Shaft Selection
إيه الفرق بين الأعمدة (Shafts)، والـ Axles، والـ Spindles، وإزاي تختار العمود المناسب؟
**الأعمدة أو الـ Shafts وظيفتها الأساسية إنها تنقل القوة الدورانية بين أجزاء الماكينة يعني تتحرك وتتحمل عزم الالتواء أو الـ Torque.
**الـ shafts بتتعرض لإجهادات زي إجهاد الالتواء والانحناء لأنها بتتحرك وبتشيل الأحمال اللي عليها، سواء كانت تروس، بكرات، أو أي جزء تاني من الماكينة.
**نيجي بقى للـ Axle و دي بيكون ثابت مش بيتحرك، وظيفته الوحيدة إنه يشيل حاجة تانية بتتحرك، زي العجل في العربية.
**أما الـ Spindle فهي عبارة عن عمود صغير بياخد الحركة ويوصلها لأداة قطع زي الدريل أو المخرطة.
ازاي بقى تختار الـ Shaft المناسب؟
أول حاجة، مش أي مادة ينفع تتعمل منها الأعمدة، لازم تكون قوية وتتحمل الإجهادات اللي هتقابلها زي:
1- الضغط والشد والقص (Shear Stress).
ويكون فيها مجموعة من الخصائص زي:
1- سهلة في التشغيل (Machining).
2- مقاومة للتآكل (عشان متصديش).
3- قابلة للمعالجة الحرارية (Heat Treatment).
4- وتكون حساسيتها للشقوق قليلة(Notch Sensitivity).
أفضل المواد اللي ممكن نستخدمها للأعمدة أو الشائع هو الفولاذ الكربوني زي 40C8، C8، C450، C12.50 وكل نوع ليه خواصه الميكانيكية على حسب الـ Indian Standard.
**ولو محتاجين حاجة أقوى بنلجأ للفولاذ السبائكي زي النيكل أو الكروم-فاناديوم.
وده لأن تصميم الأعمدة بيتم على أساس حاجتين:
1- القوة.
2- الصلابة والتماسك (Rigidity and stiffness).
ودلوقتي هقولك ازاي الأعمدة بتتصنّع؟
1- الأعمدة بتتصنع بالـ درفلة على الساخن.
2- وبعد كده بيتظبط الحجم المطلوب عن طريق السحب البارد أو الشغل على المخارط.
**وعلى فكرة الأعمدة اللي بتتسحب على البارد بتبقى أقوى، لكن ممكن يكون فيها إجهادات.
الإجهادات اللي بتأثر على الأعمدة
1- إجهادات القص (Shear stresses): بتحصل نتيجة نقل العزم عن طريق العمود.
2- إجهادات الانحناء (Bending stresses): بتحصل بسبب القوى اللي بتأثر على الماكينة أو وزن العمود.
3- إجهادات مجمعة من الالتواء والانحناء: لما يجتمع الحمل الالتوائي مع الانحنائي على العمود.
أقصى إجهاد مسموح بيه
الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME) بتقولك إن لو العمود مفيهوش فتحات مفاتيح، الإجهاد المسموح بيه هو 112 ميجا باسكال، ولو فيه مفاتيح يبقى 84 ميجا باسكال.
الحالات اللي هتشوفها عملي هي
1- أعمدة بتشيل عزم التواء بس.
2- أعمدة بتشيل عزم انحناء بس.
3- أعمدة بتشيل الاتنين مع بعض.
4- أعمدة عليها أحمال محورية جنب العزم والالتواء.
و إحنا جهزنا شيت فيه معادلات هتساعدك تحدد قطر الـ shaft
https://drive.google.com/drive/folders/1r0_ToSZ76Cj3syTpF0VrG3urqDgUmqf5
الفيديو هتلاقي فيه case study هتشوف من خلاله الكلام ده.
https://www.facebook.com/oringtraining/videos/1071594017438505.
