شفت (محور)
شفت (shaft) در معنای لغوی در انگلیسی به چیزی اطلاق می‌شود که قطب بلند و نازک است. مانند قسمت بلند یک فلش بین نوک و پرها.
کلمه شافت انواع میله‌های بلند و نازک را توصیف می‌کند مانند میله نور یا نیزه یا دسته چوب گلف، همچنین شفت می‌تواند یک تونل باریک طولانی باشد، معمولاً تونلی که مستقیماً بالا و پایین می‌رود، مانند چاه معدن یا چاه آسانسور، همه آنها بلند، صاف و نازک هستند، که در فارسی به میل یا میله ترجمه شده است.
شفت یا شافت چیست؟
در صنعت، شفت تعریف مختص خود را دارد که تداعی کننده همان قطعه بلند و نازک است. در ایران اکثرا با همان نام لاتین خود یعنی شافت یا شفت به کار برده می‌شود. که با توجه به کاربری آن تعاریف گوناگونی برای آن میتوان در نظر گرفت.
به صورت کلی میتوان تعریف کرد که: شفت یا میله، قطعه‌ای دورانی یا رفت و برگشتی است که برای انتقال نیرو و گشتاور بکار می‌رود و تحت تأثیر تنش پیچشی و خمش قرار دارد، و به عنوان یک قطعه‌ای از ماشین دوار، معمولاً در مقطع دایره‌ای شکل که برای انتقال نیرو از یک قسمت به قسمت دیگر استفاده می‌شود.
به طور خلاصه میتوان گفت شفت میله‌ای نازک و بلند با سطح مقطع دایره‌ای است که نیرو و گشتاور را از ماشینی که نیرو تولید می‌کند به ماشینی که نیرو را جذب می‌کند، منتقل می‌کند.
انواع شفت
انواع شافت‌ها بسته به نیاز فنی هدف تولید می‌شوند، ولی به صورت کلی به دو گروه ثابت و مفصلی تقسیم می‌شوند، که خود این دسته‌بندی در زیرمجموعه‌ها و اندازه‌های گوناگون ساخته می‌شود. البته در مواردی نیز از شفت خام و استاندارد اولیه و یا از آهن و یا فولادهای گوناگون با توجه به نیاز سیستم‌های طراحی شده، شفت‌هایی با کاربری خاص ماشین کاری می‌شود.
نکته اینکه شافت‌ها باید از محورهایی که از قطعات چرخان پشتیبانی می‌کنند، اما قدرت را انتقال نمی‌دهند، متمایز شوند. مانند محورهایی که بوش‌ها یا قطعات متحرک روی آنها جابه‌جا می‌شود.
شافت‌های ثابت برای سوارکردن چرخ دنده‌ها، کلاچ‌ها، چرخ تسمه و دسته لنگ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. دسته لنگ‌ها نیز جزء شفت‌های ثابت هستند و از آنها برای تبدیل حرکت دورانی به خطی یا برعکس استفاده می‌شود.
شفت‌های مفصلی میله‌هایی هستند که امتداد آنها نسبت به هم دارای زاویه باشند و از آنها برای انتقال نیروهای پیچشی بین دو شافت که در یک امتداد نیستند و تحت زاویه‌های مختلف قرار دارند، استفاده می‌شود. بیشترین مورد استفاده شفت‌های مفصلی در ماشین‌های فرز، ماشین‌های کشاورزی، ماشین‌های حمل و نقل و اتومبیل‌ها می‌باشد.
نکته‌ی بسیار مهم که باید به آن توجه داشت اینکه برای تنظیم شفت‌های با ارتباط مفصلی، زوایای دو مفصل باید با یکدیگر مساوی باشند.
شافت چگونه ساخته می‌شود؟
رایج‌ترین فرآیندی که برای ساخت شفت استفاده می‌شود، تراش‌کاری CNC است. با استفاده از این تکنیک، کارگران یا فرآیندهای خودکار، میله‌هایی از مواد را به دستگاه ماشین‌کاری می‌بندند و آنها را می‌چرخانند. در حین چرخش، ابزارهای تخصصی از برش و سایر فرآیندهای کاهشی ( اصطلاحا تراش دادن ) برای ایجاد و شکل دادن به محصول نهایی استفاده می‌کنند.
از دیگر روش‌ها برای ساخت شفت تکنیک نورد گرم و نورد سرد است. شفت‌های نورد سرد قوی تر از شفت‌های نورد گرم هستند، اما حساسیت و تنش پذیری بیشتری دارند.
در ساخت شفت‌ها از سطح مقطع دایره استفاده می‌شود تا هنگام چرخش با دور بالا تنش محور نزدیک به صفر باشد تا لرزشی برای ماشین هدف ایجاد نشود، و هر چه توزیع بار در طول محور متوازن‌تر و دارای بالانس بیشتری باشد شافت، لرزش کمتر و تنش کمتری نیرو را انتقال می‌دهد. مقاطع مسطح شفت پس از اعمال لنگر پیچشی، صاف می‌مانند و در نتیجه اعوجاج و لنگر در مقاطع شفت ایجاد نمی‌شود و تغییر حجم شفت صفر می‌شود.
بدین معنی که هر چه دقیق‌تر باشد پیچش و تنش در طول محور و نهایت در کل سیستم به صفر می‌رسد.
اندازه استاندارد شفت‌های انتقال عبارتند از:
در تولید انبوه شفت‌ها بصورت کلی در اندازه‌های استاندارد فوق ساخته می‌شوند.
تا گام‌های 25 میلی متری 0.5 میلی متری
25 میلی متر تا 60 میلی متر با پله‌های 5 میلی متر
60 میلی متر تا 110 میلی متر با پله‌های 10 میلی متر
110 میلی متر تا 140 میلی متر با پله‌های 15 میلی متر
140 میلی متر تا 500 میلی متر با پله‌های 20 میلی متر
طول استاندارد شفت‌ها 5 متر، 6 متر و 7 متر است. معمولاً از 1 متر تا 5 متر استفاده می‌شود.
مواد مورد استفاده برای شفت
ماده مورد استفاده برای شفت‌های معمولی فولاد نرم است. در صورت نیاز به استحکام بالا، از فولاد آلیاژی مانند نیکل، نیکل کروم یا فولاد کروم و حتی فلز وانادیوم استفاده می‌شود. گاهی برای کارایی بهتر با لایه‌ای از کروم پوشیده می‌شوند که ضد زنگ است. و برای حرکت بهتر بلبرینگ روی شفت این کار انجام می‌شود.
مواد مورد استفاده برای شفت‌ها باید دارای ویژگی‌های زیر باشد:
- باید استحکام بالایی داشته باشد.
- باید مکانیزاسیون خوبی داشته باشد.
- باید ضریب حساسیت کم داشته باشد.
- باید خواص عملیات حرارتی خوبی داشته باشد.
- باید دارای خواص مقاوم در برابر سایش بالا باشد.
مواد مورد استفاده برای شفت‌های معمولی فولاد کربنی با گرید 40 C8، 45 C8، 50 C4 و 50 C12 می‌باشد.
سخت‌ترین فلز برای ماشین کاری از نظر استحکام کششی، تنگستن (قوی ترین فلز طبیعی) است. (142000 psi)
نحوه کارکرد شافت چگونه است؟
نحوه عملکرد شفت معمولاً به جزئی از یک مقطع دایره‌ای اشاره دارد که می‌چرخد و نیرو را از یک وسیله محرک مانند موتور یا موتور از طریق یک ماشین منتقل می‌کند. شفت‌ها میتوانند چرخ دنده‌ها، قرقره‌ها و چرخ دنده‌ها را برای انتقال حرکت دورانی و قدرت از طریق چرخ دنده‌ها، تسمه‌ها و زنجیرها حمل کنند.
شفت از قطعات پایه‌ای و مهم، برای ماشین‌ها و سیستم‌ها و موتورها است. آنها از قطعات دوار مانند چرخ دنده‌ها و قرقره‌ها و کوپلینگ‌ها و یا شفت‌های روبرو و یا متناظر پشتیبانی می‌کنند. همچنین در موتورها خود عامل نیرو و گشتاور می‌باشند. شفت‌ها در بیشتر موارد توسط یاتاقان‌هایی که در محفظه دستگاه سفت و سخت قرار دارند پشتیبانی می‌شوند.
شفت‌ها وظیفه انتقال نیرو را از یک عضو چرخان به عضوی دیگر که توسط آن پشتیبانی می‌شود یا به آن متصل است را انجام می‌دهند.
نکته مهم که قابل ذکر است، شفت‌ها علیرغم سادگی به خاطر اینکه کل سیستم‌های متحرک وابسته به عملکرد دقیق آن است، لذا نیاز به ماشین کاری و ابزار زنی بسیار دقیق است، تا هنگام استفاده در سیستم‌ها از جمله قرار گرفتن در کنار بلبرینگ‌ها و بال بوش‌ها و هر سیستم متحرک دیگری، روان، دقیق و بادوام عمل کند.
کاربرد شفت در صنایع مختلف
در زندگی روزمره از لوازم ساده داخل منزل تا صنایع بزرگ مادر هر وسیله‌ی دوار و یا تولید کننده نیرو و گشتاور شفت قطعه‌ی جدایی ناپذیر و لازمه‌ی همه ادوات فوق می‌باشد. در خانه‌ها بطور مثال در کولرها شفت در موتور و محور پنکه وجود دارد. در تمامی ادوات برقی از جمله ماشین لباسشویی، آبمیوه گیری، جاروبرقی و سایر حداقل در موتور خود دارای شفت می‌باشند که وظیفه‌ی انتقال نیرو را به عهده دارند.
از دیگر موارد استفاده پرکاربرد شفت‌ها خودروها می‌باشند از جمله: چرخ‌ها، سیستم‌های تایمینگ آن، میل لنگ، گردان و غیره استفاده فراوان شفت دیده می‌شود.
و در نهایت در صنایع کوچک و بزرگ و حتی صنایع مادر، خطوط تولید، ادوات کشاورزی، انواع موتورهای برقی و هر جا که تولید نیرو گشتاور و حرکت دورانی حضور داشته باشد، شفت عضو اصلی آن سیستم می‌باشد.
مزایای شفت:
- احتمال گیر کردن سیستم شفت کمتر است.
- تعمیر و نگهداری کمتر نسبت به سیستم زنجیره‌ای زمانی که یک لوله به محور محرک متصل می‌شود.
- شفت توخالی وزن کمی نسبت به شفت جامد برای انتقال گشتاور یکسان دارد.
- در محور توخالی، شکل داخلی توخالی است، بنابراین مواد مورد نیاز کمتر است.
- شفت قوی‌تر است و احتمال خرابی آن کم است.
- ممان اینرسی قطبی بالا
- قدرت پیچشی بالا
معایب شفت:
- از دست دادن توان ناشی از اتصال شل
- شفت‌ها میتوانند در حین چرخش ارتعاش کنند.
- صدای ثابتی تولید می‌کنند.
- هزینه‌های نگهداری و ساخت بالا است.
- فرآیند تولید دشوار است.
- مدت زمان توقف به دلیل مشکلات مکانیکی طولانی‌تر است.
- استفاده از کوپلینگ‌های انعطاف‌پذیر، مانند کوپلینگ فنر برگ، می‌تواند باعث کاهش سرعت بین شفت‌ها شود.
- تغییر سرعت چندان آسان نیست.
- چکه کردن روغن از شفت بالای سر
انتخاب شفت مناسب
نحوه انتخاب شفت مناسب، به اینکه از کدام درجه انعطاف پذیری استفاده می‌کنید، به نوع تاب آوری شفت در سیستم طراحی شده‌ی شما و یا نیاز فنی هدف شما، بستگی دارد. به عنوان مثال، مبتدیان و کسانی که تاب‌های قوی‌تری نیاز دارند، تمایل دارند از شفت با انعطاف پذیری بیشتر برای حرکت بیشتر محور استفاده کنند. از سوی دیگر، اگر سیستمی سرعت نوسان بالا و قدرتمندی داشته باشد، به شفت سخت‌تر با انعطاف کمتر نیاز دارد.
قیمت شفت
قیمت شفت بستگی به نیاز شما از سیستم هدف، بودجه‌ی تعیین شده‌ی و مدیریت هزینه آن دارد، که آیا شفت با آلیاژ ضعیف‌تر یا انعطاف پذیری بیشتر یا استحکام بالا و تنش کمتر نیاز دارید.
هر چه شفت، از فولاد مرغوب‌تر و اندازه‌ی قطر آن، بزرگتر باشد، هزینه بیشتری دارد، و همچنین اگر دارای سخت کاری ثانویه باشد و یا داشتن روکش کروم سخت هر کدام می‌تواند در متغیر بودن هزینه‌ها نقش داشته باشد.
توصیه این است که هر چه دور موتور بالاتر باشد از شفت‌های با استحکام بالا و تنش رو به صفر استفاده شود. اینکه شفت عامل انتقال نیروی قدرتی است یا سرعتی نیز باید در نظر گرفته شود.
خرید شافت
شرکت تام باهر قطعه شفت را جهت استفاده در مکانیسم‌ها و سیستم‌های خطی مورد استفاده در صنایع به بازار عرضه نموده که در اندازه‌ها و طول‌های مختلف قابل سفارش است.
شرکت تام باهر با درنظر گرفتن تمام این نکات محصولات باکیفیت و دقیق که به صورت تخصصی، ویژه‌ی شفت‌ها ساخته شده است به بازار عرضه نموده، که البته برای موارد دیگر نیز قابل استفاده است.
جهت اطلاع از گستره‌ی اندازه‌ها و طول شفت‌های معمولی و شفت‌های پایه‌دار می‌توانید کاتالوگ مربوطه را از سایت شرکت تام باهر دانلود کنید.
از افتخارات شرکت تام باهر حضور طولانی و مداوم برندهای فوق در بازار است که علاوه بر ارائه گارانتی و خدمات پس از فروش، از مزیت‌ها و نکات حائز اهمیت این است که تامین قطعات یدکی و پشتیبانی فنی را به علت حضور مستمر، میسر می‌گرداند.
جهت کسب اطلاعات بیشتر برای انتخاب محصول مورد نظر می‌توانید به کاتالوگ محصولات که در سایت بارگذاری شده است مراجعه فرمایید.
جهت مشاوره و پشتیبانی فنی می‌توانید به مراجعه به سایت شرکت تام باهر و با شماره‌های درج شده در سایت تماس حاصل نمایید.
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.