بسم الله الرحمن الرحيم السلام عليكم ورحمة الله و
بركاته، اليوم هنكمل المحاضرة الثانية في مادة تصميم
الألات واحد، في المحاضرة السابقة يعني ذكرنا عملية
تصميم المراحل المختلفة بدءًا من الفكرة و انتهاءً
بتسويقها وعرضها للمستفيدين طبعًا استعرضنا الـ design
considerations وين مصادر المعلومات عشان تعمل تصميم
لمنتج جديد ووصلنا لحد الـ economics أنها الاقتصادية
في أي فكرة أو أي تصميم حكينا أن التصميم هو عمل مهم
في عملية التصميم الميكانيكية أو التصميم الهندسي
خلينا نشوف example يبين أو يوضح كيف عملية الـ ..
العملية الاقتصادية أو عملية التكلفة مهمة جدًا في
عملية التصميم مثال عندنا عندنا
a cost comparison between top two possible
production methods يعني أننا هيكون نعمل مقارنة
التكلفة بين طريقتين للإنتاج أو للتصنيع في عند
الخيار الأول أنا بدي أنتج قطعة معينة الخيار الأول
أن أستخدم automatic screw machine ماكينة إنتاج
آلية أو hand screw machine أو ماكينة يدوية يعني في
عندك خيار ماكينة آلية automatic والخيار الثاني الـ
hand screw machine في الحالة الأولى خلينا نحكي عنها
اللي
هو الـ automatic screw machine الخيار الثاني hand
أو manual screw machine
في حالة الـ automatic screw machine القطع عند
القدرة تنتج خمسة وعشرين part per hour عنده الـ
production capacity
سواء
خمسة وعشرين part في الساعة
الـ machine ده عشان أشغلها محتاجة فترة إعداد تلت
ساعات اللي هو الـ setup time بساوي
ثلاثة hour تكلفة
الفنيين أو العمال اللي هو labor cost
عشرون دولار في الساعة الآن
بدأ أوجد formula طبعًا أنا تكلفة الـ cost الكلي اللي
هو معادلة الـ cost
في عند الـ setup time أو في setup cost مضبوط
operational cost هأقول setup cost زائد
operational cost
ال
setup cost بيعتمدش على الـ quantity على الكمية أنا
بأخذ منه ثلاث ساعات وأنا ما أنتجتُ شيء، صح؟ والساعة تكلفة
عشرون دولار
لكل ساعة في ثلاث ساعات زاد الـ operation cost عندي
عشرون dollar لكل ساعة على خمسة وعشرين part لكل
hour عشان أنا أجيب تكلفة أيّاش لكل part في number
of parts خلينا نسميه أيّاش X number of parts X أنا
حاطط الوحدات متعمدة عشان أشوف أيّاش الشغلات تلغي مع
بعض عندي هنا هنا تروح ساعة مع ساعة وهنا عندي hour
مع hour
فهتصبح الـ cost عشرون وثلاثين وستين زائد ثمانية من
عشرة اللي هو X عندي هنا اللي هو اللي بدي أسميه الـ
cost اللي هو لطريقة تصنيع رقم واحد لأن طريقة
التصنيع الثانية اللي هي hand screw machine لـ
production capacity تقدر
تنتج عشر قطع في الساعة عشر parts كل ساعة
minimal setup يعني الـ setup cost مش بساوي zero
setup cost بساوي
zero وبرده عند الـ labor cost ما يتغيرش عشرون
دولار لكل ساعة معناه أن الـ cost الـ cost اثنين اللي
هو method two هيكون الـ setup cost zero زائد الـ
operational cost اللي هو عشرون على
عشرة في x اللي هي عشر عدد الـ parts يعني هيكون
اثنين X معناته
واضح أن الـ الـ الـ لو أرسم الـ graphing الـ
cost اثنين هيكون هاي الـ cost اثنين هذه
الـ X هذا الـ cost صح الـ slope تبعه اثنين الـ method
الأولى فيه ثلاثين وستين في الواسطه هي الـ slope تمام
من عشرة أقل من اثنين هذه النقطة إيه شو اسميها هذه
break
even يعني نقطة هذه نفس التكلفة فاحنا at the break
even point كنا
دي cost واحد بساوي cost اثنين يعني ثلاثين زي الثمانية
من عشرة X بساوي اثنين X يعني هيكون واحد اثنين من عشرة
X بساوي ستين يعني X مش هساوي خمسين part
يعني إذا كان الإنتاج المطلوب منا مثلًا في اليوم
خمسين part معناته بنفع نستخدم automatic screw
machine أو الـ manual screw machine طيب .. طيب إذا
كانت الكمية أقل من خمسين .. هاي خمسين مين
أحسن؟ الـ manual معناته for x أقل من خمسين
من اقتصادية استخدم إيش الـ manual أو الـ screw
machine for x أكبر هنستخدم
الـ automatic screw machine
بدي أطلع برده على الـ production كبسة إن أنا هأنتج
كميات كبيرة مش مجد أشتغل في الماكينة الـ .. اليدوية
في حياتي بدي أُنتج كميات كبيرة يفضل نستخدم اللي هو
automatic أو لازم نستخدم automatic screw machine
أو عملية إنتاج سريعة وتكلفتها أقل في
أي سؤال؟
طيب عنصر ثاني اللي لازم نهتم فيه is safety and
product liability يعني عنصر الأمان والمسؤولية
القانونية عن المنتج تبعنا أي
مصنع is liable for damage or harm that results
because of a defect أي مصنع مسؤول قانونًا عن أي ضرر
نتج عن أي خلل في المنتج أنت مسؤول عن أي خلل كمنتج
أو كمصنع طبعًا إذا كان في إهمال negligence need not
be proved مش لازم تثبت الإهمال الإهمال مثبت إذا
بعدين تبدأ تشكل لجنة معناته اسمه تمويت وتميع
للمبورة فالـ negligence is .. need not to be proven
مش مطلوب أنه يثبت أنه في إهمال أو ما فيش إهمال و
يزيد ومش يزيد ومش عارف كلام فارغ يعني مثلًا أنت من
القوانين مثلًا أحد القوانين أنك المفروض تصمم مبنى
مثلًا أو أن تصمم أبواب مقاومة للحريق وصار حريق و
هولع على الباب ما فيش داعي أشكل لجنة وأحكي اللي
فيها .. هذا مثبت أنه .. يعني هذا أكيد أنه مصمم
مثلًا مبنى مضاد للزلازل بتحمل مثلًا لحد ستة على
مقياس رختر صار زلزال بخمسة انهار ما فيش داعي أشكل
لجنة خلاص النهار ما فيش داعي أروح أعمل فحوصات وأغلب
الأحوال هذا مش محتاج أثبته
طبعًا ده بيطلب أنه .. أن
يكون عندنا ممارسة هندسية سليمة وصحيحة في عملية
التحليل والتصميم والتوكيد والجودة والفحوصات
الشاملة مصطلحها
اتمرت عليكم ازاي عندكم الـ stress والـ strength الـ
strength هي خاصية للمادة للـ mechanical
element بتعتمدش على شكله ولا حجمه ولا على الـ loading
بتعتمد مثلًا على عملية التصنيع مثلًا أو المعالجات
ممكن نعملها معالجات كيميائية أو معالجات حرارية أو
معالجات ميكانيكية هذا بت .. إيش هذا بتأثر على الـ
strength
يعني هي خاصية للمادة يعني مثلًا specific heat للميه
نفس الـ value سواء كان عندي liter ميه ولا million
liter ميه الـ specific heat للميه نفس الشيء في الـ
heat capacity تختلف heat capacity كده تجمع حرارة لتر
ميه أكيد تساوي حرارة أكثر من .. من ألف لتر ميه ففي
الـ في نفس الشيء الـ strength هي خاصية للمادة ما
بتعتمد على شكلها ولا حجمها طبعًا الـ strength ممكن
تكون متجانسة أو ممكن ما تكونش غير متجانسة في
المادة بحسب طبيعة المادة أمثلة على strength اللي هي
الـ ultimate strength والـ yield strength الـ stress
هي state of property at a specific point within a
body الـ stress بحكي عن شيء نتيجة شكل وحجم وتحميل
معين فلو أنا بدي أعمل bending stress هيكون فيه تحت
tension لو زودت الـ bending هيزيد الـ stress level
مضبوط بغض النظر عن الـ strength بغض النظر عن الـ
strength عادةً هو بيعتمد أو يعني دالة مع الـ load
درجة الحرارة والشكل بتاع الـ part طبعًا
بيكون عندك .. في source .. في uncertainty نسبة
خطأ في الـ في الـ stress أو الـ strength ممكن هدي
نعزيها لأحد الأسباب التالية، هذه مجموعة أسباب أولها
الـ composition of the material and the effect of
variation on properties اللي هو المادة .. التركيب
بتاعة المادة ممكن تكون .. ما تكونش متجانسة من مكان
لآخر في ال .. في ال mechanical part و بتختلف ال
strength أو ال stress level effect of
thermomechanical treatment or properties أنا ممكن
أكون أعمل معالجة سطحية أو معالجة كلية، إذا أعمل
معالجة سطحية، بيبقى إن الخواص الميكانيكية على
السطح تختلف عن جوا المعدن أو جوا ال part
the validity of mathematical model is used to
represent reality أنا عشان أحسب ال stresses بستخدم
إيهاش نماذج رياضية لأن هالنماذج الرياضية تمثل
الحقيقة دي اداش تمثلها تمثلها 90% 100% طبعا مستحيل
تمثلها 100% تمثيل رياضي لتغيير ال stress في مادة
نتيجة جيومتر معين ونتيجة loading معينة بيأثر على
ال uncertainty في ال stress أو ال strength
effect مثلا effect of corrosion and wear corrosion
هو التأكل نتيجة ال .. البيئة المحيطة، ممكن تكون
بيئة كيميائية، بيئة بحرية أو حتى بيئة مثلا إشعاع،
هذه كلها بيئة بتعمل corrosion ال wear ناتج عن إشي
ميكانيكي mechanical
طبعا ال .. عشان أحس بال uncertainty بس بالزمن طبعا
أعمال ال .. أو ال design parameters تغيراتها نحكي
statistical أو تتغير بطريقة random أو عشوائية
وبالتالي ممكن أستخدم اللي هو .. اللي هو قوانين ال
.. الإحصاء لدراسة أو حساب كمية ال .. أو ال
uncertainty في .. في property معين أو parameter
معينة
طبعا هذا بيطلب يكون عنده توافر للبيانات الإحصائية
هذا بيعطينا يعني لو مصطلح بيقدنا مصطلح ال
reliability reliable الاعتمادية الاعتمادية هي قياس
إحصائي لاحتمالية أن ال part ما يصلوش failure خلال
الاستخدام الاعتمادية هي احتمالية أو قياس إحصائي
لاحتمالية عدم الانهيار خلال الاستخدام أو هي قياس
للنجاح معناته
إذا كانت احتمالية ال failure رمزلة بالرمز P هيكون
ال reliability هيكون 1 minus probability of
failure يعني النجاح زائد ال failure مجموعهم إيه؟
واحد بيكملوا بعض مثال
إذا عندي ألف part تم تصنيعهم وستة من القطع اللي
انتجتهم fail معناته ال probability of failure ستة
على ألف معناته ال reliability هتكون واحد ناقص ستة
على ألف سواء point تسعة تسعة أربعة يعني من كل ألف
part هينجح تسعمية أربعة وتسعين
over all reliability of a series system هو عبارة
عن حاصل ضرب ال individual reliabilities مثال إذا
عندي شافت عمود عليه two bearings هاي الشافت عليه
bearingين يعني bearingين هذا ال bearing هي
reliability واحد هذا reliability
التانية مثلا 95% التوتر البيلي دي هتكون R1 R2 يعني
هتكون 0.98 في 0.95 اللي هي 0.93
و منطقي أن أحكي حاصل الضرب لأنه في نسبة failure
هنا 2% و هنا في نسبة failure 5% فده اللي بيعمل
اللي هو التأثير المدمج بتاعهم هيقلل ال total
reliability هتكون أقل من أقل واحد فمنطقي
أنك تضربهم بعض
ال dimensions و ال tolerances في
عند ال nominal size في عند ال size we use in
speaking of an element يعني ممكن أحكي والله ما
صورة اثنين انش روح قيسها فتكونش اثنين انش هذا
متعرف عليه و فتالة مش مطلوب ال nominal size إنه
يُحاكي أو يساوي ال .. ال size الحقيقي ال limits
اللي هي stated maximum and minimum dimensions of a
dimension إذا أي part بيكون مثلا .. مثلا قطر دائرة
معينة مثلا عشرة عادة بتكون فيها variation من قيمة
دنيا لقيمة عظمى القيمة الدنيا و القيمة العظمى دول
ال limits of dimension ال deviation اللي هو ال
tolerance هو الفرق بين ال two limits tolerance
اللي هو ال maximum limit minus ال minimum limit ال
tolerance ممكن يكون bilateral مثلا أنا عندي shaft
واحد جاي القطر five
مثلا عشرة plus or minus واحد هذا بسميه bilateral
tolerance يعني يعني هيكون عند القيمة الوسطى عشرة
والتغير أعلى أو أقل منها إيش متساوٍ فعند ال
unilateral مثلا هيكون هذه ثلاثين
ناقص
صفر زائد
واحد طب المفروض أكتب هنا ثلاثين point صفر هذا by
letter يعني في طرح نفسي عندي ال minimum value إيهاش
nominal أو ال basic size ال clearance هو ال
difference in size of two mating cylindrical parts
إذا عندي shaft
وعندي hole قداش
clearance
في
ال interference إذا كان ال whole
أصغر من ال shaft يكون في عنده إيش interference ال
allowance السماحية
هي ال minimum clearance
إذا كانت العلاقة إيش ال clearance أو ال maximum
interference
إذا
كانت العلاقة بين two parts interference طيب
نيجي لل calculation of significant figures
the accuracy of a real number depends on the number
of significant figures describing the number عدد
الأرقام طبعا
unless otherwise stated بشكل عام إلا إذا ذكرت غير
ذلك no
less than three significant figures should be used
in your calculation يعني ممكن تستخدمش أقل من تلاتة
significant figures
مثلا عند رقمها ده سبعمائة وستة أكمل significant
figure فيه صفر
ولا تلاتة؟ تلاتة تلاتة ومتواحد أربعة Zero point
zero zero اثنين واحد تسعة مش خمسة يعني تلاتة ماشي
هدول بيعني three significant figures
طيب عندي الرقم واحد وتسعون ألف قصت مية إذا بدي
أعتبره three significant figures ممكن أكتب واحد
وتسعون بون ستة في عشرة قصت تلاتة إذا بدي أعتبره
أربع هيكون واحد وتسعون بون ستة صفر في عشرة قصت
أربعة قصت
إيش؟ قصت تلاتة
إذا عندي مثلا خمسة point واحد أربعة وعندي رقم
تلاتة point سبعة ستة خمسة وعندي رقم اثنين point
خمسة تلاتة صفر
نحكي أننا نضربهم خمسة point واحد أربعة في تلاتة
point سبعة ستة خمسة في اثنين point خمسة تلاتة صفر
واحد احسبوا ده الرقم واعطوني الجواب
تسعة ستة اثنين ستة كم ثمانية وأربعين تسعة ستة
اثنين ستة ثمانية وأربعين تسعة ستة اثنين ستة كم
كم طلع معاك تسعة ستة اثنين ستة ثمانية وأربعين
point تسعة ستة اثنين ستة هيك صح
إيش الجواب لازم يطلع .. لازم عشان أكتبه صح؟ تسعة
وأربعين فاصلة صفر تسعة
وأربعين فاصلة صفر
طلع يا أستاذ فيه trick معناته بدك الجواب إنه بيعتمد
على العدد اللي فيه ال minimum number of
significant figures اللي صار إنه عندي هنا لما نقرب
هذه صارت يا أستاذ عشرة معناته إذا صارت يا أستاذ تسعة و
أربعين صفر طيب لو خلت هذه أخذنا نعدل شوية هذه أربعة
وطلعوا الرقم من أول لدي خمسة point واحد أربعة في
تلاتة point سبعة ستة خمسة في اثنين point أربعة
تلاتة صفر واحد سبعة وأربعين اعطيني كل الرقم سبعة
وأربعين point صفر اثنين سبعة وخمسة سبعة وخمسة ستكون
سبعة وأربعين point صفر طيب خلي
هذا ستة
خمسة وأربعين point سبعة سبعة ثمانية أربعة إيش جواب
الصح الصح خمسة وأربعين point ثمانية
طب في الكتاب في مسائل مرتبطة مع بعض يعني على سبيل
المثال مسألة في chapter تلاتة واحد وأربعة خمسين
وأربعة أربعة وسبعين مرتبطين مع بعض نأخذ مثلاً مسألة
chapter ثلاثة ثلاثة ثلاثة وسبعين مع أربعة وثمانين
وعشرين مع أربعة أربعة وثلاثين، مع أربعة وأربعين، مع
خمسة وأربعين، مع ستة واثنين وأربعين، مع سبعة
واتناشر، سبعة وواحد وعشرين، سبعة واثنين وعشرين، سبعة
خمسة وثلاثين، أحد عشر وتسعة وعشرين، أحد عشر وثلاثين،
ثلاثة عشر وسبعة وثلاثين، أربعة عشر، سبعة وثلاثين، هذياش
مسائل مرتبطة من بداية الكتاب كنت
بنتبه لنقطة هذه
أنا لمحاكوا بحط الجدول هذا عندي وبشوفه دائماً ايش
المثال المرتبطة خلّي أمامي دائماً طبعاً
في الـ course الأول هنوصل لحد وين؟ لحد chapter 7
ماعطينا في الكتاب اللي هو case study power
transmission case study power transmission يعني دي
عمل gearbox .. دي عمل gearbox ما أعطى الـ desire
requirements أول شيء حاكي الـ power to be delivered
اللي هو القدرة اللي هشيلها عشرين حصان الـ input
speed ع الجير بوكس ألف وسبعة وخمسين rpm الـ out
speed خمسة وتونين rpm طبعاً هذا جير بوكس مصنعه إنه يشيل
أحمال منتظمة زي conveyor belts أو blowers أو
مولدات الـ output shaft و الـ input shaft inline
يعني محاور الـ in و الـ out جايين زي الـ gearbox ..
زي الـ gearbox السيارة base mounted with four bolts
هيكون في عنده الـ مسك بأربع براغي
continuous operation هيكون يشتغل بشكل مستمر مصمم
أنه يعيش ست سنوات بمعدل ثمان ساعات في اليوم خمسة
أيام في الأسبوع مطلوب يكون هذا كله الـ design
consideration minimum maintenance سعره يكون منافس
Input and output charts standard size for typical
couplings لازم الـ size بتاع الـ input و الـ output
تكون standard عشان نركب عليها الوصلات لأن في الآخر
في الـ input أنا حاول حوصله في الموتور وفي الـ
output حاول حوصله في الـ application تبعي هذه
كانت الطلبات الآن مواصفات design specifications
طبعاً ممكن requirement يصير specification .. ممكن
requirement يصير specification في عندي اللي هو الـ
power عشرين حصان الـ power efficiency طبعاً مش كل
power أنت الـ .. على الـ input تأخذها ففي عنده ايش؟
هذه specification يعني معطيني إياها خمسة وتسعين في
المئة
الـ steady state input speed اللي هي لما أول
التشغيل بيكونش steady state مظبوط الـ steady state
input speed 1750 rpm الـ maximum input speed طبعاً
أنا معي مجال تكون السرعة كحد أقصى 2400 rpm الـ
out speed ما أعطيني variation فيها tolerance من 82 لـ
88 في الـ consideration حاجة ما أعطيني إياها خمس سبنين لكن
على أرض الواقع في الـ specification ايه اللي بيكون
فيها variation usually
الـ low shock levels occasional moderate shock يعني
هتتعرض لصدمات منخفضة أو بالمناسبة هتتعرض لمصادمات
متوسطة الـ input والـ output should extend four inch
outside gearbox يعني لو هي الـ body بتاع الـ gearbox
هي الـ input shaft وهي الـ output shaft هيكون دي هين
ايش أربع انش وهين أربع انش معطيني
الـ input و الـ output shaft diameter tolerance يعني
هيكون هين الـ diameter plus و minus point او او one
inch معطيني الـ concentricity و الـ alignment بين الـ
input و الـ output shaft ماطيني الـ maximum اللي هو
بالـ load إنه الـ input shaft هيكون axial load خمسين
pound و الـ .. و المستعرض مية pound الـ maximum لو
الـ لوكت على الـ output chart خمسين pound و الـ
transverse خمسمائة pound force محدد
للحجم أنا ما بدي اشتغل على gearbox حجمه كبير بدي
أصغر ممكن مثلاً maximum gearbox size أربعة عشر في
أربعة عشر الـ inch يعني أربعة عشر في أربعة عشر
هذا أربعة عشر في أربعة عشر في الارتفاع كام؟ اثنين و
عشرين انش القاعدة
هتتبت بأربعة bolts الـ
mounting orientation only with base on bottom يعني
القاعدة بتكون دائماً تحت يعني مش هتتركبوا معايا أو
أي اتجاه ثاني one hundred percent duty cycle الـ
maintenance schedule نظام الصيانة بدك تعمل تشيك
على الزيت كل ألفين ساعة تشغيل وتغير الزيت كل ثمان
آلاف ساعة يعني ده تشيك كل ألفين إذا شفت محتاج زيت
أضيف له زيت بس بكل حوالي كل ثمان آلاف ساعة بدك تغير
الزيت
الـ gears and bearings life أكثر من اثنا عشر ألف ساعة
infinite shaft life الـ gears و الـ bearings و
الـ shafts are replaceable لازم في عندي access للـ
checking للزيت لازم أعملي تفريغ لدرانج وتعبيط
الزيت تكون سهلة بدون ما أفك الـ gearbox يعني لازم
أكون عمري تغير ذات زي جير السيارة تغير ذات فيه
سهل ومظبوط وتفريغه سهل
الـ manufacturing cost لكل وحدة يكون أقل من ثلاثمائة
دولار القدرة الإنتاجية عشر آلاف gearbox في السنة
الـ gearbox ده حاجة تشغل في الـ temperature تروح
بين ناقص عشرة ومئة وعشرين Fahrenheit لازم يكون
معزول في ceiling against water والغبار الـ noise
level يكون أقل من خمسة وثمانين decibel على بعد متر
هذا
design specification يعني إذا بتحكي في عندك design
requirement based on design requirement بتعمل ايش؟
design specification بعدين تمشي بالـ process بتاعة
الـ design وهذا طبعاً ممكن تتغير في أي سؤال؟ هيك
بيقول خلصنا شبطة روحوا تاكلوا العافية