ماشین تولید پروفیل صنعتی از ورق

[rkiahoseyni]

ماشین تولید پروفیل صنعتی از ورق

مقدمه:

این مطالعه در مورد کار طراحی دستگاه شکل دهی ورق به منظور تبدیل ورق های مختلف به پروفیل های صنعتی می باشد. شکل دهی فلز یکی از عملیات تولید بسیار مهم است. محصولاتی که ما در زندگی روزمره از آنها استفاده می کنیم، ساخت دست بشر و قطعات مهندسی هستند. این محصولات از برخی مواد اولیه طی برخی فرآیندهای ساخت تولید می شوند که توسعه ساختار و محصول نهایی از مواد اولیه مرحله بسیار مهم در تولید است. تولید به تغییر مواد اولیه به محصول نهایی با استفاده از تکنیک های مناسب اشاره دارد. انواع مختلف تکنیک های ساخت عبارتند از ریخته گری فلز، شکل دهی فلز، ماشین کاری فلز و اتصال فلز و غیره. کاهش هزینه تولید و مصرف انرژی کاملاً به نوع مواد مناسب و نوع تجهیزات مناسب برای ساخت بستگی دارد. تکنیک های تولید مختلفی مانند اتصال، تقسیم، پوشش، اصلاح، شکل دهی، تغییر ابعاد و غیره وجود دارد.

 

شکل دهی ورق و تولید پروفیل:

هندسه ورق مانند قالب در فرآیند شکل‌دهی ورق است، زیرا دستگاه شکل‌دهی ورق با استفاده از غلتک‌ها است، بنابراین ، به دلیل هندسه پیچیده مقاطع پروفیل، از ماشین غلتکی برای تغییر شکل ورق و از ماشین ابزار برای تولید استفاده می‌گردد. فرآیند شکل دهی در چند مرحله انجام می شود تا به شکل دلخواه برسیم. در فرآیند شکل دهی ورق فلز پارامترهای مختلفی مانند ابزار، ماشین آلات، خواص مواد و تریبولوژی بر قیمت و کیفیت محصول تاثیر می گذارد. در این پارامترها برخی از آنها با یکدیگر نسبت مستقیم دارند. تولید قطعات ورق فلزی به خواص مواد، تکنیک های شکل دهی کاربردی و پارامترهای فرآیند بستگی دارد. در تمام این فرآیندها حالت‌های تغییر شکل مختلف عبارتند از کشش، خمش، و فشرده‌سازی.
طرح‌های موجود تا کنون با دو کاستی عمده مواجه بوده اند. یعنی مدل‌های فعلی جمع و جور نیستند و علاوه بر این، مدل‌های فعلی فقط برای پاسخگویی به پروفایل‌های تکی و نه چند پروفایل مجهز شده‌اند. بسیاری از صنعتگران و محققان در حال طراحی و ساخت دستگاه های پیشرفته با هدف پر کردن شکاف های فوق الذکر و توسعه دستگاه شکل دهی ورق چند پروفیلی جدید هستند.

روند اختراع ماشین تولید پروفیل صنعتی از ورق:

ایده پردازی یکی از مراحل مهم در بهبود هر اختراع موفق است. در اختراع ماشین تولید پروفیل صنعتی از ورق، ابتدا طراحی مفهومی ماشین با در نظر گرفتن عوامل مختلفی انجام شده است که این امر با بررسی منابع علمی، مطالعه محصول و مطالعه کاربردهای محصول شناسایی می گردد. نقشه ذهنی برای تولید مفهوم با شاخه‌بندی کلمات کلیدی مانند مواد، مواد ورق، کیفیت، قیمت، نوع عملیات و محیط استفاده شده است. اینها دوباره به چندین عامل فرعی برای در نظر گرفتن تک تک جزئیات در مفاهیم طراحی تقسیم می شوند، مانند محیط شامل صنعت مقیاس کوچک، صنعت مقیاس متوسط، صنعت در مقیاس بزرگ. مواد ورق شامل آلومینیوم، گالوانیزه، فولاد است.
پارامترهای دیگری در ساخت ماشین ساخت پروفیل وجود دارد که می تواند در کیفیت ساخت آن تاثیر داشته باشد، این پارامترها شامل موارد ذیل است:
-    کیفیت نظیر دوام و ضخامت ورق فلزی شامل ورق های فلزی 0.5mm، 0.8mm، 1mm، 1.2mm می باشد. 
-    قیمت شامل هزینه کم، هزینه متوسط، هزینه بالا است. 
-    نوع عملیات، شامل دستی و اتوماتیک است. 
-    مواد شامل فولاد نرم، چدن و غیره است.
یکی از ابزارهای مهم که در درک مفاهیم ساخت ماشین  مورد استفاده قرار می گیرد، ابزار Google sketch up است. این ابزار با در نظر گرفتن QFD و PDS فهرست کوتاهی از طرح مفهومی را در اختیار طراح قرار می دهد. فهرست کوتاه بیشتر مفاهیم انتخاب شده بر اساس روش رتبه بندی برای پارامترهای مختلف مانند ایمنی، عملکرد، وزن، سهولت ساخت، مکانیسم و هزینه انجام می شود. عوامل در نظر گرفته شده برای ارزیابی پنج مفهوم عبارت بودند از: ایمنی، کارکرد، وزن، سهولت ساخت، مکانیزم و هزینه. از بین پنج مفهوم، مفهوم 5 بالاترین امتیاز یعنی 24 را به خود اختصاص داده است. بنابراین با در نظر گرفتن همه قوانین و الزامات، مفهوم 5 به عنوان نهایی انتخاب شده و تکرار روی آن آغاز می شود. مفهوم پنج با افزودن ویژگی‌های مختلف مانند غلطک‌های قابل تنظیم، راهنما برای قرار دادن ورق فلزی، مکانیزم مونتاژ آسان و تمامی قطعات قابل تعویض ارائه شده است. در این مفهوم کاهش قطعات مراقبت شده است مانند حذف چرخ دنده ها از مفاهیم می تواند زمان تعمیر و نگهداری ماشین را کاهش دهد و بهره وری را بهبود بخشد.

مدل هندسی:

با در نظر گرفتن جنبه های ساخت و جزئیات ابعادی، جزئیات محصول برای مفهوم نهایی انتخاب شده انجام شده است. تمام قطعات دستیار و زیر مجموعه ها در ایده نهایی برای شناسایی فرآیند توسعه یافته، هدف و چرخه مونتاژ آن تجزیه و تحلیل می شوند. تکرارهای طراحی با در نظر گرفتن DFMA و FMEA انجام شده است.

 

خواص مواد: 

مواد مورد استفاده برای ساخت قطعات دستگاه شکل دهی چند پروفیل فولاد نرم و خواص مکانیکی فولاد نرم عبارتند از: چگالی (7800 نیوتن بر میلی متر مربع)، مدول یانگ (210 گیگا پاسکال)، نسبت پواسون (26/0)، استحکام تسلیم. (300 تا400 مگاپاسکال).

 

کاربرد:

در مدل توسعه‌یافته دستگاه شکل‌دهی چند پروفیلی که برای صنایع کوچک در نظر گرفته شده است،  دستگاه از نظر اندازه جمع‌وجور، قابل حمل و هزینه کمتر در مقایسه با سایر دستگاه‌های شکل‌دهی ورق است. همانطور که از نام این دستگاه پیداست، چند پروفیل، ماشین پروفیل های مختلف را با استفاده از غلتک روی ورق ها مهر می کند. ماشین برای قابلیت سرویس مانند جایگزینی غلتک ها، چرخ دنده ها، یاتاقان ها و غیره است که به آسانی مونتاژ کمک می کند و بهره وری بهبود یافته است. مهر زنی می تواند بر روی ورق در ضخامت 0.5 تا 1.5 میلی متر باشد. ویژگی های ارائه شده مانند غلطک های قابل تنظیم و راهنما به وارد کردن ورق ها و تنظیم فاصله بین محور بالا و پایین کمک می کند. از این رو این ویژگی‌ها برای دستیابی به انواع پروفیل‌ها در ضخامت‌های مختلف ورق تأثیرگذار هستند، بنابراین این ماشین‌ها برای استفاده در صنایع مقیاس کوچک امکان‌پذیر است و برای کارکرد ماشین به نیروی کار ماهر نیاز نیست.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی