در گذشته، صنعت بر مهارت دست انسان‌ها متکی بوده، انسان‌ها معمولا برای تولید و صنعت مختلف از فعالیت های فیزیکی استفاده می کردند. با پیشرفت تدریجی صنعت و پیچیدگی کالا‌های کنونی آنچه امروزه ما با نام صنعت می‌شناسیم متشکل از قطعات و اجزا هستند. آنها توسط ماشین آلات صنعتی و با کمک مهندسین و صنعت کاران ماهر ساخته شده‌اند. یکی از این ابزار‌های ساده اما بسیار کاربردی که در این مطلب راجب آن می‌خوانیم شفت (شافت) تعویضی است. برای شناخت شافت تعویضی بهتر است کمی بیشتر راجب آن توضیح دهیم. اتصال دو قطعه فولادی به یکدیگر را شافت می‌گویند. شافت جزء محرک دورانی هر ماشینی است، که با قسمت دایره شکل خود برای انتقال نیرو از یک قطعه به قطعه‌ی دیگر کاربرد دارد. شافت تعویضی به شافتی گفته می‌شود که به دلایلی نظیر فرسایش یا غیره باید جایگزین اصلی (شافت ثابت) شود.
بررسی جزئیات شفت تعویضی
ما در این بخش به بررسی دقیق یک سری جزئیات درباره شناخت شفت تعویضی می‌پردازیم. اینکه نوع شافت چیست؟ جنس آن از چه موادی تشکیل شده است. به چه دلیل شافت باید تعویض شود و کاربرد آن در زمینه‌های مختلف چیست؟ شافت میله‌ای از جنس آهن است که می‌تواند ابعاد مختلفی داشته باشد. این سازه معمولا دارای سطحی براق است که دور تا دور آن را پیچ احاطه کرده است.
انواع شافت کدام است؟
این اقلام در چهار دسته بندی تقسیم می‌شود که ساده، پله‌ای، و توخالی هستند. ساده همان تعریفی است که در ابتدا راجب آن صحبت کردیم، یک قطعه فلزی محرک موتوری است که اتصال یک قسمت به قسمت دیگر است. در مقابل شافت تعویضی پله‌ای به آنها پلکانی هم گفته می‌شود برای رساندن نیرو بین یک منبع به نیروی جذب خودروی دیگر کاربرد دارد. چرخ دنده‌ی شفت پله‌ای به شکل توپی یا قرقره‌ای طراحی می‌شود. شفت توخالی طراحی منحصر به فردتری را در مقایسه با سایر اجزا از خود نشان داده است. این شفت به صورت توخالی ساخته شده، این نوع برای کمتر شدن وزن درام و افزایش استحکام آن کارایی دارد. انعطاف پذیری بالا نمونه دیگری از ویژگی‌های این سازه توخالی است. برای شناخت شفت تعویضی مناسب بهتر است کلیه این اقلام را از نردیک بررسی کنید.
جنس شافت تعویضی از چیست؟
بدون شک فولاد یکی از بهترین آلیاژهایی است که می‌تواند در ساختار یک شافت حضور داشته باشد. این ماده سخت و محکم است و در برابر سایش مقاومت بالایی را از خود نشان می‌دهد. داشتن هزینه مناسب نیز آخرین ویژگی مثبتی است که سازندگان را نسبت به استفاده از این ماده در ساخت شافت ترغیب می‌کند. این ماده انواع گوناگونی دارد از جمله آنها می‌توان به فولاد آلیاژی، فولادهای زنگ نزن و فولادهای کربنی اشاره کرد.
آلومینیوم دومین ماده پر کاربرد در ساخت و شناخت شفت تعویضی است. آلومینیوم از فولاد سبکتر است و در برابر خورد‌گی استحکام بیشتری دارد. از این ماده برای ساختن شافت‌‌هایی استفاده می‌شود که با سرعت بالا حرکت می کنند یا بیشتر در معرض فرسایش هستند. از دیگر ویژگی‌های این ماده می‌توان به استحکام، قیمت مقرون به صرفه و انعطاف پذیری بالای آن اشاره کرد.
بر خلاف انتظار چدن و کامپوزیت می‌توانند کارایی زیادی در شافت‌ها داشته باشند. چدن مقاومت فشاری بالایی دارد و مناسب ساختن شافت‌های سنگین و با بارگذاری بالا است. کامپوزیت مثل فیبر کربن و پلاستیک‌های مهندسی است. استحکام آن زیاد است و وزن آن کم ، مقاومت در برابر فرسایش از آن یک متریال اولیه مطلوب ساخته است. این جنس برای ساخت شافت‌های خاص استفاده می شود.
چرا شفت را تعویض میکنیم؟
شافت‌های تعویضی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در شرایط دشوار و طاقت فرسا استحکام خود را حفظ کنند. آنها در قطرها، ابعاد و مواد متفاوت ساخته شده‌اند. یک صنعتگر می‌تواند متناسب با نیازهای کاری خود آنها را سفارش دهد. شافت‌های تعویضی به دلیل داشتن یاتاقان‌های مناسب فرسایش و اصطکاک درام و تسمه را به حداقل خود می‌رساند. با وجود این‌ها اگه شفت تعویضی دچار خرابی شود، قابل تغییر است. این موارد باعث می‌شود که قیمت آن به صرفه‌تر باشد. دانستن این اطلاعات برای شناخت شافت تعویضی از جانب تمام صنعتگران ضروری است.
کاربرد شفت تعویضی
برای شناخت شفت تعویضی باید کاربرد‌های آن را هم بدانید. شفت تعویضی یک قطعه‌ی متحرک است که به موتور وصل می‌شود و نیروی گشتاور را به وسیله یا سازه‌ای که بر روی شفت نصب شده است انتقال می‌دهد. شفت در الکتروموتورها کارایی مختلفی دارد. از جمله اتصال به پمپ‌ها، توربین‌ها و گیربکس‌ها، در ادامه این مطلب تعدادی از موضوعات مرتبطی که به شما در شناخت شفت تعویضی کمک می‌کنند را شرح می‌دهیم.
- استفاده در گیربکس صنعتی: گیربکس‌ها دارای یک ورودی و یک خروجی هستند، که هر کدام یک عدد شافت دارند. شفت ورودی موتور الکتریکی متصل شده، و نیرو را به شفت خروجی انتقال می‌دهد. شفت خروجی نیز با توجه به چرخ دنده‌های گیربکس با سرعت متفاوتی می‌چرخد. شناخت شفت تعویضی ورودی و خروجی در این حالت ضروری است.
- استفاده در صنعت خودرو سازی: در خودروسازی به وسیله‌ی یک جفت شافت نسبتاََ کوتاه نیرو از طریق دیفرانسیل مرکزی به چرخ‌ها انتقال داده می‌شود. به نوعی می‌توان گفت عدم وجود شفت به این معنی است که هرگز نیروی گشتاور به چرخ‌ها منتقل نمی‌شود. همین علت باعث شد که شفت در تولید خودروسازی و ماشین آلات بسیار مهم و حیاتی باشد.
- آشنایی با شفت در نفت و گاز: شافت در این حوزه برای متصل کردن موتور به پمپ یا گردش استفاده می‌شود. شافت تعویضی در صنایع نفت و گاز می‌تواند چرخش نیرو را تغییر دهد و حرکت دوار یا حرکت خطی به وجود بیاورد. این قطعه در صنایع نفت و گاز معمولا از جنس فولادی یا شفت برنجی ایجاد شده است.
فرایند تولید شفت تعویضی
همان طور که در بالا گفته‌ایم شفت در 7 مرحله به تولید می‌رسد. در اینجا به صورت کلی راجب این مراحل شرح داده می‌شود. واضح است که فرایند تولید در تمام صنایع وجود دارد البته وابسته به آن محصول است که در طی چند مرحله تولید و به اتمام می‌رسد. برا شناخت شفت تعویضی بهتر است این مراحل را مطالعه کنید.
- طراحی و مهندسی انتخاب مواد: اولین اقدام انتخاب ماده‌ی مناسب برا شافت است. مواد رایج معمولا از فولاد، آلومینیوم و غیره می‌باشد. در ادامه نوبت طراحی و تحلیل است. در مرحله طراحی مهندسان آن را با برنامه‌های مانند CAD طراحی و پس از اتمام آن با نرم افزار‌های تحلیل المان FEA مورد بررسی قرار می دهند.
- تهیه مواد اولیه: موادی که شافت به وسیله آن ساخته می‌شود به صورت میلگرد یا ورق برش داده می‌شود. که در ابعاد مورد نظر برا شافت وجود دارد. پرداخت سطح معمولا برای صاف شدن و از بین بردن زبری‌های میلگرد پرداخت می‌شود.
- ماشین‌کاری: تراش‌کاری شفت با استفاده از وسیله‌ی تراش به ابعاد و شکل نهایی خود تراشیده می‌شود. در این حالت ممکن است برخی سوراخ‌ها و شیارها را در سازه اعمال کنند.
- عملیات حرارتی :سخت کاری برای افزایش استحکام و مقاومت شفت در برابر فرسایش ضروری است. برای این کار آن را تحت حرارت قرار می‌دهند. پس از سخت کاری برای کم کردن تنش داخلی و افزایش مقاومت شفت تمپر می‌شود.
- سنگ زنی: در شفت دو نوع سنگ زنی وجود دارد. یکی خارجی و دیگری داخلی اولی برای صاف شدن و رسیدن به ریزبینی ابعاد مورد نظر سنگ زنی می‌شود. اما داخلی اگر نیاز باشد سنگ زنی می‌شود.
- مونتاژ و نصب: در آخر شافت با اجزای سیستم مثل چرخ دنده، یاتاقان و پولی مونتاژ می‌شود. سپس شافت که موناژ شده را در مکان مورد نظر نصب می‌کنند. ممکن است مراحل تولید شافت تعویضی با توجه به نوع و نیاز شخصی متفاوت باشد.
اصول طراحی شفت (شافت) تعویضی
طراحی شافت تعویضی به یک سری عوامل بستگی دارد. که در بخش به چند نمونه کلیدی اشاره میکنیم. این عوامل مختلف در شناخت شفت تعویضی در جهت یک خرید مطلوب به ما کمک می‌کنند. لازم به ذکر است که باید به ایمنی سازه نیز توجه ویژه‌ای داشته باشیم. یعنی قبل از استفاده از شفت باید آن را از لحاظ کارکردی تست کنیم. در کل یک فرد برای شناخت شفت تعویضی باید این موارد را بداند.
- انتخاب جنس مناسب: جنس شافت را باید متناسب با بار، سرعت دوران، و همچنین مکانی که در آن استفاده می‌شود انتخاب کنید. تنها در این صورت است که سازه می‌تواند نیاز شما را برطرف سازد. باید در این رابطه شناخت از شفت تعویضی داشته باشید تا دچار خطا نشوید. در رابطه با نوع اجناس اغلب جنس‌های پرطرفدار فولاد آلیاژی، آلومینیوم و چدن است که برای شفت تعویضی بسیار مناسب هستند.
- تعیین ابعاد: شافت باید طوری باشد که سنگینی بار و سرعت چرخش نیرو را بدون انحنا و شکستگی تحمل کند. فاصله قد شافت باید بین یاتاقان‌ها و سایر اجزای نصب شده بر روی آن تعیین شود.
- انتخاب یاتاقان مناسب: بررسی سرعت بحرانی یاتاقان‌ها معمولا برای حمایت از شافت و کم کردن اصطکاک مورد استفاده قرار می‌گیرند. یاتاقان باید متناسب با نوع بار، محیط کار و سرعت گردش انتخاب شود.
- تحلیل تنش و تغییر شکل: با بهره‌گیری از نرم افزار‌های طراحی تحلیل تنش می‌توانیم شافت را تحت تنش انحنا و اهتزاز قرار دهیم. به منظور اطمینان از استحکام عملکرد و افزایش شناخت شفت تعویضی انجام این آزمایش ضروری است. برای طراحی شفت تعویضی می‌توان از نرم افزار‌های (CAD&CAE) استفاد کرد. این مجموعه برنامه‌ها به طراحان کمک فراوانی در بررسی دقیق و کارآمد می‌کنند.
قیمت شفت یا شافت تعویضی
در حین شناخت شفت تعویضی، قیمت آن مهم‌ترین پارامتری است که باید به آن اشاره کنیم. قیمت شافت وابسته به جنس و کاربرد آن است. اینکه چه موادی در ساختن آن به کار رفته، یا میزان استحکام و سختی آن که تا چه اندازه توان تحمل خمیدگی را دارد در تعیین قیمت آن نقش مهمی دارند. البته شفت تعویضی نسبت به نمونه ثابت کاربردی‌تر و مقرون به صرفه‌تر است. اگر جنس قطعه شما از آلومینیوم باشد قیمت آن افزایش پیدا می‌کند. همچنین پارامترهایی مانند افزایش بهای آهن آلات، نوسانات بازار ارز و افزایش تقاضا نیز در بیشتر شدن قیمت شفت یا شافت تعویضی موثر است.
مزایا و معایب شافت تعویضی
واضح است که هر کالایی در حین داشتن برخی مزیت‌ها، برخی معایب را هم به خود اختصاص می‌دهد. این قاعده درباره شناخت شفت تعویضی هم صدق می‌شود. تنها راهی که یک فرد می‌تواند با کمک آن به شناخت شفت تعویضی برسد دانستن نکات مثبت و منفی سازه در کنار هم است.
مزایای شفت تعویضی
شافت تعویضی مزایای گوناگونی دارد. که به ما در شناخت این قطعه و انتخاب صحیح آن کمک می‌کند. به طور کلی شفت موقت جایگزین شفت ثابت است که از نظر قابلیت و کیفیت ساختاری تنوع بیشتری را به خود اختصاص می‌دهد. در ادامه برخی از مزایای آن را ذکر میکنیم.
تعمیر و نگهداری آسان و بالا بودن عمر مفید اولین مزیت این ساختار است. در خراب شدن شافت می‌توان به راحتی آن را با یک شافت جدید تعویض کرد. این امر باعث صرفه جویی در زمان و هزینه اصلاح و نگهداری می‌شود. شافت‌های تعویضی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بتوانند در شرایط دشوار و طاقت فرسا کار کنند.
داشتن تنوع و کاهش اصطکاک دومین ویژگی مثبت این محصول است. شافت‌های تعویضی با استفاده از یاتاقان‌های مناسب، اصطکاک را تا حد امکان کاهش می‌دهند. این امر باعث افزایش راندمان و کاهش مصرف انرژی می‌شود. این اقلام در انواع مختلفی از قطرها، طول‌ها و جنس‌های گوناگون تولید می‌شوند. این تنوع به مهندسان این امکان را می‌دهد که شافت مناسب با نیاز خود را انتخاب کنند.
شافت‌های تعویضی به علت امکان اصلاح، نگهداری آسان و ماندگاری طولانی مدت در مرور زمان می‌توانند باعث کاهش هزینه‌ها شوند. شافت‌های تعویضی با استفاده از مواد و روش‌های ساخت مناسب، از مقاومت و ایمنی بالایی برخوردار هستند. این امر باعث افزایش اطمینان کار و کم شدن احتمال بروز خطر می‌شود.
این تجهیزات را می‌توان به راحتی با شرایط مختلف کار و نیازهای متفاوت سازگار کرد. این امر باعث افزایش انعطاف‌پذیری و کارایی سیستم می‌شود. شفت‌های تعویضی با انواع مختلف تجهیزات و ماشین‌آلات سازگار هستند. این امر باعث آسانی در نصب و استفاده از شفت می‌شود. در مجموع، این قطعات راه حلی کارآمد، اقتصادی و ایمن برای انتقال قدرت در انواع مختلف تجهیزات و ماشین‌آلات محسوب می‌شوند.
معایب شافت تعویضی
انکار ناپذیر است که شافت تعویضی علاوه بر داشتن برخی مزیت‌ها، معایبی را هم در خود جای داده است. البته کلیه مشخصاتی که در دسته معایب شفت موقت جای می‌گیرند نتیجه یک نقص فنی نیستند. درواقع تفاوت‌هایی هستند که امکان استفاده از این اجزا را در شرایط مختلف محدود می‌کنند.
شافت‌های تعویضی به علت طراحی دشوار و مواد باکیفیت مورد استفاده در ساخت آنها، معمولاً قیمت بالاتری در مقایسه با شافت‌های معمولی دارند. اصلاح و نگهداری شافت‌های تعویضی به تخصص و مهارت خاصی نیاز دارد. در صورتی که فرد تخصص کافی نداشته باشد، ممکن است تعمیر شفت به درستی انجام نشود و به آن آسیب برسد.
علاوه بر آن نصب شافت‌های تعویضی می‌تواند دشوار‌تر و سخت‌تر از شافت‌های معمولی باشد. در صورتی که درست نصب نشود، ممکن است قطعه به درستی کار نکند و یا خراب شود. تنوع شافت‌های تعویضی به اندازه شافت‌های معمولی نیست. ممکن است برای برخی از کاربردها، شافت تعویضی مناسب با نیاز شما وجود نداشته باشد.
در برخی از این اقلام احتمال نشت مواد یا سیالات دیگر وجود دارد. نشت سیالات به عنوان یک خطر برای محیط زیست شناخته شده است. همچنین ممکن است، برای تعمیر و نگهداری شافت‌های تعویضی، به ابزار خاص نیاز است.تهیه این ابزارها می‌تواند بهای تمام شده آن را افزایش دهد.
شافت‌های تعویضی به دلیل استفاده از مواد مطلوب، معمولاً نسبت به شافت‌های معمولی وزن سنگین‌تری دارند. وزن بالا می‌تواند باعث افزایش لختی و کاهش راندمان سیستم شود. در نهایت می‌توان به این نتیجه رسید که شافت‌های تعویضی در کنار داشتن مزایای بسیار،معایبی را نیز دارند که باید قبل از استفاده از آنها به آنان توجه کرد. انتخاب شافت مناسب به نیازهای شخصی شما و شرایط کار بستگی دارد.
معرفی گروه صنعتی زیگورات
پس از شناخت شفت تعویضی، معرفی یک گروه تولید کننده معتبر در اولویت قرار می‌گیرد. در رابطه با شرکت زیگورات می‌توان گفت که طراحی، پیاده سازی،بومی سازی قطعات پیچیده با تضمین کیفیت در این مجموعه انجام می‌شود .این گروه فعالیت خود را در سال 1381 آغاز کرد. شرکت نام برده در این 21 سال توانست اطمینان مشتریان خود را جلب کند. اساس کاری زیگورات در استفاده از متریال اولیه با کیفیت و بهره گیری از تجهیزات هوشمند خلاصه می‌شود.
شاید فکر کنید که تولیدات این مجموعه دارای قیمت‌های بالایی هستند این درحالی است که گروه نام برده تجهیزات خود را با مناسب‌ترین قیمت‌ها به دست مصرف کننده می‌رساند. این خصوصیات زمینه‌ی استقبال مشتریان از آن را فراهم کرده‌اند. با خرید از این عرضه کننده می‌توانید نسبت که کیفیت و قیمت سازه دریافتی خود اطمینان حاصل کنید چرا که این مجموعه کلیه محصولات خود را با ضمانت کیفیت و قیمت روانه مشتریانش می‌کند.
کلام پایانی.
بی با خواندن این مطالب به شناخت شفت تعویضی رسیده‌اید. قبل از خرید شافت تعویضی نکات مربوط به آن را مطالعه کنید تا انتخاب درستی از شافت داشته باشید. در ابتدا باید نیازهای خود را به طور دقیق مشخص کنید.به عواملی مانند میزان بار، سرعت گردش، محیط کار و بودجه خود توجه کنید. از یک متخصص برای انتخاب شافت مناسب کمک بگیرید. برای این کار بهتر است از تولید کنندگان معتبر کمک بگیرید. گروه صنعتی زیگورات نمونه بارزی از یک تولید کننده معتبر است.
