مقالات
در حال خواندن
بادامک ها
0

بادامک ها

توسط میلاد سکاکی۲۶ آذر, ۱۳۹۶

بادامک به جزئی از ماشین گفته می­شود که جزء دیگری از آن ماشین را که پیرو نامیده می­شود با تماس مستقیم تحت شرایط تعیین کننده­ای به حرکت در می­آورد.

عضو راننده را بادامک و عضو رانده را پیرو می­نامیم. بادامک می­تواند دارای حرکت­های دورانی، انتقالی یا نوسانی بوده، و یا حتی ثابت باشد. پیرو نیز به نوبه خود می­تواند دارای حرکت دورانی و یا انتقالی باشد.


قابلیت تغییر بادامک بر این اساس است که با تغییر شکل منحنی بادامک تغییری در مشخصه­ ی حرکت پیرو ایجاد می­شود. به­همین علت تعداد حرکت-های قابل استفاده پیرو به تنوع و دقت مهندس طراحی بستگی دارد. بادامک­هایی را ممکن است طرح کرد که هر حرکتی به پیروش بدهد ولی ممکن است در بعضی از سرعت-های حدی ایجاد شده، شتاب حرکت خیلی زیاد باشد که نتیجه این شتاب­های حدی، تنش زیاد ارتعاش سیستم است طراح چنین بدامک و پیرو، حتماً باید متوجه این مؤلفه ­های شتاب و خواص ماده­ای که بادامک و پیرو از آن ساخته می­شود، باشد تا در مقابل تنش­های شدید و خستگی ناشی از ارتعاش، مقاومت کافی موجود باشد و گرنه فرسایش نسبی افزایش و عمر مکانیزم کاهش خواهد یافت.

 انواع پیرو

پیرو های متداول در شکل زیر اورده شده اند.

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:

  • حرکت با شتاب ثابت
  • حرکت با سرعت ترمیم شده
  • حرکت نوسانی ساده(هارمونیک)
  • 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:

  • بادامک­های دیسکی
  • بادامک­های انتقالی
  • بادامک­های استوانه ­ای

بادامک سیکلوئیدی ( استوانه ای )

 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.

پیرو های نوسانی

بعضی از موارد ممکن است در یک دستگاه یا ماشین، محور دوران درست به موازات حرکت پیرو قرار گیرد، در این حالت به منظور اجتناب از مکانیزم های پیچیده می توان از یک بادامک استوانه ای استفاده نمود.

بادامک از سیکلوئیدی تشکیل شده که دارای حرکت دورانی کامل بوده، و حرکت را به پین متکی به پیرو که در داخل شیار روی استوانه تعبیه شده است انتقال می دهد.

بادامک های استوانه ای در صنایع کاربرد زیادی داشته و در ماشین آلات صنعتی، به ویژه ماشین های ابزار مورد استفاده قرار می گیرند.

پیرو این بادامک ها ممکن است مطابق شکل ۳۵ از نوع رفت و آمدی، یا طبق شکل ۳۶ از نوع پیرو های نوسانی باشند.

مشخصات منحنی تغییر مکان پیرو و ….. عبارتند از :

منحنی تغییر مکان پیرو از صفر تا ۱۸۰ درجه با حرکت هارمونیک به ازای ۴۵ میلی متر صعود داشته، و از ۱۸۰ تا ۳۶۰ درجه با همان حرکت هارمونیک به ازای ۴۵ میلی متر نزول می نماید.

بادامک دیسکی با چند قوس مختلف

نوعی از بادامک دیسکی وجود دارد که طراحی آن ترکیبی است از چند قوس دایره ای شکل که بر یکدیگر مماس باشند.

در طراحی این گونه بادامک ها منحنی تغییر مکان با مشخصات اولیه ضرورتی نداشته و برعکس لازم است منحنی تغییر مکان پیرو، بر اساس بادامک طراحی شده تعیی گردد.

از ویژگی های این گونه باداماک ها می توان ارزانی ساخت، سهولت در کنترل، و تعیین دقت آن را نام برد.

با در نظر گرفتن تغییرات ناگهانی شتاب درنقاط اتصال قوس ها با شعاع های مختلف، معمولاً موجب تکان ناگهانی گشته و به همین دلیل نباید از این گونه بادامک ها، در دور های زیاد استفاده نمود.

بالاترین نقطه صعود غلتک متکی به پیرو نسبت به مرکز بادامک برابر است با شعاع R = OD ، و کوتاه ترین ارتفاع آن نسبت به مرکز شعاع های ثابت R = OA = OB = OC نیز می باشد.

 بادامک­ها را می­توان به سه نوع مختلف دسته بندی نمود:

  • براساس شکل ظاهری آنها
  • براساس نمودار حرکت پیرو آنها
  • براساس نوع قیود موجود در پیروی آنها

 بادامک­ها را از روی شکل ظاهریشان نیز می­توان دسته بندی کرد. شکل یک بادامک می­تواند به­ صورت­ های:

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:

  • سرعت­های بالا
  • بارهای دینامیکی زیاد
  • سر و صدای کم،
  • سایش کم
  • 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.

 نحوه ساخت بادامک ها

فورجینگ فرایند تغییر شکلی است که در طی آن شمش یا لقمه فلزی اولیه تحت تاثیر فشار وارد بر آن به شکل مطلوب در می­آید که در سرعتهای کم و متوسط توسط دستگاههای فشار(پرس) و در سرعتهای بالا با استفاده از پتک و چکش انجام می­شود.

بادامک­های دقیق یا بوسیله چرخاندن بادامک در جلوی ابزار برش و یا بوسیله­ای که ابزار برش را کنترل نماید ساخته و تولید می­گردند.

روش چرخاندن بادامک در جلوی ابزار بدین ترتیب است که تیغه فرز و یا چرح سنباده را تا فاصله معین به داخل بادامک پیش برده و سپس ابزار را به عقب کشیده و بادامک را به مقدار لازم چرخانده و دوباره ابزار را تا فاصله معین پیش می­برند. این عمل آن­قدر تکرار می­شود تا بادامک ساخته شود. و دوباره ابزار را تا فاصله معین پیش می­برند. این عمل آن­قدر تکرار می­شود تا بادامک ساخته شود. این روش کند بوده ولی بادامک از دقت بالا برخوردار خواهد بود.

کاربرد مکانیزم های بادامکی در ربات ها

یکی از دغدغه ­های اصلی طراحان رباتها و ماشین­ها، تبدیل حرکت قوای محرکه به حرکات دلخواهی است که در ربات یا ماشین کاربرد دارند. معمول­ترین و پرکاربردترین قوای محرکه الکتروموتورها هستند که حرکت خروجی آنها به صورت چرخشی است، اما در رباتیک احتیاج به حرکات متعدد و پیچیده­ای داریم و باید این حرکات را با تبدیل حرکت چرخشی الکتروموتورها به حرکات دلخواه خود ایجاد کنیم. این تبدیل توسط مکانیزم­ها صورت می­گیرد. در صنعت مکانیزم­های شناخته شده فراوانی وجود دارند اما مکانیزم­های بادامکی اهمیت و قابلیت بسیار بالایی دارند،

بادامک­ها معمولاً دارای اشکال غیرطبیعی بوده و به­عنوان اهرم محرک، حرکت را به اهرم متحرکی که پیرو نام دارد منتقل می­کنند.

با ایجاد تغییر شکل در بادامک حرکات متنوعی را می­توان در پیرو ایجاد کرد. برای مثال اگر بخواهیم یک حرکت هارمونیک ایجاد کنیم از بادامکی استفاده می­کنیم که به شکل دایره بوده و شفت ورودی بادامک در نقطه­ای خارج از مرکز دایره است.

واکنش شما چیست؟
I like it
60%
interested
40%
Hate it
0%
What
0%
درباره نویسنده
میلاد سکاکی
دانشجوی مهندسی مکانیک

پاسخ بدهید