بادامک ها

[bigbang]

بادامک چیست؟

بادامَک قطعه‌ای از یک سازوکار ویژه در اتصالات موتورها و دستگاه‌های مکانیکی است. کار بادامک تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی و برعکس است.
بادامک مانند دیسکی به شکل قلب یا دیگر شکل‌ها است و برای چرخش روی محوری قرار می‌گیرد. بادامک به هنگام چرخش به میلهٔ مستقیم برخورد می‌کند. این میله پیرو نام دارد. شکل بادامک تعیین‌کنندهٔ شیوهٔ حرکت پیرو است. پیروها به‌وسیله فنرهای پیش‌گذاری‌شده با بادامک­ها در تماس می­باشند. بادامک‌ها را بیشتر بر پایهٔ شکل‌شان نام‌گذاری می‌کنند....

در موتورها، بادامک‌هایی که روی میل بادامک قرار دارند با برجستگی‌های خود هنگام چرخیدن، سوپاپ‌ها را می‌فشارند تا باز شوند، در حالی که فنرهای روی سوپاپ‌ها، آن‌ها را به موقعیت بسته باز می‌گردانند. هنگامی که میل بادامک می‌چرخد، برجستگی‌ها متناسب با پیستون‌ها، سوپاپ‌ها را بالا و پایین می‌کنند. برای این منظور، رابطه مشخصی بین برجستگی بادامک‌ها و نحوه عملکرد موتور در سرعت‌های مختلف وجود دارد.
در خودروها بادامک‌ها میله‌های بلندی را که از بلوک ِموتور تا سرسیلندر امتداد پیدا کرده‌اند و به منظور فشردن بازوهای سوپاپ‌ها استفاده می‌شوند را به حرکت در می‌آورند.
موتورهای دومیل‌بادامک دارای دو میل بادامک به ازای هر سرسیلندر هستند. موتورهای یک خط دارای دو میل بادامک و موتورهای V-شکل دارای چهار میل بادامک می‌باشند.


حرکت­های متداول پیرو
اولین اقدام در طرح منحنی یک بادامک، رسم دیاگرام تغییر مکان
است. لازم است تغییر مکان پیرو به­صورت تابعی از زاویه دوران بادامک تعیین
گردد. این تابع ممکن است شکل خاصی داشته باشد یا امکان دارد غیرمشخص باشد.
پروفیل یک بادامک معمولاً به­کمک منحنی جابجایی پیرو آن یک­سری پارامترهای
مربوط به مکانیزم مورد نظر رسم می­شود. برای اینکه پیرو با حرکتی که از
بادامک می­گیرد، کار مورد انتظار را انجام دهد از منحنی­های مختلفی برای
دیاگرام جابجایی آن استفاده می­شود. چند نوع از حرکت­های متداول پیرو
عبارتند از:
1. حرکت با شتاب ثابت
2. حرکت با سرعت ترمیم شده
3. حرکت نوسانی ساده(هارمونیک)
4. حرکت سیکلوئیدی

انواع دیگر حرکت­های پیرو عبارتند از:
حرکت بیضوی، منحنی­های چند جمله­ای از درجه پنج، حرکت درجه
هشت و ...
پس از آنکه منحنی جابجایی پیرو مشخص گردید، می­بایست پروفیل
بادامک مربوطه را که قرار است منحنی مزبور را تامین نماید، طراحی نمود.

انواع بادامک­ها :
بعضی از انواع متداول بادامک­ها عبارتند از:

1. بادامک­های دیسکی یا صفحه ای
   
2. بادامک­های انتقالی
3. بادامک­های استوانه ­ای
4. بادامک­های بشکه‌ای
5. بادامک­های پلاتین
6. بادامک­های تراش
7. بادامک­های تفاضلی
8. بادامک­های دلکو
9. بادامک­های دورآرام تند
10. بادامک­های دوقطبی
11. بادامک­های رقاص
12. بادامک­های قلبی
13. بادامک­های قلوه‌ای
14. بادامک­های گوی‌سان
15. بادامک­های لنگ
16. بادامک­های معکوس
17. بادامک­های معکوس‌کُن
    
18. بادامک­های بشقابی

بادامک­های دیسکی معمولاً با سرعت ثابت دوران می­کنند و مسائل
فنی زیادی را می­توان با بادامک­های دیسکی حل و بحث کرد و از نظر ساخت
ساده­ترین نوع بادامک­ها بوده و در عین حال موارد استفاده زیادی دارند.
بادامک­ها را می­توان به سه نوع مختلف دسته بندی نمود:
1. براساس شکل ظاهری آنها
2. براساس نمودار حرکت پیرو آنها
3. براساس نوع قیود موجود در پیروی آنها

بادامک­ها را از روی شکل ظاهریشان نیز می­توان دسته بندی کرد.
شکل یک بادامک می­تواند به­صورت­های:
گوه­ای، استوانه­ای، مارپیچ، مخروطی، کروی، گوی سان، شعاعی،
مزدوج، و یا سه بعدی باشد.
بادامک می­تواند دارای هر یک از حرکت­های دورانی و یا انتقالی
باشد. بادامک­های گوه­ای شامل پیرو انتقالی و نوسانی می­باشند.
طراحی بادامک گوه­ای بسیار ساده است. پیرو چنین بادامک­هایی
می­بایست به­طور دائم، با بادامک در تماس باشد، که این عمل را می­توان
به-وسیله یک فنر پیش بار گذاری شده، یا ایجاد حرکت مثبت درون شیاری برای
پیرو مهیا نمود.
در بادامک­های شعاعی یا دیسکی، پیرو دارای حرکت شعاعی از مرکز
دوران بادامک است.
پیروها به­وسیله فنرهای پیش گذاری شده با بادامک­هایش در تماس
می­باشند. بادامک های صفحه ای یا دیسکی بخاطر سادگی و حجم کم بسیار متداول
می­باشند.
بادامک مزدوج دارای یک زوج بادامک دیسکی می­باشد که به­طور
پیوسته با یک پیرو در تماس می­باشند. بادامک­های مزدوج زمانی مورد استفاده
قرار می­گیرند که هدف داشتن:
1. سرعت­های بالا،
2. بارهای دینامیکی زیاد،
3. سر و صدای کم،
4. سایش کم،
5. و بالاخره قابلیت کنترل بالای پیرو باشد.
بادامک مارپیچ وار، گونه­ای از بادامک تخت
با شیار مارپیچ می­باشد که قادر به کنترل حرکت نوسانی و یا انتقالی پیرو
نظیرش می­باشد. کاربرد این نوع بادامک، بخاطر آن که بادامک می­بایست دورانی
در خلاف جهت حرکتش ­برای قرار دادن پیرو در موقعیت اولیه­اش داشته باشد،
محدود می­باشد.
بادامک گوی­سان یا بشکه­ای حرکت پیرو توسط شیار محیطی بریده
شده بر روی سطح بادامک ایجاد می­گردد.
به­طور کلی دو نوع بادامک گوی­سان (بشکه­ای) وجود دارد، که هر
نوع توسط سطح بادامک مشخص می­شود. سطوح مورد نظر می­توانند محدب یا مقعر
باشند. بادامک گوی­سان زمانی مورد استفاده قرار می­گیرد که زاویه نوسان
پیرو زیاد باشد. بخاطر شیار موجود روی سطح بادامک، کاربرد این نوع
بادامک­ها تنها محدود به سرعت­های ملایم می­باشند.
بادامک بشکه­ای، را اغلب بادامک استوانه­ای نیز می­نامند. این
نوع بادامک دارای شیار محیطی بریده شده در روی استوانه می­باشد(بادامک حول
محور استوانه دوران می­نماید). به­طور کلی دو نوع بادامک بشکه­ای داریم.
نوع بادامک توسط نحوه­ای که حرکت به پیرو منتقل می­گردد، تعیین می­گردد.
بادامک استوانه­ای شیاری، این نوع بادامک قادر به پذیرفتن
حرکت مثبت می­باشد.
پیرو این بادامک­ها دارای یک فنر پیش­بار گذاری شده است.
بادامک مخروطی: پیرو این نوع بادامک­ها، مختصری در
امتداد خط مولد مخروط حرکت می­کند. بادامک­های مخروطی بخاطر داشتن هزینه
زیاد ساخت، استعمال زیادی ندارد.
بادامک کروی، این بادامک از یک سطح کروی که حرکت را به پیرو
نظیرش انتقال می­دهد تشکیل شده است. پیرو حول محوری که عمود بر دوران
بادامک می­باشد، نوسان می­کند. بادامک­های کروی نیز همانند بادامک­های
مخروطی بخاطر داشتن هزینه زیاد ساخت، کمتر مورد استفاده قرار می­گیرند.
فایده استفاده از بادامک کروی نسبت به بادامک دیسکی در این
است که در بادامک­های کروی، امکان بدست آوردن حرکت نوسانی، حول محوری که با
محور دوران بادامک موازی نباشد نیز وجود دارد.

[bigbang]

دایره مبنا :
کوچکترین دایره ای است که بر سطح لبه بادامک مماس و یا بر قسمتی از منحنی آن منطبق باشد و اندازه آن تعیین کننده اندازه بادامک است
دایره گام:
دایره گذران از نقطه گام و هم مرکز با دایره مبنا است.
منحنی گام:
منحنی رسم شده توسط مرکز پیرو غلتشی یا پیروتیغه ای است لذا نقاط اثر این منحنی دایره گام را قطع خواهد نمود.
نقطه گام:
بیانگر نقطه ای از منحنی گام است که در آن نقطه ،زاویه فشار حد اکٍر مقدار خود را دارا است.
زاویه فشار :
زاویه ای که قائم مشترک بادامک و پیرو با مسیر پیرو می سازد زاویه فشار نامیده می شود. نیرویی که بادامک به پیرو وارد می کند، دارای دو مولفه قائم و مماسی می باشد. مولفه قائم یک فشار فشار جنبی ناخواسته وارد بر پیرو بوده که سبب انحراف نیرو در مسیرش میگردد. بدیهی است که با کم کردن زاویه فشار،این فشار جنبی قابل کاستن بودهو به طور کلی توصیه شده است که برای یک عملکرد خوبزاویه فشار نبایستی از 30 درجه تجاوز نمایداما در حالت های خاص که نیروها کوچک بوده و یاتاقان ها دقت کافی دارند می توان از مقادیر بزرگ تر استفاده نمود. یک افزایش اندازه در دایره پایه،زاویه فشار را کاهش خواهد داد. با کاهش صعود کلی پیرو، ازدیاد دوران بادامک برای یک جابجایی و تغییر مکان معلوم پیرو و ... می توان زاویه فشار را کاهش داد.
دایره پایه:
کوچکترین دایره ای است که مرکز دوران که بر منحنی گام بادامک مماس است.
نقطه اثر:
نقطه منطبق بر تیغه پیرو ، با مرکز پیرو غلتشی است.

قانون بادامك:
بيان رياضي يا تعريفي است كه پروفيل بادامك و يا شكل نحني بلند شدن يا شتاب بادامك و يا قسمتي از آن را مشخص مي­كند و فاكتور اصلي در بدست آوردن شكل پروفيل بادامك مي­باشد.

تغيير مكان پيرو (در پيروهاي انتقالي)
فاصله­اي را كه پيرو در امتداد محورش بر اثر چرخش بادامك طي مي­كند، تغيير مكان پيرو مي­گويند.
پريود:
به­مقدار زاويه­اي كه بادامك طي مي كند تا پيرو از يك سكون به سكون ديگري برسد يك پريود مي­گويند.
محدوده شتاب مثبت، مياني، شتاب منفي:
هر پريود بادامك را مي­توان به دو يا چند محدوده تقسيم كرد. قسمتي را كه در آن شتاب مثبت است و محدوده­اي كه شتاب منفي است و محدوده مياني كه معمولاً بين اين دو قرار داشته و بادامك داراي سرعت ثابتي است.
در استفاده از مطالب وبلاگ لطفا درج منبع یادتون نره.

[bigbang]

این دستورالعمل مشتمل بر 15 مقاله می­باشد که موضوعات آنها عبارتند از:
1. تنش­های تماسی بین بادامک و پیرو (مقاله 66002)
2. مقدمه­ای بر طراحی بادامک­ها به پیروهای شعاعی (مقاله 66009)
3. بادامک­های شتاب سینوسی-روش­های محاسبات پروفیل بادامک با پیروهای شعاعی بدون شیب (سرعت ثابت) در ابتدا و انتهای حرکت (مقاله 66026)
4. طراحی بادامک­های دیسکی با پیروهای انتقالی-غلتکی و روش­های محاسباتی (مقاله 79007)
5. طراحی بادامک­های دیسکی با پیروهای نوسانی-غلتکی و روش­های محاسباتی (مقاله 79021)
6. طراحی بادامک­های دیسکی با پیروهای انتقالی با جبه مستوی و روش­های محاسباتی( مقاله 79023)
7. طراحی بادامک­های دیسکی با پیروهای نوسانی با جبه مستوی و روش­های محاسباتی(مقاله 80022)
8. انتخاب قوانین بادامک دی آر دی (مقاله 82006)
9. حدس ابعاد اصلی بادامک­های دیسکی با پیروهای انتقالی (مقاله 82023)
10. حدس ابعاد اصلی بادامک­های دیسکی با پیروهای نوسانی (مقاله 83008)
11. راهنمای انتخاب انواع بادامک و پیرو (مقاله 83024)
12. سنتز حرکت بادامک با ترکیب قطاع­ها (مقاله 83027)
13. انتخاب مواد و شرایط روغن­کاری برای سیستم­های بادامک و پیرو (مقاله84033)
14. طراحی بادامک دیسکی و پیرو مربوطه و مثال­ها (مقاله 85013)
15. مقدمه­ای بر قوانین بادامک چندجمله­ای (مقاله 86026)

کلیات مباحث مطرح شده در این مقالات بطور خلاصه عبارتند از:
1. مقاله اول – تنش­های تماسی بین بادامک و پیرو:
در این مقاله با توجه به پارامترهای مختلف طراحی مانند ماکزیمم نیرو بین بادامک و پیرو، مینیمم شعاع انحنا و ابعاد بادامک و پیرو برای چهار نوع مختلف پیرو منحنی­هایی را پیشنهاد کرده­است که تنش­های تماسی ماکزیمم را به دست می­دهد و می­توان با مقایسه با ماکزیمم تنش تماسی مجاز، برای عمر مشخص مکانیزم ابعاد سیستم را بهینه کرد. همچنین جداولی با 19 نوع ترکیب مواد برای جنس سطوح بادامک و پیرو که تماس غلتشی داشته و با 9 نوع ترکیب برای پیروهایی که تماس لغزشی دارند، داده شده که می­توان مقدار ماکزیمم تنش مجاز برای عمر مشخص را نیز برای هر نوع ترکیب از جداول استخراج نمود.
2. مقاله دوم – مقدمه­ای بر طراحی بادامک­های شعاعی:
این مقاله یک مقدمه برای روش­های طراحی بادامک­های شعاعی است. بادامک­های شعاعی آنهایی هستند که خط عمل پیرو از مرکز دوران بادامک می­گذرد. پیروهای شعاعی با پیرو مسطح به پیروهایی گفته می­شود که سطوح جبهه آنها بر خط عملکردشان عمود است.
manufacture.blogfa
3. مقاله سوم – بادامک­های شتاب سینوسی:
این مقاله همراه مقاله دوم به­کار می­رود و فرمول­ها و جداولی را برای بدست­آوردن تغییر مکان، سرعت، شتاب و محاسبه ماکزیمم زاویه فشار و مینیمم شعاع انحنای مسیر پیشنهاد می­کند. فرمول و گراف­های مربوط به محاسبه انتگرال زاویه رفت نیز داده شده است.
4. مقاله چهارم، پنجم، ششم، هفتم– طراحی بادامک­های دیسکی با پیروهای الف: انتقالی-غلتکی، ب: نوسانی-غلتکی، ج: انتقالی با جبه مستوی، د: نوسانی با جبهه مستوی:
این گروه مقالات وقتی که شعاع دایره مرجع (که ممکن است دایره مبنا باشد)، شعاع پیرو(در پیروهای غلتکی) و تیغچه کاتر و طول بازوی نوسان کننده(در پیروهای نوسانی) انتخاب شدند و نیز مقدار انحراف و قانون بادامک مشخص شده باشند. برای محاسبه زاویه فشار، مختصات پروفیل بادامک و مکان هندسی مرکز چرخ کاتر و شعاع انحنای مسیر برای هر قطاع به کار گرفته می­شوند. مختصات می­تواند بر حسب نیاز طراح و روش تولیدی که برای ساختن بادامک به­کاربرده می­شود، قطبی و یا کارتزین باشد. به­منظور نوشتن برنامه­های کامپیوتری این محاسبات فلوچارت­های این محاسبات ارایه شده است.
برای انتخاب قانون بادامک مناسب و حدس ابعاد باید مقالات دیگر به کار گرفته شوند.
5. مقاله هشتم – انتخاب قوانین بادامک دی آر دی:
این مقاله روشی را برای انتخاب یک قانون بادامک دی آر دی برای قطاع­های حرکت هر مکانیزم بادامک مانند ماشین­های ابزار، تجهیزات کوچک، چاپ، بسته بندی، بافتنی و مقاصد دیگر، به دست می­دهد. فرمول­های 11 قانون استاندارد دی آر دی و نحوه انتخاب قانون با توجه به پارامترهای مهم در طراحی، در این مقاله ارائه شده است.
6. مقاله نهم و دهم – حدس ابعاد بادامک-های دیسکی با پیروهای انتقالی و نوسانی:
در این مقالات با توجه به مینیمم انحنای بادامک و ماکزیمم تنش­های ایجاد شده و ماکزیمم زاویه فشار مجاز و به­کارگیری روش سعی و خطا، ابعاد بادامک و پیرو و طول بازوی نوسان کننده و مقدار انحراف را پیشنهاد می­کند. استفاده از این مقاله مستلزم به کارگیری مقاله اول و چهارم و مقاله مربوط به محاسبات چهار نوع بادامک و پیرو می­باشد.
manufacture.blogfa
7. مقاله یازدهم – راهنمای انتخاب نوع بادامک و پیرو:
در این مقاله با توجه به شرایط مسئله مورد طراحی و نیازهایی که طراح دارد و امکانات موجود مانند نوع مواد، فضای کار، نوع یاتاقان و ... نوع به خصوصی از بادامک و پیرو را پیشنهاد می­نماید.
8. مقاله دوازدهم – سنتز حرکت بادامک با ترکیب قطاع ها:
در این مقاله روشی برای استفاده از قانون بادامک دی آر دی با یک پریود سرعت ثابت به­منظور دست یافتن به حرکت به خصوصی را پیشنهاد می­کند. این حرکت بخصوص شامل: شتاب غیر متقارن، پریود سرعت ثابت و حرکت با یک سکون میان رفت و برگشت و حرکت بدون سکون میان رفت و برگشت و یا نقاط به خصوصی که موقعیت پیرو برای زاویه معینی از بادامک مشخص شده باشد، می­شود در این روش­ها از یک فاکتور ترکیب که از قوانین نرمالایز استاندارد به دست آمده استفاده می­شود.حرکت ترکیب یافته تغییر مکان و سرعت و در اکثر حالات شتاب پیوسته­ای دارد.
9. مقاله سیزدهم – انتخاب مواد، شرایط روغن­کاری برای سیستم­های بادامک و پیرو:
برای بادامک­هایی که پروفیل آنها مشخص شده است می­توان با استفاده از این مقاله مقدار تنش­های تماسی را بدست آورد و سپس با تنش­های تماسی مجاز مقایسه نمود. محاسبه ضخامت فیلم روغن نیز با توجه به شرایط مسئله پیشنهاد شده تا بتوان از عملکرد مکانیزم برای مدت موردنظر اطمینان حاصل نمود.
10- مقاله چهاردهم – طراحی بادامک دیسک و پیرو مربوطه با مثال:
در این مقاله دو مثال کامل از کاربرد روش­های طراحی بحث شده که هر دو مربوط به سرعت­های متوسط و بارهای کم می­باشند، آورده شده است.
11-مقاله پانزدهم – مقدمه­ای بر قوانین بادامک چند جمله ای:
این مقاله که مکمل مقاله نهم و سیزدهم مي­باشد برای بدست­آوردن حرکت مورد نظر، قانون بادامک کثیرالجمله­ای را پیشنهاد می­کند.