراورده ی پایانی و یا مراحلی از شكل دادن فلز باشد از جمله محصولات نورد می توان به ورق، ‌میل گرد و انواع پروفیل با مقطع H،T،I و.... اشاره كرد. دسته بندی فرایند های نورد می تواند بر اساس دستگاه های نورد و یا دمای نورد باشد.

 

دسته بندی فرایندهای نورد

دستگاه نورد  

اجزای دستگاه نورد قفسه ی نورد، غلتك ها، یاتاقان ها، ‌محفظه ای برای محافظت این قطعات و نیروی محركه ای برای به حركت در آوردن غلتك ها است. علاوه براین ها به تجهیزات مكانیكی و الكتریكی برای كنترل و تنظیم نیرو و سرعت دورانی غلتك ها نیز نیاز است.

قفسه های نورد معمولاً‌ بر حسب تعدد قالب ها و آرایش آنها نسبت به یك دیگر تقسیم بندی می شوند. در قفسه های نورد دو غلتكی جهت چرخش غلتك ها دو طرفه است بطوری كه با تغییر جهت حركت آنها ضخامت قطعه در رفت و برگشت قابل كاهش می باشد. در این روش قطعه كار بین دو غلتك تغییر شكل داده می شود و بیشتر كاهش در سطح مقطع مورد نظر می باشد.

مشخصه بارز این روش این است كه: اولاً محور غلتك ها با هم موازیند و ثانیا تغییر شكل در امتداد حركت عمومی قطعه و عمود غلتك ها صورت می پذیرد. در حقیقت چون تغییر شكل در امتداد طول صورت می گیرد و به آن نورد طولی می گویند. این نوع نورد در صنعت و حتی كارگاه های كوچك شكل دهی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

علاوه بر قفسه های نورد دو غلتكی، قفسه های نورد سه غلتكی ،‌شش غلتكی و اقماری نیز وجود دارند. مزیت قفسه های نورد سه غلتكی نسبت به قفسه نورد دو غلتكی در این است كه می تواند فرایند نورد را بدون تغییر جهت حركت غلتك ها در هر دو جهت رفت و برگشت انجام دهد. علت این امر مخالف بودن جهت حركت غلتك میانی با جهت حركت دو غلتك بالایی و پایینی است . انتقال قطعه كار به سمت دهانه ی ورودی دو غلتك پایینی و (یا بالایی) میانی توسط میز بالا بر انجام می پذیرد.

علت استفاده از قفسه نورد چهار غلتكی كاهش نیروی لازم برای نورد و جلوگیری از خم شدن غلتك های شكل دهنده ی كاری هنگام نورد تختال ها، تسمه های عریض و ورق است. از بین چهار غلتك دو غلتك به عنوان غلتك های شكل دهنده (دو غلتك كه در تماس مستقیم با قطعه كار هستند) و دو غلتك به عنوان پشتیبان عمل می كنند. در غلتك های چهار تایی،‌ فقط غلتك های كاری توسط نیروی محركه خارجی حركت می كنند و حركت دو غلتك پشتیبان بر اثر اصطكاك بین آنها و غلتك های كاری است.

گاهی اوقات به منظور كاهش بیشتر احتمال خم شدن غلتك های كاری از قفسه های نورد شش غلتكی استفاده می شود. در این نوع قفسه ها، چهار غلتك پشتیبان در اثر اصطكاك با دو غلتك كاری به حركت در می آیند.

قفسه های نورد اقماری شامل یك جفت غلتك پشت بند سنگین هستند كه توسط تعداد زیادی غلتك های  كوچك احاطه شده اند. از خصوصیات عمده ی این نوع قفسه این است كه تختال مستقیماً در یك مرحله از دستگاه نورد عبور كرده و تبدیل به تسمه می شود. در حقیقت هر غلتك كوچك (غلتك سیاره ای) علاوه بر طی مسیر دایره ای بین غلتك پشت بند (غلتك پشتیبان) و تختال كاهش نسبتاً ثابت در تختال به وجود می آورد. هنگامی كه یك جفت غلتك اقماری از تماس با قطعه خارج می شود،‌ یك جفت غلتك دیگر با قطعه تماس پیدا می كند و عمل كاهش ضخامت تكرار می شود. كاهش كل از مجموع كاهش های كوچكی است كه توسط جفت غلتك های سیاره ای كه بسرعت پشت سر هم می آیند،‌ ایجاد می شود. برای وارد كردن تختال به قفسه های نورد اقماری استفاده از غلتك های تغذیه ضروریست .

 

دمای نورد

نورد سرد

نورد سرد معمولا برای تولید ورق و تسمه با پرداخت سطحی و دقت ابعادی به كار گرفته می شود. همچنین در مواردی برای استحكام بخشی به ورق از طریق كار  مكانیكی از این فرایند شكل دهی استفاده می شود. مهم ترین كاربردهای محصولات نورد سرد در اتومبیل تجهیزات خانگی مانند یخچال اجاق گاز، ماشینهای ظرفشویی و لباس شویی دستگاه های الكتریكی مخازن و تجهیزات ساختمانی هستند. ورق های تولید شده توسط نورد سرد ابتدا تا حداقل ضخامت ممكن (حدود 5/1 میلی متر) از طریق نورد گرم تولید شده، ‌سپس بعد از اسید شویی كاهش ضخامت و در مواردی تغییر شكل آنها توسط فرایند نورد سرد انجام می پذیرد.

علاوه بر كاهش ضخامت و رساندن قطعه به دقت ابعادی مورد نظر، ‌حذف نقطه تسلیم از ورق های فولادی از دیگر كاربردهای نورد سرد است. در حقیقت چون وجود نقطه ی تسلیم باعث بوجود آمدن شرایط تغییر شكل نا همگن در فرآیندهای شكل دادن (به ویژه كشش عمیق) می شود بنابراین حذف آن از اهمیت به سزایی برخوردار است. انجام یك مقدار كار مكانیكی توسط نورد كه اصطلاحا به نورد بازپخت معروف است باعث حذف نقطه ی تسلیم می شود.

صاف كردن ورق های نورد شده نیز از دیگر كاربردهای نورد سرد است به طوری كه با استفاده از فرایند نورد تراز كردن غلتكی (كه شامل دو دسته غلتك با قطر كم است) انحنای ناشی از فرایندهای قبلی برطرف می شود. در حقیقت در این فرایند دو دسته غلتك با قطر كم به نحوی قرار گرفته اند كه ردیف های بالایی و پایینی نسبت به هم انحراف دارند. وقتی ورق داخل ترازگر می شود ،‌ به طرف بالا و پایین تغییر شكل پیدا كرده و با بیرون آمدن از غلتك ها صاف می شود.

 

نورد گرم

اولین كار گرمی كه روی بیش تر قطعات فولادی صورت می پذیرد نورد گرم است. دستگاه هایی كه نورد گرم را انجام می دهند، ‌از دو غلتك دو جهته به قطر بیش از 60 تا 140 سانتی متر تشكیل شده اند. مهم ترین نكته ای كه فرایند نورد گرم را از نورد سرد متمایز می سازد، دمای آن است. در حقیقت نورد كردن قطعه ای در دمای بالاتر از دمای تبلور مجددش نورد گرم نام دارد. از آنجا كه در فرآیند نورد گرم فاصله ی زمانی بین كار مكانیكی و فرایند تبلور مجدد بسیار كوتاه است بنابراین قطعه هم زمان كه تحت تاثیر كار سرد قرار می گیرد، بلافاصله تبلور مجدد نیز می شود. از مهم ترین مزایای نورد گرم می توان به موارد زیر اشاره كرد:

 

1- توانایی بسیار بالای ماده برای تغییر شكل به دلیل افت تنش سیلان ناشی از افزایش دما

 

2- بازگشت ماده به ساختار میكروسكوپی اولیه ی خود بلافاصله پس از تغییر شكل در مقابل این مزیت ها، محدودیت هایی نیز وجود دارد از جمله:

1- اكسید شدن ناشی از درجه حرارت بالا

2- حساس بودن شكل پذیری  به درجه حرارت، ‌به ویژه فولادها كه در محدوده ی حرارتی 350250 دچار تردی آبی می شوند.

3- افزایش نقش ضریب اصطكاك

 

نورد میله و پروفیل

میله های با سطح مقطع دایره با چند ضلعی و شكل های مورد استفاده در ساختمان سازی مانند تیرهای I و V شكل و ریل های راه آن توسط فرایند نورد گرم و با كمك غلتك های شیار دار تولید می شوند. نكته قابل توجه در مورد نورد میله و پروفیل تفاوت آنها با نورد تسمه و ورق است،‌زیرا مقطع فلز در این نورد در دو جهت كاهش می یابد. اگر چه بازهم در هر لحظه معمولا ماده فقط در یك جهت فشرده می شود. نكته ی دیگر در تبدیل مقاطع در فرایند نورد است به طوری كه جهت تبدیل یك شمش با سطح مقطع مربع به میل گردی به سطح مقطع دایره باید از مراحل تبدیلی مربع و بیضی سود جست. طراحی مراحل نورد برای پروفیل های ساختمانی به مراتب پیچیده تر است.

 

مكانیزم نیش

وقتی قطعه ای بین غلتك های نورد قرار می گیرد یكی از دو حالت زیر می تواند برای آن اتفاق افتد:

 1) به درون فضای خالی بین غلتك ها وارد شود كه شرط بروز عمل نیش است

2) پشت غلتك ثابت بماند و اجازه ی وارد شدن به درون فضای خالی را پیدا نكند

واضح است كه هدف اصلی در فرایند نورد واردشدن قطعه به فضای خالی بین غلتك هاست. بنابراین در این قسمت شرط نیش و یا گزش قطعه تش غلتك های نورد را بررسی می كنیم.

 

اگر جهت حركت غلتك ها هنگامی كه قطعه در تماس با آن ها قرار می گیرد،‌ یك نیروی فشاری در جهت شعاع بر قطعه وارد می شود اگر در ناحیه ی تماس بین غلتك ها و قطعه كار اصطكاك وجود نداشته باشد قطعه روی غلتك سر می خورد و به هیچ وجه اجازه وارد شدن به درون فضای خالی غلتك ها را پیدا نمی كند. اما اگر بین قطعه كار و غلتك ها اصطكاك وجود داشته باشد مولفه ی افقی این نیرو باعث گزینش یا نیش قطعه می شود. قابل ذكر است كه این نیرو همواره مماس بر غلتك است و به نیروی اصطكاكی  دارد و نیروی شعاعی و نیروی اصطكاكی بر هم عمودند.

 

هر دو نیروی اصطكاكی و شعاعی دارای مولفه هایی در امتداد افقی و قائم هستند. هر دو مولفه ی عمودی نیروهای اصطكاكی و شعاعی به طرف پایین هستند و تمایل دارند كه قطعه را فشرده كنند. اما مولفه ی افقی این دو نیرو رفتار مشابهی ندارند. در حقیقت مولفه ی افقی نیروی شعاعی تمایل دارد كه قطعه را پس بزند و هیچ تمایلی برای گزش قطعه ندارد، ‌در حالی كه مولفه افقی اصطكاكی تمایل به كشیدن قطعه به درون غلتك دارد. حال اگر مولفه ی افقی اصطكاكی بزرگ تر از مولفه ی نیروی شعاعی گردد،‌ قطعه گزیده می شود.

 

نوع دیگر شكل دهی ورق به صورت قرقره های مرحله ای می باشد. در این سیستم كه به وسیله ی دستگاه رول فرمینگ انجام می پذیرد، ‌قرقره ها طی مراحل مختلف و به صورت سرد ورق را فرم می دهند تا ورق به شكل پروفیل دلخواه درآید.

در شكل دهی ورق در مراحل مختلف زوایا و خمشهای اعمال شده باید به صورتی باشد تا كمترین تنش را به ورق و یا پروفیل تولیدی وارد آورده تا نتیجه كار یا همان سازه تولیدی، مطلوب و قابل تحسین باشد و امكان تغییر را در طولهای زیاد به حداقل برساند.

تعداد مراحل یا ایستگاهها و یا استیجهای دستگاه رول فرمینگ بستگی به نوع شكل پروفیل ،‌ضخامت ورق، جنس ورق و پیچیدگی زوایای سازه دارد كه معمولاً شركتهای سازنده این مدل دستگاهها نكات مختلفی را باید رعایت كنند.

جنس قالبها و یا همان قرقره های فرم بستگی به ضخامت ورق و تیراژ تولید دارد و معمولاً باید از فولادهایی استفاده گردد كه در عملیات حرارتی كه همان سخت كاری فولاد می باشد كمترین شوك و تنش به فولاد وارد گردد كه در اثر آن قرقره تغییر حالت پیدا نكند.

سرعت پروفیل در مراحل مختلف باید یكسان باشد تا كشندگی ورق در تمام نقاط دستگاه به یك صورت باشد تا ورق كشیده نشود برای این كار باید طراحی این قالبها به صورتی باشد كه این مسئله مهم روی آن اعمال گردد.

 

مقطع تولیدی هر چقدر هم از لحاظ اندازه استاندارد باشد مهم این است كه این مقطع وقتی تبدیل به پروفیل در طولهای مختلف می گردد، در طول خمش نداشته باشد، برای خنثی كردن شیبهای احتمالی پروفیل از دستگاهی بنام تركهد استفاده می گردد كه در انتهای دستگاه بعد از استیج آخر قرار می گیرد كه وظیفه خنثی كردن خمشهای پروفیل را دارد تا پروفیل به صورت صاف تولید گردد. تركهد در شش جهت حركت می كند و در نتیجه خمش های بالا و پایین، ‌چپ و راست و پیچیدگی حول محور خود را خنثی می كند.




:: مرتبط با: پروژه,جزوه و تحقیق مهندسی ,
:: برچسب‌ها: مهندسی مکانیک , شکل دهی فلزات , کشش عمیق , اکستروژن , نورد , دانلود مقالات مهندسی مکانیک , فرایند های شکلدهی فلزات ,

تاریخ انتشار : 1393/08/21 | نظرات
نوشته شده توسط : سهیل پوررحیمی

صنعت فولاد و فرایندهای شكل دهی فلزات

معرفی فرایند های شكل دهی

كشش سیم

كشیدن میله، مفتول، یا سیم

 قالب های كشش

 كشش تسمه

 كشش لوله

 كشش لوله بدون میله توپی

كشش لوله توسط توپی ثابت

كشش لوله توسط توپی شناور

كشش لوله توسز سنبه ی متحرك

اكستروژن (روزن­رانی)

اكستروژن سرد

 اكستروژن گرم

اكستروژن مستقیم

اكستروژن غیر مستقیم

 آهن گری

خم كاری

خم كاری V شكل

 خم كاری گونیایی

 خم كاری U شكل

كشش عمیق

دستگاه نورد  

دمای نورد

نورد سرد

نورد گرم

 

امروزه شكل دهی فلزات به عنوان یكی از روش های مهم ساخت و تولید قطعات محسوب می شود. از این رو شناخت هر چه دقیق تر آن، صنعت گران را به سمت تولید قطعات با كیفیت بالاتر سوق می دهد. هر چند صنعت گران كشور در این زمینه، پیشرفت هایی داشته اند،‌ولی متاسفانه ضعف آگاهی نسبت به مباحث تئوری و عدم دسترسی منابع فارسی كافی و همچنین محدود بودن دایره ی كابرد این علم در دانشگاه، این صنعت پیشرفت قابل توجهی نداشته است. به این دلیل تالیف، تدوین و حتی ترجمه كتبی كه از نظر تئوری جامع بوده و یا مثال ها و مباحث عملی صنعت كشور را نیز مخاطب قرار بدهد، ‌بسیار ضروری به نظر می آید و علاوه بر این از آنجا كه اخیراً سر فصل دروس دوره های كارشناسی و تحصیلات تكمیلی به گونه ای بازنگری شده كه مباحث در راستای فهم عمیق مسائل مهندسی و ارائه راه حل های منطقی و صنعتی ارائه شود. این مقاله تلاشی برای بیان موضوع شكل دهی فلزات با حفظ تعادل مناسب بین كارهای تئوری و عملی است.

 

این متن برای استفاده دانشجویان كارشناسی و كارشناسی ارشد مهندسی متالوژی مهندسی مكانیك و مهندسی ساخت و تولید همچنین برای مهندسانی كه در صنعت اشتغال دارند، توسط ماشین سازی هامون ‌نگاشته شده است. (منبع : شكل دهی فلزات: نوشته دكتر زبرجد)

 

 معرفی فرایند های شكل دهی

توانایی تغییر شكل دائمی یكی از ارزشمندترین خصوصیات آنها به شمار می آید. بی شك تولید ورق، تسمه، میل گرد، لوله، مقاطع ساختمانی و به طور كلی شكل دهی فلزات مدیون این قابلیت است. با توجه به این كه شكل  دهی فلزات یكی از روش های مهم ساخت و تولید قطعات است. شناخت هرچه دقیقتر این صنعت ضروری می باشد. از مهمترین ابزارهای علمی نقد و بررسی فرایند های شكل دهی دانش مكانیك محیط های پیوسته می باشد.

در حقیقت مكانیك محیط های پیوسته تنها برای موادی قابل استفاده است كه بتوان در حجم دلخواهی از آن، مقادیر متوسطی را برای ویژگی هایش مشخص كرد. به بیان دیگر، ‌هنگامی كه با دید كلان (ماكروسكوپی) به یك جسم بنگریم، می توانیم آن را یك محیط پیوسته در نظر بگیریم و از قواعد حاكم بر مكانیك محیط های پیوسته استفاده كنیم. مكانیك محیط های پیوسته همانند شاخه های دیگر علوم بر مبنای مجموعه ای از نظریه ها و قوانین اسكلت بندی شده است. به طوری كه اصول و قوانین حاكم بر این علم را می توان به اصول بقای جرم، بقای ممان خطی و دورانی،‌ بقای انرژی و اصل بی نظمی نسبت داد. اگر چه تمام این اصول بر مبنای اثرات مكانیكی اند، ولی در صورت وارد شدن اثرات غیر مكانیكی مانند میدان های الكتریكی مغناطیسی و ...،‌قوانین حاكم بر این اثرات نیز وارد می شوند كه بحث برروی این اثرات خارج از محدوده این متن می باشد.  

 


 

معرفی فرآیند های شكل دهی

كشش سیم

عملیات كشیدن به فرایندی كه در طی آن فلز از درون قالب به وسیله نیروی كششی،‌ خارج  شود اطلاق می شود. بیشتر سیلان فلز درون قالب توسط نیروی فشاری كه از اثر متقابل فلز با قالب ناشی می شود، صورت می گیرد.

معمولاً قطعات با تقارن محوری توسط فرایند كشش تغییر شكل می یابند. كاهش قطر یك سیم، ‌میله یا مفتول تو پر در اثر كشیدن به كشش سیم، میله یا مفتول مشهور است. معمولاً به سیم های تهیه شده از طریق روش نورد اصطلاحاً‌ مفتول گفته می شود و آن ماده ی اولیه برای تولید سیم كه قطر آن كمتر از یك سانتی متر است می باشد. عملیات كشیدن معمولاً‌ در حالت سرد انجام می شود، اگر چه در مواردی كه میزان تغییر شكل زیاد باشد به صورت گرم نیز صورت می گیرد. در فرایند های كشش سرد كه كاهش سطح مقطع زیادی مدنظر می باشد، ‌لازم است كه با انجام عملیات حرارتی افزایش تنش سیلان را جبران كرد.

 

 

كشیدن میله، مفتول، یا سیم

 اصولی كه در كشیدن میله،‌ مفتول یا سیم به كار گرفته می شوند،‌ یكسان هستند. با این تفاوت كه مفتول­ها و میله­هایی كه نمی توانند كلاف شوند روی میزهای كشش تولید می شوند. در حقیقت گیره­های فك كشش مفتول را گرفته و به وسیله­ی یك مكانیزم هیدرولیكی حركت می كنند. سرعت میزهای كشش می تواند تا حدود 150 سانتی متر بر ثانیه و كشش میزها تا حدود 135 متغییر باشد.

 

 امروزه جهت انجام فرایند كشش سیم از تجهیزات مختلفی استفاده می شود. در بعضی از كارگاه­های شكل دهی این فرایند به ساده­ترین وجه صورت می پذیرد. واضح است كه با این روش توانایی نازك كردن مفتول و یا سیم های ضخیم وجود ندارد. اگر چه این روش در بسیاری از كارگاه­های شكل دهی مرسوم است ولی در صنعت كاربردی ندارد. 

 

قالب های كشش

برای تولید سیم طی فرایند كشش از قالب یا حدیده های كشش استفاده می شود. زاویه ی ورودی قالب آنقدر بزرگ است كه فضای مناسبی برای ورود سیم و روان ساز به وجود آورد. در حقیقت،‌ نقش اصلی در كشش را طول تماس سیم با قالب كه ارتباط مستقیم با زاویه ی قالب دارد، ‌بازی می كند. دهانه­ی ورودی و خروجی قالب به صورت استوانه است. نقش این دو قسمت ورود و خروج سیم است. از آنجا كه تمام تغییر شكل در قالب صورت می پذیرد،‌ نیروهای وارد شده به قالب زیاد است. به این دلیل امروزه بیشتر قالب های كشش با طول عمر بالا را از جنس كاربید تنگستن می سازند.

 

 كشش تسمه

تسمه یكی از محصولات نورد تخت است كه پهنایی كمتر از 610 میلی متر و ضخامت بین 13/0 تا 76/4 میلی متر دارد. تسمه های پس از نورد داغ، ‌عملیات آنیل و سپس اسیدشویی،‌ نورد سرد می شوند. بسته به میزان ضخامت درخواستی نورد سرد در چند مرحله انجام می شود. هرگاه یك تسمه ی فلزی با پهنای  و ضخامت اولیه  از میان یك قالب گوه­ای شكل با شیب یكسان به سوی خط مركزی كشیده شود، ‌به این فرایند كشش تسمه گفته می­شود. با این كه كشش تمسه فرایند تولید متداولی نمی باشد،‌ ولی مسئله ای است كه در مكانیك نظری فلزكاری در باره آن مطالعات زیادی شده است. از آنجا كه  است لذا در حین كشش حالت كرنش صفحه ای به وجود می آید و پهنای تسمه تغییر نمی كند.

 ادامه دارد...


ادامه مطلب در لینک زیر



فرایندهای شكل دهی فلزات قسمت دوم و نهایی




:: برچسب‌ها: فرایندهای شكل دهی فلزات , معرفی فرایند های شكل دهی كشش سیم كشیدن میله , مفتول , یا سیم قالب های كشش كشش تسمه كشش لوله كشش لوله بدون میله توپی كشش لوله توسط توپی ثابت كشش لوله توسط توپی شناور كشش لوله توسز سنبه ی متحرك اكستروژن (روزن­رانی) اكستروژن سرد اكستروژن گرم اكستروژن مستقیم اكستروژن غیر مستقیم آهن گری خم كاری خم كاری V شكل خم كاری گونیایی خم كاری U شكل كشش عمیق دستگاه نورد دمای نورد نورد سرد نورد گرم , دانلود مقالات مهندسی مکانیک , اکستروژن , شکلدهی فلزات ,

تاریخ انتشار : 1393/08/21 | نظرات
نوشته شده توسط : سهیل پوررحیمی
دانلود مجموعه مقالات دهمین همایش بین المللی انرژی


    ضرورت و بررسی اقتصادی احداث پالایشگاه های مقیاس كوچك توسط سناریوهای مختلف با استفاده از نرم افزار اقتصادی كامفار
    جایابی بهینه و تعیین ظرفیت UPQC به منظور کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ
    ارزیابی بازیابی انرژی در کوره قوس الکتریکی
    امكان سنجی فنی اقتصادی استفاده از كولر گازی، كولر آبی یا استفاده تلفیقی بر اساس اقلیم آب و هوایی (مطالعه نمونه در شهر قم)
    بررسی پتانسیل صرفه جویی حاصل از مصرف استندبای
    چالش ها و راهکارهای مدیریت ارز های نفتی
    آنالیز فنی و اقتصادی ذخیره سازی انرژی توسط روش های مختلف سرمایش
    بررسی فنی و اقتصادی بازتوانی نیروگاه بخار منتظر قائم
    بررسی رابطه بین رشد اقتصادی، مصرف انرژی و انتشار دی اکسید کربن در کشورهای عضو OECD
    بررسی مشوقهای مورد استفاده انرژیهای تجدیدپذیر برای حمایت از تولید برق در جهان و رتبه بندی آنها در ایران
    ساختمانهای انرژی صفر، ضرورتی بر بهره وری انرژی و بکارگیری انرژی های تجدیدپذیر
    بررسی اثر نوسانات قیمت نفت بر شاخص‌های صنایع بازار سهام ایران
    تاثیر استفاده از قراضه در کاهش مصرف انرژی درصنعت آهن و فولاد
    راهبرد‌های توسعه شركت‌های خدمات انرژی در کشور
    بررسی روند تاثیرگذاری درآمد نفتی برتورم،سرمایه گذاری وGNP
    شناخت بازیگران کلیدی و موثر در صنعت آهن و فولاد ایران
    ارائه مدل تامین مالی پروژههای خنککاری هوای ورودی نیروگاههای سیکل ترکیبی
    بررسی ساختار بازار صنایع پایین دستی نفت
    مدل سازی تقاضای بنزین در بخش حمل و نقل جاده ای ایران
    تاثیر تکنولوژیهای نوین استحصال، برجایگاه راهبردی خلیج فارس در بازار جهانی انرژی
    بررسی كشش قیمتی و درآمدی تقاضای گازوئیل در بخش حمل و نقل جاده ای با استفاده از روش3SLS
    بررسی رابطه ی مصرف انرژی و ارزش افزوده بخش کشاورزی با استفاده از رگرسیون فازی
    کنترل P&O وفقی فازی هوشمند جهت ردیابی نقطه توان ماکزیمم ماژول های فتوولتائیک
    برآورد کشش قیمتی و درآمدی انواع حامل های انرژی و ارزیابی اثر هدفمندی سازی یارانه ها
    قیمت گاز طبیعی و بازار سهام: شواهدی از کشورهای اروپایی
    طراحی و مدل¬سازی موتور الکتریکی جریان مستقیم دو آرمیچره برای افزایش توان و بازده بهره برداری در کاربردهای سرعت متغیر
    مدیریت سمت تقاضا و تاثیر آن بر برنامه ریزی تامین انرژی شرکتهای توزیع برق
    اندازه‌گیری کارایی انرژی صنعت سیمان با رویکرد تحلیل‌پوششی داده‌ها
    Resistance economy and strategic planning with use of scenario approach and Fuzzy inference in oil industry

* زیرمجموعه مدیریت منابع

    تحلیل هزینه- منفعت راهکارهای صرفه جوئی انرژی در بخش تجاری کلان شهر تهران
    روش تعیین گروه‏های هدف برای صرفه‏ جویی کلان در مصرف انرژی
    بررسی پایداری ولتاژ با حضور نیروگاه بادی و استفاده از ادوات FACTS
    استفاده از برنامه پاسخگویی زمان استفاده بهبود یافته در بهره‏ برداری بهینه از ریزشبکه‌ها
    روش‌شناسی مدل‌سازی تقاضای انرژی بخش حمل و نقل توسط برآورد سهم بازار خودروها
    ارزیابی منابع انرژی زیست توده ایران با هدف تولید هیدروژن
    application of system dynamics model as a decision making tool for supply resources planning process toward mitigsting GHG emissions
    ارائه چارچوبی به منظور آینده پژوهی زیست توده
    بررسی ارتباط حمایت یارانه ای سوخت و عملکرد محصول ذرت دانه ای در ایران
    an Integrated Model of Futures Studies Methods to Energy Foresight: case study of Iranian energy industry
    بهینه‌سازی مصرف انرژی در واحد عاری‌سازی آب ترش پالایشگاه چهارم پارس جنوبی-نمونه موردی
    مدیریت مصرف انرژی الكتریكی در ساختمان برای اقلیم خشك و بیابانی (مطالعه موردی و تجربی در استان یزد)
    scenario-Based planning for Energy foresight Case study: Iran’s Transportation Industry
    برنامه ریزی انرژی برمبنای نیروگاه های بادی توسط نرم افزار LEAP برای 20سال آینده
    Evaluation of the Level of Security of Gas Supply on the Example of Latvia

* زیر مجموعه فناوری انرژی و محیط زیست

    بهینه سازی واحدهای تولید پراکنده در شبکه های توزیع جهت کاهش همزمان تلفات انرژی الکتریکی و آلایندگی زیست محیطی
    جایابی بهینه و تعیین ظرفیت UPQCبه منظور کاهش تلفات و بهبودپروفیل ولتاژ
    بررسی تاثیر هیتر های آب تغذیه در راندمان نیروگاه بخار
    استقرار سیستم اسكادا و تامین اطلاعات بازار برق بصورت همزمان
    کاربرد نگاشت در حل جریان سیال اطراف ایرفویلهای دارای انحنا
    بهینه سازی پره توربین بادی 100 کیلوواتی با استفاده از الگوریتم ژنتیک
    بهره وری انرژی در کارخانجات سیمان با اعمال تغییرات فرآیندی
    Modelling of hydrogen production in microreactors
    اثرات زیست محیطی مصرف انرژی و رشد اقتصادی در کشورهای عضو بریکس با رویکرد داده های تابلویی
    طراحی سیستم سرمایش و گرمایش خورشیدی با روش Phi,F-Chart
    اثر چیلر جذبی بر افزایش توان و راندمان نیروگاه علی آباد
    فرضیه مزیت دوسویه در مالیاتهای سبز (راهکاری نوین جهت مدیریت مصرف انرژی و کاهش آلایندگی صنعت)
    طراحی و بهینه سازی ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم برای کاربرد انرژی تجدید پذیر هیدرودینامیکی با استفاده از الگوریتم مورچگان
    Wind Turbine Integrated Control during Full Load Operation
    An investigation on integrating Solar collectors in to a 12.5MW Tarasht Steam power plant unit
    ارتقاء راندمان نیروگاه گازی فارس به کمک مبدل بازیاب پوسته لوله ای
    Hybrid Power System Energy Management Considering Renewable Energy Uncertainties and Emission
    مبدل بازیافت انرژی گرمایی:تبدیل مستقیم انرژی گرمایی به مکانیکی
    کاربرد الگوریتم PSO-BF در مکان یابی بهینه منابع تولید پراکنده تجدیدپذیر در شبکه توزیع
    بررسی مولفه¬های تلفات در فیدرهای نمونه شبکه توزیع برق تبریز
    بهینه سازی انرژی درسیستم های قدرت با استفاده ازانرژی خورشیدی
    آنالیز اگزرژی و اگزرژی محیطی برای یک سیکل تولید همزمان سه‌گانه بر پایه چیلر جذبی دو اثره
    اولویت بندی مکان‌های مناسب برای استحصال انرژی جزر و مدی با روش PROMETHEE
    بررسی اثرات تولید انرژی الکتریکی خورشیدی در یک ساختمان اداری
    کاهش انرژی مصرفی تجهیزات دوار با کنترل ظرفیت
    روشی جهت کاهش ریپل جریان سیستم پیل سوختی در تامین یک بار اختصاصی/
    کاهش مصرف انرژی در شهرسازی بر اساس راهبردهای سیستم LEED-ND
    دورنمای انرژی زیستی در ایران و جهان
    تدوین مدل شناسایی و ارزیابی تكنولوژی های نوین، مورد نیاز و كلیدی صنعت برق ایران
    کاهش تلفات در حضور تولیدات پراکنده
    پاسخ تقاضای پراکنده و انطباق کاربران در شبکه های هوشمند
    بهبود عملکرد ردیاب نقطه حداکثر توان در سیستمهای روشنایی شهری با کنترلر فازی و مدل فازی عصبی تطبیقی
    بررسی فناوری های تولید برق از گازهای لندفیل
    نیروگاه برق آبی مقیاس کوچک برروی خطوط انتقال آب
    تبیین پیامدهای زیست محیطی، ایمنی و اقتصادی سوخت گاز طبیعی فشرده(CNG)
    مدلسازی و تحلیل شبکه آب با هدف کاهش مصرف انرژی
    بررسی برنامه ریزی شارژ خودروهای الکتریکی با در نظر گرفتن قابلیت تامین بار خانگی، بر پروفیل بار شبکه ی توزیع
    Removal of PCBs in Waste Transformer Oil by WO3/TiO2 nanocomposite under visible light
    بررسی پایداری و تنظیم‌ توربین بادی تغذیه دوگانه تحت شرایط کاهش ولتاژ
    کنترل سرعت موتور DC با کنترل¬کننده مرتبه کسری و روش IMC
    Environmental Management in Drilling Operation
    ENVIRONMENTAL EFFECTS OF IN-STREAM ENERGY CONVERTERS IN THE FOUR YET UNEXPLOITED SWEDISH RIVERS

دانلود متن کامل مقالات

*زیرمجموعه انرژی و اقتصاد

* زیرمجموعه مدیریت منابع

* زیر مجموعه فناوری انرژی و محیط زیست 





:: مرتبط با: مجلات مهندسی , پروژه,جزوه و تحقیق مهندسی ,
:: برچسب‌ها: دانلود مجموعه مقالات دهمین همایش بین المللی انرژی , دانلود مقالات مهندسی مکانیک , كولر آبی یا استفاده تلفیقی بر اساس اقلیم آب و هوایی (مطالعه نمونه در شهر قم) بررسی پتانسیل صرفه جویی حاصل از مصرف استندبای چالش ها و راهکارهای مدیریت ارز های نفتی آنالیز فنی و اقتصادی ذخیره سازی انرژی توسط روش های مختلف سرمایش بررسی فنی و اقتصادی بازتوانی نیروگاه بخار منتظر قائم بررسی رابطه بین رشد اقتصادی , مصرف انرژی و انتشار دی اکسید کربن در کشورهای عضو OECD بررسی مشوقهای مورد استفاده انرژیهای تجدیدپذیر برای حمایت از تولید برق در جهان و رتبه بندی آنها در ایران ساختمانهای انرژی صفر , سرمایه گذاری وGNP شناخت بازیگران کلیدی و موثر در صنعت آهن و فولاد ایران ارائه مدل تامین مالی پروژههای خنککاری هوای ورودی نیروگاههای سیکل ترکیبی بررسی ساختار بازار صنایع پایین دستی نفت مدل سازی تقاضای بنزین در بخش حمل و نقل جاده ای ایران تاثیر تکنولوژیهای نوین استحصال , برجایگاه راهبردی خلیج فارس در بازار جهانی انرژی , دانلود مقاله ,

تاریخ انتشار : 1393/08/20 | نظرات