مدیریت سایت در این مقاله قصد داریم به صورت خلاصه به شرح و معرفی عوامل مهم و اساسی در کیفیت گیربکس صنعتی بپردازیم. دانستن این مطالب میتواند دست اندرکاران این صنعت را در خرید گیربکس صنعتی و همچنین دسته بندی و ارزیابی سازندگان گیربکس صنعتی یاری دهد.
چکیده:
اگر بخواهیم فارق از وسعت کارخانه، برند و ملیت شرکتهای گیربکس ساز، معیار یا خط کشی داشته باشیم که بر اساس آن بتوانیم گیربکس سازان مختلف دنیا را بر اساس آن بررسی و رتبه بندی کنیم باید بدانیم عوامل مهم در کیفیت یک گیربکس صنعتی چیست. در این مقاله به بررسی این عوامل که شامل تکنولوژی طراحی و ساخت، مواد اولیه، عملیات حرارتی، پرداخت نهایی (سنگ زنی)، کنترل کیفی و قطعات استاندارد میباشد پرداخته شده و تک تک آنها به اختصار مورد بررسی قرار گرفته است. لذا چنانچه واحدهای مهندسی خرید یا بررسی منابع به این عوامل اشراف پیدا کنند و بتوانند به دقت تک تک این عوامل را در خصوص هر گیربکس ساز بررسی و مدارک و شواهد آن را گرداوری نمایند میتوان در ماتریسهای تصمیم گیری خرید، بهترین گزینه موجود را از نظر فنی و مالی انتخاب نمود.
مقدمه:
امروزه با توجه به بازار رقابتی و مشکلات اقتصادی، شرکتهایی موفق میباشند که در عین کیفیت بالا بتوانند هزینه تولید پایینی داشته باشند. یکی از هزینه های تولید، ماشین آلات خط تولید و نگهداری و تعمیرات آنها میباشد. لذا شرکتهای معتبر معمولا تیم های مهندسی خرید برای این موضوع تشکیل میدهند که بتوانند شرکت های مختلف سازنده را رده بندی و بهترین تصمیم را برای خرید تجهیزات اتخاذ نمایند.
گاهی یک صرفه جویی اولیه بدون ارزیابی فنی درست در خرید باعث اعمال هزینه های متعدد تعمیراتی و همچنین توقف خط میگردد که مجموع این هزینه ها بعضا به چندین برابر هزینه صرفه جویی شده منجر میگردد و گاهی نیز اصرار بر یک برند خاص بدون ارزیابی صحیح دیگر سازندگان باعث شده که هزینه سرمایه گذاری به شدت بالا رود در حالیکه امکان تهیه گیربکس صنعتی یا قطعات یدکی مناسب از دیگر برندها با کیفیت مشابه و خدمات بهتر میسر بوده است.
لذا لزوم یک سیستم مدون ارزیابی و تصمیم گیری برای شرکت ها ضروری است. در این مقاله سعی شده است که واحدهای مهندسی خرید که شامل نفرات فنی و بازرگانی میباشند را با معیارهای صحیح آشنا نماید تا در بررسی مدارک گیربکس سازان و یا بازدید از خطوط تولید آنها بتوانند ارزیابی درستی از سازندگان داشته باشند.
1. دانش فنی و تکنولوژی
ماهیت نیروهای وارد بر اجزاء مختلف گیربکس صنعتی در هر کاربرد و صنعت متفاوت میباشد. همچنین اصل اولیه طراحی گیربکس صنعتی شناخت ماهیت این نیروها و طراحی بهینه کلیه قطعات داخلی جهت نیل به قابلیت اطمینان بالا، حداکثر ممکن عمر قطعات، سرویس و نگهداری آسانتر و ده ها پارامتر دیگر میباشد. به همین دلیل دانش فنی تیم طراحی شرکت سازنده یکی از مهمترین عوامل در کیفیت کارکرد یک گیربکس صنعتی میباشد. البته تجربه نیز به عنوان جزء لاینفک تکمیل کننده دانش فنی میباشد و به همین دلیل است که گیربکس سازان معتبر جهان دارای حداقل نیم قرن تجربه در طراحی و ساخت گیربکس های صنعتی میباشند.
بطور کلی شرکت های گیربکس ساز دنیا را از نظر دانش فنی میتوان در 4 طبقه دسته بندی نمود.
شرکت پیشرو
شرکت هایی که دانش فنی یک محصول را از A تا Z از شرکت های پیشرو خریداری نموده اند.
شرکت هایی که تحت License شرکت های پیشرو اقدام به تولید یک محصول مینمایند.
شرکت هایی که با سعی و خطا اقدام به کپی از محصولات معروف مینمایند.
در وهله بعدی پس از دانش فنی تکنولوژی ساخت که شامل نرم افزارها، ماشین آلات و تجهیزات مرتبط در ساخت گیربکس صنعتی میباشد بسیار اهمیت داشته و هر چه نوع ماشین آلات و نرم افزارها بروزتر و کاملتر باشد محصول نهایی تولید شده توسط گیربکس ساز به کیفیت مورد نظر در واحد طراحی نزدیک خواهد گردید.
خرید دانش فنی از شرکت های پیشرو مستلزم سرمایه گذاری بسیار بالایی میباشد. لذا شرکت های معدودی در جهان قادر به خرید دانش فنی شرکت های پیشرو میباشند.
2. مواد اولیه
در طراحی دنده ها برای کاربردهای سنگین و فوق سنگین از نظر شوک وارده به دنده طبق استاندارد بهترین نوع مواد اولیه فولاد سمانته میباشد که پس از عملیات حرارتی و سخت کاری سطحی مغز نرم دنده خاصیت جذب شوک و ضربات را بالا برده و سطح سخت باعث افزایش مقاومت دنده میگردد. در این خصوص بهترین نوع فولاد سمانته موجود در سطح جهانی جهت ساخت دنده های فولادی استفاده از فولاد فورج شده (1.6587) 18CrNiMo7-6 و یا 20MnCr5 (1.7147) بر اساس استاندارد DIN EN 10084 می باشد که گیربکس سازان معدودی از این نوع مواد به دلیل قیمت بالای آن استفاده می نمایند. مقادیر تعیین شده عناصر کروم، نیکل، مولیبیدن، فسفر، سولفور و سیلیسیوم طبق استاندارد باعث افزایش خاصیت ماشین کاری، سختی پذیری، چغرمگی، مقاومت مکانیکی، مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی، مقاومت در برابر pitting و غیره میگردد.
3. عملیات حرارتی
با توجه به اینکه عدد سختی سطحی رابطه مستقیم با میزان تحمل توان و گشتاور دنده دارد پس هرچقدر بتوانیم دنده هایی با عدد سختی سطحی بالا داشته باشیم مقاومت و عمر دنده نیز بالاتر میرود.
اما پروسه عملیات حرارتی و انواع عملیات قابل اجرا بر روی دنده خود بحثی مفصل است. در اینجا چند نکته قابل اهمیت است که شامل روش عملیات حرارتی توصیه شده در استاندارد، کوره های عملیات حرارتی مناسب، رسیدن به ساختار مولکولی مناسب، عمق سختی کنترل شده و استفاده از فیکسچرهایی است که بخصوص در خصوص شافت دنده ها کمترین میزان تابیدگی را داشته باشیم.
از آنجا که در کلید فولاد برای هر آلیاژ یک سیکل عملیات حرارتی تعریف شده است لذا اینکه مانند شکل روبرو در یک کوره عملیات حرارتی فقط یک جنس و با روشی که طراح مدنظر داشته عملیات حرارتی شود تا اینکه در برونسپاری شرکت پیمانکار انواع قطعه را با هم در یک کوره عملیات حرارتی کند کیفیتهای متفاوتی را ایجاد میکند که در نهایت در مقاومت دنده و عمر آن تأثیرگذار است.
4. پرداخت نهایی (سنگ زنی پروفیل دندانه)
چنانچه طراحی دنده بر اساس منحنی اینولوت باشد، هر چه منحنی پروفیل دندانه ها پس از عملیات ماشین کاری به این منحنی نزدیکتر باشد نیروهای دینامیکی ناخواسته کمتری بر دندانه ها اعمال شده و با درگیری مناسب دندانه ها کارکردی نرم و آرام با صدا و ارتعاشات پایین را به همراه خواهد داشت و باعث افزایش عمر و میزان قدرت قابل انتقال دنده ها میگردد.
لذا با توجه به خطاهای ساخت در مرحله خشن تراشی (هاب دنده زنی) و اعوجاجات پس از عملیات حرارتی بهترین روش پرداخت نهایی سنگ زنی منحنی اینولوت میباشد. البته لازم به ذکر است سنگ زنی نیز کلاس دقتهای مختلفی دارد و جهت ساخت با کیفیت بالا نیاز به ماشین آلات مدرن و بروز میباشد که بسته به سایز و برند آن میتواند از چند ده میلیون تا چند میلیارد تومان قیمتهای مختلفی داشته باشد در شکل ذیل یک نمونه ماشین سنگ زنی بلوک شرق قدیمی که معمولا در شرکت های درجه 3 استفاده میگردد و یک نمونه ماشین سنگ زنی CNC آلمانی نشان داده است.
5. کیفیت قطعات استاندارد مورد استفاده در گیربکس صنعتی
انتخاب و چیدمان صحیح و کیفیت و تکنولوژی قطعات استاندارد مورد استفاده در داخل و خارج گیربکس صنعتی از قبیل انواع یاتاقان های لغزشی و غلطشی، آب بندها، پیچ و مهره ها و غیره و همچنین دقت لازم در نگهداری و مونتاژ صحیح آنها همگی در انتقال نرم و بدون صدا و ارتعاشات توان و گشتاور تأثیر گذار بوده و باعث کارکرد مناسب گیربکس صنعتی و افزایش طول عمر آن میگردد.
6. کنترل کیفی گیربکس صنعتی
جهت کنترل میزان انحرافات گیربکس صنعتی ساخته شده با طراحی اولیه در کلیه مراحل از ابتدای ساخت تا انتها باید نقاط لازم جهت کنترل کیفی تعریف و بر اساس میزان مجاز تلرانس ها کیفیت و ابزار مناسب کنترل کیفی استفاده گردند.
امروزه با توجه به امکان استفاده از انواع روبات ها و ماشین آلات فول اتومات این امکان میسر گردیده تا خطاهای حین ساخت را با دقتهای بسیار بالا اندازه گیری نمود. یک کنترل کیفیت مناسب برای ساخت گیربکس صنعتی از پوسته تا گیربکس نهایی مستلزم بیش از 50 ایستگاه کنترل کیفی است که در هر کدام پارامترهای مختلف با امکانات مناسب کنترل گردد. در شکل ذیل یک نمونه ربات CMM برای تست هندسی دنده نمایش داده شده است.
نتیجه گیری:
برای ساخت یک گیربکس صنعتی مناسب در ابتدا باید سازنده از دانش فنی و تجربه کافی برخوردار باشد تا پس از طراحی با استفاده از مواد اولیه مناسب و ماشین آلات مورد نیاز برای کلاس دقت مورد نظر اقدام به دنده زنی نماید، اگر گیربکس ساز مجهز به ماشین آلات پیشرفته عملیات حرارتی باشد، پروسه مذکور میتواند با کمترین عیوب صورت پذیرد و سپس توسط ماشین آلات سنگ زنی منحنی اینولوت اقدام به سنگ رنی جهت نیل به صافی سطح مناسب و رفع خطاهای هندسی نماید و در نهایت با استفاده از آزمایشگاه ها و ابزار مدرن کنترل کیفی محصول نهایی را نسبت به نقشه ساخت آن کنترل نماید.
این روند بطور خلاصه یک روند ایده آل برای طراحی و ساخت گیربکس صنعتی مناسب میباشد اما بسته به اینکه هر شرکت سازنده آیا این مراحل را بطور کامل اجرا نماید یا خیر و به چه کیفیت اجرا نماید و از نظر نرم افزار و سخت افزار مجهز به چه امکاناتی باشد کیفیت گیربکس ها در عمل متفاوت خواهد گردید. لذا در این مقاله سعی شد که به اختصار به هر کدام از عوامل مهم درکیفیت گیربکس صنعتی اشاره شود تا تیمهای فنی و مهندسی مرتبط با موضوع انتخاب و خرید گیربکس بتوانند طی بازدیدها و ارزیابی از گیربکس سازان مختلف آنها را با معیارهای صحیح بررسی و رتبه بندی نمایند.