طراحی و تلرانس گذاری شفت برای تولید

کولینگ تاور (cooling tower) دستگاهی است که در آن سیال برج خنک کننده سیستم بالا دستی پس از افزایش دما وارد برج شده و پس از فرایند کولینگ در تاور مجددا به سیستم باز میگردد. این عمل با تبخیر درصدی از آب گردش کولینگ تاور و گرفتن گرمای باقیمانده آن انجام می پذیرد. فرایند تبخیر با پاشش آب بروی پکینگ کولینگ و عبور جریان هوا از میان تاور صورت میگیرد.

انطباق میله و سوراخ

اجازه بدهید در همین ابتدای کار مشخص کنیم که منظور از میله، هر برجستگی روی جسم است. (مثلا یک زائده استوانه ای کوچک بر روی یک سطح صاف که باید داخل سوراخی قرار بگیرد هم میله محسوب می شود.) و منظور از سوراخ هم هر فرورفتگی داخل جسم می باشد.

برای این انطباق، سه حالت مختلف را می توانیم در نظر بگیریم:

3- حالت محکم (Interference) :ورود و خروجی میله به سوراخ به سختی و با استفاده از فرایندهایی مانند استفاده از چکش و یا پرس انجام می پذیرد. در این حالت معمولا قطر میله از سوراخ بزرگتر است. مثال: پین های انطباقی که محکم جا می خورد.

حالا باز هم یک بحث مهم باقی می ماند. میله چقدر بزرگتر یا کوچکتر باشد و سوراخ چقدر بزرگتر یا کوچکتر باشد. در واقع از بازه تلرانسی مشخص شده، چه مقدار سهم میله و چه مقدار سهم سوراخ است؟

در اینجا باید یا میله و یا سوراخ را به عنوان مبنا در نظر بگیریم. برای مبنا قرار دادن یک قطعه، دلایل مختلفی می تواند وجود داشته باشد: مثلا قطعه ای که ساخت دشوارتری دارد. یا قطعه ای که استاندارد است. (مثلا بلبرینگی که سایز داخلی آن طبق استاندارد ساخته شده است.)

در مثالی که بلبرینگ را خریده ایم و می خواهیم شفتی را در داخل آن قرار دهیم، طبیعتا بخش داخلی بلبرینگ استاندارد را نمی تراشیم. بلکه شفت را آنقدر می تراشیم تا اختلافش با کنس داخل بلبرینگ در محدوده مجاز قرار گیرد.

اجازه بدهید چند مثال بزنیم. مثلا hNرا در نظر بگیرید. اولا این یک حالت «میله مبنا»است. (به خاطر وجود h)و ثانیا اتصالی محکم است. چون حرف Nبعد از حرف Hقرار دارد و به حروف انتهایی الفبای مربوط به سوراخ نزدیک تر است.

به عنوان مثال بعدی، Hs را بررسی می کنم. این یک حالت «سوراخ مبنا»ست. ثانیا چون s پس از h در حروف مربوط به میله قرار دارد، یک انطباق محکم در نظر گرفته می شود.

hCهم نشان دهنده یک انطباق میله مبناست که چون C به ابتدای حروف الفبای مربوط به سوراخ نزدیک تر است، یک انطباق لق به حساب می آید.

اما در کنار هر یک از این حروف باید کلاس تلرانسی مربوطه را هم وارد کنیم. مثلا به جای hNمی نویسیم h5N6یعنی کلاس تلرانسی میله IT5و کلاس تلرانسی سوراخ IT6است.

برای مثال دوم بالا می نویسیم H4s8 یعنی کلاس تلرانسی سوراخ IT4و کلاس تلرانسی میله IT8است. (توجه داشته باشید که کلاس های تلرانسی می توانند اعداد متفاوتی باشند.)

حالا برای درک بهتر، به مثال زیر توجه کنید:

مثال:فرض می کنیم اندازه قطر نامی یک میله و سوراخ برابر با 36 باشد. اگر انطباق آنها از نوع H6m8 باشد، قطر تلرانس گذاری شده هر کدام را پیدا می کنیم.

برای سفارش و استعلام قیمت فن یا پروانه فن برج خنک کننده دلتا کولینگ از طریق چت آنلاین سایت و نیز تماس با ما اقدام نمایید و از مشاوره رایگان مهندسان ما بهره مند شوید.

اول با توجه به جدول تلرانس ها، برای قطر 36 و IT8 مقدار تلرانس را پیدا می کنیم که برابر 39 میکرومتر است. این مربوط به عدد 8 می شد. حالا باید تاثیر m را هم در تلرانس میله پیدا کنیم. به جدول زیر مراجعه می کنیم که تلرانس های مربوط به پایه محور را تعیین می کند.

با توجه به قطر 36 میلی متر که در بازه 30 تا 40 میلی متر قرار دارد، عددی برابر 9 به دست می آید. اگر به ردیف اول جدول دقت کنید، مشاهده می کنید که این عدد 9، مقدارeiیعنی حد پایینی را مشخص می کند.

با داشتن اندازه تلرانس و اندازه حد پایین، می توانیم حد بالا را هم برای میله محاسبه کنیم.

به این ترتیب قطر میله را محاسبه کردیم. حالا نوبت می رسد به محاسبه قطر سوراخ.

قطر سوراخ برابر 36 و دارای کلاس تلرانسی IT6 است. با استفاده از جدول، به تلرانس 16 میکرومتر می رسیم.

حالا باید به جدول سوراخ ها مقایسه کنیم تا ببینیم برای قطر 36 و حالت H چه اطلاعاتی به ما می دهد. همان طور که در جدول هم قابل مشاهده است، عدد صفر برای فیلد مورد نظر نوشته شده. اما این صفر حد پایین را نشان می دهد یا حد بالا را؟ با مشاهده ردیف بالایی جدول متوجه می شویم که این صفر مربوط به EI یعنی حد پایین است.

اندازه تلرانس و حد پایین را به دست آوردیم. پس به راحتی می توانیم حد بالا را هم محاسبه کنیم.

به این ترتیب محدوده مجاز اندازه قطر برای ساخت میله و سوراخ به دست می آید. در بهترین حالت، میله 0.009 از 36 میلی متر بزرگتر و قطر سوراخ 16 میکرومتر از 36 میلی متر بزرگتر است. در محکم ترین حالت هم اندازه میله 48 میکرومتر از 36 میلی متر بزرگتر و اندازه قطر سوراخ هم دقیقا 36 است. یعنی 48 میکرومتر هم پوشانی دارند که یک انطباق بسیار محکم را مشخص می کند.

دقت کنید که برای انطباق میله و سوراخ، اندازه نامی و پایه (یعنی در اینجا اندازه 36 میلی متر) باید برابر باشد.

روش طراحی و تلرانس گذاری محور و شفت

شفت ها و بیرینگ ها یکی از اجزاء اصلی سیستم های دوار هستند. بال برینگ(Ball bearing) و رولبرینگ(Roll bearing) که زیر مجموعه یاتاقان های غلتشی هستند، نقش حیاتی در سیستم دوار ایفا می کنند. اما یکی از مباحث بسیار مهم، تلرانس گذاری شفت و هوزینگ یاتاقان های غلتشی در سیستم هایی مانند هموژنایزر است. در تصویر زیر نقشه شفت یکی از مدل های هموژنایزر شرکت آراکو را ملاحظه می کنید.

این دستگاه دوار با سرعت 3000 rpm چرخش می کند تا ذرات جامد را با ایجاد تنش برشی بین تیغه های روتور و استاتور ریز کند. به همین دلیل تمام قطعات میکسر هموژنایزر صنعتی باید دقت بالایی داشته باشند.
تلرانس های لقی مثلا f7 برای شفت به دلیل عدم درگیری اصطکاکی با کنس داخلی بیرینگ، منجر به خطا در عملکرد دستگاه، سایش شفت، لرزش و موارد دیگری می شود که غیر قابل قبولند. از طرفی تلرانسهای پرسی با تداخل زیاد مانند s6 که صرفا با نیروی زیاد یا سرد و گرم کردن جا می روند، فشار زیادی به برینگ وارد کرده و منجر به سایش ساچمه ها و به اصطلاح کچلی برینگ شوند.
خوشبختانه شرکت های بزرگ تولید کننده Bearing جداولی را برای سازندگان دستگاه های صنعتی تهیه کرده اند. با استفاده از این جداول و با توجه به محدوده کاربرد و نیروی های وارده دستگاه، می توان از آنها برای تعیین استفاده کنید.
جدول زیر توسط کمپانی ژاپنی کویو ارائه شده است.

شافت ها معمولا به سه گروه مفصلی، قابل خمش و ثابت تقسیم می‌شوند. از شافت های ثابت برای سوار کردن کلاچ ها، چرخ دنده ها، دسته لنگها و چرخ تسمه ها استفاده می کنند. میل لنگ ها نیز جزو شافت های ثابت به شمار می روند. از این شفت ها برای تبدیل حرکت خطی به دورانی یا برعکس استفاده می کنند.

شافت های مفصلی میله هایی می باشند که از آن ها برای انتقال نیروی پیچشی بین دو شفت که در امتداد یکدیگر نیستند و زاویه های مختلفی دارند استفاده می شود. از شفت های مفصلی در موارد مختلفی از جمله ماشین فرز، ماشین حمل و نقل اتومبیل و ماشین های کشاورزی استفاده می کنند.

بهترین برج خنک کننده مدل سانتریفیوژ را در اختیار شما قرار می دهد؛ البته همه اینها زمانی برای شما کاربرد دارد که این مقاله را مطالعه کرده باشید و ببینید که آیا برج های سانتریفیوژ مناسب کار شما هستند یا خیر. در نتیجه اگر تمایل به استفاده از این برج ها داشتید،  سایت تبادل گستر هیراد بهترین منبع و قابل اعتماد ترین راه برای خرید پکینگ برج خنک کننده کولینگ تاور ها میباشد که باعث می شود از خریدتان پشیمان نشوید