به طور کلی، یاتاقان‌های مهر و موم شده در شرایطی استفاده می‌شوند که روغن‌کاری مجدد مکرر غیرعملی است، یا آلودگی گرد و غبار/ کثیفی یکی از نکات اصلی است..

یاتاقان های مهر و موم شده در مقابل یاتاقان های باز: چه زمانی از بلبرینگ های مهر و موم شده استفاده کنیم

مزیت اصلی طرح های بلبرینگ باز هزینه و سهولت دسترسی برای نگهداری است.

اگر تعمیر و نگهداری مکرر برنامه ریزی شده باشد، هزینه های اضافی یک طرح مهر و موم شده ممکن است ارزشمند نباشد.

با این حال، در محیط‌های دیگر، مانند محیط‌های پر از ذرات معلق ناشی از عملیات تولید، استفاده از آب‌بند (یا بلبرینگ‌های خود روان‌شونده) ممکن است یک ضرورت مجازی باشد.

بلبرینگ های مهر و موم شده فلزی

یاتاقان‌های مهر و موم شده فلزی معمولاً ارزان‌ترین گزینه‌های بلبرینگ مهر و موم شده هستند، اما دسترسی به آنها برای نگهداری سخت‌تر است.

بلبرینگ های مهر و موم شده لاستیکی

یاتاقان های مهر و موم شده لاستیکی معمولاً گرانتر از آب بندی فلزی هستند اما می توان آنها را برای روغن کاری مجدد راحت تر باز کرد. با این حال، آنها نمی توانند در دماهای بالا کار کنند.

بلبرینگ پلیمری مهر و موم شده

مانند خود یاتاقان ها، پلیمرهای پلاستیکی (به ویژه PTFE) مرزهای جدیدی را برای مهر و موم هایی با ویژگی های عملکرد برتر باز می کنند.

به عنوان مثال، درزگیرهای پلیمری می توانند در برابر گرمای بیشتری نسبت به درزگیرهای لاستیکی مقاومت کنند و در عین حال مقاومت در برابر خوردگی و شیمیایی بهتری نسبت به مهر و موم های فلزی ارائه می دهند (این در هر کاربردی که در آن مواد شیمیایی تمیزکننده خشن خطر آسیب رساندن به کیفیت آب بند، تأثیر بر عملکرد و عملکرد آن مهم است، مهم است. طول عمر).

چرا بلبرینگ ها خراب می شوند؟

برای درک واقعی انتخاب بلبرینگ، مهم است که ابتدا درک کنیم که چگونه آنها می توانند شکست بخورند. در حالی که عملکرد زیربنایی همیشه مشابه است، انواع مختلف یاتاقان ها تکثیر می شوند زیرا کاربردهای مختلف و محیط های عملیاتی استرس های بسیار متفاوتی را بر یاتاقان ها وارد می کنند.

یاتاقان ها به دلیل آسیب ناشی از مشکلات رایج مانند روغن کاری ناکافی، آلودگی ذرات یا خورنده، اضافه بار و نصب نامناسب، زودتر از موعد از کار می افتند. دلایل دقیق این مسائل بسته به مواد مورد استفاده و محیط عملیاتی می تواند بسیار متفاوت باشد.

در همین حال، پیامدهای عملیاتی و هزینه‌ای ناشی از خرابی/نگه‌داری/تعویض یاتاقان‌ها می‌تواند بین برنامه‌های کاربردی بسیار متفاوت باشد. به عنوان مثال، برای یک قطعه از تجهیزات تولیدی که باید روزانه برای بازرسی متوقف شود، روغن کاری مکرر یا تعویض گاه به گاه بلبرینگ ممکن است مشکلی نباشد. در این شرایط، هزینه اضافی راه حل های پیشرفته تر ممکن است مزایای کمی داشته باشد. اما برای کاربردهای دیگر (مانند یاتاقان برای ماهواره ها) ممکن است نیاز به موفقیت در شرایطی باشد که هرگز حفظ نشوند.

در زیر با جزئیات بیشتری به عوامل کلیدی که می‌توانند باعث خرابی یاتاقان شوند، می‌پردازیم.

عوامل اصلی خرابی بلبرینگ:

مواد خارجی: ذرات خارجی از جمله خاک، شن، پرز، گرد و غبار و براده های فلزی همگی می توانند باعث سایش یاتاقان ها شوند. مواد خارجی یک واقعیت کار در برخی از محیط‌های عملیاتی است و آب‌بندی نامناسب می‌تواند به سطوح غیرضروری ذرات ساینده کمک کند.

نصب نامناسب:

نصب با استفاده از فشار به قسمت بیرونی می تواند باعث ایجاد دندانه شود.

شل شدن شفت می تواند باعث چرخش شفت در داخل حلقه داخلی شود. این چرخش نامطلوب گرما و ذرات معلق تولید می کند که یاتاقان ها را فرسوده می کند. مسکن شل می تواند باعث مشکلات مشابه شود.

شفت‌ها/محفظه‌هایی که خیلی محکم نصب شده‌اند می‌توانند باعث ترک خوردن حلقه‌ها، ایجاد پیش‌بارگیری داخلی و ایجاد دمای عملیاتی بیش از حد شوند.

یک روکش ناهموار روی صندلی بلبرینگ در نهایت منجر به خرابی می شود که منجر به مشکل شل بودن آن می شود که در بالا توضیح داده شد.

ناهماهنگی: مسائلی مانند شفت های خم شده و شانه های شفت خارج از مربع / مهره های گیره باعث دماهای بالا و خرابی جداکننده می شود.

برینلینگ ارتعاشی: ارتعاش باعث ایجاد فرورفتگی هایی نیز می شود (که به عنوان "برینلینگ کاذب" شناخته می شود) که از چرخش طبیعی یاتاقان جلوگیری می کند. این عدم چرخش مانع از رسیدن روانکار تازه به این فرورفتگی ها می شود و باعث فرسودگی مواد می شود. برخلاف «برینینگ واقعی»، بلبرینگی که در اثر ارتعاشات آسیب دیده است، لزوماً تحت بار بیش از حد نیست.

آسیب الکتریکی: عبور برق از یک یاتاقان منجر به ایجاد قوس و سوختگی می شود. در صورتی که جریان به اندازه کافی بزرگ باشد، آسیب هایی مانند حفره و دهانه ایجاد می شود. حتی یک جریان کم می تواند سوختگی های کوچکی ایجاد کند که به مرور زمان از هر جایی که جریان عبور می کند، فلوت ایجاد می کند. این فلوتینگ می تواند باعث ذوب شدن، پوسته شدن زود هنگام و سر و صدای زیاد شود.

روغن کاری ضعیف: روانکاری ناکافی می تواند باعث گرم شدن بیش از حد و سایش بیش از حد شود. نگهداری نامناسب، نشت، اکسیداسیون و محیط جوی همگی می توانند به عدم روانکاری مناسب کمک کنند.

خستگی بلبرینگ: بار بیش از حد تکرار شده در طول زمان می تواند باعث خستگی فلز شود. عناصر نورد هنگام غلتش موجی را در تماس با مواد ایجاد می کنند. این بار غلتشی مداوم، مواد را در تنش و فشرده سازی متناوب سریع قرار می دهد، که در طول زمان باعث آسیب می شود، از جمله آب نمک.

خوردگی بلبرینگ: بلبرینگ ها می توانند در اثر آلودگی هایی مانند آب و اسید خورده شوند و در طول زمان باعث آسیب سایشی شوند.

دمای بالا: یک نگرانی خاص برای یاتاقان های پلاستیکی، دمای بالا می تواند باعث ذوب شدن و تغییر شکل یاتاقان ها در طول زمان شود.

شرایط نگهداری نامناسب: شرایط نگهداری نامناسب می تواند به بلبرینگ ها قبل از استفاده آسیب برساند - مانند شرایط نگهداری مرطوب که باعث زنگ زدگی می شود.

هنگامی که در مورد خرابی یاتاقان فکر می کنید، همچنین ارزش این را دارد که به دنبال چه علائمی باشید تا نشان دهند که یک یاتاقان در حال آماده شدن برای شکست است.

تاثیر محیطی بر یاتاقان ها

اهمیت نسبی حالت های خرابی که در بالا مورد بحث قرار گرفت می تواند بسته به محل استفاده از یاتاقان و اینکه چند وقت یکبار می توان به طور مقرون به صرفه آن را جایگزین کرد یا برای تعمیر و نگهداری به آن دسترسی داشت، بسیار متفاوت است.

اثرات زیست محیطی می تواند طول عمر مورد انتظار بلبرینگ را تا 90 درصد تغییر دهد. با این بزرگی تفاوت طول عمر محیطی، انتخاب بلبرینگ مناسب برای محیط مناسب برای عملکرد نهایی و قابلیت اطمینان یک طرح بسیار مفید است.

چند مثال مختصر در زیر نشان می‌دهد که چگونه بلبرینگ‌ها باید به دقت انتخاب شوند تا شرایطی را که انتظار می‌رود در آنجا کار کنند، منعکس کنند.

سخت افزار موجود در حلقه جایگزینی دستگاه های کنترل حرکت مکانیکی معمولی با دستگاه های دیجیتال را تسهیل می کند. سیستم‌های مکانیکی به طور فزاینده‌ای توسط درایوهای موتور الکتریکی پیچیده کنترل می‌شوند که هوش دیجیتالی خود را از نرم‌افزاری که روی یک پردازنده تعبیه‌شده اجرا می‌شود، دریافت می‌کنند. درست کردن طرح های الکترومکانیکی نیازمند کار تیمی چند رشته ای و ارتباط عالی بین اعضای تیم است. تصمیمی مانند انتخاب ویژگی‌های یک محرک سربی اسکرو اثر موجی در سراسر طراحی دارد و می‌تواند بر عملکرد سیستم‌های دیگر تأثیر بگذارد. برای کمک به تسهیل فرآیند طراحی یکپارچه‌تر، باید قابلیت‌های شبیه‌سازی حرکت را به محیط‌های CAD اضافه کنیم تا گردش کار مکاترونیک یکپارچه‌تر ایجاد کنیم. ادغام شبیه سازی حرکت با CAD طراحی را ساده می کند زیرا شبیه سازی از اطلاعاتی استفاده می کند که از قبل در مدل CAD وجود دارد، مانند جفت های مونتاژ، کوپلینگ ها و خواص جرم مواد. افزودن یک زبان بلوک تابع سطح بالا برای برنامه‌نویسی پروفایل‌های حرکتی، دسترسی آسان‌تری را برای کنترل آن مجموعه‌ها فراهم می‌کند. این مفهوم به عنوان «نمونه سازی ماشین مجازی» [31] شناخته می شود. این نرم افزار کنترل حرکت و ابزارهای شبیه سازی را برای ایجاد یک مدل مجازی از یک ماشین الکترومکانیکی در حال کار گرد هم می آورد. نمونه‌سازی مجازی به طراحان کمک می‌کند تا با مکان‌یابی مشکلات در سطح سیستم، یافتن وابستگی‌های متقابل و ارزیابی مبادلات عملکرد، ریسک را کاهش دهند. این در شکل 9 نشان داده شده است که تجزیه و تحلیل حرکت عناصر سبز رنگ را نشان می دهد.

شبیه‌سازی‌ها همه را قادر می‌سازد تا قبل از تکمیل اولین نمونه اولیه، روی توسعه کار کنند. مهندسان می‌توانند از داده‌های نیرو و گشتاور حاصل از شبیه‌سازی برای تحلیل تنش و کرنش استفاده کنند تا تأیید کنند که آیا اجزای مکانیکی به اندازه کافی سفت هستند تا بتوانند بار را در حین کار تحمل کنند یا خیر. آنها همچنین می توانند کل چرخه عملیاتی دستگاه را با اجرای شبیه سازی با منطق سیستم کنترل و زمان بندی تأیید کنند. آنها می توانند یک برآورد واقعی برای عملکرد زمان چرخه محاسبه کنند، که معمولاً شاخص عملکرد برتر برای طراحی ماشین است و داده های نیرو و گشتاور را با محدودیت های واقعی اجزای انتقال و موتور مقایسه می کنند. این اطلاعات می‌تواند به شناسایی نقص‌ها و ایجاد تکرارهای طراحی از داخل محیط CAD کمک کند. شبیه‌سازی‌ها همچنین ارزیابی مبادلات مهندسی بین طرح‌های مفهومی مختلف را ساده می‌کنند. به عنوان مثال، آیا ربات SCARA نسبت به سیستم دروازه ای 4 محوره دکارتی ارجحیت دارد؟ شبیه‌سازی‌ها سریع‌تر هستند و می‌توانند هر زمان که تغییراتی در طراحی ایجاد کنید، دوباره اجرا شوند. تحلیلی از بار گشتاور برای محرک پیچ سرب پایینی در نظر بگیرید. اگر محدودیت‌های تعیین‌شده توسط سازنده را نقض کنید، ممکن است قطعات گیربکس مکانیکی برای چرخه عمر رتبه‌بندی‌شده خود دوام نیاورند. با استفاده از نرم افزار شبیه سازی، می توانید با ایجاد یک سیستم مختصات مرجع واقع در مرکز جدول سرب اسکرو و محاسبه خواص جرم با توجه به آن مختصات، جرم تمام اجزای نصب شده بر روی پیچ سرب را پیدا کنید و مرکز جرم حاصل را تعیین کنید. سیستم. با این اطلاعات می توانید گشتاور استاتیکی روی پیچ سرب به دلیل گرانش ناشی از بار اضافه را محاسبه کنید. ارزیابی گشتاور دینامیکی ناشی از حرکت بسیار مهم است زیرا تمایل دارد بسیار بزرگتر از بار گشتاور استاتیکی باشد. پروفایل های حرکت واقعی به ما کمک می کند تا دینامیک معکوس خودرو را شبیه سازی کنیم. این می تواند نیازهای گشتاور و سرعت دقیق تری را بر اساس پروفیل های حرکتی و خواص جرم، اصطکاک و نسبت دنده گیربکس فراهم کند.

سخت افزار موجود در حلقه جایگزینی دستگاه های کنترل حرکت مکانیکی معمولی با دستگاه های دیجیتال را تسهیل می کند. سیستم‌های مکانیکی به طور فزاینده‌ای توسط درایوهای موتور الکتریکی پیچیده کنترل می‌شوند که هوش دیجیتالی خود را از نرم‌افزاری که روی یک پردازنده تعبیه‌شده اجرا می‌شود، دریافت می‌کنند. درست کردن طرح های الکترومکانیکی نیازمند کار تیمی چند رشته ای و ارتباط عالی بین اعضای تیم است. تصمیمی مانند انتخاب ویژگی‌های یک محرک سربی اسکرو اثر موجی در سراسر طراحی دارد و می‌تواند بر عملکرد سیستم‌های دیگر تأثیر بگذارد. برای کمک به تسهیل فرآیند طراحی یکپارچه‌تر، باید قابلیت‌های شبیه‌سازی حرکت را به محیط‌های CAD اضافه کنیم تا گردش کار مکاترونیک یکپارچه‌تر ایجاد کنیم. ادغام شبیه سازی حرکت با CAD طراحی را ساده می کند زیرا شبیه سازی از اطلاعاتی استفاده می کند که از قبل در مدل CAD وجود دارد، مانند جفت های مونتاژ، کوپلینگ ها و خواص جرم مواد. افزودن یک زبان بلوک تابع سطح بالا برای برنامه‌نویسی پروفایل‌های حرکتی، دسترسی آسان‌تری را برای کنترل آن مجموعه‌ها فراهم می‌کند. این مفهوم به عنوان «نمونه سازی ماشین مجازی» [31] شناخته می شود. این نرم افزار کنترل حرکت و ابزارهای شبیه سازی را برای ایجاد یک مدل مجازی از یک ماشین الکترومکانیکی در حال کار گرد هم می آورد. نمونه‌سازی مجازی به طراحان کمک می‌کند تا با مکان‌یابی مشکلات در سطح سیستم، یافتن وابستگی‌های متقابل و ارزیابی مبادلات عملکرد، ریسک را کاهش دهند. این در شکل 9 نشان داده شده است که تجزیه و تحلیل حرکت عناصر سبز رنگ را نشان می دهد.

شبیه‌سازی‌ها همه را قادر می‌سازد تا قبل از تکمیل اولین نمونه اولیه، روی توسعه کار کنند. مهندسان می‌توانند از داده‌های نیرو و گشتاور حاصل از شبیه‌سازی برای تحلیل تنش و کرنش استفاده کنند تا تأیید کنند که آیا اجزای مکانیکی به اندازه کافی سفت هستند تا بتوانند بار را در حین کار تحمل کنند یا خیر. آنها همچنین می توانند کل چرخه عملیاتی دستگاه را با اجرای شبیه سازی با منطق سیستم کنترل و زمان بندی تأیید کنند. آنها می توانند یک برآورد واقعی برای عملکرد زمان چرخه محاسبه کنند، که معمولاً شاخص عملکرد برتر برای طراحی ماشین است و داده های نیرو و گشتاور را با محدودیت های واقعی اجزای انتقال و موتور مقایسه می کنند. این اطلاعات می‌تواند به شناسایی نقص‌ها و ایجاد تکرارهای طراحی از داخل محیط CAD کمک کند. شبیه‌سازی‌ها همچنین ارزیابی مبادلات مهندسی بین طرح‌های مفهومی مختلف را ساده می‌کنند. به عنوان مثال، آیا ربات SCARA نسبت به سیستم دروازه ای 4 محوره دکارتی ارجحیت دارد؟ شبیه‌سازی‌ها سریع‌تر هستند و می‌توانند هر زمان که تغییراتی در طراحی ایجاد کنید، دوباره اجرا شوند. تحلیلی از بار گشتاور برای محرک پیچ سرب پایینی در نظر بگیرید. اگر محدودیت‌های تعیین‌شده توسط سازنده را نقض کنید، ممکن است قطعات گیربکس مکانیکی برای چرخه عمر رتبه‌بندی‌شده خود دوام نیاورند. با استفاده از نرم افزار شبیه سازی، می توانید با ایجاد یک سیستم مختصات مرجع واقع در مرکز جدول سرب اسکرو و محاسبه خواص جرم با توجه به آن مختصات، جرم تمام اجزای نصب شده بر روی پیچ سرب را پیدا کنید و مرکز جرم حاصل را تعیین کنید. سیستم. با این اطلاعات می توانید گشتاور استاتیکی روی پیچ سرب به دلیل گرانش ناشی از بار اضافه را محاسبه کنید. ارزیابی گشتاور دینامیکی ناشی از حرکت بسیار مهم است زیرا تمایل دارد بسیار بزرگتر از بار گشتاور استاتیکی باشد. پروفایل های حرکت واقعی به ما کمک می کند تا دینامیک معکوس خودرو را شبیه سازی کنیم. این می تواند نیازهای گشتاور و سرعت دقیق تری را بر اساس پروفیل های حرکتی و خواص جرم، اصطکاک و نسبت دنده گیربکس فراهم کند.

هر اندازه گیری شامل چهار بازه اندازه گیری بود که در آن سرعت چرخش به صورت لگاریتمی از 0.1 به 1000 rpm (تقریباً 0.05 تا 500 mm s-1) در بازه اول و سوم افزایش یافت و از 1000 به 0.1 دور در دقیقه در بازه دوم و چهارم کاهش یافت. ، به ترتیب. مدت زمان یک بازه 300 ثانیه بود، بنابراین اندازه گیری کامل 1200 ثانیه طول کشید. ضریب اصطکاک (μ) با استفاده از نیروی اصطکاک (FF) و نیروی نرمال (FN) همانطور که در نشان داده شده است تعیین می شود.

نتایج اولین بازه به طور مداوم از نتایج فواصل بعدی منحرف شد. این به احتمال زیاد به این دلیل است که نمونه به طور کامل بین سطوح قرار نگرفته بود یا به این دلیل که سیستم به سادگی به حالت تعادل نرسیده بود. بنابراین نتایج بازه اول دور ریخته شد و تنها نتایج بازه دوم، سوم و چهارم برای تجزیه و تحلیل داده ها استفاده شد زیرا این بازه ها بسیار قابل تکرار بودند. نمونه ها در سه تکرار اندازه گیری شدند. نتایج تعلیق ذرات ارائه شده در مجموعه داده‌های مشابه با جفت‌های پروب شیشه‌ای و PDMS یکسان اندازه‌گیری می‌شوند تا تأثیر تفاوت‌های کوچک در خواص (سطحی) پروب و بسترها به حداقل برسد.

3 نتیجه

برای بررسی خواص روانکاری ذرات نرم بین سطوح نسبتاً سخت، از سوسپانسیون های میکروذرات هیدروژل استفاده می کنیم. ما ضرایب اصطکاک را با استفاده از یک تریبومتر مجهز به یک توپ شیشه ای و پین های پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) اندازه گیری می کنیم. ما ابتدا منحنی‌های اصطکاک را برای تعلیق‌های خود در حداکثر کسر بسته‌بندی نشان می‌دهیم که در اینجا به عنوان 100% نامیده می‌شود (شکل 4). ذرات موجود در سوسپانسیون حاوی 15 درصد ژلاتین و اندازه ذرات متوسط ​​8 میکرومتر بودند. ما سوسپانسیون ذرات ژلاتین خود را با محلول ژلاتینی که حاوی همان غلظت ژلاتین کل است مقایسه می کنیم. هم محلول ژلاتین و هم سوسپانسیون ذرات ژلاتین ضریب اصطکاک بسیار کمتری نسبت به آب دارند. ژلاتین هم به صورت محلول پلیمری و هم به عنوان سوسپانسیون ذرات جامد می تواند ضریب اصطکاک را به طور موثر کاهش دهد. این تعجب آور نیست، زیرا محلول های پلیمری زیستی به عنوان ضرایب اصطکاک پایین شناخته شده اند. 2،13،32-34 همانطور که مشاهده می شود، ضرایب اصطکاک برای هر دو نمونه ژلاتین به طور مشابه کم است، اگرچه شکل منحنی ها نسبتاً متفاوت است.

خواص روانکاری آب، سوسپانسیون حاوی ذرات هیدروژل و محلول ژلاتین با همان محتوای ژلاتین خشک سوسپانسیون ذرات. اندازه گیری های اصطکاکی بین یک پروب شیشه ای و بسترهای PDMS با افزایش سرعت انجام شد.

تفاوت در ضریب اصطکاک گاهی اوقات می تواند ناشی از ویسکوزیته باشد. تعلیق ذرات به طور کلی دارای ویسکوزیته وابسته به سرعت است. در نرخ برشی 1 s-1 ویسکوزیته 12.5 Pas-1 است و محلول ژلاتین دارای ویسکوزیته 12 mPas با همان سرعت برشی است. اگرچه ویسکوزیته هر دو نمونه ژلاتین بسیار متفاوت است، اما نمونه ها ضرایب اصطکاک مشابهی را نشان می دهند. به طور مشابه، اگرچه ویسکوزیته محلول ژلاتین (12 mPa s) نسبتاً نزدیک به آب (1 mPa s35) است، ضرایب اصطکاک بسیار متفاوت است. تفاوت در ضرایب اصطکاک واضح است که صرفاً نتیجه تفاوت ویسکوزیته نمونه ها نیست.

محلول ژلاتین احتمالاً اصطکاک را به سادگی با تشکیل یک لایه روان کننده نازک و هیدراته که قادر است سطوح را از برهمکنش مستقیم جلوگیری می کند، کاهش می دهد. با این حال، انتظار می رود که تعلیق ذرات سطوح را با استفاده از یک مکانیسم بلبرینگ که در آن ذرات هیدروژل منفرد غلت می خورند، در حالی که مجموعاً بار را حفظ کرده و سطوح را جدا نگه می دارد، روان کند (شکل 1). برای تعلیق ذرات هیدروژل، متوجه می‌شویم که ضریب اصطکاک از طریق رژیم‌های متعدد تغییر می‌کند. این رژیم ها فراتر از مرز مورد انتظار، رژیم های مخلوط و هیدرودینامیکی برای اکثر روان کننده های سیال هستند، همانطور که برای محلول ژلاتین نیز دیده می شود. برای تعلیق ذرات ما، ضریب اصطکاک در ابتدا ثابت است همانطور که در رژیم مرزی انتظار می رود. سپس کاهش اصطکاک را با افزایش سرعت پیدا می کنیم و به دنبال آن ضریب اصطکاک با افزایش بیشتر سرعت تا حدود 2 میلی متر بر ثانیه افزایش می یابد. کاهش شدید پس از 20 میلی متر s-1 دوباره شبیه رفتار Stribeck معمولی در رژیم مخلوط است. با افزایش ضخامت لایه روان کننده، کاهش شدید اصطکاک مشاهده می شود. در حداکثر سرعت 500 میلی‌متر بر ثانیه، به نظر می‌رسد که سیستم همچنان در رژیم مخلوط است. اگر سیستم وارد رژیم هیدرودینامیکی شده بود، افزایش ضریب اصطکاک قابل انتظار بود. این دینامیک سرعت پیچیدگی روان کننده های حاوی بلبرینگ های نرم را برجسته می کند. رژیم‌های اصطکاکی مشابهی برای سایر سیستم‌های پراکنده نرم، مانند ذرات آگار و محلول‌های پروتئین آب پنیر، یافت شده است. در این کارها، رژیم‌های اصطکاکی پیشنهاد شده‌اند که از سیالات مختلف یا ذرات ژل که به طور جداگانه وارد شکاف می‌شوند، منشأ می‌گیرند. سرعت ها در رژیم مرزی، در سرعت‌های پایین، انتظار می‌رود که فقط سیالات یا هیدروکلوئیدهای کوچک بتوانند وارد شکاف شوند. فراتر از اندازه شکاف بحرانی، ذرات شروع به ورود به منطقه تماس می کنند. 6،30،37،38 این ممکن است در ابتدا منجر به افزایش اصطکاک به دلیل کاهش تحرک دو سطح شود. هنگامی که روان کننده قادر به تشکیل یک لایه یکنواخت است، اصطکاک به شدت کاهش می یابد همانطور که در رژیم مخلوط انتظار می رود.

توصیفات موجود در ادبیات همانطور که در بالا خلاصه شد، به طور کامل رفتاری را که ما برای سوسپانسیون ذرات ژلاتین خود می‌یابیم، نشان نمی‌دهد. ما ضرایب اصطکاک متفاوتی را برای همه نمونه های خود در رژیم مرزی پیدا می کنیم که در بخش های بعدی توضیح داده خواهد شد. نتایج ما نشان می‌دهد که ذرات از قبل با سرعت‌های پایین در شکاف وجود دارند، که نشان می‌دهد مکانیسم‌هایی که در حال حاضر در ادبیات توضیح داده شده‌اند قادر به توضیح پویایی در روان‌کننده هیدروژل نرم ما نیستند. با تغییر کسر حجمی ذرات، تغییر شکل پذیری ذرات و اندازه ذرات، اکنون به طور سیستماتیک عوامل اصلی رفتار اصطکاکی یاتاقان های توپ نرم را بررسی خواهیم کرد. یک نمای کلی از سوسپانسیون های میکروذرات هیدروژل که در بخش های زیر توضیح داده خواهد شد در

ویژگی های ریز ذرات ژلاتین برای نمونه های مختلف مورد استفاده برای سری تغییر شکل‌پذیری، YM به مدول یانگ دیسک‌های ژلاتین ماکروسکوپی در کیلو پاسکال اشاره دارد. ویسکوزیته (Pa s) تعلیق ها با نرخ برش ثابت 1 s-1 نیز در اینجا نشان داده شده است.

کسر بسته بندی ذرات

ضرایب اصطکاک زمانی که تماس مستقیم بین سطوح در حال تعامل به حداقل می رسد انتظار می رود کمترین مقدار باشد. برای کره های (نیمه) جامد به عنوان بلبرینگ، تغییر تعداد کره هایی که سطوح را از هم جدا می کنند، راهی موثر برای تأثیرگذاری بر ضریب اصطکاک خواهد بود. ما کسر حجمی ذرات موجود در سوسپانسیون را تغییر می‌دهیم تا تأثیر تعداد ذرات بر توانایی روانکاری کره‌های نرم را بررسی کنیم. ذرات مورد استفاده حاوی 15 درصد ژلاتین و اندازه ذرات متوسط ​​8 میکرومتر بودند. یک سوسپانسیون متراکم با حداکثر کسر بسته‌بندی با حذف هرچه بیشتر آب با استفاده از سانتریفیوژ و تخلیه متعاقب آن سوسپانسیون سیال از طریق یک فیلتر به دست آمد.

خلاصه

یادگیری عمیق تقریباً در هر زمینه تحقیقاتی، از جمله مواردی که اهمیت مستقیمی برای کشف دارو دارند، مانند شیمی دارویی و فارماکولوژی، مختل کرده است. این انقلاب عمدتاً به پیشرفت‌های بی‌سابقه در واحدهای پردازش گرافیکی بسیار موازی‌پذیر (GPU) و توسعه الگوریتم‌های مجهز به GPU نسبت داده شده است. در این بررسی، مروری جامع از روندهای تاریخی و پیشرفت‌های اخیر در الگوریتم‌های GPU ارائه می‌کنیم و تأثیر فوری آن‌ها بر کشف داروهای جدید و اهداف دارویی را مورد بحث قرار می‌دهیم. ما همچنین پیشرفته‌ترین معماری‌های یادگیری عمیق را پوشش می‌دهیم که کاربردهای عملی در هر دو مرحله کشف اولیه دارو و در نتیجه مراحل بهینه‌سازی ضربه به سرب پیدا کرده‌اند، از جمله تسریع اتصال مولکولی، ارزیابی اثرات خارج از هدف و پیش بینی خواص دارویی ما با بحث در مورد تأثیرات شتاب GPU و مدل‌های یادگیری عمیق بر دموکراسی‌سازی جهانی حوزه کشف دارو که ممکن است منجر به اکتشاف کارآمد جهان شیمیایی در حال گسترش برای تسریع در کشف داروهای جدید شود، نتیجه‌گیری می‌کنیم.

اصلی

در ابتدا برای سرعت بخشیدن به گرافیک سه بعدی توسعه یافته بود، مزایای GPU برای محاسبات موازی قدرتمند به سرعت توسط جامعه علمی تحسین شد. اولین تلاش‌ها برای استفاده از پردازنده‌های گرافیکی برای اهداف علمی، از زبان سایه‌زن قابل برنامه‌ریزی برای اجرای محاسبات استفاده می‌کرد. در سال 2007، انویدیا Compute Unified Device Architecture (CUDA) را به عنوان یک توسعه دهنده زبان برنامه نویسی C، همراه با کامپایلرها و دیباگرها منتشر کرد و دریچه هایی را برای انتقال بارهای کاری فشرده محاسباتی به شتاب دهنده های GPU باز کرد. پیشرفت‌های بیشتر از انتشار کتابخانه‌های ریاضی رایج مانند تبدیل فوریه سریع و زیرروال‌های جبر خطی پایه، که برای محاسبات علمی بنیادی بودند، حاصل شد. در همان سال، اولین برنامه‌های شیمی محاسباتی به پردازنده‌های گرافیکی منتقل شدند و موازی‌سازی مؤثر مکانیک مولکولی و محاسبات کوانتومی مونت کارلو1 را ممکن ساختند.

در سپتامبر 2014، NVIDIA cuDNN را منتشر کرد، یک کتابخانه با شتاب GPU از ابزارهای اولیه برای شبکه‌های عصبی عمیق (DNN) که روال‌های استانداردی مانند کانولوشن رو به جلو و عقب، ادغام، نرمال‌سازی و لایه‌های فعال‌سازی را پیاده‌سازی می‌کند. به نظر می رسد که پشتیبانی معماری برای زیرفرایندهای آموزشی و آزمایشی فعال شده توسط GPU ها به ویژه برای رویه های یادگیری عمیق استاندارد (DL) موثر باشد. در نتیجه، یک اکوسیستم کامل از پلتفرم های DL2 با شتاب GPU پدید آمده است. در حالی که NVIDIA's CUDA یک چارچوب برنامه نویسی GPU معتبرتر است، ROCm3 AMD یک پلتفرم جهانی برای محاسبات با شتاب GPU است. ROCm فرمت های عددی جدیدی را برای پشتیبانی از کتابخانه های رایج یادگیری ماشین منبع باز مانند TensorFlow و PyTorch معرفی کرد. همچنین ابزاری را برای انتقال کد NVIDIA CUDA به سخت افزار AMD فراهم می کند. توجه به این نکته ضروری است که AMD نه تنها در رقابت محاسباتی GPU به پلتفرم ROCm می رسد، بلکه اخیراً معماری جدید پردازنده گرافیکی پرچمدار AMD Instinct MI200 Series5 را برای رقابت با آخرین معماری GPU NVIDIA Ampere A100 معرفی کرده است.

زمینه‌های بیوانفورماتیک، شیمی‌فورماتیک و شیمی‌شناسی به‌ویژه، از جمله کشف دارو به کمک رایانه (CADD)، از روش‌های DL که بر روی پردازنده‌های گرافیکی اجرا می‌شوند، استفاده کرده‌اند. اکثر چالش ها در CADD به طور معمول با مشکلات ترکیبی و بهینه سازی مواجه بوده اند و یادگیری ماشین در ارائه راه حل هایی برای آنها موثر بوده است. بنابراین، پیشرفت های عمده ای در DL برای کاربردهای CADD مانند غربالگری مجازی، طراحی جدید دارو، جذب، توزیع، متابولیسم، دفع و پیش بینی خواص سمیت (ADMET) و غیره انجام شده است.

در اینجا، ما در مورد اثرات موازی‌سازی پشتیبانی شده توسط GPU و توسعه و کاربرد مدل DL بر مقیاس زمانی و دقت شبیه‌سازی پروتئین‌ها و کمپلکس‌های پروتئین لیگاند بحث می‌کنیم. ما همچنین نمونه‌هایی از الگوریتم‌های DL را ارائه می‌کنیم که برای تعیین ساختار در میکروسکوپ کریو الکترونی (cryo-EM) و پیش‌بینی ساختار سه بعدی پروتئین‌ها استفاده می‌شوند.

محاسبات GPU و DL برای شبیه سازی مولکولی

شتاب GPU از موازی سازی عظیم داده ها ناشی می شود که از عملیات مستقل مشابه انجام شده روی بسیاری از عناصر داده ناشی می شود. در گرافیک، نمونه‌ای از عملیات موازی داده‌های متداول، استفاده از یک ماتریس چرخش در میان مختصات است که موقعیت اشیاء را هنگام چرخش نما توصیف می‌کند. در یک شبیه سازی مولکولی، موازی سازی داده ها را می توان برای محاسبه مستقل انرژی های پتانسیل اتمی اعمال کرد. به طور مشابه، آموزش مدل DL شامل پاس های رو به جلو و عقب است که معمولاً به صورت تبدیل های ماتریسی که به راحتی قابل موازی سازی هستند بیان می شوند.

بازده بالا و اتوماسیون cryo-EM به عنوان تکنیک تجربی پیشرفته مورد استفاده برای تعیین ساختار پروتئین برای استفاده در طراحی دارویی مبتنی بر ساختار اهمیت فزاینده ای پیدا کرده است. رویکردهای مبتنی بر DL، مانند DEFMap37 و DeepPicker38، برای تسریع پردازش تصاویر cryo-EM توسعه یافته‌اند. روش DEFMap به طور مستقیم دینامیک ساختار مرتبط با نوسانات اتمی پنهان را با ترکیب DL و شبیه سازی دینامیک مولکولی که روابط بین داده های چگالی محلی را یاد می گیرد استخراج می کند. DeepPicker از شبکه‌های عصبی کانولوشنال (CNN) و آموزش بین مولکولی استفاده می‌کند تا ویژگی‌های مشترک ذرات را از میکروگراف‌هایی که قبلاً آنالیز شده‌اند را به تصویر بکشد، که امکان برداشت خودکار ذرات در تجزیه و تحلیل تک ذره‌ای را فراهم می‌کند. این ابزار نشان می‌دهد که ادغام DL می‌تواند شکاف‌های فعلی را به سمت خطوط لوله کاملاً خودکار cryo-EM برطرف کند، و راه را برای یک رویکرد چند رشته‌ای جدید به علم پروتئین هموار کند.

علاوه بر توصیف تجربی سریع ساختارهای پروتئین توسط کرایو-EM، موفقیت پیشگامانه اخیر DeepMind با روش AlphaFold-2 در چالش ارزیابی انتقادی پیش‌بینی ساختار پروتئین (CASP) به تأثیرات آتی الگوریتم‌های DL در پروتئین اشاره می‌کند. خصوصیات ساختاری و گسترش پروتئوم قابل داروسازی39. AlphaFold-2 می تواند به طور منظم هندسه پروتئین را با دقت اتمی پیش بینی کند بدون اینکه قبلاً در معرض ساختارهای مشابه قرار گرفته باشد. مدل مبتنی بر شبکه عصبی که اخیراً به روز شده است، دقت رقابتی با آزمایش‌ها را در اکثر موارد نشان داد و در چهاردهمین مسابقه CASP بسیار بهتر از سایر روش‌ها عمل کرد. مدل DL پشت AlphaFold-2 دانش فیزیکی و بیولوژیکی در مورد ساختار پروتئین را ترکیب می‌کند و از هم‌ترازی‌های چند دنباله‌ای برای رفع یکی از قدیمی‌ترین مشکلات زیست‌شناسی استفاده می‌کند. AlphaFold-2 برای پیش‌بینی ساختار تقریباً هر پروتئین شناخته‌شده انسانی و سایر ارگانیسم‌های مهم برای تحقیقات پزشکی، در مجموع 350000 پروتئین، استفاده شد که نشان‌دهنده یک دستاورد چشمگیر برای تحقیقات زیست‌پزشکی است.

ظهور DL در CADD

پیشرفت در DL، به ویژه در بینایی کامپیوتری و پردازش زبان، علاقه اخیر محققان CADD به شبکه های عصبی را احیا کرد. مرک با محبوبیت DL برای CADD از طریق رقابت Kaggle در چالش فعالیت مولکولی در سال 2012 (مراجعه 40) اعتبار دارد. راه حل برنده توسط دال و همکاران 41 از یک رویکرد یادگیری چندوظیفه ای برای آموزش یک DNN استفاده کرد. پس از آن، بسیاری از محققان از چنین مدل هایی برای مشکلات کشف دارو استقبال کردند. اینها شامل ارزیابی پیش‌بینی‌کننده‌های رفتار فارماکوکینتیکی داروها و اثرات نامطلوب آن‌ها، پیش‌بینی اتصال مولکول‌های کوچک به پروتئین، تعیین پاسخ‌های شیمی‌درمانی سلول‌های سرطان‌زا، تخمین کمی حساسیت دارویی و رابطه کمی (ساختار-فعالیت QS) است. ) modelling46، در میان دیگران.

ظهور معماری‌های DL مجهز به GPU، همراه با تکثیر داده‌های ژنومیک شیمیایی، منجر به اکتشافات معنی‌دار با قابلیت CADD در مورد نامزدهای دارویی بالینی شده است. علاوه بر این، شرکت‌های مبتنی بر هوش مصنوعی (مانند BenevolentAI، Insilico Medicine و Exscientia، در میان دیگران) موفقیت‌هایی را در کشف داروهای تقویت‌شده گزارش می‌کنند. برای مثال، Exscientia یک داروی کاندید به نام DSP-1181 را برای استفاده در برابر اختلال وسواس فکری اجباری که کمتر از 12 ماه از زمان تصورش با استفاده از رویکردهای هوش مصنوعی وارد فاز 1 آزمایش‌های بالینی شده است، توسعه داد. Insilico Medicine به تازگی یک آزمایش بالینی را با اولین داروی کاندید خود برای درمان فیبروز ریوی ایدیوپاتیک ابداع شده توسط هوش مصنوعی آغاز کرده است و BenevolentAI باریستینیب48 را به عنوان یک درمان بالقوه برای COVID-19 شناسایی کرده است (رجوع  49). این موارد موفقیت‌آمیز اخیر نشان می‌دهد که ترویج و کاربرد بیشتر رویکردهای مبتنی بر هوش مصنوعی که توسط محاسبات GPU پشتیبانی می‌شوند، می‌تواند کشف داروهای جدید و بهبودیافته را تا حد زیادی تسریع کند.

معماری های DL برای CADD

از شبکه‌های عصبی متمایز که کاربردهایی را در غربالگری مجازی کتابخانه‌های شیمیایی موجود یا مصنوعی می‌یابند تا موفقیت اخیر مدل‌های مولد DL که الهام‌بخش استفاده از آن‌ها در طراحی داروی جدید بوده است، شکل 4 طرح کلی حالت‌های پرکاربرد را نشان می‌دهد. معماری های هنری DL جدول 1 پذیرش آنها را در CADD برشمرده است.

یاتاقان غلتکی، یکی از دو عضو کلاس بلبرینگ های نورد یا به اصطلاح ضد اصطکاک (عضو دیگر کلاس بلبرینگ است). مانند یک بلبرینگ، یک غلتک دارای دو مسیر شیاردار یا مسابقه است، اما توپ ها با غلتک جایگزین می شوند. غلتک ها ممکن است استوانه ای یا مخروطی کوتاه باشند. فقط بارهای شعاعی (یعنی بارهای عمود بر محور چرخش) زمانی که غلتک ها استوانه ای هستند را می توان حمل کرد، اما با غلتک های مخروطی هم بارهای شعاعی و رانشی یا محوری (یعنی موازی با محور چرخش) را می توان حمل کرد. . یک یاتاقان سوزنی دارای غلتک های استوانه ای است که نسبتاً باریک هستند و فضای بین نژادها را کاملاً پر می کنند. در بسیاری از موارد نژاد درونی کنار گذاشته می شود. از آنجا که تماس خطی بین غلتک و مسابقه وجود دارد، در حالی که در یک بلبرینگ تماس نقطه ای وجود دارد، در یک فضای معین، یک غلتک می تواند بار شعاعی بیشتری را نسبت به یاتاقان توپ حمل کند.

بلبرینگ، یکی از دو عضو کلاس بلبرینگ های نورد یا به اصطلاح ضد اصطکاک (عضو دیگر کلاس رولبرینگ است). عملکرد یک بلبرینگ اتصال دو عضو ماشین است که نسبت به یکدیگر حرکت می کنند به گونه ای که مقاومت اصطکاکی در برابر حرکت حداقل باشد. در بسیاری از کاربردها یکی از اعضا شفت چرخان و دیگری محفظه ثابت است.

سه بخش اصلی در بلبرینگ وجود دارد: دو مسابقه یا مسیرهای شیاردار حلقه مانند و تعدادی توپ فولادی سخت شده. نژادها با عرض یکسان اما قطرهای متفاوت هستند. کوچکتر که در داخل بزرگتر قرار می گیرد و روی سطح بیرونی آن شیار دارد، در سطح داخلی خود به یکی از اعضای دستگاه متصل می شود. نژاد بزرگتر دارای یک شیار در سطح داخلی خود است و در سطح بیرونی خود به عضو دیگر دستگاه متصل است. توپ ها فضای بین دو مسابقه را پر می کنند و با اصطکاک ناچیز در شیارها می غلتند. توپ ها به طور آزاد مهار می شوند و

متداول ترین بلبرینگ، با یک ردیف توپ، معمولاً به عنوان بلبرینگ شعاعی طبقه بندی می شود (یعنی بلبرینگی که برای حمل بارهای عمود بر محور چرخش طراحی شده است)، اما ظرفیت آن برای حمل بار محوری یا رانشی (یعنی. ، یک بار موازی با محور چرخش) ممکن است از ظرفیت شعاعی آن فراتر رود. یاتاقان تماس زاویه ای دارای یک طرف شیار بیرونی بریده شده است تا امکان وارد کردن توپ های بیشتری را فراهم کند، که به یاتاقان امکان می دهد بارهای محوری بزرگ را فقط در یک جهت حمل کند. این گونه بلبرینگ ها معمولاً به صورت جفت استفاده می شوند تا بارهای محوری بالا را بتوان در هر دو جهت حمل کرد. فاصله ها در یک بلبرینگ تک ردیفی به قدری کوچک است که هیچ انحراف محسوسی از شفت نسبت به یک محفظه را نمی توان در نظر گرفت. یکی از انواع یاتاقان های خود تراز دارای دو ردیف توپ و یک سطح داخلی کروی در قسمت بیرونی است. برای بارهای رانش خالص، بلبرینگ های رانش ساچمه ای وجود دارد که از دو صفحه شیاردار با گوی های بین آنها تشکیل شده است. مزیت برجسته یک بلبرینگ نسبت به بلبرینگ کشویی اصطکاک کم شروع آن است. با این حال، در سرعت‌هایی که به اندازه کافی بالا هستند تا یک لایه روغن حامل بار ایجاد شود، اصطکاک در یاتاقان‌های کشویی ممکن است کمتر از یاتاقان‌های توپ باشد.

بلبرینگ، در ساخت ماشین، یک رابط (معمولا یک تکیه گاه) که به اعضای متصل اجازه می دهد تا در یک خط مستقیم نسبت به یکدیگر بچرخند یا حرکت کنند. اغلب یکی از اعضا ثابت است و بلبرینگ به عنوان تکیه گاه برای عضو متحرک عمل می کند.

اکثر یاتاقان ها شفت های دوار را در برابر بارهای عرضی (شعاعی) یا رانش (محوری) پشتیبانی می کنند. برای به حداقل رساندن اصطکاک، سطوح تماس در یک یاتاقان ممکن است به طور جزئی یا کامل توسط یک لایه مایع (معمولاً نفت) یا گاز از هم جدا شوند. اینها بلبرینگ های کشویی هستند و بخشی از شفت که در یاتاقان می چرخد، ژورنال است. سطوح در یک بلبرینگ نیز ممکن است توسط توپ یا غلتک از هم جدا شوند. این یاتاقان‌های غلتشی شناخته می‌شوند. در تصویر، مسابقه داخلی با شفت می چرخد.

علاوه بر این، سیگنال‌های ارتعاشی بلبرینگ‌های غلتشی با المنت نورد معیوب در دو دهه اخیر بیشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند. نیو و همکاران [14] یک مدل پویا از نقص موضعی بر روی عنصر نورد بلبرینگ تماس زاویه ای ایجاد کرد تا در مورد تأثیر نقص توپ بر ارتعاش یاتاقان بحث کند. میشرا و همکاران [15] یک مدل پویا با در نظر گرفتن تأثیر عیوب پایه یاتاقان و عناصر غلتشی بر اساس روش نمودار پیوند ایجاد کرد. Choudhury و Tandon [16] یک سیستم مجزای 3-DOF فنر-جرم-دمپر را برای ساده کردن یاتاقان نورد معرفی کردند و یک نیروی تحریک نقص با استفاده از یک دنباله پالس مستطیلی ایجاد کردند. ارسلان و آکتورک [17] یک مدل فنر جرمی را برای بررسی تأثیر سطوح معیوب و غیر معیوب عناصر غلتشی بر ارتعاش یاتاقان با در نظر گرفتن فاصله اضافی ایجاد کردند. یک سیستم جرمی فنری 3-DOF توسط ساسی و همکاران ارائه شد. [18] برای شناسایی نیروی ضربه پالس با استفاده از روش انرژی سینماتیک و بررسی تأثیرات نقص توپ بر پاسخ ارتعاشی بلبرینگ. چنگ و همکاران با در نظر گرفتن تماس بین راه آهن و توپ به عنوان یک سیستم میرایی فنر. [19] یک مدل دینامیکی غیرخطی برای بررسی سیگنال‌های ارتعاشی یاتاقان تحت گسل‌های مختلف ساخت. یانگ و همکاران [20] یک مدل محفظه روتور یاتاقان را ارائه کرد که روش اجزای محدود را با روش جرم توده‌ای ترکیب می‌کرد. پس از آن، اثرات خرابی عنصر نورد بر روی سیستم بلبرینگ روتور شبیه‌سازی شد. یوان و همکاران با مدل فنر غیرخطی در نقطه تماس عنصر و راهرو ترکیب شده است. [21] یک مدل پویا چند بدنه برای بررسی تأثیر یک نقص واحد و نقص ترکیبی (از جمله نقص توپ) در حضور اجزای مختلف یاتاقان ایجاد کرد.

به منظور بررسی ویژگی‌های ارتعاش برانگیخته شده توسط خطاهای منفرد یا چندگانه (گسل‌های مرکب) به طور همزمان در یاتاقان‌ها، مدل‌های دینامیکی مختلفی برای شبیه‌سازی و تحلیل بیشتر ایجاد شده‌اند. پاتل و همکاران [22، 23] یک مدل دینامیکی 6-DOF برای تجزیه و تحلیل ویژگی های ارتعاش خطای تک نقطه ای و گسل پیچیده در سطح حلقه داخلی و خارجی بلبرینگ شیار عمیق ساخت. یعقوب و همکاران [24] یک مدل دینامیکی نقص چند نقطه‌ای از یاتاقان خطای مرکب با در نظر گرفتن تأثیر توزیع مکان عیوب بر ویژگی‌های ارتعاش یاتاقان ایجاد کرد. با در نظر گرفتن تحریک جفت، جابجایی متغیر با زمان، و لغزش غلتک ها، وانگ و همکاران. [25] یک مدل سیستم پایه یاتاقان 4-DOF برای بررسی مکانیسم پاسخ نیروی پیچیده ناشی از خطا و تحریک جابجایی ایجاد کرد. به منظور مطالعه ویژگی‌های سیگنال‌های ارتعاشی برانگیخته شده توسط یک یاتاقان با خطای چند نقطه‌ای، ایگاراشی [26] مدل‌های خطای دو نقطه‌ای را به ترتیب در مسیر داخلی و بیرونی بلبرینگ ایجاد کرد. مدل المان محدود یک یاتاقان با خطای چند نقطه ای برای تجزیه و تحلیل فرکانس مشخصه سیگنال ارتعاش ناشی از هر نقطه خطا به طور دقیق شبیه سازی شد [27]. لیو و همکاران [28، 29] یک روش تشخیص عیب شخصی بر اساس شبیه سازی اجزای محدود و ماشین یادگیری افراطی پیشنهاد کردند. این روش می‌تواند نتایج تشخیص عیب را دقیق‌تر کند و عیوب را به‌طور مؤثرتری شناسایی کند.

اگرچه دستاوردهای تحقیقاتی زیادی در مورد ویژگی‌های پاسخ ارتعاش ناشی از یاتاقان‌های خطای مرکب، به‌ویژه خطای مرکب در سطح داخلی و خارجی راه‌راهی وجود داشته است، چند کار بر روی گسل ترکیبی روی سطح عنصر نورد و مسیر بیرونی متمرکز شده‌اند. در این مقاله، با توجه به تأثیر تحریک جفت و تحریک جابجایی متغیر با زمان، یک مدل دینامیکی 4-DOF از بلبرینگ شیار عمیق با گسل مرکب ساخته شده است. مدل با نتایج تجربی تأیید می شود. مکانیسم پاسخ ارتعاشی ناشی از گسل ترکیبی تحت شرایط مختلف بررسی می‌شود.

بقیه این مقاله به شرح زیر تنظیم شده است: در بخش 2، یک مدل دینامیکی 4-DOF از بلبرینگ شیار عمیق با خطای مرکب ایجاد شده است. در بخش 3 معادله دینامیک معرفی شده است. در بخش 4، سیگنال های شبیه سازی شده مدل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و با نتایج تجربی مقایسه می شوند. در بخش 5، پاسخ ارتعاشی گسل منفرد و مرکب تحت شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. بخش آخر نتیجه گیری را نشان می دهد.

خلاصه بسته بندی

در این مقاله نقش و اهمیت سیستم‌های بینایی ماشین در کاربردهای صنعتی تشریح می‌شود. اولین درک از چشم انداز در قالب یک مفهوم جهانی توضیح داده شده است. روش طراحی سیستم مورد بحث قرار گرفته و یک مدل بینایی ماشین عمومی گزارش شده است. چنین ماشینی شامل سیستم ها و زیرسیستم هایی است که البته به نوع کاربردها و وظایف مورد نیاز بستگی دارد. به طور کلی، عملکردهای مورد انتظار از یک ماشین بینایی عبارتند از بهره برداری و تحمیل محدودیت های محیطی یک صحنه، گرفتن تصاویر، تجزیه و تحلیل آن تصاویر گرفته شده، شناسایی اشیاء و ویژگی های خاص در هر تصویر، و شروع اقدامات بعدی. به منظور پذیرش یا رد اشیاء مربوطه. پس از اینکه یک سیستم بینایی تمام این مراحل را انجام داد، کار در دست تقریباً تکمیل شده است. در اینجا توالی و عملکرد صحیح هر سیستم و زیرسیستم از نظر کیفیت بالای تصاویر توضیح داده شده است. در عملیات، صحنه ای با محدودیت وجود دارد، اولین گام برای ماشین گرفتن تصویر، پیش پردازش تصویر، تقسیم بندی، استخراج ویژگی، طبقه بندی، بازرسی و در نهایت فعال سازی است که تعامل با صحنه مورد مطالعه است. در پایان این گزارش، کاربردهای بینایی تصویر صنعتی به تفصیل توضیح داده شده است. چنین کاربردهایی شامل حوزه بازرسی بصری خودکار (AVI)، کنترل فرآیند، شناسایی قطعات و نقش مهم در هدایت و کنترل رباتیک است. پیشرفت‌های چشم‌انداز در تولید که می‌تواند منجر به بهبود قابلیت اطمینان، کیفیت محصول و توانمندسازی فناوری برای فرآیند تولید جدید شود، ارائه شده است. نکات کلیدی در طراحی و کاربردهای سیستم بینایی ماشین نیز ارائه شده است. چنین ملاحظاتی را می توان به طور کلی در شش دسته مختلف مانند محدودیت های صحنه، اکتساب تصویر، پیش پردازش تصویر، پردازش تصویر، توجیه بینایی ماشین و در نهایت ملاحظات سیستماتیک طبقه بندی کرد. هر یک از جنبه های چنین فرآیندهایی در اینجا توضیح داده شده و شرایط مناسب برای طراحی بهینه گزارش شده است.

معرفی نیکاپایان کامجو

معرفی اتوماسیون انقلابی در تولید ایجاد کرده است که در آن عملیات پیچیده به دستورالعمل های گام به گام ساده تقسیم شده است که می تواند توسط یک ماشین تکرار شود. در چنین مکانیزمی، نیاز به مونتاژ و بازرسی سیستماتیک در فرآیندهای مختلف تولید محقق شده است. این کارها معمولاً توسط کارگران انسانی انجام می شود، اما این نوع کمبودها باعث جذابیت بیشتر سیستم بینایی ماشین شده است. انتظار ما از یک سیستم بصری این است که عملیات زیر را انجام دهد: جمع آوری و تجزیه و تحلیل تصویر، شناسایی ویژگی ها یا اشیاء خاص در آن تصویر، و بهره برداری و تحمیل محدودیت های محیطی [1].

محدودیت صحنه اولین مورد توجه برای سیستم بینایی ماشین است. وضعیت صحنه باید توسط طراح بینایی ماشین تشخیص داده شود و با توجه به کاربرد مورد نیاز چنین ماشینی ساخته شود. سخت افزار این زیر سیستم شامل منبع نور برای تصویربرداری فعال و سیستم های نوری مورد نیاز است. برای این منظور می توان از تکنیک های مختلف نورپردازی مانند نورپردازی ساختاری استفاده کرد. فرآیند سیستم بینایی با گرفتن تصویر شروع می شود که در آن نمایش داده های تصویر، سنجش تصویر و دیجیتالی شدن انجام می شود. سنجش تصویر مرحله بعدی برای به دست آوردن یک تصویر مناسب از صحنه روشن است. دیجیتالی شدن فرآیند بعدی است که در آن تصویربرداری و نمایش تصویر انجام می شود. آخرین مرحله در این فرآیند، پردازش تصویر است که در آن تصویر مناسب تری تهیه می شود.

اولین هدف این مقاله توصیف یک سیستم بینایی ماشین ساده است که می تواند در کاربردهای صنعتی به کار گرفته شود. هدف دوم، توصیف نمونه‌های معمولی از سیستم‌های بینایی در سیستم‌های تولید خودکار است. در نهایت سعی می‌کنیم با پیشنهاد سیستم‌های اکتسابی جدید، ایده‌هایی در مورد توسعه سیستم‌های بینایی ماشین جدید ارائه کنیم. در این راستا، با ظهور منابع نور لیزر مناسب، طراحی یک سیستم دید دوربین سه بعدی بر اساس روش اسکن لیزری موضوع جالبی بوده است. تلاش‌های قابل‌توجهی برای جمع‌آوری داده‌های تصویری با وضوح بالا در زمان واقعی برای ارائه اطلاعات سه بعدی با کیفیت بالا در مورد شی مورد مطالعه انجام شده است. سیستم های بینایی را می توان به عنوان یک سیستم حسگر هوشمند برای کارهای پیچیده اندازه 

اجزای اصلی یک سیستم بینایی معمولی در Refs توضیح داده شده است. [1]، [2]، [3]، [4]. چندین کار مانند اکتساب تصویر، پردازش، تقسیم بندی و تشخیص الگو قابل تصور است. نقش زیرسیستم اکتساب تصویر در یک سیستم بینایی تبدیل داده های تصویر نوری به آرایه ای از داده های عددی است که ممکن است توسط کامپیوتر دستکاری شوند. شکل 1 یک بلوک دیاگرام ساده برای چنین سیستم بینایی ماشینی را نشان می دهد. این شامل سیستم ها و زیر سیستم های مختلف است

بهره برداری از سیستم بینایی ماشین

یک سیستم بصری می تواند عملکردهای زیر را انجام دهد: جمع آوری و تجزیه و تحلیل تصویر، تشخیص یک شی یا اشیاء در یک گروه شی. همانطور که در شکل 1 مشاهده می شود، نور یک منبع صحنه را روشن می کند و یک تصویر نوری توسط حسگرهای تصویر تولید می شود. اکتساب تصویر فرآیندی است که در آن از یک آشکارساز نوری برای تولید و تبدیل تصویر نوری به تصویر دیجیتال استفاده می شود. این فرآیند شامل سنجش تصویر، نمایش داده های تصویر و

کاربردهای صنعتی

به منظور توصیف کاربردهای سیستم های بینایی ماشین؛ چهار دسته بازرسی بصری، کنترل فرآیند، شناسایی قطعات و مکانیزم‌های هدایت و کنترل رباتیک در نظر گرفته شده‌اند. در این زمینه مهم ترین وظیفه دستگاه بازرسی های بصری خودکار (AVI) است. نگرانی اصلی استفاده از ماشین تشخیص این است که قطعه مطابق با صلاحیت های مشخص شده به خوبی ساخته شده است. AVI و شناسایی قطعات نقش مهمی در آن ندارند

تحولات آینده

استفاده از تکنیک اتوماسیون برای بهبود خطوط تولید تولید و محصولات حاصل با کارایی بالا به منظور زنده ماندن در بازار رقابتی جهانی مطلوب است. برای اینکه بتوان این اتوماسیون را به شیوه ای انعطاف پذیرتر انجام داد، باید ویژگی انعطاف پذیری را نیز به اتوماسیون اضافه کرد. بنابراین، تولید انعطاف پذیر خودکار توصیه می شود و انعطاف پذیری با ایجاد قابلیت برنامه ریزی برای اتوماسیون، ماشین آلات به هم پیوسته و

نکات کلیدی در طراحی و کاربردها

جنبه های مختلف یک سیستم بینایی ماشین در شکل 2 نشان داده شده است. همانطور که در شکل 2 مشاهده می شود، شامل بررسی صحنه، دریافت تصویر، پیش پردازش تصویر و پردازش پس از آن است. در هر طراحی بهینه، باید ملاحظات سیستماتیک و توجیه بینایی ماشین را برای هر کاربرد در نظر گرفت. گرفتن تصویر یکی از مهمترین فرآیندها برای عملکرد سیستم بینایی ماشین است، زیرا با در دست داشتن یک تصویر با کیفیت بالا، پردازش و بسته بندی

خلاصه

یک سیستم بینایی ماشین همه منظوره با کاربردهای صنعتی آن شرح داده شد. چنین ماشینی باید در صحنه منعطف باشد تا بتواند در محیط‌های تقریباً نامحدود حاوی اجسام نامشخص، که تا حدی یکدیگر را مسدود می‌کنند، کار کند. نسل اول سیستم بینایی (اوایل سال 1970) دارای اکتساب 2 بعدی و نسل دوم دارای قابلیت اکتساب و پردازش 3 بعدی بود. به نظر ما سیستم بینایی نسل بعدی

معرفی اتوماسیون انقلابی در تولید ایجاد کرده است که در آن عملیات پیچیده به دستورالعمل های گام به گام ساده تقسیم شده است که می تواند توسط یک ماشین تکرار شود. در چنین مکانیزمی، نیاز به مونتاژ و بازرسی سیستماتیک در فرآیندهای مختلف تولید محقق شده است. این کارها معمولاً توسط کارگران انسانی انجام می شود، اما این نوع کمبودها باعث جذابیت بیشتر سیستم بینایی ماشین شده است. انتظار ما از یک سیستم بصری این است که عملیات زیر را انجام دهد: جمع آوری و تجزیه و تحلیل تصویر، شناسایی ویژگی ها یا اشیاء خاص در آن تصویر، و بهره برداری و تحمیل محدودیت های محیطی [1].

قدردانی

این پروژه تا حدی توسط دانشگاه صنعتی شریف تامین می شود. نویسندگان از شورای پژوهشی برای کمک هزینه ای که به این تحقیق اختصاص داده است قدردانی می کنند.

باستوچ سی ام. تکنیک هایی برای تولید زمان واقعی تصاویر محدوده. در: مجموعه مقالات روی بینایی کامپیوتر و الگوی ...

ادواردز جی. بینایی ماشین و ادغام آن با سیستم های CIM در صنعت تولید الکترونیک. به کمک کامپیوتر ...

کرامول RL. حسگر و پردازنده ربات را قادر می سازد تا ببیند و درک کند. دنیای فوکوس لیزری...

کانون توجه در رباتیک، طراحی سیستم ویژن، می...

Spotlight، Vision System Design، جولای...

منابع بیشتری در نسخه متن کامل این مقاله موجود است

ایجاد یک بیانیه

درنگ نکن Suysel dePedro Cunningham، مالک شرکت طراحی داخلی Tilton Fenwick، می‌گوید: «آن اتاق، لحظه‌ای قدرتمند است که شخصی وارد خانه شما می‌شود. "این می تواند چیزهای زیادی در مورد شخصیت و سلیقه طراحی شما بگوید."

به همین دلیل، روکش دیواری که ممکن است برای یک اتاق نشیمن یا اتاق خواب بیش از حد به نظر برسد، ممکن است در یک سرسرا ایده آل باشد. او گفت: «این جایی است که می‌توانید یک رنگ پررنگ، یک لاک یا دکوراسیون کاغذ دیواری را برای یک لحظه «وای» که ممکن است در یک اتاق نشیمن بزرگ از آن بترسید بسازید.

یک مزیت اضافه؟ پوشش‌ها و پوشش‌های دیواری گران‌قیمت هستند، اما از آنجایی که سرسراها معمولاً کوچک هستند، این محصولات اغلب می‌توانند بدون شکستگی نصب شوند.

طراحی به روال شما

با چند قطعه کلیدی مبلمان و لوازم جانبی، می توانید ترتیب ورود و خروج روزانه خود را نسیم کنید. آقای فورد گفت: «معمولاً فضای بزرگی نیست، بنابراین شما با تعداد محدودی قطعه کار می کنید. آقای فورد گفت: اگر شما از آن دسته افرادی هستید که دوست دارید وقتی وارد در می شوید همه چیز را رها کنید، "یک کنسول با کشو عالی است، زیرا مکان خوبی برای پنهان کردن کلیدها و نامه هایتان است." یا در غیاب کشو، یک کاسه، سینی یا سایر ظرف‌های مجسمه‌سازی می‌تواند به‌عنوان وسیله‌ای برای کمک به نظم بخشیدن به کارها باشد.

یک نیمکت یا یک یا دو چهارپایه که زیر کنسول قرار می‌گیرند، می‌توانند جایی برای نشستن در حالی که کفش‌ها را بسته‌اند، در حالی که کمترین فضای کف را اشغال می‌کنند، فراهم کند.

آقای فورد گفت که یکی دیگر از عناصر مفید، آینه دیواری است. "این آخرین فرصت را به شما می دهد تا قبل از اینکه از در بیرون بروید، خود را بررسی کنید."

برای آب و هوا برنامه ریزی کنید

به عنوان اولین فضایی که مردم از بیرون وارد می شوند، سرسرا باید با چیزهای زیادی دست و پنجه نرم کند - یخ، برف، آب باران، گل و لای و هر چیز دیگری که مادر طبیعت تصمیم دارد تحویل دهد. برای جلوگیری از نفوذ این چیزها به بقیه خانه، باید جلوی درب خانه با آنها برخورد کنید.

تلاش حتی قبل از عبور از آستانه آغاز می شود. آقای فورد گفت: "من دوست دارم یک تشک بیرون از در داشته باشم، تا مردم بتوانند حتی قبل از ورود به داخل، پاهای خود را پاک کنند."

در داخل، می توانید با یک فرش داخلی و خارجی پیگیری کنید. پایه چتر نه تنها چترها را در دسترس نگه می دارد، بلکه از تخلیه چترهای مرطوب روی زمین نیز جلوگیری می کند. سطل‌ها یا سبدهای ذخیره‌سازی که می‌توان آن‌ها را در زیر کنسول قرار داد (اگر فضا توسط مدفوع اشغال نشود)، می‌تواند حاوی کلاه و دستکش خیس باشد. اگر سرسرا شما کمد ندارد، قلاب کت یا قفسه بخرید. اینها همه قطعات کاربردی هستند که می توانند به عنوان عناصر تزئینی نیز کارایی مضاعف داشته باشند.

پالت را ایجاد کنید

شما می‌توانید رنگ‌ها، الگوها و پوشش‌های فلزی را به صورت آنلاین ببینید، اما تصاویر دیجیتالی تقریبی از ظاهر چیزهای واقعی هستند. در صورت امکان، تراشه‌های رنگی، نمونه‌های پارچه و نمونه‌های مواد را سفارش دهید تا مطمئن شوید محصولات نهایی انتظارات شما را برآورده می‌کنند. آقای کلینبرگ گفت: «شما می‌توانید نمونه‌ها را از اکثر فروشندگان سفارش دهید، و این همیشه بهترین است. او اضافه کرد: «برخی رنگ‌ها با هم ترکیب می‌شوند»، وقتی روی صفحه نمایش مشاهده می‌شوند، و تشخیص رنگ‌های سرد و گرم دشوار است.

فقط به نمونه ها به صورت مجزا نگاه نکنید. آنها را به تخته سنجاق کنید یا در سینی بگذارید تا هاب استدیو ببینید چقدر با هم کار می کنند. آقای کلینبرگ گفت: "همه سبزها با هم خوب بازی می کنند." "همه بلوزها می جنگند." قرار دادن نمونه ها در کنار هم راهی است برای دیدن اینکه آیا رنگ ها و الگوهای مختلف در هماهنگی یا تنش زندگی می کنند.

خانم همپتون گاهی یک قدم جلوتر می رود. او گفت: «هنگامی که روی طرح پارچه کار می‌کنیم، پارچه را روی دستگاه کپی می‌گذاریم، آن را کوچک می‌کنیم، آن را به شکل مناسب برای پلان زمین برش می‌دهیم و آن را چسبانده می‌کنیم، بنابراین می‌توانیم ببینیم که چگونه پارچه های مختلف در اتاق پخش می شوند.

با دیوارها رفتار کنید

رنگ‌های رنگ به دلیل ظاهر شدن رنگ‌های مختلف در شرایط نوری مختلف (و ظاهراً بین رنگ‌فروشی به خانه تغییر می‌کنند) بدنام هستند. این اثر تنها زمانی تقویت می شود که آن را روی چهار دیوار بکشید. به همین دلیل، هرگز ایده خوبی نیست که وقتی برای اولین بار تراشه را در فروشگاه می بینید، به رنگ رنگ متعهد شوید. به بزرگترین تراشه ای که می توانید در اتاقی که می خواهید رنگ کنید، نگاه کنید. بهتر است، تکه های نمونه بزرگ را روی دیوارها یا روی تخته هایی که می توان آنها را جابجا کرد نقاشی کنید و آنها را در ساعات مختلف روز مشاهده کنید.

توجه: تا زمانی که رنگ را قبل از رنگ آمیزی کل اتاق آزمایش می کنید، دلیلی برای ترس از رنگ های پررنگ و اشباع وجود ندارد.

پس از انتخاب رنگ، شین را انتخاب کنید. رنگ‌های مات یا مسطح ظاهری دلپذیر دارند که عیوب دیوار را نیز پنهان می‌کند، اما نگهداری، تمیز کردن و لمس کردن آن‌ها دشوار است. خانم همپتون، که رنگی با پوسته تخم مرغ یا ساتن را ترجیح می‌دهد که کمی براق‌تر باشد و تمیز کردن آن آسان‌تر باشد، می‌گوید: «به طور کلی دیوارهای مات را انجام نمی‌دهم.

قرنیزها، قالب‌ها، درها و سایر تزئینات را می‌توان به همان رنگ اتاق رنگ کرد تا از نظر بصری عقب‌نشینی کنند، یا یک رنگ متضاد - معمولاً سفید مایل به رنگ در اتاقی با دیوارهای رنگی - برای ایجاد ویژگی بیشتر. تریم را می توان با درخشندگی متفاوتی نسبت به دیوارها رنگ آمیزی کرد. یک براق نیمه براق در عین دوام بیشتر به قالب‌ها توجه بیشتری می‌کند.

شما همچنین باید تصمیم بگیرید که چگونه می خواهید با سقف رفتار کنید. می‌توانید آن را به رنگ سفید برای طراحی دکوراسیون داخلی حس واضح و یا همان رنگ دیوارها برای احساس پیله رنگ کنید. استفاده از جلای مات یا صاف ایمن است زیرا به ندرت انگشتان کثیف یا اشیاء لکه‌زای سقف را لمس می‌کنند. اگر سطح کاملاً صاف باشد، می توان آن را با روکش براق به عنوان یک ویژگی طراحی که نور را به داخل فضای نشیمن منعکس می کند، رنگ آمیزی کرد. (اگر سقف شما صاف نیست، این کار را نکنید - براق بودن آن فقط عیوب را برجسته می کند.)

برای چیزهای غیرمنتظره، نگاهی فراتر از رنگ را در نظر بگیرید. تولیدکنندگان گزینه‌های زیادی از جمله کاغذ دیواری طرح‌دار، پارچه‌های چمنی، پارچه‌های اثاثه یا لوازم داخلی، پوشش‌های چوبی و حتی روکش‌های سنگی و آجری را ارائه می‌دهند.

نقل مکان به یک خانه جدید می تواند یکی از لذت های بزرگ زندگی باشد، اما همچنین می تواند زمان عدم اطمینان باشد، به خصوص در مورد دکوراسیون. چگونه فضای خود را به بهترین شکل در می آورید در حالی که منعکس کننده حس شخصی شما از سبک است؟ این کار را به خوبی انجام دهید و در نهایت خانه ای راحت و شاد خواهید داشت. این کار را ضعیف انجام دهید و در نهایت با انبوهی از مبلمان، پارچه ها و رنگ های رنگی مواجه خواهید شد که هرگز به یک کل دلپذیر تبدیل نمی شوند. با کمی برنامه ریزی و با پیروی از همان مراحلی که طراحان داخلی حرفه ای استفاده می کنند، شانس موفقیت بسیار بیشتری خواهید داشت.

از فروشگاه مبلمان شروع نکنید

بسیاری این توصیه را شنیده اند که هنگام گرسنگی از خرید مواد غذایی اجتناب کنید، زیرا منجر به انتخاب های ضعیف می شود. همین امر در مورد فروشگاه های مبلمان نیز صدق می کند - با وحشت به خرید نروید، فقط به این دلیل که خانه خالی دارید. بله، شما به یک مبل نیاز دارید. اما اگر بخش راه راه صورتی را فقط به این دلیل که آن را در فروشگاه دوست دارید انتخاب کنید، بدون اینکه اندازه گیری کنید یا به بقیه اتاق فکر کنید، به آن گیر کرده اید. بقیه اتاق باید اطراف آن مبل ساخته شود، و اگر برای فضا خیلی بزرگ باشد، برای همیشه ناخوشایند به نظر می رسد.

از اتاقی که می‌خواهید تجهیز کنید، مجهز به یک نوار اندازه‌گیری و یک دفترچه یادداشت شروع کنید.

اندازه گیری های خود را بدانید

تطبیق مقیاس مبلمان با مقیاس یک اتاق بسیار مهم است. یک مبل سکشنال عمیق می تواند به راحتی بر یک اتاق کوچک غلبه کند و صندلی های شیک می توانند در یک اتاق زیر شیروانی کاملاً باز گم شوند. قبل از شروع طراحی، طول و عرض هر اتاقی را که می‌خواهید تزئین کنید، به همراه ارتفاع سقف و عناصری که می‌توانند مانع ایجاد شوند مانند پله‌ها، ستون‌ها، رادیاتورها و سایر موانع اندازه‌گیری کنید. همچنین ایده خوبی است که دهانه های پنجره را به همراه فضای دیوار زیر، بالا و کناره های هر یک اندازه بگیرید تا برای پوشش پنجره آماده شوید.

اولین اشتباهی که اکثر مردم مرتکب می شوند این است که چیزهایی با اندازه نامناسب می خرند - مبل هایی که در اتاق جا نمی شوند، مبل هایی که از درها جا نمی شوند، میزهایی که خیلی کوچک هستند، میزهایی که خیلی بزرگ هستند، میزهای خواب. دیوید کلینبرگ، بنیانگذار شرکت طراحی داخلی نیویورک، دیوید کلینبرگ دیزاین اسوشیتیس، گفت. اندازه گیری دقیق فضای شما می تواند به جلوگیری از چنین مشکلاتی کمک کند.

یک طرح طبقاتی ایجاد کنید

هنگامی که اندازه‌گیری‌های اتاق خود را انجام دادید، وقت آن است که از آن‌ها با یک پلان طبقه استفاده کنید که به شما دید پرنده‌ای از کل خانه می‌دهد. الکسا همپتون، رئیس مارک همپتون، شرکت طراحی داخلی نیویورک که توسط پدرش تأسیس شده است، گفت: "هر شغلی باید با یک نقشه طبقه شروع شود." "شما باید فضا را بشناسید."

یکی از گزینه ها این است که یک پلان طبقات را به روش قدیمی، با کاغذ، مداد و خط کش بکشید. با این حال، اکثر طراحان حرفه ای از نرم افزارهای طراحی مانند اتوکد استفاده می کنند. در بین این دو حالت افراطی، برنامه‌هایی قرار دارند که هدفشان ایجاد پلان‌های ساده برای صاحبان خانه است (حتی برخی اندازه‌گیری‌ها را با دوربین گوشی هوشمندتان به‌طور خودکار انجام می‌دهند، اما آن اعداد را دوباره بررسی کنید)، از جمله Magicplan، Floor Plan Creator و RoomScan Pro.

هنگامی که طرح کلی فضا را به دست آوردید، شروع به آزمایش با قرار دادن مبلمان کنید و مطمئن شوید که ردپای هر قطعه متناسب با اندازه طراحی باشد.

تصمیم بگیرید که چگونه می خواهید زندگی کنید

این بخش مشکل است و هیچ پاسخ درست یا غلطی وجود ندارد. اتاق ها می توانند سنتی یا مدرن، رسمی یا آرام و از نظر بصری گرم یا خنک باشند. خانم همپتون گفت: "در حد توان خود، باید سعی کنید تشخیص دهید که دوست دارید در یک فضای معین چگونه زندگی کنید." "چه کاری انجام خواهی داد؟ چند نفر اونجا زندگی می کنند؟ بچه ها هستن؟ آرزوهایت برای اینکه چگونه دوست داری زندگی کنی چیست؟"

به عنوان مثال، دکوراسیون خانه برای کسی که به طور منظم مهمانی های شام بزرگ را برگزار می کند، باید با خانه شخصی که هر شب در رستوران غذا می خورد متفاوت باشد. فردی که قصد دارد میزبان جمع آوری کمک های مالی باشکوه باشد، باید اتاق نشیمن متفاوتی نسبت به فردی که فقط رویای تصادف در مقابل تلویزیون را دارد، داشته باشد.

Pros را کپی کنید

به کتاب ها و مجلات طراحی و همچنین منابع آنلاین مانند هاب استدیو  Houzz، Pinterest و Instagram نگاه کنید تا سبک شخصی خود را تیز کنید. براد فورد، طراح داخلی در شهر نیویورک، گفت: "سبکی را که بیشتر به آن پاسخ می دهید، بیابید." و پرونده ای از تصاویر مورد علاقه خود را تهیه کنید.

آقای کلینبرگ توصیه کرد، هنگامی که تصاویری را که دوست دارید دارید، جزئیات را مطالعه کنید. او گفت: "ببینید که در کجا از الگو استفاده می شود در مقابل جاهایی که جامدات استفاده می شود، و در کجا می توان از رنگ با موفقیت استفاده کرد یا خیر." همچنین به همه چیز از نوع مبلمانی که ممکن است بخواهید گرفته تا استراتژی بالقوه پوشش پنجره کمک کند.

نوار آن را خارج کنید

برای برداشتن ایده‌ها در مورد پلان یک گام جلوتر، از نوار نقاش در فضای واقعی استفاده کنید تا جایی که مبلمان روی زمین و روی دیوار قرار می‌گیرند.

آن مکسول فاستر، مالک شرکت طراحی داخلی نیویورک Tilton Fenwick می گوید: «ما از نوار آبی روی زمین برای بیرون آوردن عناصر مختلف استفاده می کنیم. «قالیچه کجا خواهد بود؟ آیا نیاز به برش دارد؟ میز قهوه تا کجا بیرون می آید؟ حتی اگر ما همه چیز را تا یک شانزدهم اینچ در طرح مبلمان داریم، چیزی در مورد تجسم آن در فضا و توانایی راه رفتن در اطراف وجود دارد.

بودجه را توسعه دهید

هیچ راهی برای دور زدن ریاضی وجود ندارد: اگر روی یک صندلی غیرمنتظره گران قیمت بپرید، پول کمتری برای بقیه خانه خواهید داشت. آقای فورد گفت: "شما می خواهید مطمئن شوید که در مورد نحوه خرج کردن پول خود استراتژیک عمل می کنید." "یک بودجه به شما یک نقشه راه برای نحوه تقسیم هزینه ها بین اتاق ها می دهد." او خاطرنشان کرد، اگر میز ناهارخوری بی نظیری پیدا کردید، همچنان می توانید استثنا قائل شوید، اما برای پرداخت هزینه آن باید به این فکر کنید که کجا می توانید کم کنید.

مراحل را برنامه ریزی کنید

به پایان رساندن دیوارهای گچی، اصلاح کف چوبی سخت و رنگ آمیزی سقف ها همه کار نامرتب است. در صورت امکان، بهتر است قبل از جابجایی هر گونه مبلمان یا لوازم جانبی در فضا، این نوع کار دکوراسیون را تکمیل کنید.

اگر نمی توان از آن اجتناب کرد، مبلمان بزرگ را زیر پارچه های پلاستیکی و لوازم جانبی در جعبه ها با نوار چسب ببندید تا از آنها محافظت شود.

انتخاب نوع مناسب قالب برای عملیات برش قالب چرخشی نیاز به یک رویکرد جامع دارد. تولیدکنندگان و ماشین‌فروشی‌ها باید نه تنها مواد برش‌شده و مشخصات مورد نیاز، بلکه هزینه‌های اولیه و کلی سرمایه‌گذاری و زمان‌های بهینه تولید و چرخش را نیز در نظر بگیرند.

قالب‌های انعطاف‌پذیر تراشکاری عموماً برای مواد آسان‌تر و کم ساینده‌تر و کارکردهای کوتاه‌تر مناسب هستند، در حالی که قالب‌های جامد برای مواد سخت‌تر و ساینده‌تر و دوره‌های تولید طولانی‌مدت و بزرگ مناسب‌تر هستند. اگرچه سرمایه گذاری اولیه در فناوری قالب های انعطاف پذیر به دلیل گران بودن سیلندرهای مغناطیسی گران تر از قالب های جامد است، خرید مجدد قطعه قالب انعطاف پذیر ارزان قیمت می تواند در دراز مدت مقرون به صرفه تر باشد. از سوی دیگر، ساخت قالب‌های جامد ممکن است پرهزینه‌تر باشد، اما هنگام برش طرح‌های ثابت در مقادیر زیاد، هزینه قالب‌های جامد ممکن است توجیه شود زیرا احتمال کمتری دارد که قالب‌ها در اواسط تولید به جایگزینی نیاز داشته باشند. علاوه بر این، قالب های جامد مانند سیلندرهای مغناطیسی لازم برای قالب های انعطاف پذیر، به سرمایه گذاری زیادی در اجزای مکمل نیاز ندارند. قالب‌های انعطاف‌پذیر ممکن است ساده‌تر و سریع‌تر تهیه شوند، اما بیشتر در معرض خستگی هستند و نیاز به تعویض دارند. قالب های جامد ممکن است زمان طولانی تری داشته باشند، اما دوام بیشتری دارند و احتمالاً در چرخه های تولید بیشتر دوام می آورند.

اینها برخی از ملاحظاتی است که ممکن است هنگام تصمیم گیری بین قالب های چرخشی انعطاف پذیر یا جامد برای کاربرد برش قالب دوار در نظر گرفته شود.

برش دای چرخشی یک فرآیند ساخت همه کاره است که برای کاربردهای مختلف از برچسب ها و واشرهای قالب ساده گرفته تا قطعات پیچیده و چند لایه مناسب است. این می تواند بر روی طیف گسترده ای از مواد، از جمله فلز نازک، پلاستیک، کاغذ، فوم، پارچه، و ورقه ورقه استفاده شود و چندین قابلیت مختلف برش قالب مانند فلز به فلز، برش بوسه و سوراخ کردن را ارائه می دهد.

قالب برش فلز به فلز: برای مواد آستردار یا چند لایه، نوعی قالب است که در آن قالب طرح را در کل مواد، از جمله، اما نه محدود به، روی، چسب و لایه مواد پشتیبان، برش می دهد. طراحی به طور کامل از وب جدا شده است.

برش بوسه: برای مواد آستردار، نوعی برش قالب است که در آن قالب طرح را از طریق لایه‌های صورت و مواد چسبنده، اما نه لایه مواد پشتی، را برش می‌دهد. طرح به طور کامل از وب جدا نشده است، اما به راحتی می توان آن را از لایه پشتی دست نخورده حذف کرد.

سوراخ کردن: نوعی از برش قالب که در آن طرح دای کات توسط یک سری سوراخ های پانچ شده بر روی مواد وب ثابت می شود. طرح به طور کامل از وب جدا نشده است، اما می توان به راحتی از مواد در امتداد خطوط سوراخ شده جدا شد.

پرس های برش دای دوار همچنین می توانند چندین ایستگاه برش و قالب را به کار گیرند. این پیکربندی اجازه می دهد تا چندین عملیات مختلف در راستای عملیات برش قالب اولیه مانند برش، امتیازدهی و لمینیت انجام شود. این رویکرد نیاز به مشارکت اپراتور را کاهش می دهد و زمان هدایت و چرخش را کوتاه می کند.

مزایای استفاده از قالب های چرخشی

در مقایسه با سایر انواع برش قالب، برش دای دوار چندین مزیت را ارائه می دهد. این شامل:

برش های دقیق و یکنواخت

کاهش ضایعات مواد

کاهش زمان تحویل

زمان چرخش سریع

تولید با حجم بالا

پرس های دای برش روتاری قادرند طیف وسیعی از طرح ها را با دقت و دقت بالایی برش دهند. از آنجایی که طرح از قبل در قالب حک شده است، بر روی یک پرس چرخشی که به خوبی تنظیم شده است، قطعات به راحتی و به طور مکرر تولید می شوند. دقت فعال‌شده توسط این فرآیند همچنین به کاهش ضایعات مواد کمک می‌کند، زیرا طرح‌های برش قالب را می‌توان با فاصله محکم‌تری در کنار هم قرار داد.

قالب های چرخشی قابل تعویض به راحتی در پرس های دوار تعویض می شوند که باعث کاهش زمان خرابی بین تولید طرح ها و فرآیندهای مختلف می شود. دوام قالب ها همچنین نیاز به جایگزینی را در طول دوره های تولید کاهش می دهد و زمان تولید را کوتاه تر می کند. علاوه بر این، قالب‌ها می‌توانند طرح‌های پیچیده و مواد چند لایه را مدیریت کنند، و در قالب‌های جامد، می‌توانند چندین ارتفاع و زاویه تیغه (یعنی قابلیت‌های مختلف برش) روی یک ابزار داشته باشند.

در مقایسه با قالب برش تخت، که از روش پرس و استمپ استارت-استاپ استفاده می‌کند، و برش لیزری، که نیاز به تنظیم ثابت سرعت و عمق برش در سراسر طراحی دارد، برش دای چرخشی کارآمدتر است و  نیکا پیکی خروجی‌های تولید سریع‌تر و بزرگ‌تر را ممکن می‌سازد. این مزایا به دلیل فشار ثابت و مداوم، تغذیه وب و چرخش سیلندر است. پرس های چرخشی همچنین می توانند چندین عملیات ساخت را در یک چرخه انجام دهند که بیشتر به زمان چرخش سریع کمک می کند.

برش قالب یک فرآیند ساخت است که دستگاه فرز برای تبدیل مواد با برش، شکل دادن و برش دادن آن به اشکال و طرح های سفارشی استفاده می شود. به دلیل تطبیق پذیری و قابلیت سفارشی سازی، این فرآیند برای طیف وسیعی از مواد و در انواع کاربردهای تولیدی، از برچسب ها گرفته تا واشرها و سپرهای حرارتی مناسب است.

امروزه انواع مختلفی از فرآیندهای برش قالب استفاده می شود، از جمله قالب های تخت، لیزر و قالب های چرخشی. به طور کلی، نام این فرآیند ویژگی‌های آن را نشان می‌دهد: برش قالب تخت از قالب و پرس تخت استفاده می‌کند، لیزر شامل استفاده از دستگاه برش لیزری با سرعت بالا است، و روتاری از قالب‌های چرخشی استوانه‌ای و پرس چرخشی استفاده می‌کند. الزامات و مشخصات خواسته شده توسط یک برنامه برش قالب خاص - به عنوان مثال، مواد، اندازه، تحمل ها، هزینه ها، زمان چرخش و غیره - به تعیین مناسب ترین نوع فرآیند برش قالب برای استفاده برای آن کمک می کند.

در حالی که هر نوع مزایا و معایب خود را در تولید دارد، این مقاله بر روی فرآیند برش دای دوار تمرکز دارد، اصول اولیه فرآیند و اجزاء و مکانیک دستگاه برش دای دوار را تشریح می‌کند. علاوه بر این، این مقاله به بررسی قابلیت‌های مختلف برش قالب چرخشی و مزایا و محدودیت‌های این فرآیند می‌پردازد.

پرس و فرآیند دای کاتر چرخشی

برای اینکه فرآیند برش دای چرخشی بدون مشکل و با ظرفیت بهینه اجرا شود، عوامل مختلفی باید در نظر گرفته شود، مانند پیکربندی و تنظیمات دستگاه برش دوار، ماده برش و خواص آن و همچنین نوع قالب برش دوار مورد استفاده. .

مروری بر اجزای مطبوعات و مکانیک در سیستم برشکاری

برش دای چرخشی نوعی از قالب است که از قالب های استوانه ای طراحی شده سفارشی استفاده می کند که برای تبدیل مواد به پرس دوار چسبانده می شود. تار - یعنی مواد منعطف، عموماً به صورت رول یا ورق انفرادی - وارد ایستگاه برش قالب پرس می شود که شامل یک استوانه قالب برش و یک استوانه سندان سخت شده است که در جهت مخالف در امتداد محورهای افقی خود می چرخند. قالب برش چرخشی قابل تعویض، که می تواند یک قالب انعطاف پذیر یا جامد باشد، به عنوان ماشین ابزاری عمل می کند که عملیات برش واقعی را اجرا می کند، در حالی که استوانه سندان به عنوان سطحی عمل می کند که قالب برش آن را روی آن انجام می دهد. همانطور که تار از طریق ایستگاه بین استوانه قالب چرخان و استوانه سندان تغذیه می شود، لبه قالب برش تار را در برابر استوانه سندان فشرده می کند تا زمانی که لبه از مواد عبور کند. این عمل باعث ایجاد برش، شکاف یا سوراخ های مورد نظر می شود. پس از آن، وب یا بر روی یک دوک پیچیده می شود یا به قسمت های مجزا جدا می شود.

در دستگاه‌های برش دای دوار، سیلندرها و شبکه با سرعت یکسانی اجرا می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که برش‌های قالب به درستی تراز شده‌اند و در تمام طول مواد یکنواخت و یکنواخت هستند. به طور معمول یک سری چرخ دنده، قالب را با تغذیه پرس به موقع می چرخاند، اما ماشین ها همچنین می توانند از موتورهای سروو و کنترل ها برای دستیابی به دقت و سازگاری بیشتر استفاده کنند.

ملاحظات مواد دستگاه برش دوار

برش دای روتاری برای انواع مواد از جمله فلز نازک، پلاستیک، کاغذ، فوم، پارچه و لمینت ها مناسب است. نوع ماده وب تبدیل شده و خواص آن تا حد زیادی تعیین کننده پیکربندی و تنظیمات بهینه پرس و ایستگاه برش قالب چرخشی و همچنین طراحی قالب دوار است.

در برش دای چرخشی، فاصله (یعنی شکاف بین سیلندر قالب برش و سیلندر سندان) در فشار معمولی (یعنی فشار اولیه) به فشار برشی کمک می کند که در حین عبور از ایستگاه برش بر روی تار اعمال می شود. فاصله برای یک ماده خاص بر اساس ضخامت و تراکم پذیری آن تنظیم می شود. اگر فاصله خیلی کوچک باشد، ممکن است باعث اعمال فشار بیش از حد برش، برش‌های قالب سنگین‌تر، و تسریع خستگی برای اجزای دستگاه شود. و اگر فاصله بیش از حد بزرگ باشد، قالب برش ممکن است فشار کافی برای برش مناسب تار را وارد نکند.

خواص این ماده همچنین بر طراحی قالب برش دوار مانند هندسه لبه برش و زاویه اریب آن تأثیر می گذارد. ضخامت و تراکم پذیری آن به تعیین ارتفاع و زاویه تیغه برش ضروری کمک می کند. به عنوان مثال، هنگام برش مواد سخت‌تر و ضخیم‌تر، ارتفاع تیغه مورد نیاز بسیار بیشتر و زاویه آن تندتر است، در حالی که مواد نازک‌تر به ارتفاع و زاویه بسیار کم‌تری نیاز دارند. مواد چندلایه همچنین ممکن است چندین ارتفاع و زوایای مختلف را روی یک قالب ایجاد کنند و مواد پیچیده یا دشوار ممکن است نیاز به عملیات سطحی یا کاربردهای پوشش خاصی داشته باشند.

همان خواص مواد به تعیین نوع قالب دوار (به عنوان مثال انعطاف پذیر یا جامد) که برای یک کاربرد تراشکاری مناسب تر است کمک می کند. مواد نازک‌تر مانند کاغذ یا فیلم را می‌توان با قالب‌های انعطاف‌پذیر یا جامد برش داد، در حالی که مواد ضخیم‌تر، سخت‌تر و ساینده‌تر معمولاً فقط با قالب‌های چرخشی جامد تبدیل می‌شوند.

یادگیری فعال را می توان به عنوان "هر روش آموزشی که دانش آموزان را در فرآیند یادگیری درگیر می کند" تعریف کرد (پرینس 2004). یادگیرندگان فعال برای کسب دانش جدید از آزمایش سود می برند. با این حال، مواد آموزشی، که اغلب به عنوان ارائه ایستا دانش درک می شوند، فاقد پشتیبانی برای یادگیرندگان فعال هستند (Kirsch et al. 2014). یادگیری فعال ریشه در ساخت‌گرایی دارد، مکتبی فکری که فرض می‌کند یادگیرندگان می‌توانند دانش را از تجربیات بسازند. در حالی که رویکردهای سازنده‌گرایانه هدایت‌نشده وجود دارد، داربست مداخله مربی در نظر گرفته می‌شود تا یادگیرنده را قادر سازد تا مشکلی را فراتر از تلاش‌های بدون کمک خود حل کند (وود و همکاران 1976). نشان داده شده است که داربست نسبت به یادگیری اکتشافی بدون کمک برتری دارد، به ویژه برای یادگیرندگان بدون دانش قبلی در زمینه یا موضوع (Freund 1990; Klahr and Nigam 2004; Alfieri et al. 2011).

ابزارهای PIM کنونی نمی توانند به اندازه کافی به مسائلی مانند مشکل فرادسترسی رسیدگی کنند (Beaudoin 2013)، و در واقع اگر در سطح متا اسناد ارائه شوند، به جای اطلاعات کمتر، از اطلاعات بیشتر بهره مند می شوند (فرهومند و دروری 2002). اشیاء یادگیری روشی متداول برای سازماندهی منابع یادگیری هستند که معمولاً شامل موارد محتوا، آیتم های تمرینی و آیتم های ارزیابی برای یک هدف یادگیری خاص می شود (سیسکو سیستمز 1999). استانداردها و طرحواره های مختلفی برای فراداده های شیء یادگیری وجود دارد، مانند SCORM یا IEEE LOM، که منجر به یک چشم انداز تکه تکه می شود (Dietze et al. 2012). مخازن اشیاء یادگیری (LOR)، یعنی کتابخانه های مبتنی بر وب که اشیاء یادگیری را ارائه می دهند، اغلب برای اهداف سازماندهی و بازیابی به ابرداده اشیاء یادگیری متکی هستند. با این حال، نگرانی هایی در مورد کامل بودن چنین ابرداده ها و همچنین ظرفیت طرحواره های فراداده فعلی برای توصیه موثر LO ها وجود داشته است (Estivill-Castro et al. 2016; Palavitsinis et al. 2014; Krieger 2015). با توجه به آمار به دست آمده توسط پلت فرم Moodle مورد استفاده در موسسه ما، بسته های SCORM استفاده نمی شود. به طور مشابه، منابع آموزشی باز (OER) به دلیل استفاده از طرح‌های دانش واگرا برای برچسب‌گذاری آن‌ها، خطر کم‌استفاده ماندن را دارد که کشف و قابلیت همکاری آنها را مختل می‌کند (Chicaiza و همکاران 2014؛ Navarrete و Luján-Mora 2015). سیستم‌های فرارسانه‌ای آموزشی تطبیقی ​​(AEHS)، در حالی که در توصیه‌های تطبیقی ​​و ارائه منابع عالی هستند، اغلب فاقد ابزارهای تألیف مناسب هستند (Sosnovsky and Brusilovsky 2015) یا معلمان را ملزم می‌کنند که دانش فنی قابل توجهی داشته باشند (واتسون و همکاران 2010). قابلیت همکاری محدود آنها با سیستم‌های دیگر، مانند سیستم‌های مدیریت یادگیری (LMS)، همچنین پذیرش آنها توسط پزشکان را با مشکل مواجه کرده است (Somyürek 2015).

ابزارهای PIM کنونی نمی توانند به اندازه کافی به مسائلی مانند مشکل فرادسترسی رسیدگی کنند (Beaudoin 2013)، و در واقع اگر در سطح متا اسناد ارائه شوند، به جای اطلاعات کمتر، از اطلاعات بیشتر بهره مند می شوند (فرهومند و دروری 2002). اشیاء یادگیری روشی متداول برای سازماندهی منابع یادگیری هستند که معمولاً شامل موارد محتوا، آیتم های تمرینی و آیتم های ارزیابی برای یک هدف یادگیری خاص می شود (سیسکو سیستمز 1999). استانداردها و طرحواره های مختلفی برای فراداده های شیء یادگیری وجود دارد، مانند SCORM یا IEEE LOM، که منجر به یک چشم انداز تکه تکه می شود (Dietze et al. 2012). مخازن اشیاء یادگیری (LOR)، یعنی کتابخانه های مبتنی بر وب که اشیاء یادگیری را ارائه می دهند، اغلب برای اهداف سازماندهی و بازیابی به ابرداده اشیاء یادگیری متکی هستند. با این حال، نگرانی هایی در مورد کامل بودن چنین ابرداده ها و همچنین ظرفیت طرحواره های فراداده فعلی برای توصیه موثر LO ها وجود داشته است (Estivill-Castro et al. 2016; Palavitsinis et al. 2014; Krieger 2015). با توجه به آمار به دست آمده توسط پلت فرم Moodle مورد استفاده در موسسه ما، بسته های SCORM استفاده نمی شود. به طور مشابه، منابع آموزشی باز (OER) به دلیل استفاده از طرح‌های دانش واگرا برای برچسب‌گذاری آن‌ها، خطر کم‌استفاده ماندن را دارد که کشف و قابلیت همکاری آنها را مختل می‌کند (Chicaiza و همکاران 2014؛ Navarrete و Luján-Mora 2015). سیستم‌های فرارسانه‌ای آموزشی تطبیقی ​​(AEHS)، در حالی که در توصیه‌های تطبیقی ​​و ارائه منابع عالی هستند، اغلب فاقد ابزارهای تألیف مناسب هستند (Sosnovsky and Brusilovsky 2015) یا معلمان را ملزم می‌کنند که دانش فنی قابل توجهی داشته باشند (واتسون و همکاران 2010). قابلیت همکاری محدود آنها با سیستم‌های دیگر، مانند سیستم‌های مدیریت یادگیری (LMS)، همچنین پذیرش آنها توسط داربست آلفا پزشکان را با مشکل مواجه کرده است (Somyürek 2015).

در میان مصرف کنندگان مطالب آموزشی می توان به پلاگینی برای Eclipse IDE، برنامه تلفن همراه Yactul، یک برنامه طراحی پیشرفته و SoLeMiO، یک افزونه برای مجموعه Office 365 اشاره کرد. هر دو Eclipse و Yactul را می توان به عنوان ابزار یادگیری فعال در نظر گرفت. همانطور که در بخش های بعدی توضیح داده خواهد شد، SoLeMiO و Yactul نیز به عنوان تولید کننده مواد آموزشی استفاده می شوند. در نهایت، به عنوان کانال های توزیع، ما مخزن ALMA را ایجاد کردیم که در آن منابع توسط ابزارهای تولیدکننده منتشر شده و توسط ابزار مصرف کننده بازیابی می شوند. علاوه بر این، Moodle LMS برای استفاده از حاشیه نویسی های معنایی در منابع آپلود شده برای ویژگی برچسب گذاری داخلی خود گسترش یافته است. البته، اکوسیستم برای ابزارهای تولید کننده و مصرف کننده بیشتر و همچنین کانال های توزیع قابل گسترش است.

مبانی معنایی

برای مورد اصلی ما، یعنی نصب داربست در کرج علوم کامپیوتر، ما از هستی شناسی ALMA، یک هستی شناسی مدولار قابل توسعه و سبک برای آموزش برنامه نویسی استفاده می کنیم (Grévisse et al. 2017a). با استفاده از معماری مبتنی بر SKOS، شامل ماژول هایی است که مفاهیمی از زبان های برنامه نویسی جاوا و C و همچنین سیستم عامل ها را شامل می شود. هر ماژول یک نمایش دانش ریز از حوزه مربوطه خود را درک می کند. با تراز کردن مفاهیم از ماژول های مختلف، مطالب یادگیری از موضوعات مختلف را می توان به هم مرتبط کرد. هستی شناسی با توجه به زبان های برنامه نویسی بیشتر قابل توسعه است. استفاده از هستی شناسی سبک وزن برای اهداف حاشیه نویسی کافی در نظر گرفته می شود (Andrews et al. 2012). جدای از این هستی شناسی خاص دامنه، ما از DBpedia عمومی دامنه، یک پایگاه دانش مرکزی در ابر داده های باز پیوندی نیز استفاده می کنیم. این به ویژه در برنامه اسکچ‌نگاری و همچنین در SoLeMiO استفاده می‌شود، جایی که ابزارهای حاشیه‌نویس معنایی، مانند DBpedia Spotlight (Mendes et al. 2011) یا TAGME (Ferragina and Scaiella 2010)، برای اهداف حاشیه‌نویسی نیمه خودکار استفاده می‌شوند. خود هستی شناسی ALMA نیز با DBpedia هماهنگ است تا قابلیت همکاری در خارج از اکوسیستم را اعطا کند.

از دیدگاه معلمان، تالیف مطالب آموزشی با کیفیت بالا نیز یک کار وقت گیر است. بنابراین احاره داربست در کردان ، قابلیت استفاده مجدد از منابع در زمینه های مختلف باید فعال شود (Chukwunonso and Ikani 2015). به عنوان مثال، یک سند در مورد inode از یک دوره ترم اول در مورد سیستم عامل ها باید به راحتی در زمینه یک کار در یک دوره برنامه نویسی پیشرفته قابل بازیابی باشد. استفاده از فناوری‌های وب معنایی، مانند هستی‌شناسی‌ها، در ابرداده منابع یادگیری ممکن است قابلیت همکاری، کشف، قابلیت استفاده مجدد، پیوندهای متقابل و ادغام آن‌ها را در زمینه‌های مختلف تقویت کند. با این حال، نویسندگان مطالب آموزشی، مانند معلمان یا طراحان آموزشی، نه باید به دانش فنی قابل توجهی نیاز داشته باشند و نه افزایش قابل توجهی در زمان تألیف خود به منظور ارتقای معنایی اسناد خود مشاهده کنند. همچنین، آنها باید بتوانند این کار را در ابزارهای تالیف معمولی خود انجام دهند.

در این مقاله، ما اکوسیستم ALMA-Yactul، یک رویکرد جامع برای ادغام دانش‌آموز محور مطالب آموزشی را ارائه می‌کنیم. با تکیه بر حاشیه نویسی های معنایی، مطالب یادگیری از یک مجموعه ناهمگون و قابل گسترش پویا می تواند از منابع مختلف در زمینه های مختلف، به روشی ریزدانه و متقابل به هم مرتبط و ادغام شود. به‌طور دقیق‌تر، فراگیران می‌توانند منابع مربوطه را برای کار یادگیری فعلی خود مشخص کنند. در مقابل یک محیط مواد محور، دانش آموزان نیازی به یادآوری اینکه کدام منابع یک مفهوم را پوشش می دهند، ندارند. درعوض، با ادغام مطالب آموزشی در محیط تکلیف آموزشی خود، از داربست ویژه پشتیبانی می‌کنند و در نتیجه شکاف فیزیکی بین کاربرد یک مفهوم و توضیح آن را می‌بندند. برای حوزه برنامه‌نویسی رایانه، افزونه‌ای توسعه داده شد که در Eclipse، یک محیط توسعه یکپارچه محبوب (IDE) مطالب آموزشی را در اختیار دانش‌آموز قرار می‌دهد. علاوه بر این، یک برنامه طراحی نقشه‌برداری مبتنی بر تبلت پیشرفته ایجاد شده است تا به دانش‌آموزان کمک کند تا اطلاعات مربوط به یادداشت‌های خود را بدون پرس و جوی صریح بازیابی کنند. علاوه بر این، ما نشان می‌دهیم که چگونه Yactul، یک چارچوب پاسخ دانش‌آموز بازی‌سازی شده که یک تجربه یادگیری فعال مستمر را امکان‌پذیر می‌سازد، عملکرد یادگیرنده را بر اساس هر مفهوم ردیابی می‌کند و فعالیت‌ها را به منابع یادگیری منطبق مرتبط می‌کند.

علاوه بر این، به معلمان در ابزارهای محبوب نویسندگی از حاشیه نویسی پشتیبانی می شود. یک فرآیند تشخیص مفهوم نیمه خودکار اجازه می دهد تا تأثیر حاشیه نویسی را پایین نگه دارد، در حالی که امکان استفاده مجدد از منابع تألیفی آنها را در زمینه های مختلف ذکر شده در بالا فراهم می کند. در حالی که مورد استفاده اصلی ما علم کامپیوتر بوده است، نشان داده خواهد شد که این رویکرد می تواند در حوزه های دیگر نیز اعمال شود. آزمایشی با دانش‌آموزان دبیرستانی بدون دانش قبلی در زمینه برنامه‌نویسی رایانه نتایج امیدوارکننده‌ای در مورد قابلیت استفاده و اثربخشی رویکرد ما به همراه داشت. در نهایت، اکوسیستم در برابر یک مدل ادغام فناوری پیشرفته ارزیابی می شود.

اطلاعات می تواند از کانال های مختلف (فرهومند و دروری 2002) و در طبیعت ناهمگن باشد. حوزه مدیریت اطلاعات شخصی (PIM) با هدف کاهش این پراکندگی به گونه‌ای است که افراد بتوانند اطلاعات مربوط به زمینه فعلی خود را بازیابی کنند و بنابراین به آنها اجازه می‌دهد تا بر روی کار در دست تمرکز کنند (جونز 2007). چندین مسئله وجود دارد که باید با آن برخورد کرد. اول، در یک موضوع خاص، فراگیران به طور بالقوه می توانند مجموعه وسیعی از منابع را داشته باشند، هم به صورت محلی ذخیره شده و هم در اینترنت در دسترس هستند. اگر زمان مورد نیاز برای پردازش اطلاعات از ظرفیت زمانی فرد بیشتر شود، این می تواند منجر به اضافه بار اطلاعات شود (Schick et al. 1990). علاوه بر این، در صورت عدم وجود پیوند صریح بین یک کار و اسناد مرتبط از طریق داربست آلفا ، به عنوان مثال، ارجاعات متقابل یا لینک‌ها، آنها باید پیوندهای ضمنی را به خاطر بسپارند، که به سختی برای مجموعه بزرگی از منابع امکان‌پذیر است. Beaudoin (2013) این پدیده را مشکل فرادسترسی می نامد، که "مردم را از سرمایه گذاری کامل بر منابع دانش باز می دارد".

بر اساس نظریه بار شناختی (CLT)، بار شناختی را می توان به CL ذاتی (ذاتی یک موضوع)، CL خارجی (ناشی از طراحی آموزشی) و CL اصلی (که برای ساخت طرحواره ها در حافظه بلند مدت لازم است) تقسیم کرد. Sweller و همکاران 1998). اگر یادگیرنده مجبور باشد برای جستجوی اطلاعات مرتبط، دائماً زمینه یک کار را ترک کند، به اصطلاح اثر تقسیم توجه می تواند ایجاد شود (چندلر و سولر 1992) که منجر به افزایش بار شناختی خارجی می شود (Schmeck et al. 2015). ). به طور گسترده پذیرفته شده است که حافظه کاری ما محدود است. از این رو، افزایش بار شناختی خارجی بر فرآیند یادگیری تأثیر می گذارد، اجاره داربست در کرج زیرا بار شناختی اصلی کاهش می یابد تا از اضافه بار شناختی جلوگیری شود. این امر به ویژه اگر موضوع پیچیده باشد و بار شناختی ذاتی بالایی ایجاد کند بسیار مهم است. در حالی که حافظه بلند مدت نامحدود در نظر گرفته می شود (سولر و همکاران 1998)، حفظ اطلاعات باید تقویت شود، به عنوان مثال، از طریق تکرار فاصله دار. بر اساس کار ابینگهاوس (1885)، یادآوری فعال اطلاعات در فواصل زمانی مشخص، حفظ آن را تقویت می کند. کاربردهای معروف تکرار فاصله دار، سیستم لایتنر (لایتنر 1972) شناخته شده از یادگیری مبتنی بر فلش کارت، و همچنین خانواده الگوریتم های SuperMemo است (وزنیاک و گورزلانچیک 1994).

بلبرینگ‌ها یاتاقان‌های غلتشی هستند که از کره‌های غلتشی استفاده می‌کنند که بین مسیرهای داخلی و خارجی نگه داشته می‌شوند تا بارهای شعاعی و محوری را که بر روی محورهای دوار و رفت و برگشتی اعمال می‌کنند، تحمل کنند. آن‌ها را می‌توان به‌عنوان انواع کنراد و انواع با حداکثر ظرفیت دسته‌بندی کرد و بین یاتاقان‌هایی که بارهای شعاعی را پشتیبانی می‌کنند، یاتاقان‌هایی که بارهای محوری را پشتیبانی می‌کنند و یاتاقان‌هایی که بارهای شعاعی و محوری ترکیبی را پشتیبانی می‌کنند تقسیم می‌شوند. این مقاله در مورد اشکال متمایز بلبرینگ ها بحث می کند و به طور خلاصه برخی از کاربردهای کلی را برجسته می کند. برای اطلاعات در مورد سایر انواع بلبرینگ، لطفاً راهنمای خریداران بلبرینگ ما را ببینید.

ساخت و ساز

توپ ها معمولاً از فولاد کروم سخت شده ساخته می شوند اما گاهی اوقات از مواد دیگری مانند پلاستیک، سرامیک و غیره استفاده می شود. رینگ ها معمولاً از فولاد زمینی و سخت شده برای یاتاقان های باکیفیت با فولاد غیرزمینه و سخت شده هستند که در کاربردهای کم سختی استفاده می شود. یاتاقان های نوع شیار عمیق یا کنراد با قرار دادن حلقه داخلی در یک طرف با توپ پر می شوند. هنگامی که توپ ها در یاتاقان قرار گرفتند، حلقه داخلی در مرکز قرار می گیرد و حامل یا قفس در جای خود پرچ می شود و توپ ها را به طور مساوی از هم جدا می کند.ایمن رول عرضه کننده انواع بلبرینگ  ورولبرینگ یاتاقان های حداکثر ظرفیت به یک بریدگی پرکننده تکیه می کنند که از طریق آن توپ ها با ظرفیت کامل یاتاقان نصب می شوند. سپس بریدگی وصل می‌شود و ممکن است یک حامل (کامل مکمل) نصب شود یا نباشد. یاتاقان‌های حداکثر ظرفیت، ظرفیت رانش و تحمل ناهماهنگی را قربانی افزایش ظرفیت بار شعاعی نسبت به انواع شیار عمیق، از ۲۰ تا ۴۰ درصد بیشتر می‌کنند. قفس ها یا نگهدارنده ها را می توان در فولاد و سایر مواد غیر فلزی ساخت.

بلبرینگ ها با چندین روش حفاظتی ارائه می شوند و به صورت طرح های باز نیز موجود می باشند. سپرها معمولاً فلزی هستند و فاصله کمی بین لبه سپر و قسمت داخلی باقی می‌ماند. مهر و موم ها معمولاً از مواد انعطاف پذیر ساخته می شوند که یک لبه نازک را نشان می دهد که با نژاد چرخان تماس می گیرد. آب بندی ها اصطکاک را به یاتاقان اضافه می کنند اما به طور کلی آلودگی ها را بهتر حذف می کنند و گریس را بهتر حفظ می کنند. ممکن است یک شیار حلقه گیر برای مسابقه بیرونی سفارش داده شود تا یک سطح مکان برای نصب فراهم کند.

در حالی که یاتاقان‌های شعاعی استاندارد می‌توانند مقادیر کمی از رانش محوری را تحمل کنند، یاتاقان‌های تماس زاویه‌ای از شانه‌های بالاتر روی شیارهای نژادهای داخلی خود برای افزایش ظرفیت رانش استفاده می‌کنند. ملاحظات مونتاژ، شانه زدن را به یک طرف مسابقه محدود می کند، بنابراین یک یاتاقان تماسی زاویه ای می تواند مقاومت رانش را تنها در یک جهت افزایش دهد. آنها را می توان پشت سر هم برای موقعیت هایی که بار رانش در هر دو جهت انتظار می رود استفاده کرد. بلبرینگ های دو ردیفه نیز برای این منظور ساخته شده اند، اما از طریق شکاف ها پر می شوند، بنابراین باید در هنگام نصب به درستی جهت گیری شوند. واحدهای رانش بلبرینگ نیز موجود است.

هر دو بار محور استاتیک و دینامیک تمایل به انحراف شفت و در نتیجه تراز شفت نسبت به یاتاقان دارند. بلبرینگ های خود تراز، تحمل ناهماهنگی را افزایش می دهند. دو سبک خود همسویی - خارجی و داخلی - استفاده می شود. در طراحی خارجی، حلقه بیرونی شعاعی است و در یک پوسته کروی مشابه سوار می شود. در طراحی داخلی، توپ ها بین دو شیار در مسابقه داخلی جدا شده و در امتداد مسابقه بیرونی بر روی یک سطح منفرد و شعاعی حرکت می کنند. طرح های خود تراز خارجی به فضای شعاعی بیشتری نیاز دارند. طرح های داخلی، اتاق بیشتر به صورت محوری.

برخی از دستگاه‌های ذکر شده در بالا در ماشین‌های همه دسته‌ها یافت می‌شوند که به روش‌های متعددی برای انجام انواع وظایف فیزیکی مونتاژ شده‌اند. عملکرد بیشتر این وسایل مکانیکی اساسی انتقال و تغییر نیرو و حرکت است. سایر دستگاه ها مانند فنرها، فلایویل ها، شفت ها و بست ها عملکردهای تکمیلی را انجام می دهند.خرید انواع بلبرینگ از ایمن رول

ماشین ممکن است بیشتر به عنوان دستگاهی متشکل از دو یا چند قسمت مقاوم و نسبتاً محدود تعریف شود که ممکن است برای انتقال و تغییر نیرو و حرکت به منظور انجام کار مفید باشد. الزام به مقاوم بودن قطعات یک ماشین به این معنی است که آنها می توانند بارهای تحمیلی را بدون خرابی یا از دست دادن عملکرد حمل کنند. اگرچه اکثر قطعات ماشین بدنه‌های فلزی جامد با نسبت‌های مناسب هستند، اما از مواد غیرفلزی، فنرها، اندام‌های فشار سیال و اندام‌های کششی مانند تسمه نیز استفاده می‌شود.

حرکت محدود

متمایزترین ویژگی یک ماشین این است که قطعات به هم پیوسته و هدایت می شوند به گونه ای که حرکات آنها نسبت به یکدیگر محدود می شود. برای مثال، نسبت به بلوک، پیستون یک موتور رفت و برگشتی توسط سیلندر برای حرکت در مسیر مستقیم محدود می شود. نقاط روی میل لنگ توسط یاتاقان های اصلی برای حرکت در مسیرهای دایره ای محدود می شوند. هیچ شکل دیگری از حرکت نسبی امکان پذیر نیست.

در برخی از ماشین ها، قطعات فقط تا حدی محدود هستند. اگر قطعات توسط فنرها یا اعضای اصطکاکی به هم متصل شوند، مسیرهای قطعات نسبت به یکدیگر ممکن است ثابت باشد، اما حرکت قطعات ممکن است تحت تأثیر سفتی فنرها، اصطکاک و جرم قطعات قرار گیرد.

اگر تمام قطعات یک ماشین اعضای نسبتاً صلبی باشند که انحرافات آنها تحت بار ناچیز باشد، ممکن است محدودیت کامل در نظر گرفته شود و حرکات نسبی قطعات را بدون در نظر گرفتن نیروهایی که آنها را ایجاد می‌کنند بررسی کنند. به عنوان مثال، برای سرعت چرخشی مشخص میل لنگ یک موتور رفت و برگشتی، می توان سرعت متناظر نقاط روی شاتون و پیستون را محاسبه کرد. تعیین جابجایی ها، سرعت ها و شتاب های قطعات یک ماشین برای یک حرکت ورودی تعیین شده موضوع سینماتیک ماشین ها است. چنین محاسباتی را می توان بدون در نظر گرفتن نیروهای درگیر انجام داد، زیرا حرکات محدود هستند.

مکانیزم یک ماشین

طبق تعریف، نیروها و حرکات هر دو در یک ماشین منتقل و اصلاح می شوند. روشی که در آن قطعات یک ماشین به هم متصل می شوند و هدایت می شوند تا حرکت خروجی مورد نیاز از یک حرکت ورودی مشخص ایجاد شود، به عنوان مکانیزم ماشین شناخته می شود. پیستون، شاتون و میل لنگ در یک موتور رفت و برگشتی مکانیزمی را برای تغییر حرکت مستقیم پیستون بلبرینگ  به حرکت چرخشی میل لنگ تشکیل می دهند.

اگرچه هم نیروها و هم حرکت ها در عملکرد ماشین ها دخیل هستند، وظیفه اصلی یک ماشین ممکن است تقویت نیرو یا اصلاح حرکت باشد. یک اهرم اساسا یک افزایش دهنده نیرو است، در حالی که گیربکس اغلب به عنوان کاهش دهنده سرعت استفاده می شود. با این حال، حرکات و نیروها در یک ماشین غیرقابل تفکیک هستند و همیشه در یک نسبت معکوس هستند. نیروی خروجی روی یک اهرم بیشتر از نیروی ورودی است، اما حرکت خروجی کمتر از حرکت ورودی است. به طور مشابه، سرعت خروجی یک کاهنده دنده کمتر از سرعت ورودی است، اما گشتاور خروجی بیشتر از گشتاور ورودی است. در حالت اول افزایش نیرو با کاهش در حرکت همراه است، در حالی که در حالت دوم کاهش در حرکت با افزایش گشتاور همراه است.

اگرچه عملکرد اصلی برخی از ماشین ها قابل شناسایی است، اما طبقه بندی همه ماشین ها به عنوان اصلاح کننده نیرو یا حرکت دشوار است. برخی از ماشین ها به هر دو دسته تعلق دارند. با این حال، همه ماشین‌ها باید یک عملکرد تغییر حرکت را انجام دهند، زیرا اگر قطعات یک دستگاه مکانیکی حرکت نکنند، یک ساختار است، نه یک ماشین.

در حالی که همه ماشین‌ها مکانیزمی دارند و در نتیجه عملکرد اصلاح حرکت را انجام می‌دهند، برخی از ماشین‌ها هدف برنامه‌ریزی شده برای اصلاح نیرو ندارند. نیروهای موجود در اثر اصطکاک و اینرسی توده های متحرک ایجاد می شوند و به عنوان یک تلاش خروجی مفید ظاهر نمی شوند. این گروه شامل ابزار اندازه گیری و ساعت می شود.

در علم مکانیک «کار» کاری است بلبرینگ که نیروها هنگام حرکت در جهتی که در آن عمل می کنند انجام می دهند و برابر است با حاصل ضرب نیروی متوسط ​​و مسافت طی شده. اگر انسان وزنه ای را در امتداد مسیر افقی حمل کند، طبق این تعریف کاری انجام نمی دهد، زیرا نیرو و حرکت با یکدیگر زوایای قائمه دارند. یعنی نیرو عمودی و حرکت افقی است. اگر وزنه را از یک پله یا یک نردبان بالا ببرد، کارش را انجام می دهد، زیرا در همان جهتی حرکت می کند که در آن نیرو اعمال می کند. از نظر ریاضی، اگر F مساوی نیرو (بر حسب نیوتن) و S برابر مسافت (بر حسب فوت یا متر) باشد، کار برابر است با نیروی اعمالی F ضرب در فاصله ای که این نیرو S را حرکت می دهد، یا WORK = F × S.

هنگامی که یک نیرو باعث می شود جسمی حول یک محور ثابت بچرخد، کار انجام شده از ضرب گشتاور (T) در زاویه چرخش به دست می آید.

اگر سطح کنترل برای یک دانش آموز بسیار پایین باشد (یعنی پشتیبانی غیر مشروط است زیرا کمک بسیار کمی داده می شود) پردازش عمیق نمی تواند انجام شود. دانش آموز نمی تواند با دانش موجود خود ارتباط برقرار کند. بار شناختی پردازش اطلاعات بسیار زیاد است (Wittwer et al. 2010).

اگر سطح کنترل متناسب با درک دانش آموزان باشد، دانش آموز دارای منابع شناختی کافی برای پردازش فعال اطلاعات ارائه شده است و می تواند بین اطلاعات جدید و دانش موجود در حافظه بلند مدت ارتباط برقرار کند. "اگر توضیحات برای یک یادگیرنده خاص تنظیم شده باشد، به احتمال زیاد به درک عمیق کمک می کند، زیرا در این صورت ساخت یک بازنمایی ذهنی منسجم از اطلاعات منتقل شده را تسهیل می کند (به اصطلاح مدل موقعیت؛ به عنوان مثال، Otero و را ببینید. Graesser 2001)» (Wittwer et al. 2010, p. 74). تنها زمانی که پشتیبانی با درک دانش‌آموز تطبیق داده شود، ارتباط بین اطلاعات جدید و اطلاعاتی که قبلاً در حافظه بلندمدت ذخیره شده‌اند تقویت می‌شود (Webb and Mastergeorge 2003). کرج داربست را دنبال کنید

مجموعه ای از تحقیقات نشان داد که داربست والدین با موفقیت در انواع مختلفی از پیامدها مانند یادگیری خودتنظیمی (Mattanah et al. 2005)، ساخت بلوک و وظایف ساخت پازل (Fidalgo and Pereira 2005; Wood and Middleton 1975) و تکالیف ریاضی تقسیم طولانی (پینو پاسترناک و همکاران 2010). پینو پاسترناک و همکاران (2010) تاکید کرد که اقتضا به طور منحصر به فردی عملکرد کودکان را پیش‌بینی می‌کند، همچنین با در نظر گرفتن اندازه‌گیری‌های پیش آزمون و سایر ویژگی‌ها مانند سبک فرزندپروری.

با این حال، در مطالعه حاضر ما بر روی داربست معلم، در مقابل داربست والدین تمرکز کردیم. تفاوت اساسی بین داربست معلم و داربست والدین این است که در حالت دوم، والدین فرزند خود را بهتر از معلم دانش آموزان خود می شناسند که ممکن است انطباق حمایت را تسهیل کند. علاوه بر این، مطالعات مربوط به داربست والدینی که در بالا ذکر شد، در موقعیت‌های یک به یک انجام شد که با موقعیت‌های کلاسی که در آن یک معلم باید همزمان با حدود 30 دانش‌آموز سر و کار داشته باشد، قابل مقایسه نیست (دیویس و میاک 2004).

مطالعات تجربی در مورد اثرات داربست معلم در یک محیط کلاس درس نادر است (به کیم و هانافین 2011؛ ​​وان د پول و همکاران 2010 مراجعه کنید). تنها مطالعات حضوری و غیر والدینی روی داربست با استفاده از طرح تجربی، مطالعات تدریس خصوصی (یک به یک) با وظایف ساختاریافته و/یا عملی است (مانند مورفی و مسر 2000). نتایج این مطالعات تدریس خصوصی مشابه نتایج مطالعات داربست والدین است. حمایت احتمالی عموماً منجر به بهبود عملکرد دانش آموزان می شود. یک مطالعه غیرتجربی در سطح خرد که رابطه بین الگوهای مختلف احتمالی (مانند افزایش کنترل بر درک ضعیف دانش‌آموز و کاهش کنترل بر درک خوب دانش‌آموز) را در یک محیط کلاسی بررسی می‌کند، مطالعه Van de Pol و Elbers (2013) است. . آنها دریافتند که حمایت احتمالی عمدتاً به افزایش درک دانش‌آموز مربوط می‌شود، زمانی که درک اولیه دانش‌آموز ضعیف بود. تحقیقات قبلی - البته بیشتر در زمینه‌های خارج از کلاس درس - نشان می‌دهد که حمایت احتمالی به پیشرفت دانش‌آموزان مرتبط است.

داربست، تلاش وظیفه و قدردانی از پشتیبانی داربست در کرج 

اکثر مطالعات در مورد حمایت احتمالی از پیشرفت دانش‌آموزان به‌عنوان یک معیار نتیجه استفاده کرده‌اند. با این حال، نتایج دیگر برای یادگیری و رفاه دانش آموزان نیز مهم هستند. یکی از عوامل مهم در موفقیت دانش آموزان تلاش تکلیفی است. مطالعات متعدد نشان داده است که تلاش تکلیفی دانش آموزان بر موفقیت آنها تأثیر می گذارد (فردریکس و همکاران 2004). تلاش تکلیفی به تلاش، توجه و پشتکار دانش آموزان در کلاس درس اشاره دارد (فردریکس و همکاران 2004؛ هیوز و همکاران 2008). تلاش وظیفه‌ای انعطاف‌پذیر و با زمینه خاص است و کیفیت حمایت معلم، به عنوان مثال، از نظر احتمالی، می‌تواند بر تلاش تکلیف تأثیر بگذارد (فردریکس و همکاران 2004). اگر اصل تغییر مشروط اعمال شود، پشتیبانی استاد راهنما همیشه پاسخگوی درک دانش‌آموز است که به نوبه خود فرضیه برانگیختن تلاش تکلیفی دانش‌آموز است. معلم وظیفه را چالش برانگیز اما قابل کنترل نگه می دارد: "کودک هرگز به راحتی موفق نمی شود و یا اغلب شکست نمی خورد" (Wood et al. 1978, p. 144). هنگامی که پشتیبانی مشروط است، دانش آموز می داند که چه مراحلی را باید بردارد و چگونه به طور مستقل ادامه دهد. هنگامی که پشتیبانی غیر مشروط باشد، دانش‌آموزان اغلب از آن تکلیف کنار می‌روند، زیرا آن کار فراتر یا کمتر از دسترس آنها است و به ترتیب باعث ناامیدی یا ملال می‌شود (Wertsch 1979). به ندرت هیچ تحقیق تجربی در مورد اینکه آیا و چگونه حمایت احتمالی بر تلاش کار تأثیر می گذارد وجود ندارد. تنها مطالعه ای که با آن مواجه شدیم مطالعه چیو (2004) بود که در آن رابطه مثبتی بین حمایتی که در آن معلم ابتدا درک دانش آموزان را ارزیابی می کرد (با فرض اینکه این امر باعث ارتقاء احتمالی می شود) و تلاش تکلیفی دانش آموز پیدا شد.

یکی دیگر از عوامل مهم در موفقیت دانش آموزان، قدردانی دانش آموزان از حمایت است. قدردانی دانش‌آموزان از حمایت ارائه‌شده (مثلاً به این دلیل که احساس می‌کنند جدی گرفته می‌شوند یا به این دلیل که احساس می‌کنند حمایت لذت‌بخش یا خوشایند است) ممکن است پیامدهای طولانی‌مدتی داشته باشد زیرا حمایتی که مورد قدردانی قرار می‌گیرد ممکن است دانش‌آموزان را به مشارکت در یادگیری بیشتر تشویق کند (پرات) و ساوی-لوین 1998). وود (1988)، با استفاده از مشاهدات غیررسمی، گزارش می دهد که دانش آموزانی که حمایت احتمالی را تجربه کرده اند نسبت به معلمان خود مثبت تر به نظر می رسند. پرات و ساووی-لوین (1998) اولین (و طبق دانش ما، تنها) محققینی بودند که این فرضیه را به طور سیستماتیک تر آزمایش کردند. اجاره داربست در کردان آنها با انجام آزمایشی با چند شرط، تأثیرات حمایت مشروط بر مهارت‌های ریاضی دانش‌آموزان را بررسی کردند: شرطی کامل (همه سطوح کنترل)، احتمالی متوسط ​​(چندین اما نه همه سطوح کنترل) و شرایط غیرشرطی (فقط سطوح با کنترل بالا). ) شرایط تدریس خصوصی. دانش‌آموزان در شرایط اقتضایی کامل و متوسط ​​نسبت به دانشجویان در شرایط غیرشرطی نسبت به جلسه تدریس خصوصی احساسات منفی کمتری گزارش کردند. به طور خلاصه، اطلاعات کمی در مورد اثرات حمایت احتمالی بر تلاش و قدردانی از حمایت دانش آموزان وجود دارد.

تحقیقات زیادی در مورد کار گروه های کوچک وجود دارد، اما نقش معلم هنوز توجه نسبتا کمی دارد (وب 2009؛ وب و همکاران 2006). مطالعاتی که بر نقش معلم متمرکز بودند عمدتاً چگونگی تحریک کار گروهی مشترک را مورد بررسی قرار دادند. مرسر و لیتلتون (2007) برای مثال بر این موضوع تمرکز کردند که چگونه معلمان می توانند بحث های با کیفیت بالا را در گروه های کوچک تحریک کنند (به نام بحث اکتشافی). توجه اندکی به این موضوع شده است که چگونه معلمان می توانند با توجه به موضوع مورد نظر، حمایت احتمالی با کیفیت بالا را از دانش آموزان - که به صورت گروهی کار می کنند - ارائه دهند.

برخی از مطالعات اثرات انواع حمایت (به عنوان مثال، پشتیبانی فرآیند در مقابل حمایت محتوا) را بر یادگیری دانش آموزان بررسی کردند (مانند، دکر و الشوت-مور 2004). با این حال، ممکن است نوع حمایت مهم نباشد، بلکه کیفیت پشتیبانی مهم باشد (به عنوان مثال، از نظر احتمالی). تشخيص يا ارزيابي درك دانش‌آموزان، اقتضايي را ممكن مي‌سازد و اين مؤثر است. برای مثال، چیو (2004) دریافت که هنگام حمایت از گروه‌های کوچک در مورد موضوع، ارزیابی درک دانش‌آموزان قبل از ارائه حمایت، عامل کلیدی در میزان مؤثر بودن حمایت است. اگرچه ارزشیابی لزوماً مشابه اقتضا نیست، اما به احتمال زیاد اقتضایی را تسهیل می کند. برای اینکه معلم بتواند مشروط باشد، ابتدا باید درک دانش آموزان را ارزیابی یا تشخیص دهد. مطالعه حاضر یکی از اولین مطالعه‌ها در زمینه کلاس درس معتبر است که یادگیری گروه‌های کوچک را مطالعه می‌کند که احتمال واقعی حمایت را اندازه‌گیری می‌کند. کرج داربست را دنبال کنید

در چنین زمینه کلاس درس معتبر، نه تنها کیفیت پشتیبانی (در اینجا، از نظر احتمالی) مرتبط است. مدت زمان کار مستقل گروه ها نیز باید در نظر گرفته شود. منطقی به نظر می رسد که فرض کنیم حمایت دارای داربست یا مشروط به زمان بیشتری نسبت به پشتیبانی غیرداربستی نیاز دارد، با توجه به این که تشخیص درک دانش آموزان قبل از ارائه حمایت لازم است تا بتوانیم پشتیبانی احتمالی را ارائه دهیم. این باعث می شود که فرآیند داربست زمان بر باشد که ممکن است منجر به دوره های طولانی تری از کار مستقل در گروه های کوچک شود. نظریه‌های یادگیری سازنده‌گرا فرض می‌کنند که ساخت دانش فعال و مستقل باعث ارتقای یادگیری دانش‌آموزان می‌شود (به عنوان مثال، دافی و کانینگهام 1996). مطابق با این فرض، برخی از نویسندگان پیشنهاد می‌کنند که گروه‌هایی از دانش‌آموزان را باید به حال خود رها کرد که برای مدت زمان قابل‌توجهی کار کنند، زیرا مداخلات مکرر ممکن است روند یادگیری را مختل کند (به عنوان مثال، کوهن 1994). با این حال، مطالعات دیگر نشان داد که دانش‌آموزان در کلاس‌های درس با توجه فردی زیادی سود می‌برند (Blatchford و همکاران 2007؛ Brühwiler and Blatchford 2007). اگرچه مشخص نیست که دانش‌آموزان تا چه اندازه باید مستقل کار کنند، اکنون به طور کلی توافق شده است که دانش‌آموزان حداقل در طول فرآیند یادگیری به حمایت و راهنمایی نیاز دارند و حداقل راهنمایی مؤثر نیست (به عنوان مثال، Kirschner et al. 2006). راهنمایی نه تنها ممکن است برای کمک به دانش‌آموزان در انجام وظیفه مورد نیاز باشد، بلکه ممکن است به دانش‌آموزان کمک کند تا در حال انجام وظیفه باشند. به عنوان مثال، Wannarka و Ruhl (2008) دریافتند که در مقایسه با ترتیب صندلی های فردی، دانش آموزانی که در گروه های کوچک می نشینند راحت تر حواسشان پرت می شود. در نظر گرفتن کیفیت پشتیبانی و زمان کار مستقل، ما را قادر می سازد تا اثرات جداگانه و مشترک این عوامل را بررسی کنیم. علاوه بر موارد احتمالی، همچنین شامل زمان کار مستقل نیز حیاتی است، زیرا اثرات مثبت احتمالی ممکن است با تأثیرات منفی (احتمالی) زمان کار مستقل در یک زمینه معتبر مانند ما، از بین برود.

مطالعه حاضر

در مطالعه حاضر، اثرات داربست بر پیشرفت، تلاش تکلیفی و قدردانی از حمایت دانش‌آموزان پیش‌حرفه‌ای را بررسی کردیم. برخلاف مطالعات قبلی، ما از وظایف پایان باز، وضعیت کلاس درس واقعی و حجم نمونه نسبتاً بزرگ استفاده کردیم. 30 معلم مطالعات اجتماعی و 768 دانش آموز در این مطالعه شرکت کردند. هفده معلم در یک برنامه مداخله داربست (شرایط داربست) شرکت کردند و 13 معلم (شرایط غیر داربست) شرکت نکردند. ما اثرات جداگانه و مشترک احتمالی پشتیبانی و زمان کار مستقل را بر پیشرفت دانش‌آموزان، تلاش تکلیفی و قدردانی از حمایت با استفاده از یک پیش‌اندازه‌گیری و یک پس‌اندازه‌گیری بررسی کردیم.

در یک بررسی دستکاری، نصب داربست در کردان ابتدا بررسی کردیم که آیا افزایش احتمالی از پیش اندازه‌گیری به پس‌اندازه‌گیری در شرایط داربست بیشتر از شرایط غیرداربستی است یا خیر. نسبت به شرایط غیر داربستی

با توجه به پیشرفت دانش‌آموزان، ما فرض کردیم که: پیشرفت دانش‌آموزان (که با آزمون چند گزینه‌ای و تکلیف دانش اندازه‌گیری می‌شود) با سطوح بالای حمایت احتمالی در مقایسه با سطوح پایین حمایت احتمالی بیشتر افزایش می‌یابد. از آنجا که اثرات مثبت احتمالی ممکن است توسط اثرات (منفی) زمان کار مستقل رد شود، ما متغیر دوم را در تحلیل‌ها اضافه کردیم و بررسی کردیم که آیا اثر اقتضایی به مقدار زمان کار مستقل بستگی دارد یا خیر. علاوه بر این، اجاره دربست در کرج از آنجایی که رابطه بین تلاش تکلیفی و پیشرفت ایجاد شده است (از آنجایی که تلاش تکلیفی دانش‌آموزان بر پیشرفت تاثیر می‌گذارد، فردریک و همکاران 2004)، علاوه بر این بررسی کردیم که تا چه حد احتمال، در ترکیب با زمان کار مستقل، بر دانش‌آموزان تأثیر می‌گذارد. دستاورد هنگام کنترل تلاش وظیفه

با تقویت اطلاعات حسی با ارتباطات V2X، وسایل نقلیه خودکار متصل قادر به ایجاد دانش دقیق از محیط رانندگی خود و ایجاد مدل‌های مبتنی بر داده برای تخمین، پیش‌بینی و کنترل هستند. با این حال، یک CAV باید پیکربندی و رفتارهای رانندگی در حال تغییر دائمی وسایل نقلیه همسایه را شناسایی کند تا در ترافیک واقعی بصیر باشد. چنین شناسایی می تواند بسیار چالش برانگیز باشد، زیرا یک وسیله نقلیه خاص ممکن است فقط برای چند ثانیه در محدوده دید سنسورها ظاهر شود و اطلاعات V2X ممکن است شامل هر وسیله نقلیه نزدیک نباشد. در حالی که الگوریتم های مبتنی بر یک مدل اصل اول را می توان برای شناسایی پیکربندی ترافیک اطراف استفاده کرد، ترکیب آنها با روش های مبتنی بر داده ممکن است به طور قابل توجهی استحکام برآورد را افزایش دهد [24]. به طور مشابه، به منظور توصیف و پیش‌بینی بهتر رفتار رانندگی انسان، پارامترهای مهم انسانی از جمله زمان واکنش راننده را می‌توان با استفاده از اطلاعات بیدرنگ V2X شناسایی کرد [25]. آگاهی از رفتار رانندگی وسایل نقلیه همسایه به CAV کمک می کند تا با محیط های مختلف ترافیکی سازگار شود، به طوری که بتواند توسط مسافران انسانی خود و همچنین سایر کاربران جاده پذیرفته شود.

در حالی که ارتباطات V2X به خودروهای خودکار متصل اجازه می دهد تا روشن بین باشند، همچنین چالش های جالبی را در تصمیم گیری و طراحی کنترلر از طریق محیط بسیار پویا ترافیک وسایل نقلیه به ارمغان می آورد. به عنوان مثال، یک وسیله نقلیه خودکار متصل و وسایل نقلیه انسان محور نزدیک (که برخی از آنها مجهز به دستگاه های V2X هستند) یک سیستم وسیله نقلیه متصل موقتی را تشکیل می دهند که دارای پیکربندی و توپولوژی شبکه با زمان متغیر است. بنابراین، یک وسیله نقلیه خودکار متصل باید در برابر عدم قطعیت در رفتار رانندگی وسایل نقلیه همسایه و همچنین در برابر افت بسته های تصادفی در ارتباطات بی سیم مقاوم باشد [25، 26]. علاوه بر این، الگوریتم‌های کنترل مبتنی بر اتصال باید مقیاس‌پذیر و انعطاف‌پذیر باشند، به طوری که عملکرد ماکروسکوپی یک سیستم ترافیک متصل همچنان با افزایش نرخ نفوذ وسایل نقلیه مجهز به V2X و وسایل نقلیه خودکار متصل بهبود می‌یابد [27]. به منظور دستیابی به این هدف، می توان نقوش سودمند را در شبکه های خودرو شناسایی کرد و وسایل نقلیه خودکار متصل را طراحی کرد تا شکل گیری چنین نقوشی را تسهیل کند [28]. به طور خاص، با افزایش اندازه یک سیستم وسیله نقلیه متصل، الگوریتم‌هایی با هزینه‌های محاسباتی پایین مورد نیاز خواهند بود تا امکان تطبیق توپولوژی اتصال با زمان محدود سیگنال‌های V2X را فراهم کنند [29].

بهبود ایمنی و کارایی جریان ترافیک با Cavs

به منظور نشان دادن مزایای استفاده از اطلاعات فراتر از خط دید، ما مجموعه ای از آزمایش ها را با استفاده از یک وسیله نقلیه خودکار متصل انجام دادیم که به حرکت چندین وسیله نقلیه انسانی مجهز به دستگاه های GPS و DSRC پاسخ می داد. شکل 2 را ببینید. نتایج زیر نشان می دهد که اتصال، زمانی که به طور مناسب مورد استفاده قرار گیرد، ممکن است به طور قابل توجهی ایمنی و کارایی CAV و وسایل نقلیه انسان محور اطراف آن را بهبود بخشد [30].

اولین آزمایش در شکل 3 خلاصه شده است، جایی که یک وسیله نقلیه در حال نزدیک شدن به وسیله نقلیه دیگری است که در امتداد جاده متوقف شده است. با توجه به هندسه و ارتفاع جاده، وسیله نقلیه ثابت تنها زمانی در محدوده دید ظاهر می شود که فاصله بین دو وسیله نقلیه حدود 25 متر باشد. بنابراین، اگر خودرو نزدیک به حداکثر سرعت (35 مایل در ساعت) حرکت می کرد، ترمز شدید لازم است. در واقع، یک مانور ترمز ثبت شده است که تقریباً به -10 متر بر ثانیه می رسد (پانل سمت چپ شکل 3). چنین کاهش سرعت نه تنها بر راحتی مسافر تأثیر منفی می گذارد، بلکه ممکن است در شرایط جاده ای غیر ایده آل منجر به برخورد شود. با این حال، زمانی که خط دید راننده انسانی یا حسگرهای سواری (که توسط مخروط‌های آبی مشخص شده است) با اطلاعات V2V افزایش می‌یابد، می‌توان از این خطر احتمالی جلوگیری کرد. در پانل سمت راست شکل 3، همان سناریو توسط یک وسیله نقلیه خودکار متصل که از وسیله نقلیه ثابت از طریق ارتباط V2V آگاه است، مدیریت می شود. در این مورد، حداکثر کاهش سرعت آن تنها به 2- متر بر ثانیه می رسد که حتی اگر سطح جاده ایده آل نباشد، وسیله نقلیه را ایمن نگه می دارد. توجه داشته باشیم که وسیله نقلیه خودکار متصل زمانی شروع به ترمزگیری می کند که وسیله نقلیه ساکن حدود 70 متر دورتر باشد، یعنی بسیار فراتر از خط دید.

آزمایش دوم در شکل 4 خلاصه شده است، که در آن سه وسیله نقلیه در یک جاده مستقیم به دنبال یکدیگر می آیند و راننده انسانی اولین وسیله نقلیه ترمز متوسطی را اعمال می کند (حدود -5 متر بر ثانیه). در پاسخ به این آشفتگی، راننده انسانی وسیله نقلیه دوم شدیدتر ترمز می کند (حدود 8- متر بر ثانیه). ستون سمت چپ نشان می دهد که وقتی وسیله نقلیه سوم نیز توسط یک راننده انسانی هدایت می شود، کاهش سرعت آن به m/s2-10 خطرناک می رسد. ستون میانی پاسخ یک وسیله نقلیه خودکار متصل را در موقعیت مشابه بدون اطلاعات فراتر از خط دید نشان می دهد. یعنی CAV فقط به حرکت وسیله نقلیه انسان محور بلافاصله جلوتر پاسخ می دهد (همانطور که یک وسیله نقلیه خودکار مبتنی بر حسگر ممکن است انجام دهد). به دلیل زمان پاسخ کمتر و دقت بهتر، ترمز شدید کمتری با اوج کاهش سرعت در حدود -5 m/s2 دارد. در نهایت، ستون سمت راست سناریویی را نشان می‌دهد که خودروی خودکار متصل از اطلاعات فراتر از خط دید استفاده می‌کند و به حرکت هر دو خودروی جلویی پاسخ می‌دهد. اوج کاهش سرعت آن تنها 2.5- متر بر ثانیه است که نشان‌دهنده ایمنی و راحتی بیشتر مسافران است.

مهندسی مکانیک، شاخه ای از مهندسی که به طراحی، ساخت، نصب و راه اندازی موتورها و ماشین آلات و فرآیندهای ساخت مربوط می شود. به ویژه با نیروها و حرکت سروکار دارد.

تاریخ

اختراع موتور بخار در اواخر قرن هجدهم که منبع کلیدی نیرو برای انقلاب صنعتی بود، انگیزه زیادی به توسعه ماشین آلات از همه نوع داد. در نتیجه، طبقه‌بندی عمده جدیدی از مهندسی که با ابزارها و ماشین‌ها سروکار دارد توسعه یافت و در سال 1847 در تأسیس مؤسسه مهندسین مکانیک در بیرمنگام، مهندسی، به رسمیت شناخته شد.

مهندسی مکانیک از تمرین مکانیک یک هنر که عمدتاً مبتنی بر آزمون و خطا است تا به کارگیری روش علمی توسط مهندس حرفه ای در تحقیق، طراحی و تولید تکامل یافته است. تقاضا برای افزایش بهره وری به طور مداوم کیفیت کار مورد انتظار از یک مهندس مکانیک را بالا می برد و به درجه بالاتری از آموزش و آموزش نیاز دارد.

توابع مهندسی مکانیک

چهار وظیفه مهندس مکانیک، مشترک در تمام شاخه های مهندسی مکانیک، قابل ذکر است. اولین مورد، درک و پرداختن به مبانی علم مکانیک است. اینها شامل دینامیک، مربوط به رابطه بین نیروها و حرکت، مانند ارتعاش است. کنترل خودکار؛ ترمودینامیک، که به روابط بین اشکال مختلف گرما، انرژی و نیرو می پردازد. جریان سیال؛ انتقال گرما؛ روانکاری؛ و خواص مواد

دوم، توالی تحقیق، طراحی و توسعه است. این تابع تلاش می کند تا تغییرات لازم را برای برآوردن نیازهای حال و آینده ایجاد کند. چنین کاری مستلزم درک روشنی از علم مکانیک، توانایی تجزیه و تحلیل یک سیستم پیچیده به عوامل اساسی آن، و اصالت برای سنتز و اختراع است.

سوم تولید محصولات و نیرو است که شامل برنامه ریزی، بهره برداری و نگهداری می شود. هدف تولید حداکثر ارزش با حداقل سرمایه گذاری و هزینه و در عین حال حفظ یا افزایش دوام و اعتبار طولانی مدت شرکت یا موسسه است.

چهارم، عملکرد هماهنگ کننده مهندس مکانیک، از جمله مدیریت، مشاوره و در برخی موارد بازاریابی است.

در این کارکردها یک گرایش طولانی مدت به سمت استفاده از روش های علمی به جای سنتی یا شهودی وجود دارد. تحقیق در عملیات، مهندسی ارزش، و PABLA (تحلیل مسئله با رویکرد منطقی) عناوین معمولی چنین رویکردهای منطقی هستند. با این حال، خلاقیت را نمی توان عقلانی کرد. توانایی برداشتن گام مهم و غیرمنتظره ای که راه حل های جدید را می گشاید، در مهندسی مکانیک، مانند جاهای دیگر، تا حد زیادی یک ویژگی شخصی و خود به خود باقی می ماند.

استاندارد بالای زندگی در کشورهای توسعه یافته مدیون مهندسی مکانیک است. مهندس مکانیک ماشین‌هایی را برای تولید کالا اختراع می‌کند و ماشین‌آلاتی را با دقت و پیچیدگی فزاینده برای ساخت ماشین‌ها توسعه می‌دهد.

خطوط اصلی توسعه ماشین آلات افزایش سرعت عملیات برای به دست آوردن نرخ های بالای تولید، بهبود دقت برای به دست آوردن کیفیت و صرفه جویی در محصول و به حداقل رساندن هزینه های عملیاتی بوده است. این سه الزام منجر به تکامل سیستم های کنترل پیچیده شده است.

موفق ترین ماشین آلات تولیدی آن است که در آن طراحی مکانیکی ماشین با سیستم کنترل ادغام شده است. یک خط انتقال (نقاله) مدرن برای ساخت موتورهای خودرو نمونه خوبی از مکانیزه کردن یک سری پیچیده از فرآیندهای تولید است. پیشرفت‌ها برای خودکارسازی بیشتر ماشین‌آلات تولید، با استفاده از رایانه‌ها برای ذخیره و پردازش حجم عظیمی از داده‌های مورد نیاز برای تولید انواع قطعات با تعداد کمی از ماشین‌ابزارهای همه کاره، در دست است.

توسعه ماشین آلات تولید برق

موتور بخار اولین وسیله عملی برای تولید نیرو از گرما برای تقویت منابع قدیمی نیرو از ماهیچه، باد و آب را فراهم کرد. یکی از اولین چالش‌های پیش روی حرفه جدید مهندسی مکانیک، افزایش بازده حرارتی و قدرت بود. این اساساً با توسعه توربین بخار و دیگهای بخار بزرگ مرتبط انجام شد. قرن بیستم شاهد رشد سریع و مداوم در توان خروجی توربین‌ها برای راندن ژنراتورهای الکتریکی، همراه با افزایش مداوم راندمان حرارتی و کاهش هزینه سرمایه در هر کیلووات نیروگاه‌های بزرگ بوده است. سرانجام، مهندسان مکانیک منبع انرژی هسته‌ای را به دست آوردند که کاربرد آن مستلزم استانداردی استثنایی از قابلیت اطمینان و ایمنی است که شامل حل مشکلات کاملاً جدید است (به مهندسی هسته‌ای مراجعه کنید).

مهندس مکانیک همچنین مسئول موتورهای احتراق داخلی بسیار کوچکتر، موتورهای رفت و برگشتی (بنزینی و دیزلی) و دوار (توربین گازی و وانکل) با کاربردهای حمل و نقل گسترده آنها است. در زمینه حمل و نقل به طور کلی، در هوا و فضا و همچنین در خشکی و دریا، مهندس مکانیک تجهیزات و نیروگاه را ایجاد کرده و به طور فزاینده ای با مهندس برق همکاری می کند، به ویژه در توسعه سیستم های کنترل مناسب.

توسعه تسلیحات نظامی

مهارت‌هایی که مهندس مکانیک در جنگ به کار می‌برد، مشابه مهارت‌های مورد نیاز در برنامه‌های غیرنظامی است، اگرچه هدف به جای افزایش کارآیی خلاق، افزایش قدرت مخرب است. با این حال، خواسته‌های جنگ، منابع عظیمی را به حوزه‌های فنی هدایت کرده و به پیشرفت‌هایی منجر شده است که منافع عمیقی در صلح دارد. هواپیماهای جت و راکتورهای هسته ای نمونه های قابل توجهی هستند.

کنترل محیطی

اولین تلاش مهندسان مکانیک کنترل محیط زیست انسانی از طریق زهکشی و آبیاری زمین و تهویه معادن بود. تبرید و تهویه مطبوع نمونه هایی از استفاده از دستگاه های مکانیکی مدرن برای کنترل محیط هستند.

یکی از پرکاربردترین آب بند ها در تکنولوژی، مهر و موم روغن است. این به طور کلی به عنوان مهر و موم فشار صفر روغن روان کننده و گریس بر روی یک محور چرخان اجرا می شود. گاهی اوقات برای سایر مایعات و گازها و برای جامدات به صورت پودر یا گرانول نیز استفاده می شود. مهر و موم هم گریس را در داخل برنامه و هم هرگونه کثیفی خارج از آن را با افزودن یک لبه گرد و غبار حفظ می کند.

دلایل اصلی نشت روان کننده از سیستم های پمپاژ، ماشین های هیدرولیک یا چرخ دنده ها، انتخاب اشتباه، کاربرد نامناسب، نصب ناکافی و روش های ناکافی نگهداری سیستم های آب بندی است. این مشکلات را می توان از طریق درک بهتر انواع مواد آب بندی موجود، کاربرد مناسب و شیوه های نگهداری اجتناب کرد.

برای کمک به شما در انتخاب آسان مهر و موم مناسب برای کاربرد خود، در این مقاله نکات مفید و توضیحاتی در مورد پارامترهای سیل روغنی گردآوری کرده ایم.

هنگام انتخاب مهر و موم روغن باید به چه نکاتی توجه کنید

هنگام انتخاب مهر و موم روغن برای کاربرد، انتخاب الاستومر مناسب برای حفظ عمر آب بندی خوب و جلوگیری از نشت یا آسیب های دیگر مهم است. هنگام خرید به نکات زیر توجه کنید:

دمای زیر لب ناشی از اصطکاک

سرعت شفت

دمای محیط (بستگی به مواد مناسب دارد)

تأثیر شیمیایی محیط (بستگی به ماده مناسب دارد)

فشار روی مهر و موم

حتماً دستورالعمل های مربوط به شرایط سخت افزاری مانند سختی شفت و زبری شفت را نیز مرور کنید.

انتخاب مواد

مهر و موم روغن در بسیاری از صنایع تولیدی استفاده می شود. با چنین طیف گسترده ای از مواد موجود، انتخاب مواد مناسب برای یک کاربرد خاص می تواند دشوار باشد. ما مهمترین حقایق را در مورد مواد مختلف مهر و موم روغن گردآوری کرده ایم تا انتخاب مهر و موم روغن صحیح برای مشتریان ما آسان تر شود.

لب مواد

در ساختار استاندارد، مهر و موم روغن از لاستیک مقاوم در برابر روغن و گریس بر اساس NBR (Perbunan) ساخته شده است. این ماده دارای خواص اجرایی بسیار خوب و مقاومت در برابر سایش عالی است. برای سرعت های شفت بالا، تحمل شعاعی زیاد و مقاومت شیمیایی خوب، طیف وسیعی از مواد لاستیکی دیگر در ERIKS موجود است.

- (منهای در جدول) = برای این رسانه ها الاستومر مقاوم نیست

* (ستاره در جدول) = در این گروه ها، محیط هایی وجود دارد که می تواند توسط الاستومر مورد نظر مهر و موم شود. اگرچه این رسانه ها می توانند تأثیر نامطلوبی بر الاستومر داشته باشند

سطح مواد

مهر و موم روغن ERIKS با بدنه لاستیکی یا فلزی ساخته می شود.

لاستیک

مهر و موم های روغنی با محفظه لاستیکی رایج ترین اجرای سیل روغنی هستند که در مواقعی استفاده می شود که آب بند فلزی دارای پتانسیل خرابی باشد. در دماهای بالا و فشارهای بالا، لاستیک با انبساط سریع می تواند تناسب محکم و آب بندی پایدارتری ایجاد کند. درزگیرهای روغنی با روکش لاستیکی به دلیل نصب آسان تر، اغلب به عنوان جایگزینی برای روغن گیرهای فلزی در کاربردهای MRO استفاده می شوند. محبوب ترین مهر و موم با روکش لاستیکی نوع R است.

فلز

درزگیرهای روغنی با محفظه فلزی زمانی استفاده می شوند که بر روی یک سوراخ محفظه ساخته شده از همان ماده نصب می شوند. این امکان انقباض و انبساط برابر مواد را در حین کار فراهم می کند و از بروز نشت جلوگیری می کند. معمولاً مهر و موم های فلزی مقرون به صرفه تر از مهر و موم های لاستیکی هستند، اما اگر جنس بدنه و متریال سوراخ های محفظه یکسان نیستند، باید به جای آن از مهر و موم لاستیکی استفاده شود. محبوب ترین مهر و موم فلزی نوع M است.

مواد بهار

فنرها را می توان از مواد مختلفی مانند فولاد کربنی یا فولاد ضد زنگ از جمله 304 و 316 ساخته شد.

مقاومت در برابر فشار

حداکثر فشار استاتیکی

مهر و موم روغن اصولاً برای کار در شرایط جوی معمولی در نظر گرفته شده است. با این حال، اگر سرعت محیطی از 8 متر در ثانیه تجاوز نکند، کاسه نمد روغن می تواند فشار حدودا را تحمل کند. 0.5 بار آب بندی روغن با قطر شفت بزرگ (500 میلی متر) فشاری که آب بند روغن ممکن است در معرض آن قرار گیرد 0.1 بار است. فشار مجاز تا حد زیادی به شرایط عملیاتی مانند سرعت شفت، دما و روغن کاری بستگی دارد.

اگر فشار واقعی از حداکثر مجاز بیشتر شود، لبه کاسه نمد روغن در مقابل شفت قرار می گیرد و در نتیجه بار شعاعی بالاتر، سطح اصطکاک بالاتر و سایش بیش از حد شفت و آب بند ایجاد می شود. برای متعادل کردن فشار، مهر و موم روغن را می توان با یک لبه آب بندی پشتیبانی شده با استفاده از یک حلقه نگهدارنده فلزی که به راحتی ساخته می شود، ارائه کرد. در صورت مساعد بودن شرایط (دماهای پایین، سرعت نسبتاً کم، روانکاری خوب) می‌توان از آب‌بندهای روغنی با لبه آب‌بندی پشتیبانی شده روی شفت‌های با قطر کوچک برای فشار حداکثر 6 بار استفاده کرد.

نحوه اندازه گیری پارامترهایی مانند قطر و عرض

اندازه های مهر و موم روغن معمولاً با سه بعد متداول مشخص می شوند: قطر شفت چرخان (که گاهی به عنوان قطر داخلی آب بند نیز گفته می شود)، قطر سوراخ محفظه (همچنین به آن قطر خارجی آب بند نیز گفته می شود) و عرض محفظه (ضخامت) از خود مهر به دلیل هدف مهر و موم روغن، اندازه مناسب بسیار مهم است.

قطر داخلی مهر و موم روغن همیشه باید کمی کوچکتر از قطر شفت باشد تا روان کننده ها در داخل آب بندی شوند و از آلودگی مضر جلوگیری شود.

برای یافتن مهر و موم روغن مناسب، باید پارامترهایی مانند قطر شفت و محفظه یا عرض محفظه را بدانید - این پارامترها همه بر حسب میلی متر اندازه گیری می شوند. تصاویر زیر کمک می کند تا مشخص شود کدام قسمت از آب بندی روغن ها باید اندازه گیری شود تا این پارامترها را بدانید.

حداکثر سرعت شفت

این سریعترین سرعتی است که مهر و موم می تواند بدون شکست احتمالی پشتیبانی کند. حداکثر سرعت مجاز شفت تابعی از پایان شفت، خروجی، سوراخ محفظه و تمرکز محور، نوع سیال آب بندی شده و نوع ماده روغن بند است.

هنگامی که سرعت از حد یک مهر و موم فراتر می رود، لبه آب بندی می تواند به دلیل افزایش اصطکاک، سایش و پارگی بیش از حد را تجربه کند. این فرسودگی می‌تواند بر عمر مفید مهر و موم تأثیر منفی بگذارد و منجر به نشت روغن و خرابی دستگاه شود. حداکثر سرعت شفت بر حسب متر بر ثانیه اندازه گیری می شود.

در کاربردهایی که با شفت های دوار کار می کنید، استفاده از بلبرینگ ضروری است. اکثر نسخه های بلبرینگ ها نیاز به روغن کاری دارند تا بتوانند بدون نقص کار کنند. رایج ترین روان کننده ها روانکاری با گریس یا روغن (از طریق حمام روغن) هستند.

تعویض مهر و موم روغن

البته برای طول عمر محصول یاتاقان ها مهم است که گریس یا روغن در بلوک یاتاقان باقی بماند. علاوه بر این، قصد این نیست که اجازه دهید این چربی ها یا روغن ها که گاهی اوقات در نسخه های خاص گران هستند، نشت کنند. برای جلوگیری از این امر از مهر و موم روغن استفاده می شود

هنگامی که یک مهر و موم روغن نیاز به تعویض دارد، ممکن است یاتاقان که از مهر و موم روغن محافظت می کند نیز بهترین عمر مفید خود را داشته باشد. بنابراین عاقلانه است که هنگام تعویض مهر و موم روغن به بلبرینگ نگاه کنید. اگر یاتاقان و / یا مهر و موم روغن به موقع تعویض نشود، خرابی و نشتی ممکن است یک پیامد احتمالی باشد.

هنگام تعویض مهر و موم روغن، به مواد آن توجه کنید. انتخاب مواد بستگی به کاربرد شما دارد. ما خوشحالیم که توضیح دهیم کدام ترکیب برای کاربرد شما مناسب تر است. برای مهر و موم روغن، مواد NBR یا Viton (FKM) معمولا انتخاب می شود.

NBR

آیا به دنبال لاستیکی هستید که هم برای روغن های استاندارد و هم برای گریس ها مناسب باشد؟ سپس NBR مطمئناً انتخاب خوبی است. NBR یک راه حل عالی برای اکثر برنامه های استاندارد است. این ترکیب لاستیکی برای کاربردهایی با دمای -35 درجه سانتیگراد تا 100 درجه سانتیگراد مناسب است. البته مطمئن شوید که این ماده با نور خورشید تماس نداشته باشد!

مهر و موم روغن NBR را پیدا کنید

ویتون (FKM)

مهر و موم روغن ساخته شده از Viton (FKM) مقاومت شیمیایی گسترده ای دارد و در برابر فرسودگی بسیار مقاوم است. این ماده را می توان در کاربردهایی با محدوده دمایی 15- تا 180 درجه سانتی گراد استفاده کرد.

مهر و موم روغن Viton (FKM) را پیدا کنید

مواد دیگر

آیا مواد فوق با کاربرد خاص شما مطابقت ندارد؟ همچنین مواد مختلف دیگری نیز موجود است. مهر و موم روغن همچنین می تواند از موادی مانند EPDM یا VMQ (سیلیکون) ساخته شود.

آیا کاملاً از انتخاب خود مطمئن نیستید، آیا نمی توانید اندازه یا متریال مناسب را پیدا کنید یا سؤالات دیگری دارید؟ لطفا با ما تماس بگیرید. متخصصان ما آماده کمک به شما هستند!

در این مقاله نگاهی به انواع کلیدی لوکوموتیو، واگن ریلی و تعمیر و نگهداری تجهیزات راه انداخته ایم.

لکوموتیوهای ریلی

لوکوموتیو (یا "موتور") وسیله نقلیه ریلی است که نیروی لازم را برای هر قطار فراهم می کند. برخی از طرح‌های قطارهای مسافربری مدرن از واگن‌های «خودکششی» استفاده می‌کنند که می‌توانند بدون موتور حرکت کنند، اما این ترتیب نسبتاً نادر است.

در سطح بالا، لوکوموتیوها معمولاً بر اساس نحوه تولید نیرو طبقه بندی می شوند. مثلا:

لوکوموتیوهای بخار اولین نوع لوکوموتیو مکانیزه بودند (قطارهای تجربی اولیه با اسب کشیده می شدند یا توسط سیستم های کابلی ثابت کشیده می شدند). در حالی که آنها تا دوران پس از جنگ رایج‌ترین نوع موتور باقی می‌ماندند، اما کارایی کمتری نسبت به جایگزین‌های مدرن دارند و به‌جز در «راه‌آهن‌های میراث» تاریخ‌محور حذف شده‌اند.

لوکوموتیوهای دیزلی-الکتریکی از موتور دیزلی استفاده می کنند، اما این موتور مکانیزم مکانیکی را مستقیماً هدایت نمی کند. در عوض، یک ژنراتور الکتریکی را تغذیه می کند که متعاقباً برای تغذیه موتور استفاده می شود.

لکوموتیوهای الکتریکی تنها با برق کار می کنند، به این معنی که به نوعی منبع تغذیه خارجی نیاز دارند. این منبع می تواند به شکل یک خط هوایی معلق از قطب های بالای مسیر یا یک "ریل سوم" برق دار که در امتداد خود مسیر حرکت می کند.

ما به طور سنتی لوکوموتیوهایی را تصور می‌کنیم که از جلوی قطار کشیده می‌شوند، اما لوکوموتیوهای امروزی اغلب به شیوه‌ای «فشار کش» استفاده می‌شوند، جایی که موتور می‌تواند در جلو، عقب یا هر دو قطار باشد. قطارهای باری سنگین حتی ممکن است از آرایش «قدرت توزیع شده» استفاده کنند که در آن یک لوکوموتیو تکمیلی در وسط قطار قرار می گیرد و توسط لوکوموتیو پیشرو از راه دور کنترل می شود.

ماشین های ریلی

این فهرست وسعت محموله های تخصصی را که واگن های ریلی وظیفه جابجایی آن ها را بر عهده دارند، نشان می دهد. حتی یک خودروی جعبه‌ای ساده با درجه بالایی از پیچیدگی مکانیکی، از جمله سیستم‌های کوپلینگ، سیستم‌های ترمز، کامیون‌های زیر بار و موارد دیگر همراه است. همه این سیستم ها باید طوری مهندسی شوند که در مقابل سطوح بالای ارتعاش، شرایط آب و هوایی متنوع و غیره مقاومت کنند. در همین حال، OEM های راه آهن و اپراتورها در حال آزمایش با فناوری های پیشرفته تر هستند، این مقاله یک کاوش عالی ارائه می دهد:

انواع واگن های باری: مثال های کلیدی

واگن‌های جعبه‌ای متداول‌ترین نوع واگن باری هستند و می‌توانند انواع زیادی از محموله‌های پالت را به داخل حمل کنند.

ماشین‌های جعبه‌دار یخچالی برای حمل مواد غذایی فاسد شدنی ضروری هستند.

ماشین های قفسه ای برای حمل وسایل نقلیه خودرو. این قفسه ها می توانند تک سطحی یا چند سطحی باشند. برخی حتی دارای قفسه هایی با ارتفاع قابل تنظیم برای قرار دادن وسایل نقلیه بزرگتر بدون تعویض واگن های ریلی هستند.

ماشین‌های تخت فضای بیشتری نسبت به ماشین‌های جعبه‌ای دارند و می‌توان آنها را به‌طور انعطاف‌پذیر بارگیری کرد. تا زمانی که محموله حمل شده در معرض آب و هوا قرار گیرد مناسب هستند. کالاهای رایج حمل و نقل شامل کانتینرهای چندوجهی، تیرهای فولادی، ماشین آلات سنگین و لوله است.

ماشین‌های سنتر بیم (یک ماشین تخت تخصصی) به کالاهای بسته‌بندی اجازه می‌دهند که می‌توان آن‌ها را در امتداد دو طرف پرتو مرکزی بسته‌بندی کرد و یک مرکز ثقل قوی ایجاد کرد. الوار یا تخته دیواری نمونه هایی از انواع کالاهایی هستند که روی این خودروها حمل می شوند.

خودروهای هاپر در انواع سرپوشیده و بدون پوشش عرضه می شوند. برای حمل و نقل کالاهای فله خشک مانند غلات استفاده می شود، آنها را می توان از بالا بارگیری کرد و از پایین تخلیه کرد.

خودروهای مخزن برای حمل و نقل محصولات مایع مانند نفت یا مواد شیمیایی. این خودروها اغلب برای جلوگیری از جرقه و محدود کردن خطر آتش سوزی به ویژگی های ایمنی اضافی نیاز دارند.

اتومبیل های مسافری

سیستم‌های ریلی مسافری از قطارهای طولانی‌تر Amtrak گرفته تا واگن‌های کوچک محلی و سیستم‌های قطار شهری/سبک را شامل می‌شود. به طور کلی، این خودروها از سیستم های ایمنی پیچیده تری نسبت به حمل و نقل استفاده می کنند. به عنوان مثال، ترمزهای مکانیکی با سیستم های ترمز الکترومکانیکی جایگزین می شوند.

در حالی که عملکرد اصلی این خودروها یکسان است، قطارهای با سرعت بالاتر به سیستم های ایمنی قوی تری نیاز دارند، در حالی که قطارهای کوچکتر به خودروهایی با وزن سبک تر نیاز دارند. برخی از قطارها شامل واگن‌هایی با فضای داخلی تخصصی هستند، مانند واگن‌های خواب، واگن غذاخوری، و واگن‌های دیدبانی که نیازهای تجهیزات خود را دارند.

این مقاله عمق جالبی در مورد تاریخچه خودروهای سواری و چگونگی تکامل طراحی آنها در طول زمان ارائه می دهد.

تعمیر و نگهداری تجهیزات راه

لوکوموتیوها و واگن‌های ریلی تنها بخش کوچکی از زرادخانه تجهیزات مورد نیاز برای حفظ زیرساخت‌های ریلی هستند. مسیرها مایل‌ها از زمین‌های متنوع را پوشش می‌دهند و باید در یک سطح نگه داشته شوند، به طور محکم بر روی بالاست خوب بسته‌بندی شده (سنگ خرد شده که به عنوان بستر زیر خود استفاده می‌شود) و عاری از آوار نگه داشته شوند.

انجام موفقیت آمیز این وظایف تعمیر و نگهداری نیازمند تجهیزات تخصصی مانند:

پاک کننده های بالاست، دستگاهی برای حذف کثیفی و سایر آلودگی ها از بالاست. تمیز کردن بالاست به جلوگیری از نیاز به تعویض مداوم آن با سنگ خرد شده جدید کمک می کند.

زیر کاترها، یک ماشین سنگین ویژه برای برداشتن بالاست زیر مسیرها برای تسهیل تعمیر و نگهداری و تمیز کردن عمیق تر.

چرخ‌های ریلی وسیله‌ای هستند که ریل‌ها را برای حفظ سطح ریل، حذف تغییر شکل‌ها و صاف کردن خوردگی، خرد می‌کنند. سنگ زنی منظم که امکان فواصل طولانی تری بین تعویض ریل فراهم می کند.

تامپرها برای بسته بندی بالاست تا حد امکان محکم استفاده می شوند که به حفظ سطح بالاست، بسته بندی محکم برای جذب ضربه و جلوگیری از رشد شاخ و برگ در زیر مسیرها کمک می کند.

بیشتر بیاموزید

در اینجا می‌توانید درباره وضعیت فعلی صنعت ریلی بیشتر بخوانید.

ما در اینجا به برخی از روندهای اخیر حمل و نقل ریلی نگاهی می اندازیم.

TriStar مفتخر است که با تولید کنندگان تجهیزات ریلی در تمام دسته بندی های مورد بحث در بالا کار می کند. ما یک رویکرد مهندسی محور را به میز ارائه می کنیم و به مشتریان کمک می کنیم تا نکات مهم طراحی را برای طرح های ریل خود حل کنند. مواد خود روان کننده ما را در همه جا از تعمیر و نگهداری تجهیزات راه گرفته تا سکوهای ایستگاه بزرگترین سیستم مترو در کشور خواهید یافت.

در مقاله مفصلی که در زیر لینک شده است، نگاهی می اندازیم به این که چرا بلبرینگ ها و اجزای مشابه برای تجهیزات ریلی بسیار مهم هستند.

انتخاب نوع مناسب یاتاقان در مرحله طراحی برای اطمینان از کارکرد ایمن، ثابت و کارآمد دستگاه شما بسیار مهم است. بنابراین مهم است که هنگام انتخاب بلبرینگ صحیح، تمام پارامترهای عملیاتی، مانند ابعاد، سرعت چرخش، بار، مواد، روغن کاری / آب بندی و عمر مفید مورد نظر را در نظر بگیرید.

انواع مختلف بلبرینگ

هنگام انتخاب بلبرینگ مناسب، مهم است که در نظر داشته باشید که هر نوع بلبرینگ بسته به طراحی آن، ویژگی های خاصی دارد که آن را کم و بیش برای کاربردهای خاص مناسب می کند.

برای مثال بلبرینگ های شیار عمیق می توانند بارهای شعاعی و محوری را تحمل کنند. آنها اصطکاک کمی ایجاد می کنند، می توانند با دقت بالا تولید شوند و عملکرد تقریباً بی صدا را ارائه دهند. بنابراین آنها برای استفاده در موتورهای الکتریکی کوچک و متوسط ​​ترجیح داده می شوند.

بلبرینگ‌های کروی می‌توانند بارهای بسیار سنگین را تحمل کنند و می‌توانند با کاربردهای مختلف سازگار شوند، و به ویژه برای استفاده در صنایع سنگین مناسب هستند، جایی که بارهای سنگین می‌تواند منجر به تغییر شکل و ناهماهنگی شود.

با این حال، در بسیاری از موارد، هنگام انتخاب نوع مناسب یاتاقان، باید تعدادی از عوامل را در نظر گرفت و با یکدیگر سنجید. مهمترین مواردی که در انتخاب نوع بلبرینگ باید در نظر گرفته شود عبارتند از:

فضای در دسترس

بارها

ناهماهنگی

دقت، درستی

سرعت چرخش

سر و صدای بلبرینگ

سختی

قابلیت جابجایی محوری

نصب و حذف

مهر و موم یکپارچه

عواملی نیز وجود دارند که به طراحی بلبرینگ مربوط نمی شوند. به عنوان مثال، سختی یک نصب با بلبرینگ های تماس زاویه ای یا رولبرینگ های مخروطی نیز به پیش بارگیری انتخاب شده بستگی دارد. علاوه بر این، سرعت چرخش مجاز یک یاتاقان تحت تأثیر دقت یاتاقان و طراحی قفس یاتاقان است و باید در نظر داشت که هزینه کل و در دسترس بودن نصب یاتاقان نیز می تواند بر انتخاب نهایی تأثیر بگذارد.

روان کننده ها

روان کننده ها نقش مهمی در مورد یاتاقان دارند. روان کننده ها اصطکاک را کاهش می دهند و در نتیجه باعث کاهش سایش و افزایش طول عمر بلبرینگ می شوند. بنابراین انتخاب یک روان کننده مناسب به اندازه انتخاب بلبرینگ مناسب اهمیت دارد. برای هر کاربرد یک روان کننده و اپلیکاتور خاص وجود دارد. به لطف طیف گسترده محصولات چندتخصصی ما، می توان مناسب ترین روان کننده را برای کاربردهای تخصصی انتخاب کرد. بسیاری از تصمیمات را نیز می توان با انتخاب یک روان کننده با کاربرد جهانی با طیف وسیعی از گزینه های کاربردی ساده کرد.

منابع در دسترس

برای کمک به شما در انتخاب بلبرینگ و روان کننده مناسب، همه منابع به صورت نسخه چاپی یا دیجیتال، هم به صورت آنلاین و هم آفلاین در دسترس هستند. ابزارها و اسناد محاسبه مدرن برای پشتیبانی از مهندسان برنامه ما در هنگام انتخاب انواع بلبرینگ در دسترس هستند. نرم افزار محاسباتی به مهندسان برنامه امکان مدلسازی و محاسبه تمامی یاتاقان ها، محورهای پیچیده، سیستم های شفت و سیستم های انتقال نیرو را می دهد. داده های ساخت و ساز را می توان با همکاری با تامین کنندگان ما که یک پایگاه داده بزرگ حاوی نقشه های دو بعدی و مدل های سه بعدی دارند، مستقیماً به سیستم CAD خود وارد کرد.

اگر می خواهید اطلاعات بیشتری برای کمک به انتخاب بلبرینگ مناسب داشته باشید، با یکی از ما تماس بگیرید

ما درک می کنیم که هر برنامه متفاوت است و هر پروژه یک چالش جدید است. بنابراین متخصصان محصولات ما با مشاوره شخصی و دانش کامل محصول آماده خدمت شما هستند. لطفاً انتخاب کنید که کدام یک از کارشناسان ما نیاز دارید و مستقیماً با ما تماس بگیرید.

بلبرینگ ها که برای فعال کردن حرکت چرخشی یا خطی در یک دستگاه طراحی شده اند، عناصر ماشینی هستند که برای کاهش اصطکاک بین قطعات متحرک و افزایش سرعت و کارایی یک سیستم استفاده می شوند. در عین حال، از یاتاقان ها برای پشتیبانی از سایر قسمت های ماشین با تحمل مقادیر مختلف تنش استفاده می شود.

هنگامی که دو قطعه فلزی در داخل دستگاه با هم تماس پیدا می کنند، مقدار زیادی اصطکاک ایجاد می شود و این می تواند منجر به ساییدگی و پارگی به موقع مواد شود. بلبرینگ ها اصطکاک را کاهش می دهند و حرکت را با داشتن دو سطح که روی هم می غلتند تسهیل می کنند.

بسته به طراحی یاتاقان، این سطوح ممکن است متفاوت باشد، اما به طور کلی بلبرینگ ها از دو حلقه یا دیسک با مسیرهای دریچه ای، عناصر غلتشی مانند غلتک ها یا توپ هایی که روی سطوح فلزی داخلی و خارجی می غلتند و یک قفس که غلتک ها را نگه می دارد، ساخته می شوند. جدا می کند و آنها را هدایت می کند.

بلبرینگ‌ها مانند چرخ‌ها، دو عملکرد کلیدی در داخل یک سیستم دارند: آنها انتقال حرکت را با اجازه دادن به اجزای سازنده نسبت به یکدیگر امکان می‌دهند و نیروها را با لغزش یا غلتش منتقل می‌کنند. باری که بر یاتاقان وارد می شود بسته به ساختار یاتاقان می تواند بار شعاعی یا رانشی باشد.

هدف از این راهنما این است که به شما کمک کند تا با رایج ترین انواع بلبرینگ ها، ویژگی های طراحی و نحوه عملکرد آنها، نحوه برخورد آنها با نیروها، روش های صحیح نصب و نگهداری، و همچنین متداول ترین مشکلاتی که می تواند باعث شود، آشنا شوید. آسیب یاتاقان های داخل دستگاه

1. طبقه بندی بلبرینگ ها

یاتاقان ها را می توان بر اساس معیارهای مختلفی مانند طراحی و حالت کار، حرکت مجاز یا جهت بار طبقه بندی کرد. از دیدگاه طراحی، بلبرینگ ها را می توان به موارد زیر طبقه بندی کرد:

یاتاقان های ساده - که به آنها بوش، بوشینگ یا بلبرینگ آستین نیز گفته می شود، اینها ساده ترین نوع بلبرینگ هستند. با شکل استوانه‌ای و بدون قطعات متحرک، معمولاً در ماشین‌هایی با اجزای محور چرخشی یا کشویی استفاده می‌شوند. بلبرینگ‌های ساده می‌توانند از فلز یا پلاستیک ساخته شوند و می‌توانند از روان‌کننده‌ای مانند روغن یا گرافیت برای کاهش اصطکاک بین شفت و سوراخی که در آن می‌چرخد استفاده کنند. معمولاً از آنها برای حرکت لغزشی، چرخشی، نوسانی یا رفت و برگشتی استفاده می‌شود.

یاتاقان های نورد - این یاتاقان ها طراحی پیچیده تری دارند و برای تحمل بارهای بالاتر استفاده می شوند. آنها از عناصر نورد مانند توپ ها یا استوانه هایی تشکیل شده اند که بین یک چرخش و یک مسابقه ثابت قرار می گیرند. حرکت نسبی نژادها باعث حرکت عناصر غلتشی با اصطکاک کم و لغزش کم می شود.

بسته به شکل عناصر نورد، این یاتاقان ها را می توان بیشتر به بلبرینگ ها و غلتک ها با انواع فرعی تقسیم کرد: غلتک استوانه ای، غلتک کروی، غلتک مخروطی، غلتک سوزنی و یاتاقان چرخ دنده.

یاتاقان‌های رانش بارهایی را تحمل می‌کنند که موازی با محور یاتاقان هستند، بنابراین به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در برابر نیروهای هم جهت محور (بارهای محوری) مقاومت کنند.

این یاتاقان ها بسته به نوع طراحی خود می توانند بارهای محوری خالص را در یک یا دو جهت و گاهی اوقات برخی از بارهای شعاعی را تحمل کنند، اما برخلاف یاتاقان های شعاعی، این قطعات نمی توانند سرعت های بسیار بالایی را تحمل کنند.

توجه: با توجه به اینکه یاتاقان‌های ساده و یاتاقان‌های غلتشی می‌توانند بارها را در جهت‌های شعاعی و محوری منتقل کنند، انتخاب طرح یاتاقان به الزامات کاربرد بستگی دارد.یاتاقان های سیال - همانطور که از نام آنها پیداست، این بلبرینگ ها حاوی لایه ای از مایع بین سطوح یاتاقان هستند. سیال می تواند یک مایع تحت فشار یا گاز باشد و در یک لایه نازک که به سرعت بین نژادهای داخلی و خارجی حرکت می کند، توزیع می شود. از آنجایی که سطوح یاتاقان تماس مستقیم ندارند، در این نوع یاتاقان‌ها اصطکاک لغزشی وجود ندارد، بنابراین اصطکاک و سایش کلی این قطعات بسیار کمتر از یاتاقان‌های عنصر نورد است.

یاتاقان های مغناطیسی - این یاتاقان ها از شناور مغناطیسی برای تحمل بارها استفاده می کنند، به این معنی که هیچ تماس سطحی با یاتاقان وجود ندارد. با حذف اصطکاک و سایش مواد، یاتاقان های مغناطیسی عمر بسیار طولانی تری دارند و می توانند بالاترین سرعت را در بین انواع بلبرینگ ها پشتیبانی کنند. این قطعات اغلب در کاربردهای صنعتی مانند پالایش نفت، انتقال گاز طبیعی یا تولید برق، اما همچنین در سیستم‌های نوری با سرعت چرخش بالا و کاربردهای خلاء ترجیح داده می‌شوند.

ما در فصل های بعدی این راهنما در مورد رایج ترین انواع بلبرینگ ها با جزئیات بیشتری صحبت خواهیم کرد، اما در حال حاضر به طبقه بندی بلبرینگ ها ادامه می دهیم.

معیار دیگر برای دسته بندی یاتاقان ها جهت باری است که می توانند تحمل کنند. از این دیدگاه، یاتاقان ها به سه دسته اصلی یاتاقان های شعاعی، یاتاقان های رانش و یاتاقان های خطی تقسیم می شوند.

زاویه تماس بین یاتاقان و شفت نوع یاتاقان را تعیین می کند: یاتاقان های شعاعی دارای زاویه تماس کمتر از 45 درجه هستند، در حالی که یاتاقان های رانش دارای زاویه تماس بالاتر از 45 درجه هستند.

بلبرینگ های خطی قسمت های متحرک را در یک خط مستقیم هدایت می کنند. آنها همچنین به عنوان راهنمای خطی شناخته می شوند و به دو شکل اصلی هستند: گرد و مربع.

یاتاقان های شعاعی می توانند بارهایی را که به صورت عمود بر محور می افتد تحمل کنند. بسته به طراحی، ممکن است برخی از بارهای محوری را نیز در یک یا دو جهت در خود جای دهند. یاتاقان های شعاعی به صورت عمود بر خط محوری شفت نصب می شوند. یاتاقان های ساده - که یاتاقان های ژورنال نیز نامیده می شوند - اغلب به عنوان یاتاقان های شعاعی استفاده می شوند.

2. طراحی بلبرینگ ساده و برنامه های کاربردی

همانطور که قبلاً گفته شد، دو نوع اصلی سازه یاتاقان وجود دارد: یاتاقان‌های ساده و یاتاقان‌های عنصر نورد. بیایید ببینیم که رایج ترین زیرشاخه ها برای هر یک از این دسته ها کدام است و تفاوت آنها از نظر طراحی، مواد و کاربردها چیست.

یاتاقان های ساده از یک سطح یاتاقان واحد ساخته می شوند، بدون قطعات نورد. طراحی به نوع حرکت مورد نیاز و باری که بلبرینگ باید تحمل کند بستگی دارد. این اجزای دستگاه نسبت به یاتاقان های نورد در عملکرد بی صداتر هستند، هزینه کمتری دارند و به فضای کمتری نیاز دارند.

از طرف دیگر، اصطکاک بیشتری بین سطوح دارند که می تواند منجر به مصرف انرژی بیشتر در دستگاه شود و در صورت ورود ناخالصی ها به روان کننده، آسیب بیشتری می بینند.

بلبرینگ‌های ساده را می‌توان از مواد مختلفی ساخت، اما باید بادوام، سایش کم و اصطکاک کم، مقاوم در برابر دما و خوردگی باشند. اغلب، سطوح یاتاقان حداقل از دو جزء ساخته می‌شوند که یکی نرم‌تر و دیگری سخت‌تر است. مواد متداول عبارتند از بابیت، یک ماده دوگانه که از یک پوسته فلزی و یک سطح پلاستیکی، چدن، برنز، گرافیت، و همچنین سرامیک و پلاستیک تشکیل شده است.

اگرچه یاتاقان های ساده اغلب به روغن کاری نیاز دارند، آنها - حداقل از نظر تئوری - می توانند به طور نامحدود کار کنند، بنابراین می توان از آنها در برنامه هایی استفاده کرد که خرابی این قطعات منجر به عواقب شدید می شود. به عنوان مثال، توربین‌های صنعتی بزرگ مانند توربین‌های بخار نیروگاهی، کمپرسورهایی که در کاربردهای حیاتی کار می‌کنند، موتورهای خودرو، کاربردهای دریایی و غیره.

در مورد انواع اصلی بلبرینگ ساده، از نظر ساختاری سه دسته مهم وجود دارد: آستین یا بوش، یاتاقان یکپارچه و یاتاقان ساده دو تکه. طبقه بندی دیگری از یاتاقان های ساده آنها را به یاتاقان های هیدرودینامیکی و هیدرواستاتیکی دسته بندی می کند.

یاتاقان ها که برای تحمل بارهای سنگین و افزایش طول عمر ماشین آلات با کاهش اصطکاک و توزیع نیرو طراحی شده اند، در برابر ضربه ها و ضربه های سنگین بسیار حساس هستند. بنابراین، جابجایی نادرست یا نصب و جداسازی نادرست می تواند به عناصر یک یاتاقان آسیب برساند و باعث ایجاد نویز و لرزش بیش از حد شود و بر چرخش یاتاقان تأثیر بگذارد.

همین امر ممکن است زمانی اتفاق بیفتد که ذرات کوچک وارد یاتاقان شوند و باعث آلودگی قطعات یا ماده روان کننده شوند. حتی ذرات خارجی بسیار ریز نیز می توانند بلبرینگ را آلوده کرده و عمر مفید دستگاه را به خطر بیندازند. با استفاده صحیح از دستگاه ها و استفاده از ابزار مناسب هنگام نصب و جداسازی بلبرینگ ها می توان از این نوع آسیب های بلبرینگ جلوگیری کرد.

ERIKS طیف گسترده ای از ابزارهای یاتاقان را ارائه می دهد که برای حفظ یاتاقان ها در حین استفاده و اطمینان از نصب و جداسازی ایمن یاتاقان ها در نظر گرفته شده است.

فرآیند نصب بلبرینگ

همه اجزاء را از نظر آلودگی و آسیب بازرسی کنید

قبل از نصب بلبرینگ ها، مطمئن شوید که هنوز در بسته های اصلی قرار دارند تا از آلودگی جلوگیری شود. نقشه ها را بررسی کنید تا جهت گیری صحیح بلبرینگ ها را در مجموعه مشخص کنید، و هنگامی که همه چیز را آماده کردید، یاتاقان ها را از بسته بندی خارج کرده و قبل از نصب آنها را بررسی کنید. اگر بلبرینگ ها قبلا باز شده اند و خطر آلودگی یا آسیب وجود دارد، قبل از نصب آن ها را بشویید و خشک کنید.

محل نصب بلبرینگ ها را بررسی کنید: این دستگاه نیز باید تمیز، خشک و عاری از گرد و غبار باشد. اگر نیاز به نصب محفظه ها، شفت ها یا آب بند دارید، مطمئن شوید که آنها تمیز و عاری از گرد و غبار هستند. سوراخ‌های روغن‌کاری و سوراخ‌های رزوه‌شده را برای وجود آثاری از مواد از مجموعه‌های قبلی بررسی کنید.

توجه: بلبرینگ های جدید ممکن است با مواد نگهدارنده پوشانده شوند. در بیشتر موارد، تا زمانی که سطوح بیرونی و سوراخ شده را پاک کنید، نیازی به شستن آن نیست. با این حال، لازم است دوبار بررسی کنید که آیا روان کننده ای که قصد استفاده از آن را دارید با ماده نگهدارنده سازگار است یا خیر. اگر نه، قبل از نصب بلبرینگ باید آن را بشویید و خشک کنید. این برای یاتاقان های دارای مهر و موم و سپر صدق نمی کند.

وقتی همه اینها انجام شد، می توانید به مرحله دوم فرآیند بروید.

تحمل همه عناصر موجود در مجموعه را بررسی کنید

تلورانس ابعادی و هندسی قطعات در مجموعه باید قبل از شروع نصب بررسی شود، زیرا عملکرد بلبرینگ ها می تواند به شدت توسط اجزای مرتبط با انتخاب نامناسب تحت تاثیر قرار گیرد. تحمل یاتاقان ها بر اساس طبقات تحمل، همانطور که در استانداردهای ISO 492 (بلبرینگ های شعاعی) و ISO 199 (یاطاقان های رانش) تعریف شده است، توصیف می شوند. این کلاس ها از آنجایی که بر کاربرد بلبرینگ ها تأثیر می گذارند مهم هستند.

همانطور که می دانید، تلرانس بلبرینگ به سه جنبه دقت اشاره دارد: دقت ابعاد خارجی، دقت ماشینکاری و دقت در حال اجرا. دقت ابعادی، ابعاد خارجی یاتاقان مانند قطر سوراخ، قطر بیرونی، عرض حلقه داخلی و عرض حلقه بیرونی را نشان می‌دهد. این پارامتر برای تعیین تناسب شفت و محفظه در مجموعه بلبرینگ مهم است.

دقت ماشینکاری دقت فرآیند تولید را می دهد و هنگام انتخاب تلورانس ها برای شفت ها و محفظه ها مهم است. این پارامتر تغییرات ابعاد را هنگام مقایسه یک یاتاقان با دیگری اندازه گیری می کند، برای مثال تغییرات عرض حلقه داخلی و خارجی.

دقت دویدن یا خروجی خروجی شعاعی و خروجی محوری برای حلقه داخلی و خارجی، خروجی جانبی برای حلقه داخلی و خروجی قطر بیرونی برای حلقه بیرونی را اندازه‌گیری می‌کند. این پارامتر برای به حداقل رساندن لرزش و ناهماهنگی در یک مجموعه مهم است.

توجه: برای کاربردهایی که به چرخش و سرعت عملیاتی متوسط ​​نیاز دارند، بلبرینگ‌هایی با کلاس تحمل معمولی انتخاب خوبی هستند. با این حال، برای کاربردهایی که به دقت بیشتری نیاز است، باید بلبرینگی با کلاس تلرانس دقیق‌تر انتخاب کنید. کلاس تلورانس 6 به معنای دقت کمتری نسبت به کلاس تلورانس 4 است و کلاس تحمل معمولی دقت کمتری نسبت به کلاس 6 دارد. کلاس تحمل یاتاقان باید بر اساس الزامات کاربردی برای پارامترهای ذکر شده قبلی انتخاب شود.

از آنجایی که عملکرد خوب یاتاقان به پایبندی به اتصالات حلقه ها بستگی دارد، انتخاب اتصالات باید قبل از نصب بلبرینگ انجام شود. حلقه ها باید به خوبی در مجموعه پشتیبانی شوند، اما نه خیلی سفت، زیرا بسته به کاربرد، فاصله داخلی بلبرینگ تغییر می کند. بنابراین، فاصله باید با تناسب تطبیق داده شود. این بدان معنی است که علاوه بر بررسی تلرانس ها، باید مطمئن شوید که یاتاقان از فاصله مناسبی برخوردار است و اتصالات خیلی شل یا خیلی سفت نیستند.

روش های نصب بلبرینگ

قبل از شروع به نصب بلبرینگ ها، مطمئن شوید که از تجهیزات حفاظت شخصی مناسب برای جلوگیری از صدمات و آلودگی محصول استفاده می کنید. دستکش‌ها، کفش‌ها و عینک‌های ایمنی نه تنها ایمنی کارگران را افزایش می‌دهند، بلکه از آلودگی یاتاقان‌ها به ذرات خارجی نیز جلوگیری می‌کنند.

PPE مخصوصاً هنگام کار با یاتاقان‌های داغ یا روغنی مهم است، بنابراین اگر برای انتخاب دستکش‌های ایمنی مناسب برای شرکت خود به کمک نیاز دارید، حتماً راهنمای ما در مورد حفاظت از دست و بازو را بررسی کنید.

انتخاب روش نصب بستگی به نوع بلبرینگ و برازش دارد. یاتاقان‌های با سوراخ‌های استوانه‌ای در بیشتر موارد با فشار دادن روی شفت‌ها یا با گرم کردن آنها نصب می‌شوند، زیرا این کار باعث افزایش قطر می‌شود. بلبرینگ های با سوراخ مخروطی را می توان مستقیماً روی محورهای مخروطی یا محورهای استوانه ای با استفاده از آستین های مخروطی نصب کرد.

نصب بلبرینگ با سوراخ استوانه ای

برای یاتاقان های دارای سوراخ استوانه ای، ابتدا حلقه داخلی نصب می شود. با این حال، اگر بلبرینگ قابل جدا شدن نیست، ابتدا باید اتصال محکم‌تر نصب شود. اگر حلقه قابل جدا شدن باشد، حلقه داخلی به طور جداگانه نصب می شود.

در هر دو مورد، نصب را می توان به صورت مکانیکی انجام داد - و به این روش "نصب سرد" یا با گرم کردن بلبرینگ قبل از نصب می گویند - و به این روش "نصب گرم" می گویند. روش سوم، نصب هیدرولیک است که بیشتر برای یاتاقان های بزرگ استفاده می شود.

برای یاتاقان های کوچک، یعنی یاتاقان هایی با قطر کمتر از 80 میلی متر، هم می توان از نصب مکانیکی (سرد) و هم نصب گرم استفاده کرد، اما روش ترجیحی پرس مکانیکی یا هیدرولیک است. برای روش پرس فیتینگ، یک ابزار نصب بر روی حلقه داخلی قرار داده می شود، سپس یاتاقان به آرامی روی شفت فشار داده می شود، تا زمانی که طرف حلقه داخلی روی شفت قرار گیرد.

احتیاط: ابزار پرس نباید روی حلقه بیرونی قرار گیرد، زیرا ممکن است به یاتاقان آسیب برساند. قبل از نصب، توصیه می شود روغن را روی سطح شفت بمالید تا از جاگذاری صاف اطمینان حاصل شود.

اگر پرس در دسترس نباشد، بلبرینگ‌های کوچک را می‌توان با استفاده از چکش و ابزار نصب، مانند آستین نصب با صفحه صاف، نصب کرد. این امر توزیع یکنواخت نیرو را در کل محیط حلقه تضمین می کند و خطر آسیب رساندن به یاتاقان را کاهش می دهد.

این روش همچنین زمانی ترجیح داده می شود که یاتاقان ها نیاز به اتصال محکم دارند، اما هرگز نباید برای یاتاقان های بزرگ استفاده شود. ابزار نصب باید همیشه روی حلقه داخلی قرار گیرد. برای یاتاقان‌های جدا نشدنی که نیاز به اتصال محکم دارند، ابزار نصب روی هر دو حلقه قرار می‌گیرد و همزمان با پرس هیدرولیک یا با پیچ نصب می‌شوند.

نصب سرد بلبرینگ های خود تراز با سوراخ استوانه ای نیاز به استفاده از یک حلقه نصب متوسط ​​دارد که از حرکت حلقه بیرونی هنگام وارد شدن دستگاه به محفظه جلوگیری می کند.

بلبرینگ هایی با قطر 80-200 میلی متر اندازه متوسط ​​و آنهایی که قطر آنها بیشتر از 200 میلی متر است بزرگ در نظر گرفته می شوند. برای هر دو دسته، نصب گرم ترجیح داده می شود. نصب گرم یاتاقان‌ها با سوراخ استوانه‌ای برای یاتاقان‌های کوچک تنها زمانی اعمال می‌شود که نیاز به یک اتصال بسیار محکم باشد. با این حال، برای یاتاقان های بزرگ، نصب گرم روش ترجیحی است.

بلبرینگ های بزرگ را معمولا نمی توان بدون گرم کردن نصب کرد زیرا نیروی مورد نیاز برای نصب آنها بسیار زیاد است. دما ممکن است بسته به نوع بلبرینگ و سازنده متفاوت باشد. برای مثال، برای یاتاقان‌های SKF، دمای گرمایش توصیه‌شده برای یاتاقان‌های درپوش دار (با سپر یا مهر و موم) 80 درجه سانتی‌گراد و برای یاتاقان‌های باز 120 درجه سانتی‌گراد است. برای روش نصب گرم، خطر داغ شدن بیش از حد بلبرینگ ها به صورت موضعی وجود دارد، بنابراین SKF استفاده از بخاری القایی الکتریکی را برای گرم کردن یکنواخت دستگاه ها توصیه می کند. با این روش، بلبرینگ از قبل گرم می شود، بنابراین حلقه داخلی منبسط می شود و نصب آن آسان تر است.

روش های دیگری مانند گرم کردن بلبرینگ در روغن نیز قابل استفاده است، اما در این حالت خطر آلودگی افزایش می یابد. اگر از صفحات داغ استفاده می شود، بلبرینگ ها باید چندین بار برگردانده شوند، بنابراین ترجیحاً برای جلوگیری از آسیب، حلقه ای بین صفحه و یاتاقان قرار دهید. همچنین، اگر بلبرینگ ها درپوش هستند، مطمئن شوید که مهر و موم ها مستقیماً با صفحه تماس ندارند.

نصب بلبرینگ ها با سوراخ مخروطی

بلبرینگ‌های با سوراخ مخروطی روی یک شفت مخروطی یا روی یک محور استوانه‌ای با آداپتور یا آستین خروجی نصب می‌شوند. این کار همیشه با یک تناسب تداخل انجام می شود، درجه تداخل بر اساس میزان حرکت یاتاقان بر روی صندلی شافت مخروطی تعیین می شود.

صنعت نفت و گاز محرک اصلی اقتصاد جهانی است. همچنین در یک چهارراه استراتژیک بلندمدت قرار دارد. در این وبلاگ، نگاهی به نظرات تحلیلگران در مورد روندهای کلیدی صنعت می اندازیم، و اینکه چگونه این روندها ممکن است چشم انداز صنعت را به عنوان یک کل هدایت کند.

روندهای کلیدی در صنعت نفت و گاز

قیمت‌های نوسان همچنان سرعت صنعت را تعیین می‌کند.

فشار جدید برای بهره وری عملیاتی، صنعت را شکل خواهد داد

صنعت نفت و گاز در حال گسترش سرمایه گذاری در بهره وری انرژی و پایداری است.

روند اول صنعت نفت و گاز: صنعتی با قیمت های نوسان

در دو دهه گذشته قیمت‌های صنعت نفت و گاز به شدت افزایش یافته است. امروزه، قیمت‌های انرژی معمولاً اقتصاد کلان جهانی را دنبال می‌کنند: اقتصاد پررونق به معنای تقاضای بیشتر برای محصولات نفت و گاز است. پس از یک سقوط متوسط ​​قیمت بلافاصله پس از حملات 11 سپتامبر، قیمت ها وارد یک رونق هفت ساله شدند که در سال 2008 به اوج خود رسید. بحران مالی سال 2008 یک سقوط چشمگیر قیمت را ایجاد کرد.

قیمت‌ها در کنار اقتصاد جهانی شروع به بهبود کردند اما قبل از سقوط مجدد در سال 2014، ارتفاعات قبلی خود را حفظ نکردند. سقوط سال 2014 به دلیل ترکیبی از کند شدن رشد تقاضا در چین، افزایش عرضه ناشی از رونق نفت شیل / شن‌های نفتی آمریکای شمالی و یک استراتژی تولید سازگار از عربستان سعودی قیمت‌ها تنها زمانی شروع به بهبودی کرده بودند که بحران کووید یک ضربه بزرگ دیگر به تقاضای جهانی وارد کرد، این بار قیمت‌ها را به سطح تعدیل‌شده تورمی که از سال 1998 مشاهده نشده بود سوق داد. دهه

این قیمت‌ها پیامدهای بزرگی بر ساختار صنعت دارند زیرا چگونه تولید نفت و گاز به‌طور منحصربه‌فردی بر اساس هزینه‌های تولید طبقه‌بندی می‌شود. این واقعیت به روند بعدی، که در زیر بررسی می شود، تغذیه می کند.

روند دوم صنعت نفت و گاز: یک فشار جدید برای بهره وری عملیاتی صنعت را مشخص خواهد کرد

نوسانات قیمتی که در بالا مورد بحث قرار گرفت تأثیر زیادی بر آینده صنعت خواهد داشت. این به این دلیل است که هزینه های تولید صنعت نفت و گاز بر اساس نیازهای فنی استخراج انواع مختلف ذخایر متفاوت است.

فناوری‌های جدید مانند شکستگی هیدرولیکی استخراج نفت و گاز را از مجموعه‌ای جدید از سایت‌ها ممکن می‌سازد. با این حال، این روش‌های استخراج جدید از نظر فنی بیشتر درگیر هستند و هزینه‌های تولید بالاتری دارند. این افزایش هزینه ها به این معنی است که قیمت کالاهای بالاتر برای تولیدکنندگان غیرمتعارف ضروری است. و اینکه این تولیدکنندگان همچنان بار رکود قیمت نفت و گاز را متحمل خواهند شد. به گزارش Investopedia:

برخی از چاه‌های نفت شیل در طول عمر تولید خود دارای نقطه سربه‌سر قیمت 40 دلار در هر بشکه هستند. اما تخمین ها برای برخی از چاه ها بالاتر از 60 تا 90 دلار در هر بشکه است.

ذخایر نفتی معمولی را می توان با نرخ های بسیار ارزان تر استخراج کرد. عربستان سعودی می تواند حدود 10 دلار در هر بشکه تولید کند و سایر کشورهای خاورمیانه و شمال آفریقا می توانند به 20 دلار در هر بشکه برسند. در سطح جهانی، 30 تا 40 دلار در هر بشکه برای استخراج متعارف معمول است.

این انشعاب هزینه به این معنی است که با توجه به اینکه قیمت‌ها در حال حاضر حدود 40 دلار در هر بشکه هستند، بسیاری از تولیدکنندگان همچنان در لبه چاقویی از قابلیت اقتصادی باقی خواهند ماند. در نتیجه، فشار زیادی برای تولید غیر متعارف کارآمدتر وجود دارد. اکثر روش‌های استخراج غیر متعارف نسبتاً جدید هستند و امید وجود دارد که کارایی‌های جدید قابل توجهی را باز کند. برای مثال، تحقیقات Deloitte نشان می‌دهد که بهبودهای عملیاتی می‌تواند هزینه‌های چاه را بین ۱۹ تا ۲۳ درصد بهبود بخشد. آنها همکاری برای دستیابی به کارایی بیشتر در بالادست و میان‌دست را به عنوان یک نیاز کلیدی برای به حداکثر رساندن رقابت برای تولید غیر متعارف شناسایی می‌کنند.

ما می‌توانیم انتظار یک فشار عظیم را برای یافتن هر سود ممکن برای تولیدکنندگان غیرمتعارف داشته باشیم. این چالش شامل دستیابی به هر گونه افزایش بهره وری ممکن برای تجهیزات کلیدی صنعت (تجهیزاتی که باید در دوره های طولانی عملیات مداوم با دمای بالا و فشار بالا، اغلب با حداقل تعمیر و نگهداری، پیشرفت کنند) خواهد بود. ما در راهنمای خود در اینجا نگاهی دقیق‌تر به چالش‌های مهندسی برای اجزای کلیدی تجهیزات نفت و گاز (و اینکه چگونه مواد پیشرفته TriStar می‌توانند کمک کنند) می‌اندازیم.

روند صنعت سوم: سرمایه گذاری در انتقال انرژی

به حداکثر رساندن بهره وری با چالش بلندمدت دیگری برای صنعت نفت و گاز مرتبط است: تغییرات آب و هوا و فشار جهانی برای انرژی های جایگزین. شرکت های انرژی بر انکار این انتقال متمرکز نیستند، بلکه برای آمادگی برای آن سرمایه گذاری می کنند.

چالش این اقتباس دوگانه است. اول، طبق گفته Deloitte، این ضروری است که شرکت‌های گاز نفتی «نیاز دارند بفهمند که چگونه سال به سال نفت و گاز (و به طور فزاینده‌ای انرژی) تولید کنند و در عین حال نسبت به کربن آگاه باشند و به نگرانی‌های پایداری ذینفعان رسیدگی کنند. دیلویت راه‌های بالقوه‌ای را برای استخراج انرژی با انتشار کمتر، از جمله حذف نشت متان، استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر در عملیات‌های میدانی، کاوش در بازیافت کربن و بهبود استفاده از آب، شناسایی می‌کند.

دوم، شرکت‌های نفت و گاز برای رقابت در آینده انرژی سرمایه‌گذاری می‌کنند که انتظار می‌رود طی 10 تا 30 سال آینده شاهد اوج تقاضا برای سوخت‌های فسیلی باشد. کاهش تقاضا الزامی برای عملیات کارآمد مورد بحث در بالا را تقویت می کند. همچنین شرکت‌های نفت و گاز را به سمت سرمایه‌گذاری در فناوری، از باتری‌ها گرفته تا سوخت‌های زیستی سوق می‌دهد، که به آنها کمک می‌کند تا در آینده بازار انرژی جهانی به خوبی رقابت کنند.

چشم انداز صنعت نفت و گاز

به نظر می‌رسد که حاشیه‌ها برای آینده قابل پیش‌بینی بسیار رقابتی باقی می‌مانند (اما ممکن است پایدارتر باشند زیرا عرضه جهانی نفت نسبت به شوک‌های ژئوپلیتیکی حساس‌تر می‌شود). فشار برای تولید کارآمدتر، به ویژه برای عملیات استخراج غیر متعارف، یک ضرورت دائمی خواهد بود. و کل صنعت نوآوری خواهد کرد تا خود را به عنوان بخش کم کربن فشرده اقتصاد قرار دهد، کاری که به نظر می رسد در طول قرن ادامه خواهد داشت.

با در نظر گرفتن این چالش ها، صنعت نفت و گاز به عنوان یک چرخ دنده اساسی در اقتصاد جهانی به کار خود ادامه می دهد و به نظر می رسد برای آینده قابل پیش بینی آماده است. درست مانند قرن گذشته، صنعت همچنان به دنبال فناوری های جدید و تجهیزات کارآمدتر در تلاش خود برای سازگاری خواهد بود.

بیشتر بیاموزید

شما می توانید در مورد اندازه و ساختار صنعت در پست وبلاگ مروری بر صنعت نفت و گاز ما اینجا بخوانید.

ما برخی از تاریخچه اساسی صنعت نفت و گاز را در پست وبلاگ خود در اینجا برجسته می کنیم.

روندهایی که در اینجا مورد بحث قرار می گیرد، پشتوانه واقعیتی است که در طول تاریخ ثابت شده است: موفقیت مداوم صنعت نفت و گاز به پیشرفت مداوم در فناوری و تجهیزات بستگی دارد. به نظر می رسد که این واقعیت حداقل تا قرن آینده پایدار خواهد بود.

از موتورهای شکستگی، خطوط لوله، تا پالایشگاه ها، حاشیه های بحرانی به دستیابی به هر بازده ممکن برای تجهیزات حیاتی تجاری بستگی دارد. برای موفقیت، اجزای تجهیزات باید در مواجهه با گرمای شدید، فشار بالا و قرار گرفتن در معرض مزمن با مواد شیمیایی خورنده عمل کنند. اجزای کلیدی باید در مقابل این شرایط بایستند و در عین حال قابلیت اطمینان خود را در طول مدت کارکرد بسیار طولانی حفظ کنند (بسیاری از انواع تجهیزات 24/7/365 اجرا می شوند).

پلیمرهای خود روان کننده TriStar خود را در طیف گسترده ای از تجهیزات نفت / گاز ثابت کرده اند. برای نگاهی متمرکزتر به چالش‌های اجزای تجهیزات نفت و گاز (و اینکه چگونه مواد مناسب می‌توانند کمک کنند) روی دکمه زیر کلیک کنید تا راهنمای ما را ببینید.

در حالی که این صنعت دارای ریشه های قدیمی است، صنعت نفت و گاز به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از انقلاب صنعتی به طور تصاعدی رشد کرده است. در یک بازه زمانی کمتر از دو قرن، این صنعت از یک صنعت کوچک متمرکز بر روغن گرمایشی به آنچه امروز آن را می شناسیم، تبدیل شده است: یک محرک عظیم برای اقتصاد جهانی.

در این مقاله نگاهی داریم به رویدادهای کلیدی در تاریخ نفت و گاز (به همراه چند لینک برای مطالعه عمیق تر).

در طول تاریخ خود، نفت/گاز به پیشرفت در تجهیزات کلیدی، از استخراج تا پالایش، وابسته بوده است. انتظار می رود همه این تجهیزات در شرایط عملیاتی شدید که شامل دمای بالا، فشار بالا، محیط سوزاننده و اغلب عملیات 24/7/365 است، کار کنند.

برای نگاه دقیق‌تر به چالش‌های مهندسی تجهیزات نفت/گاز (و اینکه چگونه اجزای ساخته‌شده با استفاده از مواد پیشرفته TriStar می‌توانند کمک کنند)، لطفاً مقاله ما را اینجا ببینید.

تاریخچه اولیه نفت و گاز: صنعت نفت و گاز چگونه آغاز شد؟

نفت از زمان تمدن های اولیه باستان در مقیاسی مورد استفاده قرار گرفته است. این فرهنگ‌ها روغن را از مناطقی که مستقیماً از زمین بیرون می‌ریزد برداشت می‌کنند. آنها از این روغن برای ضد آب کردن، ساخت و ساز و روشنایی استفاده می کردند. کتابخانه کنگره منابع مطالعه بیشتری در مورد استفاده از روغن باستانی در اینجا فراهم می کند.

اولین چاه نفت شناخته شده در سال 347 پس از میلاد در چین حفر شد.

در اوایل 500 سال قبل از میلاد، صنعت چین نیز با استفاده از خطوط لوله بامبو گاز را جذب کرد. سپس از آن برای جوشاندن آب نمک برای استخراج نمک استفاده می شد.

تاریخ پیدایش صنعت مدرن نفت و گاز اغلب به آزمایش‌های پیشگامی در تصفیه که توسط شیمیدان اسکاتلندی جیمز یانگ در سال 1847 انجام شد، مربوط می‌شود.

تاریخ بعدی نفت و گاز: برخی از مهم ترین رویدادهای تاریخی در صنعت نفت و گاز چه بوده است؟

جیمز یانگ فرآیند مدرن کشف روش‌های جدید پالایش نفت به محصولات شیمیایی مفید، از جمله روغن سبک‌تر مناسب برای لامپ و روغن غلیظ‌تر برای استفاده به عنوان روان‌کننده را آغاز کرد. تقریباً در همان زمان، آبراهام گسنر کانادایی نفت سفید را کشف کرد که به زودی برای روشن کردن آمریکا در شب استفاده می شد. بازار روغن لامپ (که در آن سوخت‌های مشتق شده از نفت تا حد زیادی جایگزین روغن نهنگ می‌شوند) اولین پیشرفت بزرگ را برای بازار محصولات صنعت نفت و گاز در مقیاس صنعتی مدرن ایجاد کرد.

با این حال، این پیشگامان اولیه در اصل از نفت حفاری شده کار نمی کردند، بلکه عمدتاً از نشت معدن زغال سنگ و استخراج مبتنی بر شیل کار می کردند. این تکنیک‌های استخراج اولیه عرضه را محدود می‌کرد، اما شیمیدان لهستانی Ignacy Łukasiewicz به زودی یاد گرفت که روغن لامپ را مستقیماً از نفت مایع تراوش شده از زمین تقطیر کند. در سال 1859، اولین چاه نفت حفاری شده با موتور بخار در ایالات متحده شروع به کار کرد. اولین خطوط لوله نفت به زودی پس از آن ساخته شد. محدودیت‌های اولیه عرضه کاهش یافت و اصول اولیه صنعت نفت و گاز مدرن برقرار بود.

اولین استفاده تجاری از گاز طبیعی در بریتانیا در دهه 1780 رخ داد: از آن برای روشنایی خانه ها و خیابان ها استفاده می شد. برق اولیه گاز نیز برای چراغ های خیابانی در بالتیمور (1816) و فیلادلفیا (1836) استفاده می شد. با استثنائات اولیه (جایی که گاز از چاه های مجاور برداشت می شد)، گاز طبیعی تا حد زیادی به عنوان محصول جانبی حفاری نفت تولید می شد. اغلب به عنوان یک مزاحم خطرناک تلقی می شد، و امکانات حمل و نقل و ذخیره سازی در مقیاس بزرگ به سادگی در دسترس نبود تا مجموعه آن را عملی کند. معمولاً سوزانده یا تخلیه می شد.

ظهور برق بازار روغن لامپ را متوقف کرد. اما، به موقع، ظهور موتور احتراق داخلی به زودی منبع عظیم جدیدی از تقاضا برای نفت ایجاد خواهد کرد، بازاری که به حفظ رشد عظیم صنعت نفت و گاز تا به امروز کمک کرده است. با گذشت زمان، نفت در تولید برق نیز استفاده می‌شود و تقاضا را بیشتر می‌کند. صنایع کاملاً جدید، مانند پلاستیک، تقاضای مورد نیاز برای حمایت از جهش رشد یک قرنی صنعت نفت و گاز را نیز تامین خواهد کرد.

در همین حال، اکنون می توان گاز طبیعی را به راحتی از طریق خطوط لوله و زیرساخت های ذخیره سازی گسترده برداشت کرد. اکنون این سوخت اصلی برای تولید برق است و بیش از 30 درصد انرژی مصرفی اقتصاد ایالات متحده را بیشتر از هر منبع سوخت دیگری تامین می کند.

حقایق توسعه صنعت نفت و گاز مدرن

مراکز مهم تولید و پالایش نفت اولیه شامل باکو در روسیه، رومانی، و میدان نفتی برادفورد در پنسیلوانیا، ایالات متحده آمریکا (در دهه 1880، میدان نفتی برادفورد 77 درصد از عرضه جهانی نفت را تشکیل می داد).

استاندارد اویل جان دی. راکفلر در انحصار صنعت نفت اولیه ایالات متحده بود و زمانی بیش از 80 درصد از بازار را در اختیار داشت. در سال 1909، استاندارد اویل به 34 شرکت مختلف در یکی از اولین اقدامات بزرگ ضد تراست تقسیم شد.

اولین "پمپ بنزین برای خودرو سواران" در سنت لوئیس، میسوری، در سال 1907 افتتاح شد.

ظهور شرکت‌های ملی نفت و اوپک از دهه 1960 به طور چشمگیری بازار جهانی نفت را تغییر داد.

یک پیشرفت بزرگ در فرکینگ در سال 1997 زمینه را برای رونق جدید نفت و گاز ایالات متحده فراهم کرد.

بیشتر بیاموزید

شما می توانید در مورد اندازه و ساختار صنعت در پست وبلاگ مروری بر صنعت نفت و گاز ما اینجا بخوانید.

ما در اینجا برخی از روندهای اخیر صنعت را به همراه پیوندهایی برای مطالعه بیشتر در مورد چشم انداز صنعت نفت و گاز برجسته می کنیم.

صنعت نفت و گاز همواره به پیشرفت در فناوری و تجهیزات وابسته بوده است. این امروز بیشتر از همیشه صادق است. از موتورهای فرکینگ گرفته تا سکوهای نفتی دریایی و پالایشگاه های عظیم، این صنعت به دریافت بیشترین بازده ممکن از تجهیزات پیچیده بستگی دارد. انتظار می‌رود که همه آن در محیط‌های عملیاتی شدید که شامل گرمای شدید، فشار بالا و قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض مواد شیمیایی خورنده است، رشد کند. اجزای کلیدی نه تنها برای عملکرد در این شرایط مورد نیاز هستند، بلکه قابلیت اطمینان را در طول مدت زمان کار بسیار طولانی حفظ می کنند (بسیاری از انواع تجهیزات 24/7/365 اجرا می شوند).

پلیمرهای خود روان کننده TriStar خود را در طیف گسترده ای از تجهیزات نفت / گاز ثابت کرده اند. برای نگاهی متمرکزتر به چالش‌های اجزای تجهیزات نفت/گاز (و اینکه چگونه مواد مناسب می‌توانند کمک کنند) روی دکمه زیر کلیک کنید تا راهنمای ما را ببینید.

به طور کلی، یاتاقان‌های مهر و موم شده در شرایطی استفاده می‌شوند که روغن‌کاری مجدد مکرر غیرعملی است، یا آلودگی گرد و غبار/ کثیفی یکی از نکات اصلی است..

یاتاقان های مهر و موم شده در مقابل یاتاقان های باز: چه زمانی از بلبرینگ های مهر و موم شده استفاده کنیم

مزیت اصلی طرح های بلبرینگ باز هزینه و سهولت دسترسی برای نگهداری است.

اگر تعمیر و نگهداری مکرر برنامه ریزی شده باشد، هزینه های اضافی یک طرح مهر و موم شده ممکن است ارزشمند نباشد.

با این حال، در محیط‌های دیگر، مانند محیط‌های پر از ذرات معلق ناشی از عملیات تولید، استفاده از آب‌بند (یا بلبرینگ‌های خود روان‌شونده) ممکن است یک ضرورت مجازی باشد.

بلبرینگ های مهر و موم شده فلزی

یاتاقان‌های مهر و موم شده فلزی معمولاً ارزان‌ترین گزینه‌های بلبرینگ مهر و موم شده هستند، اما دسترسی به آنها برای نگهداری سخت‌تر است.

بلبرینگ های مهر و موم شده لاستیکی

یاتاقان های مهر و موم شده لاستیکی معمولاً گرانتر از آب بندی فلزی هستند اما می توان آنها را برای روغن کاری مجدد راحت تر باز کرد. با این حال، آنها نمی توانند در دماهای بالا کار کنند.

بلبرینگ پلیمری مهر و موم شده

مانند خود یاتاقان ها، پلیمرهای پلاستیکی (به ویژه PTFE) مرزهای جدیدی را برای مهر و موم هایی با ویژگی های عملکرد برتر باز می کنند.

به عنوان مثال، درزگیرهای پلیمری می توانند در برابر گرمای بیشتری نسبت به درزگیرهای لاستیکی مقاومت کنند و در عین حال مقاومت در برابر خوردگی و شیمیایی بهتری نسبت به مهر و موم های فلزی ارائه می دهند (این در هر کاربردی که در آن مواد شیمیایی تمیزکننده خشن خطر آسیب رساندن به کیفیت آب بند، تأثیر بر عملکرد و عملکرد آن مهم است، مهم است. طول عمر).

چرا بلبرینگ ها خراب می شوند؟

برای درک واقعی انتخاب بلبرینگ، مهم است که ابتدا درک کنیم که چگونه آنها می توانند شکست بخورند. در حالی که عملکرد زیربنایی همیشه مشابه است، انواع مختلف یاتاقان ها تکثیر می شوند زیرا کاربردهای مختلف و محیط های عملیاتی استرس های بسیار متفاوتی را بر یاتاقان ها وارد می کنند.

یاتاقان ها به دلیل آسیب ناشی از مشکلات رایج مانند روغن کاری ناکافی، آلودگی ذرات یا خورنده، اضافه بار و نصب نامناسب، زودتر از موعد از کار می افتند. دلایل دقیق این مسائل بسته به مواد مورد استفاده و محیط عملیاتی می تواند بسیار متفاوت باشد.

در همین حال، پیامدهای عملیاتی و هزینه‌ای ناشی از خرابی/نگه‌داری/تعویض یاتاقان‌ها می‌تواند بین برنامه‌های کاربردی بسیار متفاوت باشد. به عنوان مثال، برای یک قطعه از تجهیزات تولیدی که باید روزانه برای بازرسی متوقف شود، روغن کاری مکرر یا تعویض گاه به گاه بلبرینگ ممکن است مشکلی نباشد. در این شرایط، هزینه اضافی راه حل های پیشرفته تر ممکن است مزایای کمی داشته باشد. اما برای کاربردهای دیگر (مانند یاتاقان برای ماهواره ها) ممکن است نیاز به موفقیت در شرایطی باشد که هرگز حفظ نشوند.

در زیر با جزئیات بیشتری به عوامل کلیدی که می‌توانند باعث خرابی یاتاقان شوند، می‌پردازیم.

عوامل اصلی خرابی بلبرینگ:

مواد خارجی: ذرات خارجی از جمله خاک، شن، پرز، گرد و غبار و براده های فلزی همگی می توانند باعث سایش یاتاقان ها شوند. مواد خارجی یک واقعیت کار در برخی از محیط‌های عملیاتی است و آب‌بندی نامناسب می‌تواند به سطوح غیرضروری ذرات ساینده کمک کند.

نصب نامناسب:

نصب با استفاده از فشار به قسمت بیرونی می تواند باعث ایجاد دندانه شود.

شل شدن شفت می تواند باعث چرخش شفت در داخل حلقه داخلی شود. این چرخش نامطلوب گرما و ذرات معلق تولید می کند که یاتاقان ها را فرسوده می کند. مسکن شل می تواند باعث مشکلات مشابه شود.

شفت‌ها/محفظه‌هایی که خیلی محکم نصب شده‌اند می‌توانند باعث ترک خوردن حلقه‌ها، ایجاد پیش‌بارگیری داخلی و ایجاد دمای عملیاتی بیش از حد شوند.

یک روکش ناهموار روی صندلی بلبرینگ در نهایت منجر به خرابی می شود که منجر به مشکل شل بودن آن می شود که در بالا توضیح داده شد.

ناهماهنگی: مسائلی مانند شفت های خم شده و شانه های شفت خارج از مربع / مهره های گیره باعث دماهای بالا و خرابی جداکننده می شود.

برینلینگ ارتعاشی: ارتعاش باعث ایجاد فرورفتگی هایی نیز می شود (که به عنوان "برینلینگ کاذب" شناخته می شود) که از چرخش طبیعی یاتاقان جلوگیری می کند. این عدم چرخش مانع از رسیدن روانکار تازه به این فرورفتگی ها می شود و باعث فرسودگی مواد می شود. برخلاف «برینینگ واقعی»، بلبرینگی که در اثر ارتعاشات آسیب دیده است، لزوماً تحت بار بیش از حد نیست.

آسیب الکتریکی: عبور برق از یک یاتاقان منجر به ایجاد قوس و سوختگی می شود. در صورتی که جریان به اندازه کافی بزرگ باشد، آسیب هایی مانند حفره و دهانه ایجاد می شود. حتی یک جریان کم می تواند سوختگی های کوچکی ایجاد کند که به مرور زمان از هر جایی که جریان عبور می کند، فلوت ایجاد می کند. این فلوتینگ می تواند باعث ذوب شدن، پوسته شدن زود هنگام و سر و صدای زیاد شود.

روغن کاری ضعیف: روانکاری ناکافی می تواند باعث گرم شدن بیش از حد و سایش بیش از حد شود. نگهداری نامناسب، نشت، اکسیداسیون و محیط جوی همگی می توانند به عدم روانکاری مناسب کمک کنند.

خستگی بلبرینگ: بار بیش از حد تکرار شده در طول زمان می تواند باعث خستگی فلز شود. عناصر نورد هنگام غلتش موجی را در تماس با مواد ایجاد می کنند. این بار غلتشی مداوم، مواد را در تنش و فشرده سازی متناوب سریع قرار می دهد، که در طول زمان باعث آسیب می شود، از جمله آب نمک.

خوردگی بلبرینگ: بلبرینگ ها می توانند در اثر آلودگی هایی مانند آب و اسید خورده شوند و در طول زمان باعث آسیب سایشی شوند.

دمای بالا: یک نگرانی خاص برای یاتاقان های پلاستیکی، دمای بالا می تواند باعث ذوب شدن و تغییر شکل یاتاقان ها در طول زمان شود.

شرایط نگهداری نامناسب: شرایط نگهداری نامناسب می تواند به بلبرینگ ها قبل از استفاده آسیب برساند - مانند شرایط نگهداری مرطوب که باعث زنگ زدگی می شود.

هنگامی که در مورد خرابی یاتاقان فکر می کنید، همچنین ارزش این را دارد که به دنبال چه علائمی باشید تا نشان دهند که یک یاتاقان در حال آماده شدن برای شکست است.

تاثیر محیطی بر یاتاقان ها

اهمیت نسبی حالت های خرابی که در بالا مورد بحث قرار گرفت می تواند بسته به محل استفاده از یاتاقان و اینکه چند وقت یکبار می توان به طور مقرون به صرفه آن را جایگزین کرد یا برای تعمیر و نگهداری به آن دسترسی داشت، بسیار متفاوت است.

اثرات زیست محیطی می تواند طول عمر مورد انتظار بلبرینگ را تا 90 درصد تغییر دهد. با این بزرگی تفاوت طول عمر محیطی، انتخاب بلبرینگ مناسب برای محیط مناسب برای عملکرد نهایی و قابلیت اطمینان یک طرح بسیار مفید است.

چند مثال مختصر در زیر نشان می‌دهد که چگونه بلبرینگ‌ها باید به دقت انتخاب شوند تا شرایطی را که انتظار می‌رود در آنجا کار کنند، منعکس کنند.

مزایای اصلی بلبرینگ های پلیمری پلاستیکی عبارتند از:

کاهش نیازهای روانکاری از طریق ضرایب اصطکاک کمتر.

افزایش مقاومت در برابر آلاینده ها از جمله گرد و غبار، آب و ذرات تولیدی.

بهبود مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی.

بدون گریس به معنای عملکرد تمیزتر، مقاومت بهتر در برابر زباله و نگهداری کمتر است.

طول عمر قابل ملاحظه ای افزایش یافته است (اغلب بیشتر از عمر دستگاهی که در آن گنجانده شده است).

گزینه های بهداشتی بالا برای نیازهای خاص صنعت / انطباق با مقررات (FDA، USP، 3A، ABS) در دسترس است.

استفاده انعطاف پذیر در برنامه های خطی، نوسانی و چرخشی.

بلبرینگ های خود روان کننده

این بلبرینگ ها دارای روان کننده ای مانند PTFE، گرافیت یا سیلیکون هستند که با سطح مالشی خود یاتاقان یکپارچه شده است. همانطور که قطعات متحرک به هم ساییده می شوند، این روان کننده به طور پویا در طول زمان پراکنده می شود.

بلبرینگ های پلیمری پلاستیکی خود روان کننده از دو مکانیسم مختلف برای انتقال مواد روانکاری استفاده می کنند:

سیستم های لکه گیری: پلیمرهای مبتنی بر PTFE یا تزریق شده با PTFE رایج ترین نمونه از سیستم های لکه گیری هستند. روان کننده باید راه خود را از پلیمر پیدا کند و خود را در لایه ریز سطح تماس رسوب کند. این رسوب برای تولید یک فیلم هیدرودینامیکی ایجاد می شود که روانکاری موثری را فراهم می کند.

سیستم های آشغال: این رویکرد به چقرمگی خود پلیمر (UHMW، نایلون ریخته گری) برای ضربه زدن به ریز ذرات رزین رزین که به طور موثر به عنوان بلبرینگ های کوچک عمل می کنند، متکی است. این رویکرد به طور کلی کارایی کمتری دارد اما همچنان در بسیاری از کاربردها نقش مهمی دارد.

استفاده از یکی از این طرح‌ها در کاربردهایی که روغن‌کاری مجدد مکرر غیرعملی یا پرهزینه است، در محیط‌هایی با اصطکاک بسیار بالا، یا در محیط‌هایی که روان‌کننده‌های مایع سنتی خطر زیادی برای آلودگی/نشت دارند، مهم است.

از آنجایی که روانکاری ناکافی دلیل شماره یک خرابی یاتاقان است، پایان دادن به نیاز به روانکاری نه تنها تعمیر و نگهداری را ساده می کند، بلکه به طور چشمگیری سایش زودرس را که در فواصل نگهداری اجتناب ناپذیر جمع می شود، کاهش می دهد. گریس و سایر روان کننده ها نیز با کمک به چسبیدن گرد و غبار و کثیفی در مکانیسم یاتاقان، یکی دیگر از عوامل سایش طولانی مدت که گزینه های خود روانکاری از بین می برند، مسائل آلودگی را تشدید می کنند.

مزایای کلیدی بلبرینگ های خود روان کننده

مقاومت در برابر خوردگی و سایش عالی.

هزینه نگهداری کمتر به دلیل کاهش نیازهای روغن کاری.

ضریب اصطکاک کمتر

عملکرد در محیط های با دمای بالا/پایین.

عملکرد تمیزتر و بدون چربی

Rulon®

TriStar توزیع‌کننده انحصاری Rulon در آمریکای شمالی است، خانواده‌ای از پلاستیک‌های مبتنی بر PTFE که به‌منظور نیازهای کاربردی برنامه‌های کاربردی سخت مانند یاتاقان‌ها ساخته شده‌اند. مانند سایر پلاستیک ها، در فرمولاسیون های بسیار متنوعی (در واقع بیش از 300) موجود است.

برای نگاهی عمیق تر به Rulon و برخی از گزینه های کلیدی فرمولاسیون، لطفاً مقاله سفید ما را ببینید.

راه حل های پیشرفته با پشتوانه فلزی خود روان کننده

رویکردهای پیشرفته‌تر برای طراحی یاتاقان‌های فلزی، قابلیت‌های خود روانکاری را در عین حفظ برخی از ویژگی‌های ساختاری مطلوب فلز، امکان‌پذیر می‌سازد.

برای مثال TriStar's TriSteel™ از یک روکش پلیمری ویژه با پشتی فلزی تشکیل شده است. لاینر به یک لایه برنز متخلخل متخلخل آغشته شده است. هر دو ماده را می توان به طور دقیق بسته به کاربرد مشخص کرد. این طرح از فولاد (روی/روکش مس یا ضد زنگ) برای پشتیبانی ساختاری و مکانیکی بهره می‌برد و در عین حال از یک آستر پلیمری برای بهبود ویژگی‌های سایش و خود روانکاری استفاده می‌کند.

در صفحه وب محصول ما درباره TriSteel بیشتر بیاموزید یا بروشور را مشاهده کنید.

بلبرینگ کامپوزیت

بلبرینگ های کامپوزیت از ترکیبی از مواد مانند رزین تقویت شده با الیاف یا پلاستیک ساخته می شوند. مواد کامپوزیت را می توان با PTFE ترکیب کرد تا یک طراحی سبک وزن و خود روان کننده ایجاد کند.

یاتاقان های کامپوزیتی در مقایسه با یاتاقان های فلزی مزایای وزنی چشمگیری دارند. برخی از مزایای دیگر بلبرینگ های کامپوزیت را در اینجا بخوانید. خود کامپوزیت را می توان برای برآوردن نیازهای کاربردی خاص سفارشی کرد. برای استحکام بیشتر می توان یک آستر کامپوزیت را روی یک پشتی فلزی اعمال کرد.

کامپوزیت‌های CJ TriStar نمونه‌ای عالی از محلول بلبرینگ مبتنی بر کامپوزیت هستند. این طرح از چندین لایه استفاده می کند. داخلی ترین لایه از یک لایه فیبر مصنوعی/PTFE تشکیل شده است. لایه دوم از رشته های شیشه ای با زاویه بالا با پوشش اپوکسی تشکیل شده است. بیرونی ترین لایه از رشته های شیشه ای با زاویه کم با پوشش اپوکسی تشکیل شده است.

این ساختار اجازه می دهد تا یاتاقانی سبک وزن، استحکام بالا و مقاوم در برابر خستگی باشد که اغلب برای کاربردهای با بار بالا/سرعت کم بدون روغن کاری انتخابی ایده آل است. بلبرینگ های CJ مقاومت بسیار خوبی در برابر ضربه و بارهای ضربه ای دارند. آنها همچنین قادر به تحمل درجه بالایی از ناهماهنگی شفت هستند: دیوار کامپوزیت مانند یک فنر عمل می کند و هر چه بخش دیواره یاتاقان ضخیم تر باشد، انحراف برای یک بار مشخص بیشتر می شود.

برای اطلاعات بیشتر در مورد بلبرینگ های CJ Composite صفحه وب CJ ما را مشاهده کنید یا بروشور را بررسی کنید.

چرا انتخاب یاتاقان استراتژیک یک الزام مهندسی است: رویکرد TRISTAR

این راهنما بر روی یک موضوع تکرارشونده متمرکز شده است (این به سادگی یک بسط منطقی از تعداد زیادی از گزینه های باربری در بازار امروز است):

بلبرینگ ها یک جزء طراحی حیاتی هستند که وقتی با دقت انتخاب می شوند بهترین کار را دارند تا درک دقیقی از الزامات عملیاتی را که انتظار می رود آنها برآورده کنند منعکس کند.

چه در حال تصمیم گیری باشید که آیا بتوانید غلتک های فشرده روغن کاری را جایگزین کنید یا اینکه کدام نوع پلیمر را انتخاب کنید، صرف زمان برای انجام یک فرآیند انتخاب بلبرینگ واقعاً آگاهانه می تواند مزایای واقعی را ارائه دهد.

در TriStar، ما این واقعیت را جدی می‌گیریم: ما فقط به فروش یک ماده یا خط محصول خاص علاقه‌مند نیستیم، بلکه به دنبال رویکردی واقعاً مشاوره‌ای با مشتریان خود هستیم.

ما برای درک نیازهای عملکردی خاص، نگرانی های تعمیر و نگهداری و اولویت های هزینه طراحی شما کار می کنیم. ما حتی شناخته شده‌ایم که از روی کاغذ ضایعات یک مشتری از برنامه مورد نظرشان کار می‌کنیم! ارزیابی ما فقط به مواد نگاه نمی کند: ما به دقت در مورد هندسه واقعی برنامه مورد نظر فکر می کنیم.

از آنجا، ما مواد و طراحی بلبرینگ را با نگرانی های مهندسی خاص مطابقت می دهیم. و اگر یکی از صدها بلبرینگ ساده پلیمری یا کامپوزیت ما درست نباشد، ما حتی توانایی منحصربه‌فردی برای ایجاد یک ماده سفارشی از طریق بخش مواد پیشرفته (EMD) داریم.

اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد کاربردهای متعدد یاتاقان های پلاستیکی هستید، کتابخانه کامل ما را با بیش از 140 مطالعه موردی کاربردی بررسی کنید.

مکانیک خودرو (تکنسین خودرو در بیشتر آمریکای شمالی، تکنسین وسایل نقلیه سبک به انگلیسی بریتانیایی و مکانیک موتور در انگلیسی استرالیایی) مکانیکی است که انواع خودروها یا در یک منطقه خاص یا در یک خودروی خاص تولید می‌شود. در تعمیر خودروها، نقش اصلی آنها تشخیص دقیق و سریع مشکل است. آنها اغلب باید قبل از شروع کار یا پس از جداسازی جزئی برای بازرسی، قیمت ها را برای مشتریان خود اعلام کنند. کار آنها ممکن است شامل تعمیر یک قطعه خاص یا تعویض یک یا چند قطعه به عنوان مجموعه باشد.

تعمیر و نگهداری اولیه وسیله نقلیه بخشی اساسی از کار یک مکانیک در کشورهای صنعتی مدرن است، در حالی که در کشورهای دیگر تنها زمانی مورد مشورت قرار می گیرند که یک وسیله نقلیه از قبل نشانه هایی از نقص را نشان دهد. تعمیر و نگهداری پیشگیرانه نیز بخشی اساسی از کار مکانیک است، اما در مورد وسایل نقلیه ای که به طور منظم توسط مکانیک نگهداری نمی شوند، این امکان وجود ندارد. یکی از جنبه‌های نادرست تعمیر و نگهداری پیشگیرانه، تعویض برنامه‌ریزی شده قطعات مختلف است که قبل از شکست برای جلوگیری از آسیب‌های بسیار گران‌تر اتفاق می‌افتد.

با پیشرفت سریع تکنولوژی، شغل مکانیک از مکانیکی صرفاً به فن آوری الکترونیکی تبدیل شده است. از آنجایی که امروزه وسایل نقلیه دارای سیستم های کامپیوتری و الکترونیکی پیچیده ای هستند، مکانیک ها نیاز به دانش گسترده تری نسبت به گذشته دارند.

با توجه به ماهیت هزارتویی فزاینده فناوری که اکنون در خودروها گنجانده شده است، اکثر نمایندگی‌های خودرو و کارگاه‌های مستقل اکنون رایانه‌های تشخیصی پیچیده‌ای را در اختیار هر تکنسین قرار می‌دهند که بدون آن‌ها قادر به تشخیص یا تعمیر وسیله نقلیه نیستند.

در ایالات متحده، بسیاری از برنامه ها و مدارس آموزش هایی را برای کسانی که علاقه مند به پیگیری شایستگی های مکانیک یا تکنسین خودرو هستند، ارائه می دهند. زمینه های آموزشی شامل تعمیر و نگهداری خودرو، تعمیر تصادف، رنگ آمیزی و بازسازی، الکترونیک، سیستم های تهویه مطبوع و گرمایش، و مکانیک کامیون و دیزل می باشد. بنیاد ملی آموزش تکنسین‌های خودرو (NATEF) مسئول ارزیابی برنامه‌های آموزشی تکنسین در برابر استانداردهای توسعه‌یافته توسط صنعت خودرو است. NATEF برنامه ها را در چهار دسته مختلف اعتبار می دهد: خودرو، تصادف، کامیون (فناوری دیزل) و سوخت های جایگزین. NATEF مدارس متوسطه و پس از متوسطه را با برنامه های معتبر در وب سایت خود فهرست می کند.

برخی از مکانیک ها دارای گواهینامه ASE هستند که یک روش استاندارد برای تست سطح دانش و مهارت است. در حالی که طبق قانون الزامی برای دریافت گواهینامه مکانیک نیست، برخی از شرکت‌ها فقط کارکنانی را استخدام می‌کنند که آزمون‌های ASE را گذرانده‌اند. تکنولوژی مورد استفاده در خودروها به سرعت تغییر می کند و مکانیک باید برای یادگیری این فناوری ها و سیستم های جدید آماده باشد. مکانیک خودرو از نظر فیزیکی کار سختی دارد، اغلب در معرض دمای شدید قرار می گیرد، اجسام سنگین را بلند می کند و برای مدت طولانی در موقعیت های ناراحت کننده می ماند. آنها همچنین ممکن است با قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی سمی مقابله کنند.

مکانیک خودرو در محل کار، ایالات متحده آمریکا، 1910s

اینترنت به طور فزاینده ای در این زمینه به کار می رود و مکانیک ها به صورت آنلاین مشاوره ارائه می دهند. خود مکانیک‌ها اکنون مرتباً از اینترنت برای کسب اطلاعات برای کمک به آنها در تشخیص و/یا تعمیر وسایل نقلیه استفاده می‌کنند. کتابچه راهنمای خدمات مبتنی بر کاغذ برای وسایل نقلیه به طور قابل توجهی کمتر رایج شده است، زیرا رایانه‌هایی که به اینترنت متصل هستند، موقعیت خود را می‌گیرند و به انبوهی از دستورالعمل‌ها و اطلاعات فنی دسترسی سریع می‌دهند. علاوه بر این، پلتفرم‌های قرار آنلاین افزایش یافته‌اند و به مشتریان اجازه می‌دهند تا تعمیرات خودرو را با تعیین وقت قبلی برنامه‌ریزی کنند. یک روش جدیدتر از خدمات مکانیک سیار پدیدار شده است که در آن قرار ملاقات آنلاین توسط شخصی که به دنبال تعمیر است به یک تماس اعزام تبدیل می شود و مکانیک برای انجام خدمات به محل مشتری می رود.

یک مکانیک معمولاً از کارگاهی کار می کند که مکانیک (به خوبی مجهز) در آن به آسانسور وسیله نقلیه دسترسی دارد تا به مناطقی که دسترسی به آنها در هنگام قرار گرفتن ماشین روی زمین دشوار است دسترسی داشته باشد. در کنار مکانیک کارگاهی، مکانیک‌های متحرک مانند مکانیک‌های انجمن خودرو بریتانیا (AA) وجود دارد که به مالک خودرو اجازه می‌دهد بدون نیاز به بردن خودرو به گاراژ کمک دریافت کند.

یک مکانیک ممکن است انتخاب کند که در مشاغل دیگر مرتبط با رشته خود شرکت کند. به عنوان مثال، تدریس دوره های تجارت خودرو تقریباً به طور کامل توسط مکانیک های واجد شرایط در بسیاری از کشورها انجام می شود.

چندین مدرک تجاری دیگر برای کار بر روی وسایل نقلیه موتوری وجود دارد، از جمله پانل کوب، اسپری رنگ، بدنه ساز و مکانیک موتور سیکلت. در اکثر کشورهای توسعه یافته، این دوره های تجاری جداگانه هستند، اما یک تاجر واجد شرایط از یک حوزه می تواند به کار به عنوان دیگری تغییر کند. این معمولاً مستلزم آن است که آنها زیر نظر یک تاجر دیگر به همان شکلی که کارآموز هستند کار کنند.

تعمیر بدنه خودرو مستلزم کار کمتری با قطعات روغنی و چرب خودرو است، اما شامل قرار گرفتن در معرض گرد و غبار ناشی از سمباده زدن بدنه و بخارهای شیمیایی سمی بالقوه رنگ و محصولات مرتبط است. فروشندگان و فروشندگان نیز اغلب نیاز به کسب دانش عمیق در مورد اتومبیل دارند و برخی از مکانیک ها به دلیل دانش خود در این نقش ها موفق هستند. مکانیک خودرو همچنین باید با تمام شرکت های خودروسازی پیشرو و همچنین خودروهای تازه راه اندازی شده به روز بماند. مکانیک باید به طور مداوم بر روی موتورهای فناوری جدید و سیستم های کاری آنها مطالعه کند.

از نظر فنی، مهندسی مکانیک کاربرد اصول و تکنیک های حل مسئله مهندسی از طراحی تا ساخت تا بازار برای هر شی است. مهندسان مکانیک کار خود را با استفاده از اصول حرکت، انرژی و نیرو تجزیه و تحلیل می‌کنند - اطمینان حاصل می‌کنند که طرح‌ها به طور ایمن، کارآمد، و قابل اطمینان، همه با هزینه رقابتی عمل می‌کنند.

مهندسان مکانیک تفاوت ایجاد می کنند. دلیل آن این است که مشاغل مهندسی مکانیک بر ایجاد فناوری هایی برای رفع نیازهای انسان متمرکز هستند. تقریباً هر محصول یا خدماتی در زندگی مدرن احتمالاً به نوعی توسط یک مهندس مکانیک برای کمک به بشریت لمس شده است.

این شامل حل مشکلات امروز و ایجاد راه حل های آینده در مراقبت های بهداشتی، انرژی، حمل و نقل، گرسنگی جهان، اکتشاف فضا، تغییرات آب و هوا و غیره است.

عجین شدن در بسیاری از چالش ها و نوآوری ها در بسیاری از زمینه ها به این معنی است که آموزش مهندسی مکانیک همه کاره است. برای پاسخگویی به این تقاضای گسترده، مهندسان مکانیک ممکن است یک جزء، یک ماشین، یک سیستم یا یک فرآیند را طراحی کنند. این از ماکرو تا میکرو، از بزرگ‌ترین سیستم‌ها مانند خودروها و ماهواره‌ها تا کوچک‌ترین قطعات مانند حسگرها و سوئیچ‌ها را دربرمی‌گیرد. هر چیزی که نیاز به ساخت دارد - در واقع، هر چیزی که دارای قطعات متحرک باشد - به تخصص یک مهندس مکانیک نیاز دارد.

مهندسان مکانیک چه کار می کنند

مهندسی مکانیک خلاقیت، دانش و ابزارهای تحلیلی را برای تکمیل کار دشوار شکل دادن یک ایده به واقعیت ترکیب می کند.

این دگرگونی در مقیاس شخصی اتفاق می‌افتد و بر زندگی انسان‌ها در سطحی تأثیر می‌گذارد که می‌توانیم مانند پروتزهای روباتیک دست دراز کنیم و لمس کنیم. این در مقیاس محلی اتفاق می افتد و بر افراد در فضاهای سطح جامعه تأثیر می گذارد، مانند ریزشبکه های به هم پیوسته چابک. و در مقیاس های بزرگتر، مانند سیستم های قدرت پیشرفته، از طریق مهندسی که در سراسر کشور یا در سراسر جهان عمل می کند، اتفاق می افتد.

مهندسان مکانیک طیف وسیعی از فرصت ها را دارند و تحصیلات آنها منعکس کننده این وسعت موضوعات است. دانش‌آموزان بر روی یک حوزه تمرکز می‌کنند و در عین حال مهارت‌های تحلیلی و حل مسئله را که برای هر موقعیت مهندسی قابل اجرا است، تقویت می‌کنند.

رشته های مهندسی مکانیک شامل موارد زیر است اما محدود به آنها نیست:

• آکوستیک
• هوافضا
• اتوماسیون
• خودرو
• سیستم های خودمختار
• بیوتکنولوژی
• کامپوزیت ها
• طراحی به کمک کامپیوتر (CAD)
• سیستمهای کنترل
• امنیت سایبری
• طرح
• انرژی
• ارگونومی
• سلامتی انسان
• تولید و ساخت مواد افزودنی
• مکانیک
• نانوتکنولوژی
• طرح تولید
• رباتیک
• تحلیل ساختاری

خود فناوری همچنین نحوه کار مهندسان مکانیک را شکل داده است و مجموعه ابزارها در دهه های اخیر بسیار قدرتمند شده اند. مهندسی به کمک کامپیوتر (CAE) یک اصطلاح جامع است که همه چیز را از تکنیک‌های معمولی CAD گرفته تا ساخت به کمک کامپیوتر گرفته تا مهندسی به کمک کامپیوتر، شامل تحلیل اجزا محدود (FEA) و دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) را پوشش می‌دهد. این ابزار و سایر ابزارها افق مهندسی مکانیک را بیشتر گسترش داده اند.

چه مشاغلی در مهندسی مکانیک وجود دارد

جامعه به مهندسی مکانیک وابسته است. نیاز به این تخصص در بسیاری از زمینه ها بسیار زیاد است و به این ترتیب، هیچ محدودیتی برای مهندس مکانیک تازه کار وجود ندارد. مشاغل همیشه مورد تقاضا هستند، به ویژه در صنایع خودروسازی، هوافضا، الکترونیک، بیوتکنولوژی و انرژی.

در اینجا تعدادی از رشته های مهندسی مکانیک وجود دارد.

در استاتیک، تحقیقات بر چگونگی انتقال نیروها به یک سازه و در سراسر آن متمرکز است. هنگامی که یک سیستم در حرکت است، مهندسان مکانیک به دینامیک یا سرعت ها، شتاب ها و نیروهای حاصل از آن توجه می کنند. سینماتیک سپس چگونگی رفتار یک مکانیسم را در حین حرکت در محدوده حرکتی خود بررسی می کند.

علم مواد به دنبال تعیین بهترین مواد برای کاربردهای مختلف است. بخشی از آن استحکام مواد است - آزمایش بارهای پشتیبانی، سفتی، شکنندگی و سایر خواص - که برای بسیاری از مصالح ساختمانی، خودرو و پزشکی ضروری است.

اینکه چگونه انرژی به نیروی مفید تبدیل می شود، قلب ترمودینامیک است و همچنین تعیین اینکه چه انرژی در این فرآیند از دست می رود. یک نوع خاص از انرژی، انتقال حرارت، در بسیاری از کاربردها حیاتی است و نیاز به جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده ها و توزیع های دما دارد.

مکانیک سیالات، که کاربردهای متنوعی نیز دارد، به خواص بسیاری از جمله افت فشار ناشی از جریان سیال و نیروهای پسا آیرودینامیکی نگاه می کند.

تولید گام مهمی در مهندسی مکانیک است. در این زمینه، محققان بهترین فرآیندها را برای کارآمدتر ساختن تولید بررسی می‌کنند. روش‌های آزمایشگاهی بر بهبود نحوه اندازه‌گیری محصولات و فرآیندهای مهندسی حرارتی و مکانیکی تمرکز دارند. به همین ترتیب، طراحی ماشین فرآیندهای مقیاس تجهیزات را توسعه می دهد در حالی که مهندسی برق بر مدارها تمرکز دارد. همه این تجهیزات ارتعاشات را تولید می کنند، یکی دیگر از رشته های مهندسی مکانیک، که در آن محققان چگونگی پیش بینی و کنترل ارتعاشات را مطالعه می کنند.

اقتصاد مهندسی با تخمین هزینه های ساخت و چرخه عمر مواد، طرح ها و سایر محصولات مهندسی شده، طرح های مکانیکی را مرتبط و قابل استفاده در دنیای واقعی می کند.

مهندسان مکانیک به چه مهارت هایی نیاز دارند؟

ماهیت مهندسی حل مسئله است. مهندسی مکانیک با داشتن این در هسته خود به خلاقیت کاربردی - درک دستی از کار درگیر - همراه با مهارت های قوی بین فردی مانند شبکه سازی، رهبری و مدیریت تعارض نیاز دارد. ایجاد یک محصول تنها بخشی از معادله است. دانستن نحوه کار با افراد، ایده ها، داده ها و اقتصاد به طور کامل یک مهندس مکانیک را می سازد.

مهندسان مکانیک چه وظایفی را انجام می دهند

مشاغل در مهندسی مکانیک به وظایف مختلفی نیاز دارند.

• طراحی مفهومی
• تحلیل و بررسی
• ارائه و گزارش نویسی
• کار تیمی چند رشته ای
• مهندسی همزمان
• معیار رقابت
• مدیریت پروژه
• نمونه سازی
• آزمایش کردن
• اندازه گیری ها
• تفسیر اطلاعات
• طراحی توسعه ای
• پژوهش
• تجزیه و تحلیل (FEA و CFD)
• کار با تامین کنندگان
• حراجی
• مشاوره
• خدمات مشتری

درآمد مهندسان مکانیک چقدر است

مانند مشاغل در بسیاری از رشته های مهندسی دیگر، مهندسان مکانیک نیز دستمزد خوبی دریافت می کنند. در مقایسه با رشته‌های دیگر، مهندسان مکانیک در هر مرحله از حرفه خود بسیار بالاتر از میانگین درآمد دارند. طبق گزارش وزارت کار ایالات متحده، میانگین حقوق یک مهندس مکانیک 89800 دلار است که ده درصد برتر آن نزدیک به 131350 دلار درآمد دارند.

آینده مهندسی مکانیک

پیشرفت در مواد و ابزارهای تحلیلی، مرزهای جدیدی را برای مهندسان مکانیک گشوده است. نانوتکنولوژی، بیوتکنولوژی، کامپوزیت ها، دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و مهندسی آکوستیک همگی جعبه ابزار مهندسی مکانیک را گسترش داده اند.

فناوری نانو امکان مهندسی مواد را در کوچکترین مقیاس ها فراهم می کند. با توانایی طراحی و ساخت تا سطح عنصری، امکانات برای اشیا به شدت افزایش می یابد. کامپوزیت ها حوزه دیگری هستند که در آن دستکاری مواد فرصت های جدید تولید را فراهم می کند. با ترکیب مواد با ویژگی‌های مختلف به روش‌های نوآورانه، می‌توان بهترین هر ماده را به کار گرفت و راه‌حل‌های جدیدی پیدا کرد. CFD به مهندسان مکانیک این فرصت را می دهد تا جریان های سیال پیچیده را که با الگوریتم ها تجزیه و تحلیل می شوند، مطالعه کنند. این امکان مدل سازی موقعیت هایی را فراهم می کند که قبلا غیرممکن بوده اند. مهندسی آکوستیک ارتعاش و صدا را بررسی می کند و فرصتی را برای کاهش نویز در دستگاه ها و افزایش کارایی در همه چیز از بیوتکنولوژی گرفته تا معماری فراهم می کند.

مهندسی مکانیک در میشیگان Tech

ما متعهد به مأموریت خود برای آموزش عملی دانشجویان خود، توسط اساتید در سطح جهانی، از طریق آموزش نوآورانه، مربیگری، و ایجاد دانش هستیم.

مدرک لیسانس علوم ما

مدرک لیسانس مهندسی مکانیک در میشیگان تک فرصت های یادگیری عملی و منحصر به فرد را به دانشجویان مقطع کارشناسی ارائه می دهد:

فرصت های پژوهشی در مقطع کارشناسی

فرصت های تحقیقاتی در مقطع کارشناسی فراوان است. بخش ما به دانشجویان مقطع کارشناسی فرصت های زیادی در زمینه تحقیق، تجربه عملی و کار در دنیای واقعی مشتری ارائه می دهد. پروژه‌های تحقیقاتی اغلب برای اجرای شبیه‌سازی‌ها، گرفتن داده‌ها، تجزیه و تحلیل نتایج و غیره از دانش‌آموزان کمک می‌خواهند. این فرصت‌ها حتی ممکن است بسته به در دسترس بودن بودجه در پروژه خاص، پرداخت شوند. از بیش از 50000 فوت مربع آزمایشگاه و مراکز کامپیوتری در ساختمان 13 طبقه R. L. Smith مکانیک مهندسی-مهندسی مکانیک بهره ببرید.

تجربه دنیای واقعی

از روز اول برای مشارکت در کار آماده شوید. دانش‌آموزان ما از تجربیات عملی از برنامه طراحی ارشد ما گرفته تا تیم‌های سازمانی و کارآموزی/همکاری بهره می‌برند. به عنوان یک مهندس مکانیک، می توانید با استفاده از آخرین فن آوری ها برای کمک به حل چالش های بزرگ امروز، تغییری در جهان ایجاد کنید.

اعتبار ABET

برنامه کارشناسی مهندسی مکانیک ما دارای اعتبار ABET است. اعتباربخشی ABET یک دستاورد مهم است. ما سخت کار کرده ایم تا اطمینان حاصل کنیم که برنامه ما با استانداردهای کیفیت تعیین شده توسط این حرفه مطابقت دارد. و چون به ارزیابی‌های جامع و دوره‌ای نیاز دارد، اعتبار ABET تعهد مستمر ما را به کیفیت برنامه‌مان چه در حال حاضر و چه در آینده نشان می‌دهد.

برای تحصیلات تکمیلی آماده شوید

برنامه کارشناسی ما در مهندسی مکانیک شما را برای تحصیل پیشرفته در این زمینه آماده می کند. مدرک کارشناسی ارشد و/یا دکترای خود را در مهندسی مکانیک، مکانیک مهندس یا یک رشته مرتبط در میشیگان Tech یا در دانشگاه دیگری کسب کنید.