بخشی از مقاله
چکیده
در سیستم های انتقال نیرو ، کلاچ ها برای انتقال حرکت چرخشی بین شفت ها به کار می روند . معمولا نیروی تولید شده توسط الکتروموتور ، برای استفاده در مکانی دیگر نیاز به انتقال دارد . کلاچ ایمنی قابلیت های بسیاری دارد . موتور الکترونیکی و سیم پیچ ، از اجزاء کلاچ ایمنی می باشند. زمانی که مته ی دستگاه حین انجام کار گیر کند ، این قابلیت ها مورد استفاده قرار می گیرند و دستگاه به صورت خودکار خاموش شده و از آسیب رسیدن به الکتروموتور جلوگیری می کند .این کلاچ ها بیشتر در دستگاه های فرز و دریل به کار می روند و به محدود کننده های گشتاور و ترمز ایمنی مشهورند.
در این تحقیق ابتدا ابعاد کلاچ ایمنی با دقت 0.1 میلی متر اندازه گیری شد ، سپس به کمک نرم افزار CATIAV5R21 ، قطعه را در محیط part مدلسازی کرده و پس از تعیین شرایط تکیه گاهی و نیرو ، سه جنس مختلف فولاد ، آهن و تتانیوم از کلاچ ایمنی را در محیط Analysis & simulation ، به روش استاتیکی تحلیل کردیم . نتایج حاصل از آنالیز نشان دادند که آهن مقاومت بیشتری در برابر نیروهای اعمالی دارد و دارای حداقل جابه جایی المان ها در گره ها و حداقل تنش ها می باشند . هم چنین پس از مشخص شدن سرعت الکتروموتور بر حسب رادیان بر ثانیه که برابر با 293.06 بود سرعت و شتاب اجزاء مکانیزم به روش ترسیمی بررسی شد و در دو حالت توقف و کار محاسبه شدند .
واژگان کلیدی: کلاچ ایمنی ، تحلیل استاتیکی ، تحلیل دینامیکی ، روش ترسیمی ، المان محدود
مقدمه
کلاچ ایمنی در سیستم های انتقال نیرو ، برای انتقال نیروی تولید شده توسط الکتروموتور یا موتور به محلی دیگر ، مانند چرخ دنده و یا یک قطعه ی متحرک به کار می رود .در واقع برای انتقال حرکت چرخشی بین شفت ها و چرخ دنده ها نیز به کار می رود . کلاچ ایمنی ، ارتباط بین شفت اصلی با الکتروموتور می باشد . هم چنین برای جلوگیری از آسیب رسیدن به الکتروموتور حین توقف مکانیزم هم به کار می رود. اختراع کلاچ در سال 1958 در ایالت متحده ی آمریکا موجب کاهش آسیب رسیدن به موتور ، الکتروموتور و موتورهای اصلی در ماشین های رانندگی ، دیگر ماشین ها و ابزارهای دستی شد .در ماشین های مشت زنی مانند دریل ها و سنگ شکن ها نیز برای جلوگیری از آسیب احتمالی به کار می روند . - Carl E et al ,1958 -
چارلز آدریان سایر و همکاران در سال 1921 ، دستگاهی را طراحی کردند که در صنعت چرم و برش آن کاربرد داشت . این دستگاه برای عملیات پیوسته و خودکار به کار برده می شد .بر روی این دستگاه سرمایه گذاری بسیاری انجام شده بود لذا برای محافظت از آن و کاهش آسیب به دستگاه و هچنین برای اینکه بتواند به طور خودکار عمل مکانیزم انتقال قدرت را کنترل کند و به درستی کار کند ایده ساخت کلاچ ایمنی را داد تا از آسیب رسیدن به بخش های مختلف جلوگیری کند .در طراحی قطعاتی که تحت تاثیر بار و نوسانات آن قرار دارند ، انجام آنالیز مودال امری ضروری است .مدلسازی و انجام تحلیل قطعات به روش المان محدود نیازمند استفاده از نرم افزار های قدرتمندی در طراحی ، همچون کتیا می باشند . با پیشرفت علوم رایانه در مباحث مهندسی و با استفاده از نرم افزارهایی چون کتیا می توان تحلیل های پیچیده را به راحتی انجام داد - علی اسحق بیگی و همکاران ،. - 1391
روش پژوهش، محاسبات و فرمول ها
در این تحقیق با استفاده از نرم افزار CATIA V5R21 قطعه ی کلاچ ایمنی را طراحی و تحلیل کردیم . نرم افزار کتیا ، نرم افزاری قوی در تحلیل و طراحی می باشد. در ابتدا دستگاه دریل را باز کرده و پس از درآوردن کلاچ ایمنی ، ابعاد اجزاء آن را ، بادقت 0.1 میلی متر اندازه گیری کردیم . سپس قطعه را در محیط Part ، مدل سازی کردیم که در شکل 1 ، شکل واقعی قطعه و مدل سازی شده ی آن آمده است . سپس با اعمال نیروهای مختلف 300، 350 و 400 نیوتون و همچنین اعمال نیروهای فشاری 0.6، 1و 2 نیوتن بر متر مربع و تعیین شرایط مرزی ، سه جنس مختلف آهن ، فولاد و تتانیم کلاچ ایمنی مدل شده ، در محیط Analysis & Simulation نرم افزار CATIA V5R21 ، به روش استاتیکی و دینامیکی ، مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت . دو انتهای کلاچ به عنوان تکیه گاه در نظر گرفته شدند .م شخ صات سه جنس مختلف کلاچ در جداول 1، 2 و 3 آمده ا ست . هم چنین به دو طرف کلاچ نیرو وارد می شود ، در ق سمت راست آن نیروهای بر حسب نیوتن و در قسمت چپ آن نیروهای فشاری اعمال می شوند .
