پروژه طراحی اجزا سیستم های انتقال قدرت و اجزای انعطاف پذیر

مقدمه:

با توجه به اخذ درس طراحی اجزا 2 که توسط استاد گرانقدر جناب مهندس ارایه شده بود پروژه و سمینار اعضای گروه در سیستم های انتقال قدرت واجزای انعطاف پذیر انتخاب شد.

به همین خاطر بر آن شدیم تا در حیطه وظیفه خود مرجعی کامل و اصولی تهیه و تنظیم کرده باشیم تا مورد استفاده دیگر دانشجویان قرار بگیرد  .کتابی که پیش روی شماست شامل نه فصل می باشد که شش فصل اول آن با زبان فارسی به بررسی انواع اجزای انعطاف پذیر پرداخته است  و سه فصل آخرآن متون تحقیقات به زبان اصلی می باشند.

در هر فصل گروهی از دوستان با من همکاری داشتند که از همکاری تمامی آنان نهایت سپاس و تشکر را دارم

در فصل  اول آقایان یاسر علیزاده و مجتبی شمسی به بررسی کابلها و طنابها پرداختند.

در فصل دوم آقایان غدیرحیرانی ، مجتبی نصراللهی ، حمید غفاریان ، امیر سفید گران  زنجیر ها را مورد بررسی قرار دادند.

در فصل سوم آقایان مرتضی نظام دوست و حسین همتی تسمه ها و انواع آن را مورد تحقیق قرار دادند که از تمامی این عزیزان سپاس گزارم.

اما در مورد تحقیقها ...

در فصل چهارم آقای سعید محمد زاده به بررسی پدیده شکست در کابلها و طنابها پرداختند.

در فصل پنجم اینجانب به بررسی ارتعاش در تسمه و رابطه آن با طول عمر تسمه پرداختم.

در فصل ششم آقای امیر سفید گران کاربرد انواع زنجیر را بررسی کردند.

که از این عزیزان هم سپاسگذاریم.

اما سه فصل دیگر متون اصلی این تحقیقات است که  به صورت زبان اصلی ضمیمیه می شود.

امید است با همکاری دوستان ذکر شده در بالا منبع خوب و جامعی را ارایه داده باشیم در حالی که  مطاالب این در را خوب فرا گرفته باشیم.

درپایان از حضور جناب مهندس کرمی نژاد نهایت تشکر را دارم که با راهنمایی های خود چراغ فروزانی بر مسیر پر پیچ و خم ما بودند.

فصل اول

طناب وکاربرد آن

تعریف:

طَناب به یک رشته دراز از الیاف تابیده به هم گفته می‎‌شود. به هم تابیدن الیاف به شکل طناب برای استحکام بخشیدن به رشتهٔ مورد نظر و استفاده در امور کششی و اتصالی صورت می‌گیرد. گاه در صنعت و ترابری بجای طناب از کابل و زنجیر استفاده می‌شود.

دسته بندی طنابها:

1.از لحاظ بارگذاری

        شبه استاتیکی

         دینامیکی

2.از لحاظ جنس

      الیافی

           سیمی

طنابهای شبه استاتیکی

این طناب ها برای غار نوردی - دره پیمایی - طراحی شده اند و ساختار کشسانی آنها به گونه های طراحی شده که بتواند انرژی حاصله از  سقوط  های کوتاه و مشخص را جذب کند .

     این طناب ها در دو دسته طراحی می شوند:

TYPE A : این طناب در  عملیات امداد و غار نوردی برای استفاده در بخش ایمنی و کار نیز  بکار گرفته می شود .

TYPE  B : این طناب قطر کم تری دارد و کار با آن دقت بیشتری را

می طلبد.

طناب های دینامیکی:

این طناب ها برای کوهنوردی و صعود طراحی شده اند. این طناب برای مسیرهای بلند که نیاز به فرود است توصیه می شود یا در مسیرهایی که شکست طناب زیاد است و یا حمایت ها چندان پایدار نیستند

انواع طنابها از لحاظ جنس:

1-طناب های سیمی

2- طناب های الیافی

الیاف طبیعی(نارگیل،نخل و پارچه)

الیاف مصنوعی(مواد پلیمری و پلاستیک)

ساختار طناب های سیمی :

اساساً یک طناب از تعدادی رشته تشکیل شده که به طور مارپیچ حول یک هسته فلزی یا غیرفلزی پیچیده شده اند.

هر رشته خود از تعدادی سیم تشکیل شده که آنها هم حول یک مرکز فلزی یا غیر فلزی به طور مارپیچ پیچیده شده اند.

جنس طناب های سیمی :

موادی که در ساخت طناب های سیمی استفاده می شود به منظور افزایش استحکام هستند و عبارتند از :

آهن ، فسفر-برنز ، فولاد کشش(Traction steel) ، فولاد خیش (plow steel) ، فولاد خیش بهبود یافته و ...

طناب های آهنی به طور گسترده برای کارهایی که استحکام پایین کافی است،استفاده می شوند.

طناب های سیمی فسفر-برنز برای کاربرد های مطمئن دریایی

طناب‌های کششی به طور عمده به عنوان طناب‌های بالابر

برای کاربردهای مطمئن که یک محافظت اضافی در مقابل زنگ زدن مورد احتیاج است، طناب‌های ساخته شده با سیم‌های گالوانیزه یا سیم‌های پوشش دار استفاده می‌شوند .

هسته طناب ها :

هسته طناب ها ی سیمی از مواد ذیل ساخته می شوند :

فیبر(کنف),کتان ,آزبست ,پلی وینیل ، پلاستیک و...

فیبر (کنف) : یک نوع هسته است که به طور گسترده هنگامی که بارها خیلی بزرگ نیستند استفاده می‌شود.

کتان :برای طناب‌های کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد. مانند طناب‌های نازک کمربند و طناب‌های نازک هواپیما .

آزبست :برای کاربردهای به خصوص و مطمئن در جاهایی که

طناب درون کوره استفاده می‌شود، توصیه می‌شود.

هسته‌های پلاستیکی پلی وینیل برای کاربردهای در معرض رطوبت، اسیدها و تیزی‌های بیش از اندازه توصیه می‌شود.

دسته بندی طنابها سیمی از لحاظ تاب:

تاب منظم:

سیمها تقریبا موازی محور کابل دیده می شوند.این کابلها به هنگام کاربرد،از هم باز نشده،چمبره نمی شود، و کار با آنها آسان است.

-تاب بلند:

 راستای سیمهای بیرونی،نسبت به محور کابل،مورب می باشد.این کابلها در مقابل ساییدگی و خستگی مقاوم می باشند و به باز شدن و چمبره شدن تمایل دارند.

تاب یک طناب جهت مسیر مارپیچی است که در آن رشته سیم ها قرار گرفته اند.و به طور مشابه تاب یک رشته جهت مسیر مارپیچی است که درآن سیم قرارداده شده.اگر سیم درون رشته یا رشته درون طناب شبیه منحنی حلزونی رزوه های یک پیچ راست گردباشند،انها به سمت راست پیچیده شده اند واین تاب راست گرد نامیده می شود. برعکس اگر به سمت چپ پیچیده شده با شند،تاب چب گرد نامیده می شوند.

نامگذاری طنابهای سیمی:

انتخاب طنابهای سیمی:

طبقه بندی‌های استاندارد طناب‌های سیمی

گروه 7 × 6 ( استاندارد طناب‌های خوابیده زبر) :

طناب‌های این گروه برای جاهایی که مقاومت در مقابل فرسایش نیاز است استفاده می‌شوند. به عنوان مثال هنگامی که روی زمین کشیده می‌شوند و یا از میان یک غلتک کشیده می‌شود.

کشیدن اشیاء سنگین، انتقال طناب از کاربردهای عادی برای آنان هستند.

این طناب‌ها به صورت تاب منظم براست گرد و گهگاه به صورت تاب بلند تهیه می‌شوند. هسته می‌تواند از فیبر، طناب سیمی مستقل و یا رشته‌های سیمی باشد. از این رو این طناب‌ها یکی از انواع ساختارهای با سفتی نسبی است. طناب‌ها در این گروه بهتر است با قرقره‌ها و طبلک‌های بزرگ استفاده شوند.

به خاطر تعداد کمی سیم‌ها : یک ضریب اطمینان بزرگ را ایجاب می‌کنند.

گروه 19 × 6 (طناب کششی استاندارد):

این یک گروه مطلوب است و به طور گسترده استفاده می‌شوند. طناب‌های این گروه به صورت تاب منظم و تاب بلند تهیه می‌شوند و ممکن است پیش ساخته باشد یا نباشد. هسته ممکن است از فیبر، طناب مستقل یا رشته سیم باشد.

گروه 37 × 6 (طناب کششی با انعطاف پذیری اضافی) :

برای اندازه طناب داده شده سیم‌های تشکیل دهنده این گروه قطرهای کوچکتری از آنهایی که دو گروه قبل شرح داده شده دارند از این رو مقاومت در مقابل سایش کمتری دارند. طناب‌های این گروه به صورت تاب منظم و تاب بلند با هسته فیبری یا هسته به صورت طناب مستقل و به صورت از پیش ساخته تهیه می‌شوند .

خواص طناب های سیمی:

استحکام

مقاومت در برابر فرسایش

انعطاف پذیری

مقاومت در برابر شکستن سیمها و از شکل افتادگی

استحکام طناب سیمی به موارد زیر بستگی دارد:

اندازه

نوع ماده ای که سیم از آن ساخته شده

تعداد سیم ها

و اینکه سیم ها گالوانیزه باشد یا نه.

2. مقاومت در برابر فرسایش:

طناب های که در کاربردشان باید روی سطح ها جلو و عقب بروند که در معرض فرسایش و سایش های معمولی قرار می گیرند باید به طور به خصوصی بنا شوند تا کار رضایت بخش را ارائه دهند.

چنین ساختاری ممکن است در موارد زیر استفاده شود:

بزرگ بودن سیم های بیرونی

استفاده از طناب های بلند که در آنها جهت گردش سیم در رشته با جهت گردش رشته در طناب مشابه می باشند

پهن کردن رشته ها

انعطاف پذیری:

طناب های که دستخوش خمش شدید و تکرار شونده می شوند،مانند طناب های گذرنده از دور چرخ قرقره و طبلک.باید درجه بالای از انعطاف پذیری را داشته باشند تا از شکستن زمان تا به هنگام ناشی از خستگی جلوگیری کنند

استفاده از سیم های کوچک در تعداد بیشتر

استفاده از طناب های تاب بلند

استفاده از طناب های از پیش ساخته شده که سیم ها ورشته های طناب ها در طی ساخت شکل داده شده اند، تا به طور مناسب در جای خود در طناب ساخته شده نهایی جای سازی شوند

مقاومت در برابر شکستن سیمها و از شکل افتادگی:

هر جا طناب های سیمی در معرض بارهای متقاطع قرار گیرد ممکن است در ان لهیدگی یا فرسودگی اتفاق بیفتد و طنابی که برای چنین حالتی طراحی شده باشد باید موارد ذیل را دارا باشد:

سیم های بیرونی بزرگ تا بار روی هر سیم را در منطقه بزرگتری پخش کند

یک هسته تشکیل شده از یک طناب مستقل یا یک هسته تشکیل شده از فنر سرد پیچیده شده کربن بالا cold-darwn

با افزایش تعداد سیم های تشکیل دهنده هر رشته مقاوت کابل در برابر خستگی افزایش می یابد .

همچنین با افزایش قطر سیم ها مقاومت کابل در برابر سایش و فرسودگی افزایش می یابد.