بهینه سازی چرخ دنده‌ صنعتی

اهمیت کاهش قیمت قطعاتی که تولید انبوه دارند باعث رشد روزافزون تحقیقات آزمایشگاهی و رایانه‌ای در زمینه بهینه کردن و کاهش نقاط ضعف آنها در جهت به کار بردن کمترین مقدار ماده …

اهمیت کاهش قیمت قطعاتی که تولید انبوه دارند باعث رشد روزافزون تحقیقات آزمایشگاهی و رایانه‌ای در زمینه بهینه کردن و کاهش نقاط ضعف آنها در جهت به کار بردن کمترین مقدار ماده و داشتن مناسب‌ترین ضریب اطمینان در کنار کم‌هزینه‌ترین روش تولید شده است. سیستم چرخ دنده یک بخش مهم در مهندسی مکانیک و دیگر زمینه‌های مهندسی است. بنابراین هرگونه بهبود در جهت اصلاح عیوب این قطعه از اهمیت بالایی برخوردار است. نسرین مهدی‌پور دانشجوی دانشگاه شیخ بهایی اصفهان با همکاری حمیدرضا مهدی‌پور فارغ‌التحصیل رشته ریاضی کاربردی توانسته‌اند تا با بهینه‌سازی چرخ دنده، یک نمونه بسیار خوب را ارائه کنند.

ابتدا برای خوانندگان اهداف بهینه‌سازی قطعات را توضیح دهید؟

ـ هدف از بهینه‌سازی چرخ دنده کاهش همزمان تابع تنش و تابع وزن است که تغییرات پارامترهای این ۲ تابع هم مورد بررسی قرار گرفته است، چرا که تغییر در آنها باعث کاهش وزن، افزایش کیفیت چرخ دنده و کاهش تنش می‌شود. در این مدل با توجه به توابع هدف و محدودیت‌های تعریف شده در پارامترهای چرخ دنده پارامترهای چرخ دنده بهینه مشخص شد.

کاربرد چرخ دنده در کدام صنایع است؟

ـ صنایع خودروسازی، صنایع دفاع، صنایع گیربکس‌سازی و کلیه صنایعی که به تولید چرخ دنده می‌پردازند و یا از چرخ دنده استفاده می‌کنند می‌توانند از این قطعه استفاده کنند.

معمولا دلایل خرابی چرخ دنده‌ها چیست؟

ـ عوامل خرابی چرخ دنده‌ها می‌تواند خطای طراحی، خطا در سفارش مشتری یا خطای ساخت باشد. خطاهای طراحی می‌تواند شامل هندسه نادرست چرخ دنده، مواد نادرست، درجه کیفیت سیستم‌های روغن‌کاری یا مشخصات دیگر باشد.

چرخ دنده ساخت شما به چه شکل بهینه شده است؟

ـ در بهینه‌سازی چرخ دنده فقط هندسه چرخ دنده تغییر کرده است و برای تغییر در هندسه چرخ دنده از بهینه‌سازی ریاضی استفاده شده است. در این بهینه‌سازی تابع تنش و وزن هدف طرح بود که علاوه بر کاهش تابع تنش و افزایش ضریب اطمینان وزن را کاهش داده‌ایم.

کاهش وزن منجر به کاهش قابل ملاحظه‌ای در ارتعاشات و هزینه‌های تولید شده است. البته اگر در چرخ دنده‌ها با تغییر یکی از پارامترها بتوانیم کمترین تنش و بیشترین ضریب اطمینان را ایجاد کنیم و این تغییر باعث افزایش وزن شود این فاکتور با اصول بهینه‌سازی و طراحی همخوانی ندارد.

ـ مزیت‌های این طرح چیست؟

کاهش تنش و افزایش مقاومت چرخ دنده، کاهش وزن چرخ دنده، افزایش طول عمر قطعه، افزایش ضریب اطمینان، کاهش صدا و لرزش، افزایش بازده و راندمان چرخ دنده، کاهش قیمت قطعه و کاهش قیمت نگهداری و تعمیر از جمله مزایای این طرح به شمار می‌رود.

امیر بامه