تحقیق چدنهای پر آلیاژ
نخستین خانواده چدنهای پر آلیاژ که بیشترین اهمیت را کسب کردند چدنهای نایهارد بودند با زمینه مارتنزینی، کاربیدی، کربن در آنها از 5/2% تا 6/3% متغیر میباشد. در این چدنها تشکیل عنصر اساسی است که به منظور به تعویق افتادن تشکیل پرلیت است و کاهش سرعت بحرانی سرد شدن در رنج 3/3% تا5/0 به کار میرود که نتیجتاً مارتزیت به همراه مقداری آستیت باقیمانده در زمینه ساختار به وجود میآید. کروم در رنج %5/3 – 4/1% اضافه میشود، برای حصول اطمینان از اینکه مازاد کربن آلیاژ به جرم کاربیدهای پایدار میسازد و همچنین از خاصیت گرافیت زایی نیکل نیز جلوگیری به عمل میآید. ترکیب کاربیدها به علاوه مارتنزیت زمینهای با مقاومت سایشی خوبی ایجاد میکند. تعیین درصد عناصر آلیاژی در چدنهای نایهار بستگی دارد به ابعاد قطعه و خواصی که از آن انتظار میرود. زمانیکه مقاومت سایشی خوب و ضربهپذیری پایین مورد نظر باشد کاربیدهای درشتتر انتخاب شده و نتیجتاً درصد کربن بین 6/3 -3/3% انتخاب میشود و زمانیکه قطعه در معرض بارهای ضربهای قرار میگیرد کربن بین 2/3-7/2% متغیر خواهد بود. درصد عناصر بستگی به سرعت سرد شدن و ضخامت قطعه دارد برای قطعات با ضخامت 1 تا 2 اینچ سیکل بین 2/4 – 4/3% برای به تعویق انداختن در تبدیل پرلیتی و اطمینان از تبدیل کامل مارتنزیتی ضروری است. چنانچه ضخامت قطعه بالاتر باشد نیکل از 5/5 – 4% مورد استفاده قرار میگیرد تا پرلیت تشکیل شود.
در نایهارد نوع II چنانچه درصد نیکل پایین باشد پرلیت تشکیل میشود و چنانچه مقدار نیکل زیاد باشد به پایداری استنیت کمک میکند. تفاوت اصلی در بین 4 آلیاژ چدنهای نایهارد در کاربردد آنهاست. در جدول زیر که بر اساس ASTM است مشخصات کلی این 4 کلاس متفاوت نایهارد با هم مقایسه شده است:
| M5% | %cr | % Ni | %mn | %si | %T.c | Tape | Specify no | Specifying body |
Min |
| 4/1 | 5/3 |
|
| 3 | A | A532 Fe3c
(fecr)7c3 |
Astm |
Max | 1 | 4 | 5 | 3/1 | 8/0 | 6/3 | |||
Min |
| 4/1 | 5/3 |
|
| 5/2 | B | ||
Max | 1 | 4 | 5 | 3/1 | 8/0 | 3 | |||
Min |
| 1/1 | 7/2 |
|
| 9/2 | C | ||
Max | 1 | 5/1 | 4 | 3/1 | 8/0 | 7/3 | |||
Min |
| 7 | 5 |
| 1 | 5/2 | D | ||
Max | 1 | 11 | 7 | 3/1 | 2/2 | 6/3 |
مقاومت به ضربه نوع D بسیار بالاتر از سه مورد قبل (A, B, C) میباشد. SI در آن بالاست و نقش کمک کردن به تشکیل کاربید را تسریع میکند چون حلالیت کربن در گاما را کاهش میدهد. چدنهای نیکل- سخت بوفور در عملیات خرد کردن، پودر کردن، نورد کردن، و حمل مواد به کار برده میشوند. دو گروه عمده چدن نیکل سخت وجود دارند، چدنهای با 4% نیکل و چدنهای با 6% نیکل و 9% کروم که معمولاً به نیکل سخت 2 و 4 موسوماند. نوع 2 چدن نیکل سخت شامل کاربیدهای یوتکتیکی M3C لدبوریتی است و بنابراین دارای چقرمگی کمی است در صورتیکه نوع 4 چدن نیکل سخت عمدتاً شامل کاربیدهای ناپیوسته M7C3 است و در نتیجه چقرمگی نیکل سخت 4 بیشتر است. چدن نیکل سخت نوع 2 چقرمگی کمتری دارد عمدتاً در تولید غلطکهای فلز کاری مورد استفاده قرار میگیرد.
متالورژی و کاربرد چدنهای نیکل- سخت نوع 4 تقریباً مشابه چدنهای پرکروم است. اما مشاهده شده است که در کاربردهای خاص مانند گلولههای آسیاب و جدار پوسته آسیابهای سیمان با قطر زیاد که قطعات ریختگی در آن هم تحت سایش و هم ضربات مکرر سنگین قرار دارند نیکل سخت 4 مقاومت لازم برای شکست را ایجاد نمیکند. به طور کلی مقاومت شکست چدنهای پرکروم بیش از چدنهای نیکل سخت 4 است. مشخصهای که سبب ارجحیت بارز چدنهای نوع نیکل سخت 4 در مقایسه با چدنهای پرکروم میشود قابلیت سختیپذیری عالی آن است.
محدودیت استفاده از این نوع چدنها مخصوصاً در نوع 2، مربوط به شبکه پیوسته کاربید آهن میشود که دانههای آستینت رادر خود احاطه کرده است و باعث تردی آن میگردد. همچنین در مقاطع ضخیم این نوع چدنها را نمیتوان تولید نمود زیرا امکان به وجود آمدن گرافیت آزاد و کاهش مقاومت به سایش وجود دارد. دیگر اینکه سختی فاز کاربید آهن از کاربیدهای آلیاژی کمتر است. سمانتیت یا کاربید آهن را میتوان با کاربیدهای دیگر جایگزین نمود به این طریق این امکان وجود دارد که چدنی تولید نمود که فاز کاربید آن از سمانتیت سخت تر بوده و از نظر ساختاری نیز خواص مکانیکی بهتری را عاید نماید.
عواملی که روی خواص این گونه چدنها مخصوصاً بر روی سختی ضربهپذیری آن اثر میگذارند عبارتند از:
اندازه گیری بی درنگ میزان خوردگی
بیشتر روش های رایج بررسی خوردگی که توسط مهندسان مجرب خوردگی مورد استفاده قرار می گیرند در برگیرنده تجزیه و تحلیل نمونه های Coupon موجود در خط لوله هستند.
این نمونه ها قبل از قرار گرفتن در معرض مواد موجود در فرایند، به طور دقیق وزن می شوند و وضعیت فیزیکی آنها به منظور آشکار شدن هر گونه نقص احتمالی مورد تجزیه و تحلیل قرار
می گیرد. نتایج این بررسی به عنوان مبنایی برای تعیین میزان فرسایش کلی و ناحیه ای فلز در برابر مواد موجود،مورد استفاده قرار می گیرند. Coupon های اضافی که در سایر موقعیت
ها قرار دارند منجر به جمع آوری حجم بیشتری از اطلاعات برای ارزیابی و دستیابی به تصویر دقیقتری از خوردگی می شوند.
ابزارهای موجود برای ارزیابی خوردگی، اطلاعات دقیقی برای تعیین نرخ فرسایش در اختیار کارشناسان قرار می دهند. ولی این داده ها تنها برای متخصصین سودمند است و نه برای
متصدی یا مهندس سامانه های کنترل. هم اکنون فناوری ترانسمیترهای خوردگی در حال تغییر دادن این روند است.
این ترانسمیترها شامل الگوریتم های بسیار جدید و انحصاری و نیز روش های تجزیه و تحلیل داده هستند که به طور دقیق نرخ خوردگی و خوردگی محلی (Pitting) را اندازه گیری می
کنند. آنالیز اعوجاج هارمونیک1 (HDA) برای بهبود عملکرد روش مقاومت قطبیِ خطی2 (LPR) که در صنعت از مقبولیت بالایی برخوردار است به منظور اندازه گیری میزان خوردگی به کار می رود. برای ارتقای بیشتر عملکرد، یک مقدار Stem Geary با کاربرد خاص (B-Value) را می توان در ترانسمیتر ذخیره کرده و آن را متناسب با نوع لوله و مواد موجود در فرایند به طور
دقیق تنظیم کرد.
در طی یک چرخه اندازه گیری،ترانسمیترهای فرسایش، نویز الکتروشیمیایی را (ECN) از روشی جالب اندازه گیری می کنند. نتایج این اندازه گیری به همراه داده های مربوط به نرخ
خوردگی، می تواند بیان کننده میزان خوردگی محلی باشد. در پایان هر چرخه اندازه گیری، نرخ خوردگی (یا مقدار Pitting ) محاسبه شده و به صورت یک سیگنال 4-20 mA در اختیار
پرسنل کارخانه قرار داده می شود.
روش LPR مدتهاست که به عنوان یک استاندارد صنعتی در مانیتورینگ خوردگی عمومی بکار گرفته می شود. این روش بر اساس روابط Stem-Greary استوار است. این ارتباط B-Value ،
تحریک بالقوه را با جریان خوردگی اندازه گیری شده مرتبط ساخته و بدین طریق مقاومت قطبیِ را اندازه گیری می کند. سپس این اندازه گیری برای تعیین نرخ خوردگی عمومی به کار می
رود. از آنجا که استفاده از B-Value صحیح در این روش، امری بسیار مهم است این روش به تنهایی یک روش اندازه گیری غیرقابل اطمینان برای تعیین نرخ خوردگی به شمار می رود.
تجزیه و تحلیل HDA از تکامل روش LPR به دست می آید. با اعمال یک موج سینوسی فرکانس پایین به جریان اندازه گیری، مقاومت محلول خورنده از طریق تجزیه و تحلیل هارمونیکی
سیگنال های حاصله محاسبه می شود. با داشتن مقاومت قطبی و نیز مقاومت محلول، نرخ خوردگی عمومی را به طور دقیق تری می توان تعیین کرد.
در نهایت، روش ECN امکان محاسبه نرخ خوردگی محلی را فراهم می کنند. ECN ، اندازه گیری نوسانات خود به خودی تولید شده در محل اتصال محلول و فلز در حال خوردگی است. این
اندازه گیری تنها با استفاده از یک پُروبِ سه الکترودی امکان پذیر بوده و به منظور تعیین خوردگی محلی به کار می رود.
مانیتورینگ بی درنگ خوردگی
انحراف اشعه
اگر انحراف اشعه از محوری در سطح کانونی باشد ما از انحراف کروی عرضی و متقاطع صحبت میکنیم. دسته شعاعی از اشعهها موازی با محوری است که پس از شکست دوباره نور و مجموعهای از مخروطها شکل میگیرد و روی محور عدسیها قرار دارد (شکل 82).
سطحی که این مجموعه از مخروطها را در بر گرفته است سطح خورنده نام دارد. و برش عرضی این سطح توسط هر سطح صافی که از این اشعه میگذرد منحنی خورنده نام دارد. شکل 82 نشان دهنده این منحنی در انحراف گوی است. اگر برش عرضی توسط سطوح صاف عمود بر محور دوائری از پرتو مختلف باشند موج موازیشکلی از اشعهها توسط نقطه درخشندهای روی محور به وجود میآید که از سطح عدسی دور است. در اینجا دائرههای روشن نقش مهمی را در عکسهای آن نقطه در سطوح مختلف ایفا میکنند. کانون F در تقریب نسبی تعیین میشود و نقش کانون فقط برای اشعهها است. به عنوان مثال اشعههایی که از طریق عدسیهای نزدیک محور میگذرند اینطور هستند. کوچکترین و روشنترین تصویر از آن نقطه توسط عدسیهایی در سطح m به وجود میآید که از کانون F نمیگذرد.
بنابراین برای کاهش انحراف عرضی کروی یا گوی مانند در عدسیها، ما باید کانون مناسبی از این عدسیها را تعیین کنیم که به عنوان مثال توسط در نظر گرفتن کانون در نه در F عکس به وجود میآید. عدسیهای همگرا دارای انحراف طولی منحنی گوی مانند است. به عنوان مثال اشعههای غیر paraxial در محور در نقطهای نزدیک عدسی از کانون paraxial همدیگر را قطع میکنند. عدسیهای واگرا دارای انحراف گوی مانند در جهت مخالف هستند. انحراف گوی مانند از لحاظ عملی توسط انتخاب مناسب سطوح و دستگاههایی از عدسی حذف میشوند. و همان برای انحراف گوی مانند آینهها هم صحت دارد.
Coma
اگر یک لکه روشن روی امواج گستردهای که روی محور نوری سیستم قرار ندارند تشکیل شود عکس آن دایره روشن نیست همان طوریکه در مرحله قبل هم بیان شد و شکل آنان نامتقارن فرض میشود. برخی اوقات این شکل، یادآور ذوزنب است گرچه نام این انحراف میباشد. coma به طور قابل توجهی توسط انحنای درست مشخصههای سیستم ضعیف میشود.
انحرافی که توسط اشعه های مایل محور فرعی به وجود میآیند
این سطوح از طریق محور سیستم نوری میگذرد که سطوح جنوبی نام دارد. اگر امواج استوانهای شکل اشعه در این سطح صاف در یک زاویه کاملاً بزرگ با محور
تحقیق بلیرینگ و روغن کاری
بلیرینگ و روغن کاری :
دانش بشری مانند آبی است که گاهی ازآسمان فرو می آید و گاهی از زیر زمین میجوشد . ( فرانسیس بکن )
ما در اینجا ازاصطلاح بلبرینگ در معنی عمومیش استفاده میکنیم، زمانی که دو قسمت حرکت مرتبط دارند ، بدون توجه به شکل و نظم درونی آن ، بلبرینگ تعریف میکنند.
معمولآ روغن کاری در هر نوع بلبرینگ ، برای کاهش اصطکاک و از بین بردن گرما لازم میباشد.
بلبرینگ ها ممکن است غلتان یا کشویی ،و یا هر دو در یک زمان باشند ، یک بلبرینگ ساده توسط دو ماده که یکی بر دیگری مالش داشته باشد خواه غلافی لوله ای به دور میله باشد ، یا یک سطح صاف زیر یک اشر خور ، شکل میگیرد.
در بلبرینگ ساده یکی از بخشهای متحرک معملآ فولادی و یا چدنی خواهد بود و یا از دیگر مواد ساختاری به منظور ایجاد استقامت و سختی مورد نیاز برای نمونه میله های انتقال ، میله های رابط، مفصلها در این مقوله میباشند.
بخشهایی که بر خلاف هم حرکت میکنند معمولآ از مواد بلبرینگی از قبیل برنز، با بیت یا یک پلیمر غیر متالیک ساخته میشوند.
یک بلبرینگ ساده شعاعی ممکن است به طور محوری برای سوار کردن آن بر میله جدا شود ، و یا ممکن است که حلقه ای کامل باشد که بوش نامیده میشود.
بلبرینگهای ساده به طور نمونه مشتری طراحی شده اند ، در حالی که بلبرینگهای غلتان به طور نمونه از کاتولگهای کارخانه سازنده انتخاب شده اند ، برای تناسب دادن بارها ، سرعتها و طول عمر مطلوب استفاده ویژه – این فصل به طور کلی درباره بلبرینگها بحث خواهد کرد.
بلبرینگ کشویی ( ساده ) ، و همچنین بلبرینگهای غلتان ، نظریه روغن کاری نیز مورد بحث قرار خواهد گرفت ، به همان نحوی که این بلبرینگها ، مورد استفاده قرار میگیرند.
ای . جم . ام. میشل یک پیشگام در طراحی تئوری روغن کاری یکی از مخترعین زمانی آنچه را که ما بلبرینگ مینامیم اینگونه معرفی مینمود
برای طراحی ماشین تمامی بلبرینگها فقط مصیتهای ضروری میباشند که در عملکرد و نتیجه ( بازدهی ) ماشینها هیچ دخالتی نداشته ، و تنها خاصیتی که آنها میتوانند داشته باشند فقط در جهت منفی میباشند.
مزیتهایشان عبارتند از :
- جذب تا حد امکان کم قدرت میباشد.
- سائیده شدن به آهستگی تا حد امکان .
- اشغال فصای کم تا حد امکان .
- هزینه کم تا حد امکان .
- کاویت .
تئوری روغنکاری برای سطوح در حرکت نسبی ، یک قانون ریاضی بسیار پیچیده است.
راه حلها برای معادلات جزئی اختلاف که حرکت را تحت تاثیر دارند بر اساس تسهیل اشراماتی بنا نهاده شده که فقط راه حلهای قدیمی را تصدیق میکند.
این بخش تلاش ندارد که یک بحث یا توصیف پیجیده از پدیده پویای روغن کاری ارائه بدهد ، به طوری که آن فاصله بسیاری از حیطه این بحث دارد.
بیشتر یک بحث مقدماتی تعداد کمی از موارد عادی در طرح ماشین میباشد.
روغن کاریهای سطحی ، هایدرو استاتیک ها ، هایدرو دینامیکها ، الستیکهای هایدرو دینامیک ، معرفی و توضیه داده شده اند ، و تئوری در مورد دو حالت آخر بحث کرده است، بدون نمایش دادن مشتقات کامل از تاثیر معادلاتی که منجر به محدود شدن فضا میگردند.
موضاعاتی از قبیل : تئوری لایه فشرده و گردش روغن اصلآ بحث نشده اند ، و نه بحثی از روغن کاری تدارک دیده برای بلبرینگ، و گرمای انتقال داده شده از بلبرینگ به میان آمده است.
کتابهای جامع درباره آن موضاعات نوشته شده اند و خواننده برای کسب اطلاعات بیشتر به آن منابع راهنمایی شده است.
مشتقات معادلات تثبیت در بیشتر کتابهای مرجع نمایش داده شده اند ، مرجع دو یا یک پیش گفتار عالی مطرح کرده است ، برای تئوری روغن کاری با حداقل ریا ضیات و مرجع سه ، یک آموزش کامل ، پیشرفته ، ریاضیاتی و دقیق از موضوع است.
در این فصل ما یک روش انصافآ ساده برای طراحی یک بلبرینگ گرد که اجازه خواهد داد که طراحی کنند برای بارها و سرعتهای مورد نیاز در عادی ترین ماشین.
ما روغن کاری تماس های غیر مطابق از قبیل : چرخ دنده ها و باداسک و اجزای متصل به آن را نیز عنوان کرده ایم.
سر انجام یک بحث از بلبرینگهای غلتان برگزیده شده است از کارخانه های سازنده.
بلبرینگهای غلتان موضوعی هستند که به پیچیدگی بلبرینگهای غلتان میباشند، به طوری که کتابهایی در این رابطه نوشته شده اند.
انتقال حرارت به سیالات
انتقال حرارت به سیالات با خواص متغیر موضوعی است که از بیش از نیم قرن پیش مورد توجه محققان قرار گرفته است.
خواص ترمودینامیکی و انتقالی در سیالات معمولا تابعی از دما و فشار سیال است. این خواص در دماها و فشارهای معمولی تقریبا ثابت است. یکی از پیچیده ترین وکلی ترین سیال با خواص متغیر و تابع شدید دما و فشار سیال فوق بحرانی می باشد. این سیال بدلیل تغییر بسیار زیاد خواص آن بخصوص در نقطه بحرانی بسیار مورد توجه است و همواره به عنوان یک سیال خواص متغیر کامل مورد استفاده قرار می گیرد.
در اینجا نیز با توجه به ویژگی های این سیال که در ادامه شرح داده خواهد شد و همچنین به عنوان پیچیدهترین نوع سیال خواص متغیر که میتوان انواع دیگر از سیالات با خواص متغیر را حالت خاصی از این سیال دانست از این سیال به عنوان سیال پایه وخواص متغیر استفاده میشود.
1-1-سیال فوق بحرانی
وقتی صحبت از سیال فوق بحرانی میشود منظور سیال در فشار بالای نقطه بحرانی و دمای نزدیک نقطه بحرانی یا نقطه شبه بحرانی[1] Tpc میباشد.(شکل 1-1 )
نقاط شبه بحرانی به نقاطی اطلاق میشود که ظرفیت کرمایی ویژه در فشار ثابت ماکزیمم است.
شکل (1ـ1): نمودار درجه حرارت ـ حجم برای آب خالص
در واقع در هر فشار فوق بحرانی یک نقطه شبه بحرانی( دمای شبه بحرانی) وجود دارد که در آن تغییرات خواص سیال حداکثر است.( ظرفیت گرمای ویژه ماکزیمم است).
شکل (1ـ2): نمودار فشار ـ درجه حرارت برای آب خالص (دیاگرام فاز)
همانطور که در شکل (1-2) دیده میشود ناحیه فوق بحرانی به دو قسمت ناحیه شبه مایع[2] و ناحیه شبه بخار[3] تقسیم میشود . در فشار ثابت زمانی که دما بزرگتر از دمای شبه بحرانی است ناحیه شبه بخار و در زمانی که کوچکتر از دمای شبه بحرانی است ناحیه شبه مایع نامیده میشود .
دلیل این اسم گذاری آن است که در واقع در فشارهای فوق بحرانی سیال را نه میتوان مایع فرض کرد ونه بخار وتنها هالهای است که فقط میتوان به آن سیال گفت . واین تقسیمبندی فقط جهت تطابق با حالت فشارها و دماهای عادی (زیر نقطه بحرانی) است وگرنه در فشارهای فوق بحرانی تغییر فاز وجود ندارد و فقط خواص سیال من جمله چگالی در قبل و بعد از نقطه شبه بحرانی تغییر میکند . همچنین میتوان اینطور عنوان کرد که بدلیل اینکه در ناحیه دمای بزرگتر از دمای شبه بحرانی چگالی کوچکتر از ناحیه دمای کوچکتر از دمای شبه بحرانی است ، ناحیه چگالی کوچکتر را شبه بخار ودیگری را شبه مایع مینامند .
1-2-کاربردهای سیالات فوق بحرانی
در دهه های اخیر استفاده از سیال فوق بحرانی در صنعت رو به فزونی است . برای افزایش بازده نیروگاهها در سالهای اخیر استفاده از آب فوق بحرانی SCW[4] ، مورد توجه قرار گرفته است . سیالات فوق بحرانی بعنوان مبرد (خنک کننده ) برای ماشینهای الکتریکی وهمچنین بعنوان مبرد برای راکتورهای هستهای مورد استفاده قرار میگیرند . در فرایندهای شیمیایی بسیار زیادی مانند ، تغییر فرم ذره[5] ، استخراج[6] و کارخانههای کف (شوینده) از سیالات فوق بحرانی مانند CO2 وهیدروکربنها استفاده میکنند .
در یکی دیگر از کاربردهای سیالات فوق بحرانی از اکسیداسیون آب فوق بحرانی ، scwo[7] ، استفاده میشود . مواد آلی مسموم بهمراه اکسیژن داخل آب فوق بحرانی مخلوط میشوند که نتیجه محصولات احتراق بی ضرر میباشد . در این روش آب خاصیت جالب توجهی از خود نشان میدهد. آب که در حالت معمول حلال مواد معدنی ونمکها است وقابلیت حل کردن مواد آلی را ندارد ، در حالت فوق بحرانی تغییر کرده و بر عکس میشود یعنی مواد آلی را به خوبی در خود حل میکند در حالی که دیگر حلال خوبی برای نمکهای معدنی
بررسی چرخ دنده و انواع آن
چرخ دنده ها
معمولاً چرخ دنده ها برای یکی از کاربردهای زیر استفادهمی شوند
1- تغییر جهت چرخش
2- افزایش یا کاهش سرعت چرخش
3- انتقال حرکتدورانی به یک محور دیگر
4- همزمان سازی حرکت دو محور
وارد 1 و 2 و 3 را می توانید در مدل سازی بالا مشاهده کنید. چرخها در جهت عکسهمدیگر می چرخند، چرخ کوچکتر با سرعت بیشتر از چرخ بزرگ می گردد و حرکت دورانی از محور چرخ بزرگ به محور چرخ کوچک منتقل شده است
قطر چرخ سمت چپ دو برابر چرخدیگر است. اصطلاحاً می گوییم نسبت این دو چرخ دنده 2:1 (بخوانید "دو به یک") استاگر دقت کنید می بینید که هر بار که چرخ بزرگ یک دور می زند، چرخ کوچک دو دور به دور خود می چرخد. پس سرعت چرخش دو برابر شده است
مفهوم نسبت چرخ دنده
اگر بدانید که محیط یک دایره چگونه محاسبه می شود، به راحتی می توانید مفهوم نسبت چرخ دنده ها را درک کنید. محیط دایره برابر است با حاصلضرب عدد پی در قطر آن. بنابراین نسبت قطر دو چرخ دنده، در واقع همان نسبت محیط های آنها است. در مدل سازی زیر رابطه بین قطر و محیط یک دایره نشان داده شده است
انواع چرخ دندهها
چرخ دنده های ساده
این چرخ دندهها ساده ترین چرخ دنده هایی هستند که دیده اید. آنها دندانه های مستقیم دارند و محور دو چرخ نیز موازی با یکدیگر قرار گرفته اند. گاهی تعداد زیادی از آنها را در کنار هم قرار میدهند تا سرعت را کاهش و قدرت را افزایش دهند. شکل 1
در تعداد زیادی از وسایل از این چرخ دندهها استفاده میشود. مثلاً ساعت های کوکی، ساعت های اتوماتیک، ماشین لباسشویی، پنکه و ... . اما در اتومبیل به کار نمی آیند، چون سر و صدای زیادی دارند. هر بار که دندانه یک چرخ به دندانه چرخ روبرو میرسد، صدای کوچکی در اثر برخورد ایجاد میشود. میتوانید مجسم کنید وقتی تعداد زیادی از این چرخ دندهها با هم کار کنند، چه سر و صدایی راه میاندازند؟ تازه این برخوردها در دراز مدت، باعث شکستن دندانهها میشود. برای کاهش سر و صدا و افزایش عمر چرخ دندهها در بیشتر اتومبیلها از چرخ دنده های مارپیچ استفاده میکنن
چرخ دنده های مخروطی
این چرخ دندهها بهترین وسیله تغییر جهت هستند. معمولاً از آنها برای تغییر جهت 90 درجه استفاده میشود، ولی میتوان طراحی را طوری انجام داد که در زاویه های دیگر نیز کار کنند. شکل 3
دندانه های آنها ممکن است مستقیم یا پیچ دار باشد. اما اگر دندانهها صاف باشد همان مشکل چرخ دنده های ساده را دارند. در دندانه های پیچ دار این مشکل برطرف شده است، ولی در هر دوی آنها باید محور چرخ دندهها در یک صفحه قرار داشته باشد. شکل 4
گاهی میخواهیم محور چرخها در یک صفحه نباشند. در چنین شرایطی از چرخ دنده هایی مانند شکل روبرو استفاده میکنیم. شکل 5
در دیفرانسیل بسیاری از اتومبیلها از این چرخ دندهها استفاده میشود. این طراحی امکان آن را ایجاد میکند که محور چرخ دنده بیرونی پایین تر از محور چرخ دنده حلقوی قرار داده شود. شکل روبرو محور بیرونی ورودی را نشان میدهد که در تماس با چرخ حلقوی قرار گرفته است. از آنجایی که محور محرک (Drive Shaft) ماشین به چرخ بیرونی متصل میشود، پایین آمدن چرخ بیرونی امکان پایین آوردن محور محرک را هم ایجاد میکند، پس میتوان محور را پایینتر آورد و د
الکترومغناطیس
- مقدمه
از زمانهای بسیار قدیم بشر با آهن رباهای طبیعی آشنا بوده، نیروهای جاذبه و دافعه بین قطعات مختلف این آهنرباها و نیز بین آنها و سایر قطعات آهنی را می شناخته است. اما تا حدود 200 سال قبل تحلیل صحیح و دقیقی از رفتار اجسام مغناطیسی ارائه نشده بود و به همین دلیل استفاده چندانی از این پدیده انجام نمی شد.
در سال 1819 میلادی یک دانشمند دانمارکی به نام اورستد متوجه شد هنگام عبور جریان برق از یک سیم، چنانچه در مجاورت آن قطب نمایی قرار دهیم، عقربه قطب نما (که از جنس آهن ربای طبیعی است) منحرف می گردد. این تجربه نشان داد که جریان برق نیز مانند آهن ربای طبیعی در اطراف خود یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که شدت آن بستگی به شدت جریان دارد.
آزمایش 1-1- بر روی یک صفحه کاغذ مقداری براده آهن ریخته صفحه کاغذ را روی یک قطعه آهن ربای طبیعی بگذارید و با انگشت دست ضربه آرامی به صفحه کاغذ بزنید. مشاهده می شود که برادههای آهن روی صفحة کاغذ در مسیرهای خاصی منظم می شوند (شکل 1-1- الف). این مسیرها را خطوط میدان مغناطیسی می نامیم. برای تعیین جهت این خطوط می توان بجای براده آهن از عقربه های مغناطیسی کوچک نیز استفاده نمود (شکل 1-1- ب). همانطور که شکل نشان می دهد عقربه های مغناطیسی در جهت معینی می ایستند. سمتی که قطب جنوب عقربه مغناطیسی به طرف آن می ایستد قطب شما را نشان می دهد.
2-1- میدان مغناطیسی اطراف سیم حامل جریان
آزمایش 2-1- سیم راستی را به طور عمود نگه دارید و آن را به منبع ولتاژ DC با مقدار مناسب وصل نمایید. سپس در اطراف آن به یک فاصله (روی محیط یک دایره) چند عقربه مغناطیسی قرار دهید.
مشاهده می شود که عقربه های مغناطیسی در اطراف سیم روی محیط دوایری به مرکز سیم قرار دارند. پس خطوط میدان مغناطیسی در اطراف سیم حامل جریان به شکل دایره هستند (شکل 2-1).
آزمایش 3-1- در آزمایش 2-1 جهت جریان سیم را تغییر داده آزمایش را تکرار کنید. مشاهده می شود که عقربه های مغناطیسی قرار داده شده در اطراف سیم تغییر جهت می دهند ولی امتداد آنها تغییر نمی کند.
«در اطراف سیم حامل جریان یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود. شکل خطوط میدان به صورت دایره های هم مرکز است. جهت میدان به جهت جریان الکتریکی بستگی داشته قطب شمال عقربه مغناطیسی جهت خطوط میدان را نشان می دهد.»
جهت جریان در سیم را می توان به کمک نقطه ( ) یا ضربدر مشخص نمود. چنانچه جریان به ناظر نزدیک شود مقطع سیم را با یک نقطه علامت گذاری می کنند و اگر جریان از ناظر دور شود آن را با علامت ضربدر نشان می دهند (شکل 3-1).
جهت خطوط میدان مغناطیسی اطراف یک سیم مطابق شکلهای 4-1 و 5-1 از قانون پیچ راست گرد تبعیت می کند.
اگر پیچ راست گرد را طوری بچرخانیم که پیشروی آن هم جهت با جریان هادی باشد سمت گردش آن جهت میدان مغناطیسی در اطراف آن هادی را نشان می دهد. در اطراف سیم حامل جریان متناوب نیز میدان مغناطیسی ایجاد می گردد، اما همچنان که جریان متناوب تغییر جهت می دهد جهت میدان آن نیز تغییر می کند.
بررسی باتری ها Battery
باتری ها : باتری ها مولد هایی هستند که انرژی شیمیایی را تبدیل به انرژی الکتریکی میکنند . باتری ها معمولا از کنار هم قرار دادن حداقل دو صفحه فلزی ( یا آلیاژیی) متفاوت در داخل یک محلول شیمیایی بوجود میایند. یکی از این دو صفحه دارای خاصیت الکترون دهی بیشتر(مثبت یا آند) و دیگری دارای خاصیت الکترون گیری بیشتر(منفی یا کاتد ) میباشد . محلول شیمیایی که باعث ایجاد ارتباط بین این دو صفحه میگردد ، الکترولیت نامیده میشود.
توجه : امروزه نوعی باتری ها به بازار ارائه شده که الکترولیت آن نه کاملا جامد مانند باتری قلمی و نه مایع مانند باتریهای متداول خودروها ، الکترولیت این باتری ها مانند ژل میباشند به این باتری ها ، باتری های با مراقبت کم (free-maintenance) یا (low-maintenance) نامیده میشوند . البته شاید بتوان آنها را در دسته باتری های خشک قرار داد
از نظر جنس الکترولیت و صفحات :
باتری سربی- اسیدی(lead acid (، باتری نیکل- کادمیوم(Nickel-cadmium)، باتری هوا- روی(zinc-air) ، باتری آلکالاین (alkaline)....
معمولا باتریهای خودرو ها از نوع باتری های سربی- اسیدی میباشند و دلایلش این است که اولا هزینه ساخت آن کمتر از انواع دیگر است و ثانیا محدوده دمایی مناسب برای بهترین کارایی آن نسبت به سایر باتریها گسترده تر است ، امپر و ولتاژ ان نیز در ان محدوده دمایی مناسب میباشد. از این پس منظور ما از عبارت باتری همان باتری سربی اسیدی میباشد
چرا خودرو ها به باتری نیازمندند؟
تامین برق مورد نیاز در زمانی که موتور خاموش است – تامین برق لازم جهت استارتر – کمک به سیستم شارژ در زمانی که تعداد مصرف کننده ها بالا میرود ( و آمپر مصرفی زیاد میشود)
باتری های سربی اسیدی
همانطور که گفته شد متداول ترین نوع باتری برای خودروها ، باتری سربی اسیدی میباشد. صفحه مثبت از جنس دی اکسید سرب ( به آن پر اکسید سرب نیز میگویند) (PbO2) و صفحه منفی از جنس سرب (Pb) میباشد . الکترولیت آن اسید سولفوریک رقیق شده با آب (H2SO4+H2O) میباشد.
آثار زیست محیطی خودروهای از رده خارج شده
عملکرد خودروها در زمینه استفاده بهینه از انرژی و کاهش یافتن تولید گازهای زیانآور نشاندهنده این مطلب است که در این زمینه پیشرفتهای خوبی صورت گرفته است. برای روشن شدن این ادعا میتوان به طراحیهای جدیدی که در خودروها برای استفاده بهینه از انرژی، کاهش مقاومت در برابر هوا و همچنین استفاده از کاتالیزورها که در لوله اگزوز خودروها نصب میشود، اشاره کرد.
بنابراین بطور عادی و با توجه به یک وضعیت متعادل باید انتظار داشت که هراندازه متوسط عمر مفید خودروها کاهش یابد، مصرف انرژی و میزان تولید گازهای آلاینده نیز کاهش پیدا کند.
تحقیقی که در موسسه ملی «تحقیقات سلامت عمومی و محیط زیست» کشور هلند (RIVM) انجام گرفت بر این نکته تاکید داشت که اگر تمام خودروهایی که در این کشور از بنزین به عنوان سوخت خود استفاده میکنند و از مبدلهای کاتالیزوری 3زمانه نیز برخوردار نیستند، با خودروهای جدید عوض شوند با 30 درصد کاهش در انتشار گازهای آلاینده NOx روبرو خواهیم بود.
بنابراین به نظر میرسد کوتاه کردن طول عمر خودروها تاثیرات مثبتی را بر محیط زیست خواهد گذاشت. در دهه 90 برخی از کشورها (یونان، دانمارک، اسپانیا، فرانسه، ایرلند، نروژ و ایتالیا) قوانینی را در مورد اوراق کردن خودروهای فرسوده و نحوه از بین بردن ضایعات آنها وضع کردند. در این زمینه تحقیقاتی نیز در آن زمان انجام شد. «کاوالک» و «ستیوانا» در سال 1997 به این نتیجه رسیدند که اوراق کردن خودروهای با عمر 20 سال یا بیشتر، از لحاظ اقتصادی بصرفه میباشد بخصوص در امریکا.
در سال 1992 کنگره امریکا (اداره بررسی و ارزیابی فناوری) به این نتیجه رسید که انجام یک برنامهریزی دقیق در مورد دوره عمر خودروها و زمانی که هر خودرو باید از ناوگان حملونقل کنار گذاشته شود از لحاظ هزینه و صرفه اقتصادی در مقایسه با برنامهریزیهایی که در زمینه کاهش آلایندههای محیط زیست در دست اجرا و یا در حال اجرا شدن بود، برابری میکرد و حتی در بعضی از موارد تعیین یک سن دقیق برای خارج کردن خودروها از ناوگان، کمهزینهتر نیز میتوانست باشد. به علاوه در برخی از کشورها از جمله آلمان، ژاپن و سوئد سیاستهایی از قبیل بستن مالیات سنگین برای خودروهایی که آلایندههای زیادی تولید میکنند در حال پیگیری بود. در ارتباط با وضع قوانین ذکر شده اشکالاتی وجود داشت که میتوان به 3 مورد آن اشاره کرد:
1. اولا، تحقیقات مربوط به این موسسه هلندی تنها برپایه استفاده از خودرو است و صرفاً به تولید آلایندهای که از خودرو حاصل شده است میپردازد در صورتی که کاهش دوره استفاده از یک خودرو باعث تولید گازهای آلاینده در سایر پروسههای مربوط به تولید خودرو نیز میشود. همانطور که میدانیم هر اندازه یک خودرو سریعتر کنار گذاشته شود نیاز به تولید خودرو افزایش مییابد و این بدین معنی است که کارخانههای تولیدکننده خودرو به مواد اولیه و انرژی بیشتری نیاز پیدا میکنند، ضمنآنکه افزایش تولیددر نهایت منجر به افزایش انتشار گازهای آلاینده توسط همین کارخانهها و البته حجم عظیم تولیداتشان میشود. بنابراین اگر در بررسی انجام گرفته توسط این موسسه، مواردی از این دست لحاظ میشد، مطمئناً نتایج حاصله تغییر میکرد.
2. از آنجایی که ماشینهای جدید بزرگتر و سریعتر هستند، بنابراین مصرف سوخت آنها نیز بخاطر کاهش وزن و همچنین افزایش شتاب در مقایسه با نمونههای قدیمی، افزایش خواهد یافت، حتی این احتمال وجود دارد که نحوه استفاده از این خودروها نیز ممکن است با نمونههای قبلی تفاوتی نکند، بنابراین تاثیر چندانی در میزان آلایندهها نخواهد گذاشت.
3. سومین مورد این است که با اضافه کردن یکسری وسایل و تجهیزات جانبی به خودروهای قدیمی، به نتایج بهتری از لحاظ هزینه در مقایسه با اوراق کردن و از رده خارج کردن آنها میتوان دست یافت.
در این مقاله رابطه بین متوسط عمر خودروها و دوره مصرف انرژی مورد نیازشان و گازهای آلاینده منتشر شده از آنها و همچنین تولید مواد اولیه، مصرف و اوراق کردن خودروها بهعلاوه مساله بازیافت مورد توجه قرار خواهد گرفت. مقایسهای هم بین نحوه عملکرد خودروهای قدیمی و مدلهای جدید انجام خواهد گرفت و نهایتا دو گزینه از رده خارج کردن خودروها و اضافه کردن تجهیزات اضافی برای تحت کنترل درآوردن آلایندههای خودروها از منظر اقتصادی مورد بررسی قرارخواهد گرفت. (تمامی اطلاعات استفاده شده از ناوگان خودروهای کشور هلند استخراج شده است.)
هدف از ایجاد تأسیسات روشنایی
مقدمه
هدف از تأسیسات روشنایی ایجاد شرایط خوب دیدن و فراهم کردن محیطی ایمن و راحت با روشنایی مناسب می باشد .
که مهمترین پارامترها در این مهم شدت روشنایی کافی ، جلوگیری از انعکاسات ناخواسته ، هماهنگی درخشندگی اطراف با درخشندگی محیط وهمچنین جلوگیری از خیرگی چشم از منابع نوری و درخشندگی مناسب سطوح داخلی و استفاده از منابع نوری با مشخصه های رنگی مناسب می باشد .
اینجانب در مجتمع مسکونی فوق فاکتورهای زیر را در نظر گرفته ام .
محیط مسکونی که رنگ دیوارهای آن سفید و با ضریب انعکاسی 90-70و بطور متوسط هر شش ماه یکبار نظافت میگردد و از لحاظ گرد و خاک و آلودگی ، اکثر قسمتها تمیز در نظر گرفته شده است .
لامپهای مورد استفاده در این مجتمع از نوع لامپ فلورسنت ( بدلیل نبود اطلاعات کافی از دیگر لامپها بخصوص رشته ای ) با رنجهای 40 و 32 وات که با چوک، توانی معادل 51 و 40 وات و همچنین جریانی معادل 44/0 و 24 /0آمپر ( بدون خازن ) و 24/0 و14/0 آمپر(با خازن ) می باشد که خازنهای در نظر گرفته شده با ظرفیت 5/4 میکروفاراد و رنج جریان 24/0 آمپر که از نظر اقتصادی بسیار با صرفه است. کلیدها از نوع یک پل و دو پل و تبدیل استفاده شده و حداقل جریان عبوری از پریزها 2 آمپر است و حداکثر 5/2 آمپر و برای حالت سه فاز 5 آمپر در نظر گرفته شده و ارتفاع کلید و پریزها از کف برابر با بخش 13 مقررات ملی ساختمان برای پریزهای برق و تلفن 30 سانتی متر از کف و برای کلیدهای روشنایی 110 سانتی متر از کف در نظر گرفته شده است .
برای حفاظت از زدگی و آسیب دیدگی کابلها آن ها را در داخل لوله قرار می دهند که شامل انواع زیر می باشد لوله گالوانیزه ، لوله های فولاد سیاه ، برگمن ،PVC و خرطومی و غیره و لوله های مد نظر در این مجتمع از نوع PVC با قطر 11 و 16 میلیمتر می باشد
و ضریب همزمانی مطابق با بخش 13 مقررات ملی ساختمان برای روشنایی داخلی ساختمانهای مسکونی 66% و برای پریزها 70% در نظر گرفته شده که بطور کل ضریب همزمانی 68%انتخاب گردید .
راهنمایی علائم :
کلید یک پل توکار
کلید دو پل توکار
کلید تبدیل
پریز برق یکفاز با اتصال زمین توکار
پریز تلفن توکار
40 ×F2 چراغ فلورسنت قاب مشکی و حباب پلاستیکی و 2 عدد لامپ فلورسنت 40 وات
40×F1 چراغ فلورسنت قاب مشکی و حباب پلاستیکی و 1عدد لامپ فلورسنت 40 وات
32×F1 چراغ فلورسنت قاب مشکی و حباب پلاستیکی و1 عدد لامپ فلورسنت 32وات
کنتور واتر
فیوز فشنگی
کلید مینیاتوری یک پل
کلید اتوماتیک با رلة مغناطیسی و حرارتی سه پل
چراغ سیگنال تابلویی
تابلوی توزیع برق
حال و پذیرایی طبقه اول مستطیل 1:
محیط از لحاظ آلودگی تمیز و هر 6 ماه یکبار نظافت می شود .
|
مشخصات لامپ: لامپ فلورسنت 40 وات با قاب مشکی و حباب پلاستیکی 2 تایی
تعداد لامپ