جستجو در تالارهای گفتگو

. مقدمه نخستین بار ریچارد فاینمن، در سال 1959 در سخنرانی معروف خود با عنوان «آن پایین فضاهای بسیاری وجود دارد» ایده‌ی فناوری نانو را مطرح کرد. او در همین سخنرانی جایزه‌ای 1000 دلاری را برای اولین شخصی که یک موتور الکتریکی در مقیاس یک شصت و چهارم (64/1) اینچ بسازد، تعیین کرد. بر همین اساس، می‌توان گفت او اولین فردی است که ایده‌ی طراحی و ساخت یک سامانه‌ی الکتریکی- مکانیکی را در مقیاس میکرو مطرح نموده است. البته، این جایزه‌ی 1000 دلاری در نهایت به شخصی به نام مک لیلان رسید که موفق شد اولین موتور الکتریکی بسیار کوچک را بسازد. ایده‌ی فاینمن اگرچه در ابتدا چندان جدی گرفته نشد، اما به تدریج تحولی عظیم در مهندسی الکترونیک و مهندسی مکانیک ایجاد کرد و موجب شکل‌گیری ایده‌ی سامانه‌های الکتریکی- مکانیکی در مقیاس میکرو گردید. شکل1- فاینمن در حال مشاهده اولین موتور الکتریکی کوچک‌تر از اینچ «سامانه‌های الکتریکی- مکانیکی در مقیاس میکرو» یا همان «سیستم‌های میکروالکترومکانیکی» معادل فارسی واژه‌ی Micro ElectroMechanical Systems است، که به اختصار MEMSs نامیده می‌شود. سامانه‌های الکتریکی- مکانیکی در مقیاس میکرو، کاربردهای بسیاری در صنایع گوناگون دارند؛ از صنایع الکترونیک و خودروسازی گرفته تا صنایع دارورسانی هوشمند و حتا پزشکی. اگرچه سامانه‌های الکتریکی- مکانیکی در مقیاس میکرو، همان‌طور که معرفی شد، در محدوده‌ی مقیاس میکرومتر قرار دارند، اما به دلیل گسترش و توسعه‌ی فرآیندهای ساخت و کاربردهای آن، در آستانه‌ی ورود به محدوده‌ی فناوری نانو قرار دارند؛ لذا، بررسی و کنکاش درباره‌ی مکانیسم عملکرد و روش‌های ساخت آن بسیار مورد توجه علاقه‌مندان و پژوهشگران فناوری نانو قرار دارد. ما در این مقاله با بیان یک مثال، به چگونگی عملکرد سامانه‌های الکتریکی- مکانیکی در مقیاس میکرو خواهیم پرداخت. 2. مکانیسم عملکرد سامانه‌های الکتریکی- مکانیکی در مقیاس میکرو سامانه‌های الکتریکی- مکانیکی در مقیاس میکرو (MEMSs) متشکل از تعدادی ابزارها و قطعات الکتریکی و مکانیکی است که در مقیاس میکرومتر قرار دارد. مکانیسم عملکرد آن بدین ترتیب است که، در مقابل هر سیگنال الکتریکی که از قبل تعریف شده (مثلا جریان الکتریکی مشخص یا ولتاژ الکتریکی معین) یک پاسخ مکانیکی،که این هم از قبل تعریف شده، (مثلا تغییر مکان یک قطعه) روی می‌دهد. گاهی نیز برعکس این اتفاق، رخ می‌دهد؛ یعنی یک پاسخ الکتریکی در مقابل یک تغییر شکل مکانیکی. مزایای اصلی سامانه‌های الکتریکی- مکانیکی در مقیاس میکرو (MEMSs)، کوچک‌سازی، کاهش هزینه و دقت زیاد از طریق جمع‌آوری مستقیم داده‌ها از مقیاس میکرو است. شکل2- یک سامانه‌ی الکتریکی- مکانیکی در مقیاس میکرو که به دلیل بسته‌بندی بزرگ‌تر از مقیاس میکرو دیده می‌شود! 3. یک مثال معروف ابداع شتاب‌سنج‌ها در ابعاد میکرومتر، برای فعال کردن کیسه‌های هوا در خودروها، یکی از معروف‌ترین مثال‌های سامانه‌های الکتریکی- مکانیکی در مقیاس میکرو است. قبل از ابداع و استفاده از این شتاب‌سنج‌های میکرومتری، از ابزار دیگری که در ابعاد یک جعبه‌ی دستمال کاغذی و به جرم چند کیلوگرم بود، استفاده می‌شد. در این بخش می‌خواهیم به شرح چگونگی عملکرد شتاب‌سنج‌های میکرومتری، به عنوان یک سامانه‌ی الکتریکی- مکانیکی در مقیاس میکرو بپردازیم. شکل3 یک شتاب‌سنج MEMS را که برای فعال کردن کیسه‌های هوا در خودروها به کار می‌رود، به صورت شماتیک نشان می‌دهد. شکل 3-الف ابزاری را نشان می‌دهد که شامل یک میله‌ی افقی از جنس سیلیکون با طول چند میکرومتر است، و به دو میله‌ی میان تهی با سطوح داخلی قابل‌انعطاف متصل شده است. با فرض این که خودرو از سمت چپ به سمت راست در حال حرکت است، هنگامی که خودرو در اثر تصادف به طور ناگهانی متوقف می‌شود، میله‌ی افقی به سمت راست شتاب می‌گیرد و این امر موجب تغییر در فاصله‌ی صفحات خازن می‌شود (شکل 3-ب را ملاحظه کنید). شکل3- ساختار شتاب‌سنج میکرو متری علت این شتاب گرفتن میله‌ی افقی به سمت راست در هنگام توقف خوردو، بر مبنای اصل اینرسی یا لَختی در فیزیک قابل‌توجیه است. بر اساس اصل لَختی، اجسام همواره تمایل دارند حالت سکون یا حرکت با سرعت ثابت بر مسیر مستقیم را حفظ کنند. لذا میله‌ی افقیِ در حال حرکت نیز، تمایل دارد با همان سرعت به سمت جلو حرکت کند. خازن یک ابزار الکتریکی است و از دو صفحه‌ی رسانای الکتریکی تشکیل شده که بین آن یک نارسانا، مثلا هوا، قرار دارد. خازن ابزاری است که برای ذخیره‌ی بار الکتریکی درون مدار الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ظرفیت الکتریکی خازن یک کمیت مربوط به خازن است و مفهوم آن این است که به ازای یک ولتاژ معین که بر روی صفحات خازن اعمال می‌شود، خازن چه مقدار بار الکتریکی را می‌تواند بر روی صفحات خود تحمل کند. تغییر در فاصله‌ی صفحات خازن موجب تغییر در ظرفیت الکتریکی خازن می‌شود، چرا که ظرفیت الکتریکی خازن با فاصله‌ی صفحات آن از یکدیگر، رابطه‌ی معکوس دارد. این تغییر در ظرفیت الکتریکی خازن موجب شارش یک جریان الکتریکی درون سیم‌پیچ حرارتی متصل به آن می‌شود. این سیم‌پیچ حرارتی، از درون ماده‌ای به نام سدیم آزید (NaN3) می‌گذرد. گرم شدن آنی سیم‌پیچ، موجب تجزیه‌ی سریع سدیم آزید و انتشار گاز نیتروژن (N2)، از طریق واکنش (1) خواهد شد. در نهایت؛ گاز نیتروژن تولید شده، کیسه‌های هوای خودرو را پُر می‌کند، و کیسه‌های هوا باز می‌شود. البته باید توجه کنیم که همه‌ی این ماجرا در کسری از ثانیه اتفاق می‌افتد. 4. نتیجه سامانه‌های الکتریکی- مکانیکی در مقیاس میکرو (MEMSs)، که حدود 30 سال است به صورت جدی مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است، علاوه بر کوچک سازی ابعاد و صرفه‌جویی در هزینه‌های ساخت، موجب افزایش دقت و کارآیی محصولات تولید شده نیز می‌شود. اگر چه MEMSs در محدوده‌ی فناوری نانو قرار نمی‌گیرد، اما مطالعه‌ی مختصری از آن ذهن ما را برای آشنایی با سامانه‌های الکتریکی- مکانیکی در مقیاس نانو (NEMSs) آماده می‌کند. ویراستار: مریم ملک‌دار منبع: باشگاه نانو

نکته1: برای نگهداری صحیح از ماشین آلات (بیل مکانیکی) در وهله نخست باید به چگونگی سرویس دستگاه توجه داشت . سرویسهای دستگاه که باعث افزایش عمر مفید و جلوگیری از صدمات احتمالی بدستگاه میشوند , شامل سرویسهای روزانه و ادواری می باشند . بعنوان مثال قبل از شروع کار روزانه موارد ذیل بایستی بدقت مورد بررسی قرار گیرند: 1- چک نمودن ادوات کنترل . 2- چک نمودن مایع خنک کننده , سوخت و سطوح روغنها . 3- چک نمودن نشتی پارگی و یا آسیب دیدگی شیلنگها و لوله ها . 4- قدم زدن به دور دستگاه بمنظور چک نمودن ظاهر عمومی , حرارت بالا , سرو صدا و ... 5- چک نمودن قطعات مفقود شده یا گم شده. در صورت وجود هر مشکلی برای دستگاه و اقدام به تعمیر , با نمایندگی مجاز فروش تماس بگیرید. ماشینهای هیتاچی (فیات کوبلکو و...) در طبقات مختلف و مدلهای گوناگون دسته بندی می شوند. اما با توجه به کلاس و مدل دستگاه که در کتابهای اپراتوری مشخصات آنها توضیح داده شده است حق تغییر موضوعات بدون اطلاع قبلی برای کمپانی سازنده محفوظ می باشد. • چک نمودن ساعت شمار دستگاه بطور منظم . • استفاده از سوخت مناسب و روغنهای توصیه شده . • تابلوی راهنمای نگهداری: برای نگهداری از دستگاه علائمی وجود دارد که توجه به این علائم میتواند برای حفظ دستگاه مورد استفاده واقع شود. • ماشین را در وضعیت مناسب مطابق توصیه کمپانی پارک نمائید. نکته مهم : اگر موتور دستگاه بطور نا مناسب shut-down شود. توربو شارژ ممکن است آسیب ببیند. برای این منظور موتور را با سرعت دور پایین (slow) بدون بار برای مدت 5 دقیقه قرار دهید و سپس سوئیچ را به حالت off بچرخانید , اهرام shut-off دستگاه را بکشید . • تمامی دربها (covers) طرفین دستگاه و موتور را باز کنید و برای جلوگیری از بسته شدن احتمالی آنها از اهرم نگه دارنده استفاده کنید تا دربها باز بمانند . • تعویض دوره ای قطعات : به منظور عملیات ایمن تر با دستگاه , لازم است تا قطعات ذیل به طور دوره ای طبق زمان توصیه شده جایگزین شوند (مطابق جدول) : Replacement Intervals Periodic Replacement Parts Every 2 years Fuel hose (Fuel tank to filter) Engine Every 2 years Fuel hose (Fuel tank to injection pump) Every 2 years Oil filter hose (Engine to oil filter) Every 2 years Heater hose (Heater to engine) Every 2 years Pump suction hose Base Machine Hydraulic System Every 2 years Pump delivery hose Every 2 years Swing hose Every 2 years Boom cylinder line hose Front Attachment Every 2 years Arm cylinder line hose Every 2 years Bucket cylinder line hose Every 2 years Pilot hose نکته : در هنگام جایگزینی شیلنگها , از سالم بودن O-ring , seal و کاسه نمدها مطمئن شوید . راهنمای نگهداری : َ(A گریس کاری : شامل تمامی پینهای اتصال باکت , بلبرینگ گردان و دنده داخلی گردان و سایر قسمتها می باشد. نوع گریس و مقدار گریس مورد استفاده بایستی مطابق توصیه کمپانی سازنده در کتاب اپراتوری باشد. (B موتورEngine)) : سطح روغن موتور بطور روزانه بازدید شود. روغن موتور هر 500 ساعت به همراه فیلتر روغن تعویض خواهد شد. نکته : در صورتی که سوخت مورد استفاده دارای ناخالصی باشد در این صورت زمان تعویض روغن موتور کوتاهتر می شود. برای تعویض روغن موتور, دقت نمائید که داغ نباشد زیرا باعث سوختگی خواهد شد . C) انتقال قدرت (Transmission) : پمپ ترانس میزن (Transmission) هر 250 ساعت بازدید و هر 1000 ساعت روغن آن تعویض می شود. ضمناّ برای دندههای گردان(Swing) و سیستم حرکت (Travel) به ترتیب هر 1000 و 2000 ساعت نیاز به تعویض دارند . D) سیستم هیدرولیک (Hydraulic Sys) : سطح روغن بطور روزانه چک می شود ولی روغن هیدرولیک مطابق نوع روغن پيشنهادي بايستي بين 1500 تا 4000 ساعت تعويض شود . (E سيستم سوخت (fuel Sys) : تانك سوخت بطور روزانه تخليه شود. جدا كننده آب هر 50 ساعت / تعويض فيلتر سوخت هر 500 ساعت / تميز كردن فيلتر پمپ تغذيه سوخت هر 1000 ساعت / شيلنگ هاي سوخت از لحاظ نشتي ، پارگي يا خميدگي هر 250 ساعت بايد انجام شود. (F فيلتر هوا (Air cleaner) : المنت بیرونی باید هر 250 ساعت و یا هر زمانی که چراغ شاخص فیلتر روی صفحه مانیتور روشن شود تمیز گردد و یا هر 1 سال یکبار تعویض شود.المنت درونی هم زمانی که المنت خارجی تعویض شود نیاز به جایگزینی دارد. (G سيستم خنك كننده (Cooling Sys) : کشش تسمئه فن : تنظیم و کنترل کردن آن هر 50 ساعت یکبار تعویض مایع خنک کننده هر 4000 ساعت و یا دو سال (هر کدام که زودتر فرا رسد ) (H سيستم الكتريكي دستگاه (Electrical Sys) : • چك نمودن سطح الكترليت هر ماه يكبار از لحاظ ميزان الكتروليت موجود در خانه هاي باطري و همچنین تميز كردن قطبين (+) و (-) جهت بر قراري اتصال لازم با كابل هاي باطري. • ضماْ مقدار غلظت الكتروليت هم لازم است با هيدرومتر كنترل شود. • بررسي نمودن جعبهْ فيوز از اين نظر كه هر فيوز بطور مناسب در مكان خود از نظر آمپراژ و وظيفه ای كه بر عهده دارد قرار گرفته باشد. متفرقات : 1. چك كردن ناخن باكت به منظور سائيدگي و پوشش آن بطور روزانه . 2. تعويض باكت / چكش: در هنگام تعويض براي بيرون آوردن پين ها دقت نمائيد . در ضمن هنگام استفاده از باكت، قرار دادن O – Ring فراموش نشود . 3. اهرامهای حرکت (Travel) را از لحاظ لقي و خلاصي چك كنيد. 4. كمربند ايمني را چك و در صورت لزوم تعويض كنيد. 5. سطح مايع شستشوي شيشه چك و در صورت لزوم فول گردد. 6. كشش زنجيرهاي حركت كه مشخصات آن در كتاب اپراتوري قيد شده و به نوع زمينی كه در آن دستگاه كار مي كند بستگي دارد. 7. تميز / تعويض كردن فيلتر سيستم خنك كننده 8. سيستم خنك كننده را به منظور نشتي گاز از اتصالات و لوله ها / ظرفيت مايع خنك كننده / كندانسور/ كمپرسور , روزانه چك كنيد . 9. تمیز کردن کف کابین در صورت نیاز: جارو کردن و خارج کردن گردو غبار و یا آب موجود در کف کابین 10. هر 500 ساعت Nozzle انژکتور را چک کنید . 11. پیچ سر سیلندر را سفت کنید. 12. هر 1000 ساعت سوپاپها را فیلترگیری کنید. 13. تایمینگ انژکتور سوخت 14. فشار کمپرس موتور (هر 1000 ساعت) 15. چک کردن آلترناتور و استارتر (هر 1000 ساعت) 16. گریس کاری واترپمپ (هر 4000 ساعت) 17. آچار کشی پیچها و مهره ها بر مبنای تورک آنها هر 250 ساعت (در ابتدای 50 ساعت اول) • نگهداری تحت شرایط محیطی خاص: در پاره ای از مواقع نگهداری دستگاه بر حسب شرایط اقلیمی متفاوت می باشد که برای حفظ دستگاه در این شرایط راهکارهای خاصی پیشنهاد میگردد. بعنوان مثال شرایط عملیاتی از قبیل: خاک مرطوب, هوای برفی و بارانی, نزدیک اقیانوس, جو با گردوغبار بالا , زمین سنگی , هوای یخبندان, سقوط سنگ, نوع نگهداری را تحت تاّثیر قرار می دهد . به یکی از موارد فوق می توان بطور مثال اشاره کرد: در هنگامی که دستگاه در منطقه ای که احتمال سقوط سنگ وجود دارد مشغول کار باشد باید از لحاظ عملیاتی کابین راننده (cab) توسط یک گارد محافظ پوشیده شود تا از شکسته شدن شیشه کابین و جراحت راننده (اپراتور) جلوگیری کند.

عوامل موثر در طراحی مکانیکی در یک طراحی به این عوامل نیاز داریم : اطلاعات : افزایش آن باعث بهتر شدن کار می شود. دانش فنی: معلوماتی که شخص دارد و نتیجه ی تجارب است. خلاقیت : برخواسته از ذوق و سلیقه نظام ارزیابی : اولین گروه : خود گروه طراحی است که با تخمین می تواند طراحی خود را ارزیابی کند. دومین گروه : سازمانها و ارگانهی بین المللی هستند که نظاطرت و ارزیابی می کنند. سومین گروه: مشتری و مردم هستند که در نهایت عملکرد سازننده را ارزیابی می کنند. برای طراحی یک محصول از سایر علوم مثل روانشناسی ، جغرافیا و... می توان استفاده کرد. برای یک منطقه جغرافیایی خاص طراحی بستگی به شرایط اب و هوا و فرهنگ ان منطقه دارد. خیلی از محصولات با اینکه جنبه ی استفاده عمومی دارند ، ولی قشری خاص از جامعه مثل مردان یا زنان به سمت آن کشیده می شوند ، یا حتی طیفی از مردان جوان به سمت آن کشیده می شوند که تماما به روانشناسی طراحی محصول دارد. مدلهای اسپرت خودرو برای جوانان یا رنگهایی شاد برای بانوان از نمونه های بارز آن هستند. هیچ طرحی با یک تفکر بسته موفق نمی شود. و باید از تجارب سایر محصولات استفاده کرد*. فاکتورهای طراحی: 1-مقاومت 2-قابلیت اطمینان 3-خواص حراراتی 4-خوردگی 5-سایش 6-سایش 7-اصطکاک 8-فرایند ساخت 9-کارایی 10-هزینه 11-وزن 12-عمر ودوام 13-صدا 14سبک وشیوه 15-انعطاف پذیری 16-شکل 17-اندازه 18-کنترل 19-سختی 20-پرداخت سطح 21-روانشناسی 22-تامین ونگهداری 23-حجم 24-تعهد و مسولیت 25-.... کدها واستانداردها 1-اتحادیه انجمن آلومینیوم AA 2-اتحادیه سازندگان چرخ دنده AGMA 3-بنیاد ساختمان های فولادی AISC 4-انجمن آهن و فولاد AISI 5-موسسه استانداردهای ملی آمریکا ANSI 6-انجمن فلزات آمریکا ASM 7-جامعه مهندسین مکانیک آمریکا ASEM 8-جامعه آزمون و مواد آمریکا ASTM 9-انجمن جوشکاری آمریکا AWS 10-اتحادیه سازندگان یاتاقان بدون مالش AFBMA 11-سازمان استاندارد های انگلیسی BSI 12-انجمن اتصالات صنعتی I.F.I 13-انجمن مهندسین مکانیک I.M.ech.E 14-دایره بین المللی وزن ها و اندازه گیری ها BIPM 15-سازمان استانداردهای بین المللی ISO 16-دایره ملی استانداردها NBS و... موفقست در طراحی زمانی حاصل می شود که همیشه در محصول خود جای خالی ببینیم و برای بهبود وضعیت تلاش کنیم. محصول همیشه باید باز باشد تا وضعیت فعلی بهتر شود.