واگن ریل

کاربری اتصالات واگن ریل

واگن ریل یک قطعه کاملا مکانیکی می باششد که اغلب حداقل دو عدد از آن بصورت موازی برای ایجاد امکان حرکت دو سطح یا بخش از اجزای ماشین و اغلب در انواع میز ها مورد استفاده قرار می گیرد. سیستم واگن ریل خطی دو قسمت دارد: بلوک واگن و ریل واگن خطی. بلوک خطی در امتداد صفحه ای که ریل برای آن قرار گرفته است حرکت می کند. بلوک ریل واگن در امتداد ریل خط مستقیم به جلو و عقب حرکت می کند. بلوک های خطی با نصب بر روی بلوک به اجزای متحرک متصل می شوند تا حرکت برای اجزای مشخص اتصال مشخص شده را پشتیبانی کنند. حرکت در امتداد ریل از طریق بلبرینگ های چرخشی درون بلوکی که روی ریل با آن تماس می گیرد ایجاد می شود.

واگن ریل ها با دقت بسیاری تولید می شوند و اتصال آنها نیز از نظر راستا و محور اتصال چه بصورت X افقی و چه بصورت عمودی Y اتصال پیدا کنند دقت در فاصله گذاری ها و رعایت استاندارد های اتصال به روانی عملکرد و افزایش طول عمر اجزای بال اسکرو کمک شایانی می کند.

شرایط محیطی عملکرد واگن ریل

شرایط محیطی مانند دمای عملکرد، میزان رطوبت و آلودگی های محیطی اتصال واگن ریل همه و همه بصورت مستقیم بر عملکرد و طول عمر مفید واگن ریل ها تاثیر می گذارند. افزایش دما بیش از حد استاندارد سبب انبساط محیطی اجزا ده و از آنجایی که در تمامی موارد ضرایب انبساط برابر نیستند می توان نا همگونی هایی را در عملکرد واگن ریل پدید آورد. از طرفی افزایش زیاد دما رقیق شدن روان کننده ها در اتصال ساچمه های بال اسکرو و واگن ریل را به همراه داشته که وضیفه کاهش میزان اصطکاک و سایش را در سیستم دارند.

از نظر آلودگی محیطی که هم از فضای بیرون و هم بر روی ریل های اتصال واگن ریل پدید می آید سبب ورود به سیستم و جذب آلودگی ها توسط روغن، گریس که دو نوع روان کننده معمول در اتصالات بلبرینگ، بال اسکرو و واگن ریل محسوب می شوند شده که به دنبال آن عملا روان کننده ها عملکرد خود را از دست می دهند.

میزان رطوبت و درصد خورنده های محیطی که اغلب به شکل گاز هستند نیز تاثیر بسیاری در طول عمر مفید بال اسکرو و واگن ریل دارد. گازهایی مانند کلرید ها که در بسیاری از محیط های بالاخص صنعتی پدید می آیند نقش بسزایی در خوردگی و کاهش طول عمر اجزای بال اسکرو و واگن ریل دارند.

سختی سطحی ساچمه های واگن ریل

سختی سطحی که در زبان انگلیسی به Hardness شناخته می شود یک مشخصه مکانیکی در علم متالورژی می باشد که روش های مختلفی برای بالا بردن آن وجود دارد. سختی سطحی اغلب برای ساچمه های واگن ریل ها و البته دیگر انواع بلبرینگ و یاتاقان مفهوم پیدا می کند. در اغلب موارد سختی سطحی ساچمه های واگن ریل ها را با یکی از سه کمیت ویکرز، برینل و راکول می سنجند که دارای یک مقدار عددی می باشد. بالا بودن سختی سطحی ساچمه های واگن ریل به مفهوم مقاومت بالاتر آن در برابر پدیده سایش تحت تاثیر نیروهای اعمالی است. البته با توجه به اینکه تنش های وارده بر پیکر واگن ریل ها در مقایسه با بلبرینگ و رولبرینگ بسیار محدودتر می باشد اهمیت بالا بودن سختی سطحی برای ساچمه های این نوع یاتاقان ها در مقایسه با واگن ریل ها بسیار بیشتر می باشد.

البته نه تنها میزان عددی سختی سطحی بلکه مفهومی به نام عمق لایه سخت نیز از اهمیت بالایی در بررسی کیفیت سایشی انواع ساچمه های یاتاقان ها و واگن ریل ها نقش دارند. در مورد آلیاژ های فولادی که بیشترین میزان کاربری را در تولید اجزای فولادی صنعتی شامل بلبرینگ و واگن ریل دارند بالا بردن درصد کربن و عملیات ویژه سرمایشی و کرمایشی از روش های عمومی افزاینده سختی سطحی محسوب می شوند.

بررسی تنش های وارده بر اجزای واگن ریل

تنش که خود تعریفی متفاوت از فشار در علم مکانیکی می باشد از مهمترین عوامل تخریب قطعات صنعتی می باشد. تنش های وارد بر قطعات صنعتی در انواع مختلف که برخی از آنها برداری و برخی دیگر مانند تنش های حرارتی اسکالر و بدون جهت هستند قابل بررسی هستند. مهمترین تنش وارد بر اجطای واگن ریل ها تنش فشاری می باشد که ناشی از وزن کشوها و اتصالات وابسته واگن ریل می باشد. تنش فشاری خود تنش های سایشی بین سطوح را رقم می زدند و به تدریج سبب مستحلک شدن و از بین رفتن غلتک های واگن ریل می گردد. در بررسی کیفی واگن ریل ها دو فاکتور و کمیت مکانیکی که در مقابل تنش فشاری قرار می گیرند یکی تنسایل مقاومتی و دیگری سختی سطحی آلیاژ فلزی مورد استفاده در تولید واگن ریل ها می باشند. با توجه به شکل هندسی غلتک های واگن ریل و تماس نقطه ای که بر روی ریل ایجاد می کنند با تمرکر تنش در این نقاط یعنی نقطه اتکاری غلتک های واگن ریل بر روی ریل روبرو هستیم که حداکثر میزان سایش و آسیب های احتمالی به واگن ریل بر اثر اعمال بار غیر استاندارد در این نقاط وارد می شود. سختی سطحی اجزای واگن ریل بالاخص غلتک ها از مهمترین فاکتور هایی هستند که برند های تولید کننده بر سر آن رقابت می کنند و بر درجه لقی و طول عمر مفید واگن ریل تاثیر قابل توجهی دارند.

مفهوم تلرانس حرکتی واگن ریل

واگن ریل ها دارای درجه دقت متفاوتی در تولید می باشند که این فاکتور تحت نام تلرانس حرکتی بصورت کمی نیز برای واگن ریل قابل بررسی می باشد. در واقع استفاده از برند های معتبر تولید کننده واگن ریل به منزله تکنولوژی بالاتر تولید و کاهش تلرانس و درجه لقی می باشد. برخی برند های چینی که با جایگزین کردن اجزای فلزی بال اسکرو در قسمت بلوک با اجزای پلیمری و پلاستیکی فعالیت می کنند در واقع برای پایین آوردن هزینه تولید و قیمت نهایی واگن ریل به بالا بردن درجه لقی و تلرانس و در نهایت کاهش کیفیت واگن ریل می انجامد. درجه تلرانس بالاتر جابجایی های ناخواسته اجزا و ساچمه های واگن ریل را به همراه داشته و گاهی حتی می تواند موجب ایجاد صدا در حرکت ریل و بلوک واگن ریل نیز گردد. برند HIWIN یکی از معتبر ترین برند های جهانی تولید کننده سایز ها و شکل های مختلف واگن ریل در دنیا محسوب می شود.

آسیب شناسی واگن ریل و بازرسی

حتی درصورتیکه طراح ماشین آلات صنعتی واگن ریل را با دقت و ریزبندی بالایی انتخاب کرده باشد باز هم امکان از کار افتادگی و آسیب دیدگی این قطعه در زمان عملکرد و حرکت دینامیک ماشین وجود دارد. در این شرایط است که آنالیز سریع آسیب شناسی واگن ریل ها در دستور کار قرار می گیرد. در زیر به بررسی عوامل تخریب و نقص در عملکرد بال اسکرو ها که منجر به از کار افتادگی آنها شده می پردازیم و فاکتور های صحیح انتخاب این قطعه صنعتی را متذکر می شویم. ایجاد سوراخ و فرورفتگی سطحی در ریل مسیر واگن ریل، غر شدن موضعی، سایش و خوردگی، خوردگی های مغناطیسی از مهمترین دلایل آسیب دیدن واگن ریل ها بوده که هر یک دارای دلایل مخصوص به خود هستند. در صورتیکه آسیب وارده به واگن ریل با بررسی چشمی قابل رویت باشد طبیعتا اولین قدم تعویض قطعه آسیب زننده که می تواند تغییر فرم داده باشد می باشد.

سوراخ و فرور رفتگی سطحی اجزای واگن ریل

در صورتیکه سوراخ و فرورفتگی بصورت ظاهری در بخشی از واگن ریل قابل رویت باشد نشان از اتصال ناصحیح این قطعه و یا عدم روانکاری درست می باشد. در صورتیکه واگن ریل از نظر فنی طول عمر مفید خود را نداشته باشد امکان اینکه آب و یا خورنده های دیگر از طریق سیل به داخل بلوک نشت کرده باشد نیز وجود دارد. اتصال بدون زاویه و صحیح واگن ریل همواره یکی از موثر ترین راه های افزاینده طول عمر مفید این قطعه صنعتی است.

خوردگی های فرسایشی اجزای واگن ریل

فرسایش اجزای واگن ریل در طولانی مدت امری کاملا طبیعی می باشد اما مشکل زمانی پیس می آید که پیش از رسیدن به طول عمر کاری اتفاق می افتد. در طول عملکرد کوتاه مدت و نوسانی ، نقاط تماس بین ساچمه ها و ریل واگن ریل می تواند روان کننده را دفع کند. سپس تماس فلزی بین دو سطح رخ می دهد که منجر به اتصال میکروسکوپی می شود و عملا فیلم روان کننده بین ساچمه و ریس واگن ریل به حد صفر رسیده و دو سطح تماس کامل پیدا کنند. حرکت بعدی این پیوندها را می شکند ، ذرات را از ریس واگن ریل خرد می کند و سپس خورده می شوند. این ذرات همراه با روان کننده ، ترکیبی از مواد ساینده ایجاد می کنند که حتی باعث آسیب بیشتر می شود. NSK سه روش اصلی برای مقابله با این مسئله را توصیه می کند: اولاً ، شما باید از روان کننده مخصوص واگن ریل استفاده کنید. ثانیا ، اجرای چرخه های توزیع منظم برای مخلوط کردن گریس و ساچمه ها کاملاً منطقی است. ثالثاً ، ما برای اطمینان از روانکاری کافی در طول عمر آن ، فواصل کمتری را برای خدمات توصیه می کنیم.

غر شدگی اجزای واگن ریل

در صورتیکه آلودگی های خارجی بالاخص پلیسه های فلزی وارد واگن ریل شده و راه خود را به سمت خط حرکت ریس پیدا کنند در مدت طولاتی سبب ایجاد غر شدگی در ریل لینییر گاید یا واگن ریل می شوند. در صورتیکه اپراتور ماشین دقت زیادی در جلوگیری از ورود آلودگی ها به واگن ریل نماید و بعنوان مثال با تمیر کردن دائمی سیل ها و آب بند ها این پدیده اتفاق نخواهد افتاد. استفاده از سازه هایی ویژه که مانند برف پاک کن به تمیز کردن دائمی سیستم می پردازند می تواند در افزایش طول عمر کاری مفید واگن ریل نقش بسزایی داشته باشد. تمامی این فرایند ها تنها به منظور افزایش طول عمر واگن ریل اتفاق می افتد و در غیر این صورت در بهترین شرایط نیز با توجه به تنش های وارده بر این قطعات صنعتی در بلند مد فرسایش غیر قابل اجتناب است.

درزبند یا سیل Seal با مشخصات ویژه در ساختمان واگن ریل

بعنوان یکی از تولید کنندگان برتر انواع بلبرینگ، یاتاقان و واگن ریل NSK سری V1 از واگن ریل با سیل های Seal با کارایی بالا را به کاربر توصیه می کند. این عناصر درایو مفهوم درزبند خاصی دارند که از نظر شکل درزبند و مواد استفاده شده بهینه شده است. لب آب بندی بدون شکاف محکم در اطراف پروفیل راهنمای توپ قرار می گیرد و از یک ماده بسیار مقاوم در برابر سایش ساخته شده است. به منظور تثبیت ، درزبند بر روی صفحات پایه فلزی جوش می خورد. این طرح تمایز دقیق بین دفع کثیفی و آب بندی قطعه را امکان پذیر می کند. بنابراین بهترین محافظت ممکن را در برابر آلودگی سطح کار بین اجزای واگن ریل ایجاد می کند. درزبند V1 جدید - که همیشه همراه با واحد روغن کاری K1 استفاده می شود - به ویژه کارآمد است. با استفاده از این سیستم ، روان کننده در یک پلی الفین گنجانیده شده است که هنگام تماس با سطح کشویی واگن ریل ، با عمل مویرگی مقدار کمی روغن آزاد می کند. این بدان معنی است که واگن ریل با اصطکاک کم بسیار پایدار کار می کند و اطمینان حاصل می کند که روان کننده به طور مداوم عرضه می شود.