طراحی و مهندسی ساخت و تولید تأمین متریال و تجهیزات ساخت ایده های خود را به ما بسپارید!

7 نکته کلیدی که باید در طراحی ماشین آلات پرتابل درنظر گرفت

تعداد بازدید : 322
ماشین های پرتابل با هدف اجرای فرآیندهای ماشین کاری روی اجزاء بسیار بزرگ و غیر قابل جابجایی طراحی می شوند. در طراحی کاربردی فرآیندهای ماشین کاری در محل، به کار بستن تعدادی از نکات کلیدی نقش مهمی ایفا می کند. در این مطلب قصد داریم به تعدادی از نکات مهمی که هنگام طراحی ماشین های پرتابل باید مدنظر قرار گیرد، اشاره کنیم.

 

7 نکته کلیدی که باید در طراحی ماشین آلات پرتابل درنظر گرفت

 

ماشین های پرتابل با هدف اجرای فرآیندهای ماشین کاری روی اجزاء بسیار بزرگ و غیر قابل جابجایی طراحی می شوند. در طراحی کاربردی فرآیندهای ماشین کاری در محل، به کار بستن تعدادی از نکات کلیدی نقش مهمی ایفا می کند. در این مطلب قصد داریم به مهم ترین نکاتی که هنگام طراحی ماشین های پرتابل باید مدنظر قرار گیرد، اشاره کنیم.

 

توسعه ماشین آلات صنعتی مدرن، همواره با هدف صرفه جویی در زمان و هزینه ها همراه بوده است و طراحان ماشین های صنعتی را بر آن داشته تا رویکردها و راه حل های مبتکرانه ای برای حل مسائل موجود در صنایع و بهینه سازی فرآیدنهای صنعتی ابداع کنند. یکی از این ابتکارات در دهه های اخیر طراحی و ساخت نمونه های متنوعی از ماشین آلات پرتابل بوده است. این ماشین ها عمدتاً با هدف اجرای فرآیندهای ماشین کاری روی اجزاء بسیار بزرگی که دسترسی به آن ها و حمل و نقل شان پیچیده است طراحی می شوند. بزرگ ترین مزیت این ماشین ها انجام ماشین کاری در محل بدون نیاز به دمونتاژ کردن قطعات بزرگ و حمل و نقل آن ها تا محل ماشین کاری است.

 

برای آشنایی بیشتر با انواع ماشین آلات پرتابل، مزایای آن ها و رویکردهای رایج در ماشین کاری در محل پیشنهاد می کنیم مقاله ماشین کاری در محل: اجرای غیرممکن ها را مطالعه بفرمایید. در این مطلب قصد داریم به تعدادی از نکات کلیدی که هنگام طراحی ماشین های پرتابل باید مدنظر قرار گیرد، اشاره کنیم. به کار بستن این نکات در طراحی کاربردی فرآیندهای ماشین کاری در محل در صنایع گوناگون نقش مهمی ایفا می کند. 7 نکته مهمی که باید در طراحی ماشین آلات پرتابل درنظر گرفت عبارتند از:

 

1. بررسی شرایط محیطی

 

ماشین های پرتابل به منظور استفاده در مکان های صنعتی طراحی می شوند. بنابراین، نکته مهمی که در طراحی این ماشین ها باید درنظر گرفت، امکان کارکرد مناسب در شرایط سخت و گاهی غیرقابل پیش بینی است. این ماشین ها باید بتوانند تعمیرات و اصلاحات موردنظر را در شرایط جوی قطعه کار از نظر دما، رطوبت، روش های اتصال و عوامل دیگر انجام بدهند. ممکن است تغییرات قابل توجهی در شرایط محیطی مورد استفاده وجود داشته باشد و به همین دلیل لازم است در هنگام طراحی ماشین با درنظر گرفتن شرایط محیطی، مفروضات درستی از بابت دقت و سرعت کار ماشین درنظر گرفته شود.

گردآوري توسط خدمات ساخت و توليد ايران

نکته مهمی که در طراحی ماشین های پرتابل باید درنظر گرفت، امکان کارکرد مناسب در شرایط سخت و گاهی غیرقابل پیش بینی است.

 

2. توجه به نحوه استفاده

 

دقت و کیفیت کار ماشین های پرتابل تا حد زیادی به مهارت و تجربه اپراتور و چگونگی استفاده از ماشین بستگی دارد. زیرا تصمیم گیری درباره چگونگی نصب ماشین پرتابل روی قطعه کار، پارامترهای فرآیند ماشین کاری و به طور کلی مراحل و روش انجام کار با اپراتور است. بنابراین تمامی نکاتی که می تواند اجرای یک پروژه ماشین کاری پرتابل توسط اپراتور را کم خطاتر و کارآمدتر نماید، باید به دقت در طراحی لحاظ شود. برای رعایت این موارد معمولاً لازم است طراح با صنعت هدف و روال کلی انجام پروژه های صنعتی در آن حوزه کاری آشنا باشد. همچنین نکات ایمنی و احتیاط های لازم در هنگام کار با ماشین باید در مرحله طراحی مدنظر قرار گیرد.

گردآوري توسط خدمات ساخت و توليد ايران

دقت و کیفیت کار ماشین های پرتابل تا حد زیادی به مهارت و تجربه اپراتور ها و چگونگی استفاده از ماشین بستگی دارد.

 

3. اولویت بندی معیارها

 

طراحی سیستمی که بتواند وظایف ماشینکاری خود را به شکلی کارآمد به انجام برساند، مستلزم دسته بندی کردن معیارهای گوناگون و بررسی میزان تأثیر و اهمیت هر یک در انجام فرآیند مورد نظر است. بنابراین در طول فرآیند طراحی، مهندسان ابتدا باید با تحلیل پیش شرط های تعریف پروژه، معیار اصلی را تعریف کرده و در طراحی خود به آن توجه ویژه ای داشته باشند. به همان ترتیب می بایست به معیارهایی که در تعریف هدف کار از اهمیت کمتری برخوردارند کمتر بها داده شود.

گردآوري توسط خدمات ساخت و توليد ايران

در طراحی ماشین های پرتابل، دسته بندی کردن معیارهای گوناگون و بررسی میزان تأثیر و اهمیت هر یک در انجام فرآیند ضروری است.

 

برای نمونه می توان گفت که معمولا اصلی ترین معیار در طراحی یک ماشین پرتابل، این است که ابعاد ماشین برای حمل و نقل مناسب باشد. در این حالت، مواردی مانند وزن، طراحی یکپارچه و طراحی بهینه سینماتیک ماشین باید موردتوجه قرار گیرند. دومین معیار، توانمندی ماشین برای اجرای فرآیند ماشین کاری موردنظر است. برای تحقق این معیار می بایست مواردی مانند دقت، پایداری و کنترل نوسان ها و اغتشاشات مدنظر قرار گیرند.

 

همان طور که می بینید در مثال بالا معیاری مانند مدت زمان ماشین کاری نسبت به موارد دیگر از اهمیت کمتری برخوردار است. در حالت کلی نیز به دلیل محدودیت هایی که در رابطه با حجم ماشین وجود دارد، معمولاً توان پایین تری برای درایورهای اصلی حرکت درنظر گفته می شود. که موجب محدودیت هایی در پارامترهای فرآیند می شود برای مثال زمان انجام عملیات برش کاری افزایش می یابد.

 

4. تحلیل پایداری

 

در سیستم های مکانیکی بروز نوسان های خودتحریک بسیار مرسوم است. منظور از نوسان های خودتحریک، بروز نوسان در سیستم بدون منبع توان و یا تحریک خارجی است. هر سیستم مکانیکی ممکن است به صورت بالقوه ناپایدار باشد، اگر تغییری که موجب نوسان می شود به پارامترهای حرکتی سیستم (جابجایی، سرعت) وابسته باشد. البته این شرط کافی برای گسترش نوسان خودتحریک در سیستم نیست. زیرا در حالت عادی انرژی حاصل از نوسان به صورت اصطکاک و مقاومت های حرکتی در سیستم مصرف می شود. بنابراین می توان گفت سیستمی که بعد از تحریک به وضعیت پایدار خود برمی گردد، در عمل پایدار است. البته باید توجه کنیم که به هر حال نوسان های خودتحریک روی کیفیت کار ماشین تأثیرگذار هستند و توانمندی فنی ماشین برای انجام وظایف خود را کاهش می دهند.

گردآوري توسط خدمات ساخت و توليد ايران

 

نوسان های خودتحریک روی کیفیت کار ماشین تأثیرگذار هستند و توانمندی فنی ماشین برای انجام وظایف خود را کاهش می دهند.

 

مبحث پایداری در طراحی ماشین های پرتابل همیشه چالش برانگیز بوده است. زیرا ماشین های پرتابل به دلیل موارد مصرف خاص خود، لازم است تا حد امکان سبک و قابل جابجایی باشند. از طرفی استفاده از پروفیل های بلند و ساختارهای باز می تواند مشکلات جدی در رابطه با نوسان خودتحریک ایجاد کند. اطلاعات لازم برای تحلیل پایداری نیز معمولا در مرحله آخر طراحی به دست می آید. زیرا برای این منظور لازم است اطلاعاتی درباره توپولوژی، هندسه، مواد اولیه جهت ساخت، حجم، اینرسی و درجه سختی قطعات و اتصالات، و ویژگی های استاتیک و دینامیک قطعه کار داشته باشیم. بنابراین می توان نتیجه گرفت که درک ویژگی های پایداری این قبیل ماشین آلات به تلفیقی از دانش و تجربه نیازمند است.

 

5. طراحی ماژولار

 

با توجه به مصارف خاص و شرایط کار ماشین های پرتابل، این ماشین ها معمولاً سریع تر از ماشین آلات کارگاهی دچار استهلاک می شوند. بنابراین لازم است طراحی ماشین به شکلی انجام شود که قسمت های مستهلک را بتوان به راحتی جداسازی و جایگزین نمود. تجربه نشان داده است که طراحی ماژولار به شکل قابل توجهی باعث کاهش زمان و هزینه های تولید می شود.

گردآوري توسط خدمات ساخت و توليد ايران

تجربه نشان داده است که طراحی ماژولار به شکل قابل توجهی باعث کاهش زمان و هزینه های تولید می شود.

 

در هنگام طراحی ماژولار، اولین قدم برای یافتن بهترین راه حل ساختاری، تحلیل ساختار فیزیکی و هندسی یا توپولوژی ماشین پرتابل است. قدم دوم تعیین هندسه اجزای سینماتیک ماشین است. تعیین ابعاد کلی ماشین، تعریف گستره حرکتی، تعیین نقاط اتصال اجزاء و چگونگی مونتاژ المان های آماده (مانند موتور، کلاچ، یاتاقان ها، ...) همگی مواردی هستند که باید در مستندات طراحی ماژولار لحاظ شوند.

 

6. توجه به اثرات نامعینی ها

 

در هر مدل سازی مکانیکی به دلایلی مانند کاهش هزینه های ساخت و ساده سازی مونتاژ قطعات، تصمیم هایی مبنی بر ساده سازی بعضی از اجزاء ماشین صورت می گیرد. می توان گفت چنین ساده سازی هایی در حین مدل سازی مکانیکی، در بسیاری از موارد اجتناب ناپذیر است. به همین دلیل است که نتایج طراحی همواره با نامعینی هایی همراه است. بنابراین لازم است پیش از تأیید نهایی، آزمایش هایی برای بررسی اثرات این نامعینی ها روی کارکرد ماشین و وضعیت پایداری آن انجام شود.

گردآوري توسط خدمات ساخت و توليد ايران

نتایج طراحی ماشین آلات پرتابل به دلیل ساده سازی های اجتناب ناپذیر در مرحله مدل سازی، همواره با نامعینی همراه است.

 

7. رویکرد مکاترونیکی

 

در طراحی هر ماشین پرتابل باید در رابطه با ماژول های آماده ای از قبیل موتورها، یاتاقان ها، درایوها، اسپیندل ها، سیستم های تأمین توان و سیستم کنترل تصمیم گیری شود. از این منظر ماشین آلات پرتابل در دسته سیستم های مکاترونیک جای می گیرند. بنابراین لازم است طراح مکانیک ماشین، اطلاعات و تجربه کافی در انتخاب مناسب این ماژول ها و تجمیع آن ها با قطعات سینماتیک داشته باشد.

گردآوري توسط خدمات ساخت و توليد ايران

طراح ماشین پرتابل، باید اطلاعات و تجربه کافی در انتخاب مناسب ماژول های الکترونیکی و کنترلی و تجمیع آن ها با قطعات سینماتیک داشته باشد.

گردآوري توسط خدمات ساخت و توليد ايران

 

مرجع:

 

[1] ANALYSIS OF PORTABLE MACHINE TOOL CONSTRUCTION CONTAINING MODULAR COMPONENTS, Piotr Pawełko, Michał Dolata, ADVANCES IN MANUFACTURING SCIENCE AND TECHNOLOGY, Vol. 38, No. 2, 2014 DOI: 10.2478/amst-2014-0007

 

گردآوري توسط خدمات ساخت و توليد ايران

استفاده از اين مطلب تنها با ذكر منبع و ارجاع به لينك وبسايت IRMFG بلامانع است. 

 

منبع :
ارسال کننده :
ارسال نظر
نام :
ایمیل :
متن نظر :
ارسال نظر
نظرات کاربران
میزان اهمیت
ایمیل
توضیحات
ارسال
© 1397 کلیه حقوق وبسایت متعلق به شرکت مهندسی فن آوران رستاپاد (شماره ثبت: 522484) می باشد.
طراحی سایت و بهینه سازی سایت زانیکس (نسخه 2.23.00)