در این مقاله قصد داریم به معرفی یکی از اساسی‌ترین و مهم‌ترین عناصر در مهندسی مکانیک که هم در ابزار و ماشین‌آلات تولیدی نقش بسیار مهمی را ایفا می‌کند و هم در محصولات تولید شده توسط گروه پژوهشی و صنعتی جی موتور(G-MOTOR) کاربرد گسترده‌ای دارا است؛ بپردازیم. این قطعه یا عنصر شفت (Shaft) نام دارد.
قبل از معرفی شفت‌ها به بیان تفاوت آن با محور خواهیم پرداخت و با برخی از ویژگی‌هایشان بیشتر آشنا می شویم.
از نظر ظاهری، یک شفت و یک محور شبیه به یک میله هستند که در اندازه‌های مختلف به صورت‌های گوناگون تولید می‌گردند. بسته به نوع محصول و کاربردی که برای آن در نظر گرفته می‌شود سایز و نوع آن‌ها متفاوت می‌باشد. این شباهت ظاهری شاید در برخی از مواقع سبب شود اصطلاح شفت و محور مترادف یکدیگر قرار گیرند، اما باید گفت که این دو در عرصه صنعت، از ویژگی‌های مختلفی برخوردار هستند. محورها گشتاور را منتقل نمی‌کنند و صرفاً پشتیبانی از قسمت‌های چرخان یا دارای نوسان را فراهم می‌کنند. درحالیکه هدف از قرار دادن شفت، ایجاد توانایی برای دستگاه یا محصول تولید شده در جهت انجام هرچه بهتر انتقال گشتاور و پشتیبانی از قطعات چرخشی است.
مهم‌ترین نکته‌ای که بر جنس شفت تأثیر خواهد گذاشت کاربرد آن است. کاربرد مشخص می‌کند که جنس شفت باید از چه میزان استحکام و انعطاف‌پذیری برخوردار باشد.
با توجه به این مورد یکی از بیشترین موارد استفاده از این قطعات در صنعت، در طراحی و تولید انواع موتورهای الکتریکی است.
در ادامه به بیان ویژگی‌های شفتهای توپر (Solid Shaft) و توخالی یا اصطلاحاً هالوشفت (Hollow Shaft) می‌پردازیم.
ما در گروه پژوهشی و صنعتی جی موتور (G-MOTOR) می‌توانیم انواع موتورهای دی‌سی‌براشلس (BLDC) دلخواه شما را با شفت توپر (Solid Shaft) ویا شفت توخالی (هالو شفت Hollow Shaft) طراحی و تولید کنیم.
برای اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.
آشنایی بیشتر با شفت توپر (Solid Shaft) و شفت توخالی (هالوشفت Hollow Shaft)
-شفت توپر(Solid Shaft): یک نوع شفت، شفت توپر است که در شکل ۱ قابل مشاهده‌است. همه‌ی ما بدون اطلاعات فنی هم با کمی دقت در وسایلی که روزانه با آن‌ها سروکار داریم، می‌توانیم این نوع از شفت‌ها را ببینیم؛ مثلاً در لوازم خانگی در ساختار موتور پنکه‌ها، موتور دستگاه‌های آسیاب و … .
-شفت توخالی(هالوشفت Hollow Shaft): امروزه با پیشرفته شدن محاسبات از مدل شفتهای توخالی یا هالوشفت‌ها می‌توان در کاربردهای گسترده‌تری استفاده کرد؛ ساختمان ظاهری این مدل از شفت‌ها در مقایسه باشفت توپر، خالی می‌باشد. این امر ویژگی‌های مهمی را که در ادامه بیان شده‌اند پدید خواهد آورد.
چند نکته :
۱) فضای بهره‌برداری بیشتری را برای کاربران فراهم می‌کنند، یا به عبارتی دقیق‌تر در پی این توخالی شدن، یک کانالی در داخل آن ایجاد می‌شود که می‌توان از آن برای طراحی‌های بهتر و دقیق‌تر بهره‌برد. در ادامه به معرفی کاربردهای آن خواهیم پرداخت.
۲) دارای وزن سبک‌تری هستند: فضای خالی در شفتهای توخالی که در پی حذف توده ساختاری مرکزی از آن‌ها صورت گرفته‌است، سبب شده که این شفت‌ها وزن سبک‌تری داشته باشند و در صنایعی مانند خودرو و هواپیماسازی‌ها مورد توجه و استقبال بیشتری قرار گیرند به این خاطر که کاهش وزن در چنین صنایعی، منجر به کاهش مصرف سوخت خواهد شد.
۳) تولید شفت توخالی (هالوشفت Hollow Shaft) بسیار پیچیده‌تر و پرهزینه‌تر از یک شفت توپر معمولی (Solid Shaft) است. علاوه بر ضخامت دیواره؛ مواد، میزان بار و گشتاور عمل، تاثیر عمدهای بر پایداری شافت توخالی دارند. در شکل ۲ می‌توانید نمونه‌ای از موتورهای دارای هالوشفت (Hollow Shaft) و شفت توپر (Solid Shaft) را مشاهده کنید.
-در انواع پهپادها مثل کوادکوپترها و هگزاکوپترها بسته به نوع کاربرد و قدرتی که از پهپاد انتظار می‌رود، در ساختار موتور می‌توان از هر کدام از این دو نوع شفت استفاده کرد.
-در ساختار موتورهای دریل‌های ارتوپدی که در زمینه پزشکی کاربرد دارند؛ نیز از موتور با شفت توخالی (Hollow Shaft) استفاده می‌شود.
دریل‌های ارتوپدی عمدتاً به شکلی طراحی شده‌اند که بتوانند تجهیزات بسیاری را در ساختار خود داشته باشند مثلاً از سنسورهایی برخوردار باشند که مته را با گذشت از بافت‌های سخت و رسیدن به بافت‌های نرم متوقف کند. طراحی این روند در موتور دریل‌های ارتوپدی به شکلی نمود پیدا کرده‌است تا با هالوشفت شدن شفت مربوطه کانالی ایجاد شود که بتوان از این کانال و فضای ایجاد شده برای تجهیز کردن هرچه بهتر دریل‌های ارتوپدی بهره برد.
ما در گروه پژوهشی و صنعتی جی موتور (G-MOTOR) می‌توانیم انواع موتورهای دی‌سی‌براشلس (BLDC) دلخواه شما را با شفت توپر (Solid Shaft) ویا شفت توخالی (هالو شفت Hollow Shaft) طراحی و تولید کنیم.
برای اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.
منابع)
- مقاله Hollow shaft برگرفته از سایت Harmonic Drive SE، بیست و یکم خردادماه۱۳۹۹
- Z.PARTER, T.BULZAK, J.TOMCZAK. 2016. “Numerical analysis of a skew rolling process for producing a stepped hollow shaft made of titanium alloy Ti6Al4V.” PAN 61: 677-682.
ثبت ديدگاه