طرح لایه باز نمایشگاه و خدمات اتومبیل
با بیش از 20 لایه قابل ویرایش
با کیفیت ترین عکس های اتومبیل
مناسب جهت تبلیغات
طرح لایه باز نمایشگاه و خدمات اتومبیل 19
طرح لایه باز نمایشگاه و خدمات اتومبیل
با بیش از 20 لایه قابل ویرایش
با کیفیت ترین عکس های اتومبیل
مناسب جهت تبلیغات
طرح لایه باز نمایشگاه اتومبیل
کاملا لایه باز
سایز: 120*300
رزولوشن: 300
اصولا وضعیت اقتصاد ملی هر جامعهای به نحوه و میزان استفاده از مواد و انرژی مربوط میشود در شرایط امروزی بهینهسازی مصرف انرژی نقش کلیدی در توسعه اقتصادی و اجتماعی ایفا میکند از طرفی بحران کاهش منابع نفتی و بحرانهای اقتصادی دنیا را واداشته که از منابع انرژی به بهترین نحو استفاده کنند. با بررسی روش استفاده مواد و انرژی در کشور و همچنین آمار و ارقام اعلام شده در مییابیم نرخ رشد و پیشرفت اقتصادی کشور رو به تعدیل است. بنابراین بررسی روش استفاده مواد و انرژی در کشور و بهینهسازی مصرف انرژی در سیستمهای مختلف را میتوان از دو دیدگاه بررسی نمود: یکی بکارگیری تکنولوژی بهینهسازی در فاز طراحی سیستم مورد مطالعه و دیگری اعمال روشهای بهینهسازی مصرف در سیستمهای در حال کار. از جمله تکنولوژیهای بهینهسازی که میتوان از اصول آن در فاز طراحی کمک گرفت، تکنولوژی تریبولوژی است که در رابطه با سیستمهای مکانیکی بکار گرفته میشود. هنگام بررسی بهرهوری انرژی یک طرح صنعتی، باید مصرف انرژی در سیستمهای مکانیکی آن را نیز همپای مصارف حرارتی و الکتریکی در نظر گرفت. یکی از عواملی که در سیستمهای مکانیکی انرژی را به هدر میدهد، اصطکاکی است که بین دو سطح که نسبت به هم دارای حرکت هستند، وجود دارد، در واقع تریبولوژی علم و تکنولوژی، عمل متقابل سطح در حال حرکت نسبت به یکدیگر و اعمال مربوط به آن اجزا در حال حرکت تعریف بهتری برای آن است. اصول تریبولوژی برای قسمتی از اجزا دستگاهها و ماشینهای مکانیکی که در آنها بیشترین اصطکاک و ساییدگی وجود دارد، بکار برده میشود. از اجزا اصلی خودرو که در آن بیشترین اصطکاک و ساییدگی وجود دارد، یاتاقانها هستند. این قطعات امروزه کاربرد فراوان پیدا کردهاند و با توجه به خصوصیات یاتاقانها روانکاری و کاهش اصطکاک و ساییدگی در آنها از مسایل مهم و قابل توجه است. از مسایلی که در رابطه با یاتاقانها و اجزای مرتبط مانند سیستم سیلندر و پیستون، باید در نظر گرفت، عبارتند از: ١) طراحی و انتخاب یاتاقان بر اساس حالت اساسی کار، جهت و طبیعت بار وارده، شکل هندسی سیستم. ٢) بررسی جنس ماده یاتاقان و خصوصیات میکروسکوپی و ماکروسکوپی سطح آن و مشخصههای هندسی و بافت آن. ٣) بررسی شیوههای روانکاری ٤) شناخت و بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی روانکنندهها. این مقاله موارد فوق را بصورت اجمالی بررسی میکند، اما آنچه مهم است، این است که روانسازی اعضا و قسمتهای در حال تماس بسیار با اهمیت است و در همه طراحیها باید دقت و ملاحظه نمود که مسایل روانسازی برای همه اعضای دستگاه در نظر گرفته شود و همچنین خاطر نشان میشود که اجزا مکانیکی نمیتوانند در یک دستگاه یا ماشین بصورت مجزا رفتار کنند. بلکه آنها تحت تأثیر دیگر اجزا قرار میگیرند، همانگونه که آنها بر دیگر اجزا تأثیر میگذارند. در این مقاله با سطوح همدیسی و ناهمدیسی سرو کار داریم. سطح روی مساحت نسبتاً بزرگی حمل میشود و ضمن افزایش بار، مساحت سطح تحمل کننده بار لزوماً ثابت باقی میماند. سطوح ناهمدیسی مطابقت هندسی خوبی ندارند و دارای سطوح روانکاری کوچکی هستند. سطوح روانکاری با افزایش بار بزرگ میشوند، ولی هنوز در مقایسه با مساحت روانکاری سطوح همدیسی، کوچک است.
موضعنگاری سطوح
سرعت افزاینده تولید و روشهای جدید برش لیزری، مشخصات سطوح ماشین شده را تغییر میدهند. همچنین ملزومات مربوط به دقت سطح و صیقلی بودن آن نیز به مقدار زیادی افزایش یافته است. از این رو اهمیت تشریح یک سطح با مقیاس دقیق، در تریبولوژی بخوبی نمایش داده میشود. شکست لایههای روانکاری کننده روغن در سیلندرهای موتور در یاتاقانها میتواند بخاطر شکل سطح نامناسب حتی در مقیاس میکرونی باشد.
گرچه تئوری طراحی یاتاقان به مقدار زیادی متکی به مکانیزم سیال و سینماتیک است، ولی نهایتاً، مسأله دو سطح است که یا در تماس هستند و یا توسط یک لایه نازک سیال از یکدیگر جدا میشوند. در هر مورد بافت این سطح بمنظور کسب اطمینان از روانکاری مناسب، میتواند مهم باشد.
اولین گام در به دست آوردن بصیرت در روانکاری سطوح جامد، امتحان کردن نمایه سطح یا موضعنگاری است. سطوح صاف در مقیاس اتمی بصورت کاملاً مسطح نیستند. زبری سطوح تولیدی و مصرفی در روانکاری بین ١/٠ تا ١٠ میکرومتر بوده، در صورتی که قطر اتمهای معمولی بین ٠٠٠١/٠ تا ٠٠١/٠ میکرومتر است. حتی یک سطح کاملاً صیقلی وقتی با میکروسکوپ یا با نمایهگر آزمایش شود، شکل ناصاف دارد. این سطح از بخشهای پست و بلند تشکیل شدهاست که نقاط بلند یا برجستگیها، به نام «زبری» خوانده میشود.
مشخصههای هندسی سطوح
مشخصههای هندسی، یا بافت سطوح به ترتیبی که در شکل (٣) نشان داده میشود را میتوان به راحتی به سه طبقه اصلی تقسیمبندی نمود.
١)خطای شکل: سطوح بخاطر خطاهای به وجود آمده در فرآیند ساخت از فرم تعریف شده کامل خویش منحرف میشوند.
٢)موجی بودن: موجهای نسبتاً بلند در یک نمایه سطح، غالباً همراه با ارتعاشات ناخواستهای هستند که همیشه در سیستمهای ماشین ابزار اتفاق میافتد.
٣)زبری: به غیر از موجی بودن و خطای شکل، بینظمیهایی در سطح فرآیند برش و صیقل دادن در زمان تولید بوجود میآیند که اصطلاحاً آن را زبری میگویند.
در مطالعه سطوح روانکاری شونده، زبری، یک تغییر هندسی است که عموماً قابل توجه است گرچه غالباً تمایز زیادی نمیتوان بین این طبقهبندیها قائل شد، ولی زبری به سادگی به فضای افقی «طول موجی» این سطح ارتباط دارد. از دید عملی، در طبقهبندی کردن سطوح مورد استفاده در تریبولوژی، هر دو جهت عمودی (یا پارامتر دامنه) و جهت افقی (یا طول موج) مهم هستند.
دو دسته سخت افزار عمومی به صورت رایج برای اندازهگیری صیقل سطح به کار گرفته میشوند:
١)روشهای تماسی که از روش سوزنی استفاده میکنند.
٢)روشهای بدون تماس.
اندازهگیری سوزنی بر مبنای تبدیل حرکت عمودی نوک سوزن در ضمن طی عرض یک سطح، به یک ولتاژ الکتریکی است. سپس این ولتاژ توسط استفاده از آنالوگ مداری یا تبدیل به اطلاعات دیجیتال، متحول میشود.
روشهای بدون تماس برای تعیین مشخصههای سطوح، چندین وسیله و اصول اندازهگیری مختلف را به کار میگیرند:
وسایل بادی، دستگاههای نوری، دستگاههای میکروسکوپ الکترونی (الکترون میکروسکوپی انتقالی TEM و انعکاس الکترون میکروسکوپی REM) و همچنین کنترل تونلی میکروسکوپی. از دستگاههایی که در این رابطه موجود هستند، میتوان دستگاههای: Station) SAM Semi-Automatic Measuring ) MULTI - INCOMETER- TOPOMETER.
طراحی یاتاقان
طراحی فرآیندی است خلاق، بمنظور پیداکردن راه حل مناسب برای یک مسأله بخصوص در تمام اشکال طراحی، یک مساله خاص ممکن است راهحلهای مختلفی داشته باشد، زیرا ملزومات طراحی میتواند به طرق مختلف برداشت شود. بنابراین کار طراح روشن و صریح نیست، زیرا او مجبور است توافقی منطقی بین همه این ملزومات انتخاب کرده و سپس تصمیم بگیرد تا این طراحی، تلفیقی از همه این شرایط باشد.
فرآیند انتخاب و طراحی یاتاقان، معمولاً شامل اقدامات زیر است:
١) انتخاب یاتاقان مناسب.
٢) تخمین اندازه یاتاقان که احتمال دارد مطلوب باشد.
٣) تجزیه و تحلیل کردن عملکرد یاتاقان برای ارضاء ملزومات در نظر گرفته شده.
٤) تعدیل این طراحی و ابعاد آن تا زمانی که عملکرد آن نزدیک به بهینهای که از همه مهمتر است، شود.
دو گام آخری در این فرآیند میتواند به آسانی توسط شخصی که آموزش در روشهای تحلیلی داشته و اصول اصلی موضوع را درک میکند، انجام گیرد. ولی دو گام اولی احتیاج به تعدادی تصمیمگیریهای خلاق دارد و برای خیلی طراحان مشکلترین قسمت فرآیند طراحی است.
طبقه بندی یاتاقان
یاتاقان یک تکیهگاه یا راهنما است که یک جزء ماشین را به ترتیبی با اجزاء دیگر قرار میدهد که حرکت نسبی معین شده میسر گردد، ضمن این که نیروهای در ارتباط با کارکرد در این ماشین بتوانند به نرمی و با راندمان خوب منتقل شوند.
یاتاقانها را میتوان به چند طریق دستهبندی کرد: تقسیمبندی بر اساس حالت اساسی کار (مالش، هیدرودینامیک، هیدرواستاتیک، یا جزء چرخنده). تقسیمبندی بر اساس جهت و طبیعت بار وارده (کف گرد یا ژورنال)، یا تقسیمبندی بر اساس شکل هندسی (تخت، سطح موازی پلهای، یا کفشک متمایل).
مطالب زیادی برای طبقهبندی بر حسب حالت اساسی عمل با تقسیمبندیهای جزیی آن برای به حساب آوردن شرایط بار و شکلهای هندسی مختلف وجود دارد.
انتخاب یاتاقان
طراح غالباً با مشکل تصمیمگیری برای انتخاب یاتاقان با قطعات چرخنده یا هیدرودینامیکی که برای کاربرد بخصوص استفاده میشوند، مواجه میشود. مشخصههای ذیل در یاتاقانهای با قطعه چرخنده در خیلی از موقعیتها مطلوبتر از یاتاقانهای هیدرودینامیکی است:
١) اصطکاک کم در شروع و حین عمل.
٢) قدرت تحمل بارهای ترکیب از شعاعی و کفگرد.
٣) حساسیت کمتر به قطعشدن موقت روانکاری.
٤) نداشتن عامل بوجود آورنده ناپایداری.
٥) دمای شروع پایین.
٦)قدرت آببندی روانکننده در داخل یاتاقان تا حدود منطقی تغییرات در بار، سرعت و دمای عمل، اثر کمی در عملکرد یاتاقانهای با قطعات چرخنده دارند.
مشخصههای ذیل یاتاقانهای با قطعات چرخنده را کمتر از یاتاقانهای هیدرودینامیکی مطلوب جلوه میدهند:
١) عمر خستگی معین به دلیل نوسانات زیاد.
٢) لزوم فضای بزرگتر در جهت شعاعی.
٣) ظرفیت ضربهگیری کمتر.
٤) سرو صدای بالاتر.
٥) لزوم جدیتر هم محور بودن.
٦) هزینه بیشتر.
هر نوع یاتاقان، نقاط قوی و مثبت مربوط به خود را دارد و باید در انتخاب مناسبترین نوع برای کارگیری معین دقت کافی به عمل آید. اسناد واحد دادههای علوم مهندسی (ESDU) راهنمایی مفید در مورد مسأله مهم انتخاب یاتاقان و همچنین راهنماییهای عالی در مورد انتخاب نوع یاتاقان ژورنال یا کفگرد با بهترین احتمال برای برآورد احتیاجات عملکرد، ضمن در نظرگیری بار، سرعت و شکل هندسی یاتاقان دارد.
موارد یاتاقان
پارامتر دیگری که میتواند در عملکرد موفقیتآمیز اجزاء تریبولوژی مؤثر باشد، جنس مواد جامد استفاده شدهاست. در راستای تأمین نیاز عملکرد یاتاقانها، باید مواد به کار رفته در تولید یاتاقانها دارای مشخصههای ویژهای باشند. بعضی از مشخصههای مطلوب عبارتند از: سازگاری با مواد سطح متقابل تماسی، قدرت جذب ذرات آشغال و ذرات حاصل از ساییدگی قابلیت تطابق عملکرد یاتاقان در شرایط کاری خارج از محوری، تطابق هندسی و تغییر مکان ساختاری، پایداری حرارتی و مقاومت در مقابل خوردگی و خستگی.
مشخصههای مواد
انتخاب جنس یاتاقان برای کاربرد بخصوص بستگی دارد به:
١) نوع یاتاقان (ژورنال، کفگرد، ساچمهای ، ....)
٢) نوع روان کننده (چربی، روغن، آب، گاز، ....)
٣) شرایط محیط اطراف (درجه حرارت، فشار،....)
البته هیچ مادهای به تنهایی نمیتواند تمام احتیاجات مواد تشکیل دهنده یاتاقان را بطور کامل برآورده سازد. بنابراین انتخاب جنس یاتاقان در کاربرد مورد نظر از اهمیت زیادی برخورداراست و باید بر اساس مشخصههای در نظر گرفته شده باشد.
١) سازگاری
گرچه یک یاتاقان هیدرودینامیکی با کارکرد مناسب، یاتاقانی است که در آن محور و یاتاقان توسط لایه روانکننده از یکدیگر جدا شوند، اما ضمن عمل موقعیتهایی وجود دارند که محور و یاتاقان با یکدیگر تماس پیدا میکنند. نقاط برجسته روی محور و یاتاقان به یکدیگر ساییده شده و در اثر حرارت موضعی، نقاط برجسته جوش میخورند و این نقاط جوش میکروسکوپی در ادامه شکسته میشوند. قابلیت مقاومت ترکیب این مواد در مقابل جوش و خراش، مشخص کننده مقدار سازگاری آنهاست.
٢) قابلیت جذب
ذرات آشغال و یا دیگر ذرات خارجی، ضمن عمل یاتاقانها توسط روانکننده و توسط چرخش محور به داخل محوطه لقی یاتاقان حمل میشوند. اگر این ذرات آشغال نتوانند در ماده یاتاقان جذب شوند، باعث خسارت ناشی از خراشیدگی میگردند. قابلیت جذب این ذرات، از مشخصات مهم یاتاقان است.
٣) قابلیت تطابق
همانطور که از معنی کلمه پیداست، قابلیت تطابق عبارت از اندازه قابلیت ماده یاتاقان در مطابقت دادن خود به خارج از محوری بین محور، یاتاقان یا مربوط به خطاهای هندسی حاصل از ساخت اجزاء آن است و معمولاً مواد یاتاقان با مدول کشسانی پایین به آسانی قابلیت تطابق دارند.
٤) مقاومت در مقابل خوردگی
جنس یاتاقان باید در مقابل ماده روانکننده یا مواد حاصل از اکسیداسیون آن قابلیت مقاومت داشته باشد. برای مثال، روغنهای روانکننده بدون کنترل اکسیداسیون، تولید اسیدهای آلی مینمایند که بعضی از مواد یاتاقان را از بین میبرند. انتخاب مواد مقاوم کننده، در حالتی که روانکننده آب است، لزوماً محدود به مواد ضدزنگ میگردد.
٥) مقاومت در مقابل خستگی
در کاربردهایی که در آن بار تغییر جهت داده یا در آن شدت بار بصورت دورهای تغییر میکند، مقاومت بالا در مقابل خستگی لازم است. شکستهای ناشی از خستگی ابتدا بصورت ترک در سطح یاتاقان ظاهر میشود. این ترکها در سرتاسر ماده یاتاقان منتشر شده و به ترکهای دیگر ملحق میشود. در نتیجه باعث جداشدن قسمتهای مختلف ماده یاتاقان میشوند. مقاومت در مقابل خستگی، بخصوص در مورد بارگذاری دورهای مهم است.
٦) پایداری حرارتی و پایداری بعدی
مشخصههای حرارتی ماده یاتاقان بستگی به اتلاف حرارت دارد. ضریب هدایت حرارتی ماده یاتاقان وقتی که شرایط روانکاری هیدرودینامیکی نمیتواند رعایت شود، باید به اندازه کافی بالا باشد تا اتلاف بیشتر حرارت تولید شده اصطکاکی را، تضمین کند. ضریب انبساط حرارتی خطی باید در محدوده کلی طراحی قابل قبول باشد، بطوری که اثرات تغییرات دما زیانآور نباشد. حتی اگر یک ماده این مشخصههای مطلوب را داشته باشد، شرایط هزینههای قابل قبول و فراهم بودن ماده نیز باید رعایت شوند.
یاتاقانهای فلزی و غیر فلزی
مواد یاتاقانی برای سطوح همدیسی به دو دسته اصلی تقسیم میشوند:
١) فلزات: مانند بابیتها، برنزها، آلیاژهای آلومینیوم، فلزات متخلخل و فلزات جایگزین از قبیل نقره و ایندیوم.
٢) غیر فلزات: مانند پلاستیکها، لاستیک، گرافیت، چوب، سرامیک، کاربیدهای سیمانی، اکسیدهای فلزی و شیشه.
خواص مواد متداول یاتاقان
مواد یاتاقان به آسانی در سه گروه پایهای دسته بندی میشوند: فلزات، سرامیکها و پلیمرها، انتخاب مواد در ابتدا بر مبنای آرایش شیمیایی و ساختار اتمی بوده و بیشتر مواد یاتاقانها به طور مستقل جزء یکی از این گروهها هستند، گرچه حالتهای ترکیبی نیز وجود دارد. یعنی علاوه بر این سه طبقهبندی اصلی، یک گروه اضافی دیگر از مواد یاتاقانها به نام گروه مرکب تهیه و به مصرف تولیدکنندگان میرسد. توضیح خلاصه طبقهبندی ماده و مشخصههای بیانکننده آنها بشرح زیر است:
١) فلزات: مواد فلزی معمولا ترکیبی از اجزاء فلزی بوده که دارای تعداد زیادی الکترونهای آزاد هستند. این بدان معنی است که این الکترونها متصل به اتمهای خاصی نیستند. فلزات هدایت کننده الکتریسیته و حرارت هستند و در نور قابل رویت شفاف نیستند، یک سطح فلز صیقلی و دارای ظاهر براقی است. به علاوه فلزات با وجود استحکام، قادر به تغییر شکل هستند.
٢) سرامیکها: سرامیکها ترکیبی از اجزاء فلزی و غیر فلزی و معمولاً ترکیبی از اکسیدها، نیتریدها و کاربیدها هستند. محدوده گسترده موادی که در این طبقهبندی قرار دارند، شامل سرامیکهایی میشود که از خاک رس، سیمان و شیشه تشکیل شدهاند. این مواد عموماً عایق عبور الکتریسیته و حرارت و از فلزات و پلیمرها در برابر دماهای بالا و محیط های سخت مقاومتر هستند. از نظر رفتار مکانیکی، سرامیکها سخت ولی شکننده هستند.
٣) پلیمرها: پلیمرها شامل مواد پلاستیکی و لاستیک هستند. اکثر پلیمرها از نظر شیمیایی بر مبنای کربن، هیدروژن و دیگر اجزاء غیر فلزی از انواع ترکیبات آلی دارای ساختار مولکولی خیلی بزرگی هستند. این مواد عموماً دارای دانسیته پایین و بسیار قابل انعطاف هستند.
٤) مواد مرکب: موادی را که دارای بیش از یک ماده باشند، مواد مرکب می نامند. کامپوزیت پلیمری مثالی است که در آن الیاف شیشه در داخل یک ماده پلیمری قرار دارد. طراحی یک ماده مرکب به این گونه است که ترکیبی از بهترین مشخصههای مواد متشکله را به نمایش بگذارد. فایبر گلاس مقاومت شیشه و قابلیت انعطاف پلیمرها را دارد. با توجه به کاربرد روزافزون یاتاقانهای گازی شرایط و خصوصیات کاملاً متفاوت آنها با دیگر یاتاقانها در ادامه بصورت مختصر توضیح داده شده است.
یاتاقانهای گازی
در سالهای اخیر یاتاقانهای روانکاری شونده با لایه روانکاری گازی به دلیل مشخصههای قابل توجه، در بسیاری از کاربردها مورد استقبال فراوان قرار گرفتهاند. آنها مشابه یاتاقانهای هیدرودینامیکی با روغن روانکاری میشوند با این تفاوت که سیال تراکمپذیر است. به علاوه از آنجا که هوا هزاران بار، از رقیقترین روغنهای معدنی رقیقتر بوده، مقاومت در برابر لغزندگی خیلی کم است. هر چند که نزدیکترین فاصله بین سطوح یاتاقان نیز به همان نسبت کوچکتر است، به گونهای که احتیاطهای بخصوص باید در ساخت این یاتاقانها به کار گرفته شود.
مزیتهای یاتاقانهای روانکاری شونده با گاز عبارتند از:
١) اصطکاک آنها بسیار پایین است.
٢) روانکار به سهولت در دسترس و تمیز است.
٣) روانکار، سطح را آلوده نمیکند.
٤) انکار در دمای کاملاً پایین تا کاملاً بالا، به خوبی کار میکند.
٥) لایه روانکار به دلیل کاویتاسیون یا تهویه از بین نمیرود.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 11 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
بوش سیلندر از جمله قطعات چدنی است که نسبت به ساختار زمینه بسیار حساس است و ویژگی های ساختاری قطعه تعیین کنندة عمر و دوام و سلامت موتور اتومبیل می باشد . برای تولید این قطعه در صنعت از دو روش استفاده می شود . روش نخست ، ریخته گری در ماسه به روش سیلیکات سدیم است . بوشی که از این روش تولید می شود دارای استحکام پایینی بوده و بعلت رطوبت موجود در سیستم ، عیوب انقباضی و گازی فراوانی در قطعه مشاهده می شود .
روش صنعتی و جدید برای تولید بوش سیلندر ریخته گری در قالب فلزی به روش گریز از مرکز است . در این روش مذاب به سرعت در قالبی که در حال گردش است ، ریخته شده ، شکل می گیرد . استفاده از روشهای گریز از مرکز برای تولید بوش چدنی به جای روش ریخته گری در ماسه دارای مزایای زیر است :
1ـ حداقل عیوب گازی و انقباضی به همراه ضریب تراکم جرمی بالا
2ـ حذف سیستم راه گاهی و تغذیه و مشکلات موجود در این سیستمها
3ـ حذف سیستم ماهیچه گذاری و مشکلات موجود در این سیستم
4ـ تولید بوش با حداقل ضخامت ممکن برای انجام مراحل ماشین کاری
5ـ استحکام و خواص مکانیکی بالاتر نسبت به سیستم ریخته گری در ماسه
6ـ افزایش سرعت تولید
گرچه استفاده از روشهای گریز از مرکز در تولید بوش از مزایای زیادی برخوردار است ،ولی باید توجه داشت که به دلیل شرایط خاصی که به لحاظ استفاده از قالب فلزی بر نحوة انجماد حاکم است ، باعث می شود تا کنترل ساختار متالورژیکی قطعه با مشکلات عدیده ای روبرو باشد که از آنجمله می توان به موارد زیر اشاره کرد :
1ـ جدایش فازها در اثر نیروی گریز از مرکز
2ـ تغییر ساختار متالورژیکی و تشکیل مناطق کاربیدی
در فرآیندهای متداول ریخته گری سیلندر ، دستیابی به ساختاری مناسب در قسمت سیلندر با پیستون که سایش و حرارت بالایی ایجاد می کند عملاً غیر ممکن است . به منظور بالابردن مقاومت به سایش و ضریب هدایت حرارتی از به کار بردن قطعه ای استوانه ای شکل (بوش سیلندر) که بطور جداگانه با ساختار مطلوب ریخته گری می شود ،در آن محل استفاده می کنند . بوش سیلندر را معمولاً از جنس چدنهای خاکستری بدللی دارا بودن قابلیت ریخته گری خوب و خواص فیزیکی و مکانیکی ویژه تهیه می کنند . نوع و اندازةگرافیتها و فازهای تشکیل دهندة زمینةریز ساختار پارامترهای اصلی تعیین کنندةخواص چدنهای خاکستری هستند .
گرافیت نوع A (گرافیت لایه ای نازک با توزیع یکنواخت) با اندازةمتوسط از نظر مقاومت به سایش عالی هستند . در چدنهای خاکستری با گرافیتی نوع A ، ورقه های گرافیت شبیه مخزن روغن کاری کننده عمل می کنند . همچنین این نوع گرافیتها باعث هدایت حرارتی و کنترل دمای سطوح مرتبط با منبع گرما می شوند . گرافیتهای ورقه ای ضمن داشتن قابلیت ماشین کاری خوب ، شرایط عالی در برابر سایش نیز دارند . برای افزایش مقاومت به سایش چدنهای خاکستری می توان از ایجاد فازهای مختلف و مناسب در ریز ساختار بهره گرفت . بطور کلی سختی چدن خاکستری با زمینة کاملاً پرلیتی حدود HB 180 است . با افزودن مقداری فسفر حدود 5/0 % به چدن فاز استریت با سختی حدود HB 400 در اطراف سلولهای یوتکتیک تشکیل می گردد . این فاز در برابر سایش بسیار مقاوم می باشد .
با توجه به مصرف گستردة بوشها و کاربرد حساس آنها در سیلندر تولید آنها با مشخصات مناسب ضروری می باشد لیکن با توجه به طبیعت انجماد جهت دار در ریخته گری گریز از مرکز ، تولید چنین محصولاتی با مشکلاتی روبرو خواهد بود . لذا هدف اصلی تولید چدن خاکستری با داشتن گرافیتهای نوع A ضمن داشتن ریز ساختاری شامل حدود 95% پرلیت و حدود 5% فسفید آهن می باشد .
قالب های مورد استفاده در روش ریخته گری گریز از مرکز افقی :
بسته به شرایط کاری ، سرعت تولید ، جنس آلیاژ ریخته گری به دو دسته مصرف شدنی و دائمی تقسیم بندی شده است ، که قالب های مورد استفاده در ریخته گری گریز از مرکز لوله های چدنی مورد نظر فولاد دائمی است .
جنس فولادهای قالب گریز از مرکز :
فولادهای قالب از نوع فولادهای گرم کار بوده که جهت تهیه لوله های چدنی و همچنین قالب های تزریقی پلاستیک در صنعت مورد توجه می باشند . در حین کار سطح داخلی آنها تحت درجه حرارت های بالا و بارهای مکانیکی نسبتاً بالا قرار دارد . فولادهای قالب درحین کار تحت تاثیر عواملی قرار می گیرند که بر طول عمر آنها تاثیر دارد . این عوامل عبارتند از :
1-سیکل تغییرات دما با دامنه تا در سطح داخلی قالب ( زمان یک دوره تغییرات دما تقریباً 210 ثانیه است .)
2-نیروی گریز از مرکز بالا در اثر چرخش قالب با سرعت حدود حاصل می شود .
3-تنشهای بالا در نزدیکی سطح داخلی (حدود فشار کششی )
4-خوردگی حاصل از گازها و هوا که از انجام واکنشها حاصل می شود .
5-ترکهای خراش که در هنگام بیرون کشیدن لوله ها از قالب در جهت محور قالب ایجاد می شوند.
مشخصات متالورژی و مکانیکی فولاد قالب
چقرمگی شکست
استحکام کششی
استحکام تسلیم
درصد زیاد طول HBتختی
2600 850-700 700 17 240-200 فولاد 21
2400 900-750 700 17 240-200 فولاد 34
ضخامت قطعه و دمای جدارة قالب :
بطور کلی با کاهش ضخامت قطعه سرعت انتقال حرارت از مذاب به جدارة قالب افزایش می یابد و در نتیجه بر سرعت انجماد قطعه افزوده می شود . این امر شرایط را برای ایجاد یوتکتیک در ساختار قطعه فراهم کرده و باعث افزایش مقدار منطقة سفید شده در قطعه می شود .
افزایش دمای جدارة قالب بطور طبیعی باعث کاهش در میزان تحت انجماد
می شود . ولی باید توّجه داشت که افزایش بیش از حد دمای جدارة قالب ممکنست به تغییراتی در ساختار انجماد وایجاد انجماد معکوس ساختار قطعه شود .
آزمایشهای عملی :
مراحل کاری تهیة بوشهای چدن خاکستری به روش گریز از مرکز افقی :
1.تهیة مذاب با آنالیز مورد نظر .
2.پوششکاری قالب گریز از مرکز .
3.پوششکاری پیلة بارریزو ناودان ذوب ریز .
4.جوانه زایی در پاتیل اولیه .
5.جوانه زایی ثانویه در مرحلة ریختن مذاب به قالب .
1.تهیة مذاب با آنالیز مورد نظر :
کوره های مورد استفاده در تهیة مذاب از نوع القائی با ظرفیتهای k400 فرکانس متوسط و کورة Ton1 فرکانس پایین میباشد . و مواد اولیة در تهیة مذاب شامل درصد های مناسبی از شمش چدن خاکستری ، برگشتی ، قراضه ، براده ، می باشد که در نهایت مطابق آنالیز مورد نظر چدن خالستری ، مطابق با آنالیز زیر تهیه می گردند:
% CE % C % Si % P % Mn % S % Cr % Cu
45/0 13/0 <1/0 6/0 13/0-1/0 4/2-7/1 4-5/3 %C+%Si/3
آنالیز مذاب ، طی تهیة آن ، توسط قالب نمونه گیر آنالیز ، تهیه شده و به کمک دستگاه کوانتومتر در هر مرحله از تهیة مذاب سنجیده می شود .
2.پوشش کاری قالب گریز از مرکز ونوع پوشان آن:
قالبهای تهیة بوشهای گریز از مرکز ، در هر مرحله از شرایط کاری تعیین گردیده و با توجه به کاربرد پوشان در قالبها ، همزمان با چرخش قالب ، توسط کمپرسورهای پوشان بصورت منظم از انتهای قالب به سمت بیرون آن ، به داخل آنها پاشیده می شود تا به این ترتیب ، خواصی نظیر ، عدم چسبندگی مذاب به قالب ، افزایش عمر قالب ، کنترل و انتقال حرارت ، … را ایجاد نمایند.
پایة پوشان مورد استفاده در این قالبها :
پودر سیلیس ، نبتونیت ، مایع کف زا ، خاک دیاتومه ، آب به نسبتهای معین و مش بسیار ریز (کمتر از 001/0 – 01/0 میلی متر ) می باشد ، به طوری که غلظت پوشان مورد نظر حاصل از مخلوط نمودن مواد فوق در حدود 55-45 بوده که توسط دانسیمتر تعیین می کردند . ضخامت پوشان مورد استفاده در قالب در حدود 1-5/0 میلی متر می باشد .
در این تحقیق سعی میگردد ، تا علاوه بر تغییر کمیت در اندازه و حتی نوع جوانه زاها و به بکارگیری آنها در مرحلة ثانویة جوانه زنی ، از مرحلة جوانه زایی در پوشان قالب نیز آزمایش به عمل آمده و تاُثیر آن بر نوع گرافیتهای سطوح بوش و خواص آن نظیر سختی مورد بررسی قرارگیرد که در مراحل عملی به تشریح آنها پرداخته میشود .
3-پوششکاری پیاله بار ریز و ناودان ذوب ریز :
پوشان مورد استفاده در پیاله بار ریز و ناودانی ذوب ریز نصب شده روی دستگاه ریخته گری گریز از مرکز افقی جهت بوش ریزی ، از نوع پوشش گرافیتی (دوده و آب ) می باشد تابدین ترتیب تمامی خواص و انتظاراتی را که در بحث پوشان گفته شده ، بدست دهد .
این نوع پوشان بر روی سطوح پیاله بارریز (تندیش) و ناودان ذوب ریز به کمک قلمو قرار می گیرد و بعد از هر چند مرحله ذوب ریزی ، مجدداً استفاده می گردد .
4-جوانه زایی در پاتیل اولیه :
پاتیل اولیه ، پاتیل حمل مذاب از کوره های القایی ، به تندیش یا پیاله بارریز دستگاههای گریز از مرکز است ، که در آنها یک مرحله جوانه زایی توسط جوانه زای پایه فروسیلیس 75% با دانه بندی 5-3 میلی متر و به میزان wt %6/0 درصد وزنی مذاب که در کف پاتیل به آن اضافه می شود ، انجام گردد . در این مرحله دمای مذاب 1420 تا 1520 درجه سانتی گراد می باشد .
جوانه زایی ثانویه در مرحله ریختن مذاب به قالب ، و یا جوانه زایی در پوشان یا بر روی سطح آن :
از آنجائیکه این مرحله از کار ، اساس پروژه بوده و تحقیقات و بررسی های انجام شده ، در زمینه بهینه سازی اثر جوانه زاها در خواص چدن و نوع گرافیت ها ، مبحث اصلی تحقیق است ، تمامی آزمایشات بصورت مرحله به مرحله همراه با نتایج و عکسهای متالوگرافی و سختی سنجی و بررسی های آزمایش های متالوگرافی و متالورژیکی بیان می گردد.
بررسی متالوگرافی و سختی سنجی از نمونه های بوش:
بوشهای تولیدی به روش گریز از مرکز افقی دارای ابعاد و اوزان متنوعی می باشند که با تغییر و تعویض قالبهای مختلفی قابل تولید می باشند.
نمونه بوشهای تولیدی در بررسی اثر جوانه زا ها ، قسمتی از وسط یا ناحیه میانی بوش است .
نمونه فوق توسط دستگاه اره لنگ از ناحیه میانی بوش تهیه می شود . قسمت های تیز آن توسط سنگ گرفته شده و سطح مورد مطالعه نیز سنگ و سنباده و پولیش می گردد و تحت بررسی متالوگرافی در زیر میکروسکوپ با بزرگنمایی 200× قرار می گیرد ، عکس های متالوگرافی تهیه شده از نمونه ها از قسمت b می باشد .
جوانه زاهای مورد آزمایش:
جوانه زاهای زیر با مشخصات مربوط تهیه شده و تحت آنها بر اساس نوع و کیفیت و کمیت های آنها آزمایش های طرح ریزی و انجام گردید .
1-اینواسترانگ Inostrong
2- اینولیت Inolate
3-SRF75
4-SB5
5-VL7B
6-جوانه زای پایه فروسیلیس 75% بامش mm5/1 –5/0 (پودری).جدول ترکیب جوانه زاهای فوق به صورت زیر آورده شده است .
آزمایش های عملی در رابطه با جوانه زاها و ریزساختار و خواص قطعات (بوشهای) تولیدی :
1-بوش ریخته گری شده بدون مرحله جوانه زایی در پیاله بارریز :
از آنجائیکه بوشهای تولیدی توسط دستگاههای گریز از مرکز افقی ، با تغییر قالب ها ، دارای ابعاد و مشخصات متنوعی هستند ، آزمایش های انجام شده بر روی بوش به ابعاد و مشخصات زیر انجام شده است :
بوش قطر داخلی - قطر خارجی - طول شاخه-طول لبه-وزن شاخه
81-80 97-96 mm470 - kg334/7
در آزمایش ابتدایی ، بر روی بر روی قطعه تولیدی با مشخصات فوق ، %0 جوانه زا استفاده شد . یعنی ، هیچ مقدار جوانه زایی به مذاب در مرحله پیاله بار ریز اضافه نگردید و ملاحضات زیر و نتایج مربوط به آن به شرح زیر ارائه گردیده است :(جدول 8)
از سطح داخلی a تا سطح خارجی (سطح بوش)، گرافیت های نوع D
ملاحظه گردیده است و سختی سطح این نمونه HB255 برینل
گزارش شده است . تصویر متالوگرافی از قسمت میانی نمونه بدون 1 اینچ و با بزرگنمایی 200×برابر بصورت زیر ارائه می گردد :
شکل 52 - بدون جوانه زایی در تندیش – گرافیت های نوع D – 200×
نوع پودر داخل ترکیب شیمیایی پودرهای مختلف جوانه زایی کننده
قالب جوانه زا Si Al Ca Ba Sr Mg F Fe
75%FeSi 76-74 25/1-6/0 1-5/0 ــــ ــــ ــــ ــــ بقیه
FeSi+CaSi 7/74 75/0 6/3 ــــ ــــ ــــ ــــ بقیه
FeSi+Al 77 83/0 75/0 ــــ ــــ ــــ ــــ بقیه
FeSi+FeSiMg 3/74 81/0 75/0 ــــ ــــ 5/0 ــــ بقیه
FeSi+CaSi+CaF2 63 65/0 4-4/3 ــــ ــــ ــــ 2/2/-1 بقیه
Supespeed 75 45/0 1/0 ــــ 8/0 ــــ ــــ بقیه
Skw-SB5 65-58 5/1-1 5/4-3 5/2-5/1 ــــ ــــ 5/2-5/1 بقیه
2-جوانه زای پایه فروسیلیس 75 بامش mm3-1 مورد استفاده در شرکت مهارت به مقدار gr 9 (wt%13/0 مذاب)
مقدار gr9 جوانه زای پایه فروسیلیس با توجه به اینکه مقدار مذاب مورد مصرف بوش تولیدی حدود kg 7 می باشد برحسب درصد می باشد . پس از بررسی متالوگرافی مشخص گردید که : ساختار بوش تولید شده از سطح داخلی دارای حدود mm 1 گرافیت A بعلاوه حدود mm1 مخلوط گرافیت های A و D و شش میلی متر باقی مانده گرافیت D است .
سختی چدن ریخته شده در حدود HB 244گزارش گردیده است .
نمونه ریز ساختار این چدن پس از متالوگرافی در زیر میکروسکوپ با بزرگنمایی 200×برابر ملاحظه شد
3-جوانه زای پایه فروسیلیس 75 بامش mm3-1 مورد استفاده در شرکت مهارت به مقدار gr7 : (wt 1/0%مذاب)
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 17 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
فرمت فایل : PDF
تعداد صفحات : 22
ایرانخودرو