المحركات الرئيسية

المحركات الرئيسية هي في الغالب محركات كهربائية متزامنة وغير متزامنة، تعمل بنظام حلقة مغلقة. تشمل تطبيقاتها المحركات المُجهزة أو المُغلفة للاستخدام في ماكينات الخراطة والطحن والتجليخ، بالإضافة إلى مراكز التشغيل. كما تُعتبر محركات المغزل التقليدية المزودة بمحركات مُغلفة - مُبردة بالهواء في الغالب - شائعة الاستخدام كمحركات رئيسية. بالمقارنة مع مغازل المحركات، فهي أقل تكلفةً عند النظر إلى التكاليف الثانوية لكلا النظامين. من ناحية، يُتيح تداخل علب التروس ضبط سرعة الدوران وعزم الدوران بما يتناسب مع عملية التشغيل. من ناحية أخرى، تُسبب علب التروس قوى شعاعية غير مرغوب فيها، وضوضاء، وزيادة في التآكل.

أصبحت محركات الدفع الرئيسية التي تستخدم محركات طقمية مع مغزل مدمج متطورة تقنيًا. ونظرًا لإمكانية الاستغناء عن علب التروس والقوابض، تتيح هذه المحركات حركة دورانية مركزية دون التعرض لقوة قص. وتتميز هذه المحركات بسلاسة تشغيلها طويلة الأمد وتآكلها المنخفض، وغالبًا ما تُستخدم في عمليات التشغيل عالية الأداء. لا يزال إنتاج محركات بعزم دوران أعلى مكلفًا للغاية حاليًا، إذ يتطلب إما دمج ترس كوكبي في المغزل أو اختيار قوة محرك أعلى. لإجراء الصيانة الوقائية والصيانة، يجب دمج أجهزة استشعار في المغزل لمراقبة بيانات القياس وجمعها. ولا يزال التبريد بالزيت أو الهواء أو الجليكول ضروريًا.

محركات التغذية

بالنسبة لمحركات التغذية، يكون الخيار بين الأنظمة الكهروميكانيكية أو الهيدروليكية. في حالة محركات التغذية الكهروميكانيكية، يُعدّ محرك السيرفو الكهربائي المزود بتجميع لولبي كروي هو السائد عالميًا حاليًا. فهو يُحوّل الحركة الدورانية إلى حركة خطية. يُفضّل هنا استخدام المحركات المتزامنة، نظرًا لقدرتها على تلبية المتطلبات العالية من حيث التموضع والتشغيل المتزامن والديناميكية، مقارنةً بمحركات الدفع الرئيسية.

بفضل صلابته الساكنة العالية، يُناسب نظام التشغيل التقليدي هذا مجموعة متنوعة من التطبيقات، ولكنه عرضة للتآكل. وحسب ظروف التركيب وقوة عزم الدوران المطلوبة، يُوصل محرك السيرفو بالمغزل إما مباشرةً أو، على سبيل المثال، بواسطة حزام متزامن.

يجب أن تتميز محركات الأقراص بمقاومة للتآكل، بالإضافة إلى صلابة وديناميكية عاليتين. يتيح هذا المزيج من الخصائص دقة أعلى وتشغيلًا طويل الأمد دون مشاكل مقارنةً بتجميعات لولبية كروية مماثلة مزودة بنظام قياس موضع غير مباشر.

يُعدّ نظام حمل المحرك أحد العوامل التي تُحدّ من استخدامه. ولكن هذا لا يعني بالضرورة الاستغناء عن تجميعات لولبية الكرة وحلول الدفع الهيدروليكية عند معالجة القوى الكبيرة. كما أن عناصر دعم الآلة، مثل غطاء النشارة بأقصى سرعة انزلاق مسموح بها، ودليل العربة بسلوكه التخميدي، قد تُحدّ من استخدامه. وتُعوّض تكاليف الاستثمار المرتبطة بمزايا محركات الدفع الخطية، والتي حالت حتى الآن دون تحقيق طفرة عالمية في تقنية الدفع هذه.

تزداد الحاجة إلى محركات التغذية الهيدروليكية عندما تكون فوائدها ذات تأثير كبير، كما هو الحال في الأماكن الضيقة، وكذلك في التطبيقات التي تتطلب ديناميكيات عالية وقوى تغذية كبيرة. وبالطبع، يجب أن يكون محرك التغذية الهيدروليكي دقيقًا بالنسبة للميكرومتر. تُظهر التطبيقات العملية أن المحرك الخطي الهيدروليكي يعمل بحرية، ويدوم طويلًا، ويميل إلى أن يكون أكثر متانة من محرك مماثل ذي تجميع لولبي كروي. في محركات التغذية الكهربائية، يجب تثبيت كل أداء محدد (عزم الدوران وسرعة الدوران). ومع ذلك، يمكن للمحور الهيدروليكي سحب الطاقة حسب الطلب من مُراكم السوائل الهيدروليكية، مما يقلل من طاقة الإدخال المُركبة بنسبة تصل إلى 80%.

محركات مساعدة

تُلبي مجموعة متنوعة من محركات الأقراص الإمكانيات اللازمة لتطبيقات المحركات المساعدة. لا يوجد اتجاه واضح في طيف وظائف المحركات المساعدة في الآلات، ولا تبرز وحدات مُجرّبة ومُختبرة. يعتمد الاختيار على التطبيق المُراد.

ليس من غير المألوف أن تجمع مجموعة آلات واحدة ذات تسلسل مغلق من الوظائف بين مجموعة متنوعة من المحركات. توجد أمثلة على ذلك في التطبيقات التي تُستخدم فيها محركات كهروميكانيكية للعربات المتحركة رأسيًا أو قطريًا مع تعويض الوزن الهيدروليكي أو الهوائي. هنا، يمكن فهم تعويض الوزن على أنه محرك مساعد سلبي بالمعنى الأوسع، ومهمته هي تعويض قوة وزن الكتلة المتحركة. يمكن تحقيق تعويض الوزن بعدة طرق، ويُعد النظام الهيدروليكي المزود بمراكم السوائل الهيدروليكية شائعًا. إذا كانت قوة الوزن التي تحتاج إلى تعويض صغيرة، فيمكن لنابض غازي هوائي القيام بهذه الوظيفة. تكمن مزايا هذه الحلول في سلوكها الديناميكي القابل للتكيف بالإضافة إلى توازن الطاقة المناسب.

تُعد المحركات الهوائية مثالية للاستخدام في مناولة الأجهزة بفضل وزنها الخفيف وهيكل التحكم البسيط وسرعة حركتها. تنطبق هذه الميزات على وحدات التغذية والتحميل للكتل الصغيرة، والتي تُدمج في تدفق قطع العمل في عملية الإنتاج. يُعد تثبيت الأدوات وقطع العمل على أدوات الآلات أمرًا بالغ الأهمية، إذ يؤثر على دقة التشغيل وإمكانية تكراره. تُمثل المشابك الهيدروليكية نوعًا خاصًا من المحركات المساعدة، وتُستخدم في الآلات التي تتطلب تحميلًا وتفريغًا لقطع العمل دون مراقبة، وذلك لسهولة أتمتتها. تُسهّل كثافة القوة العالية لعناصر التثبيت تركيب أجهزة التثبيت في أصغر المساحات.

خاتمة

تتوفر مجموعة واسعة من مفاهيم الدفع الكهربائية والهيدروليكية والكهروميكانيكية والهوائية كحلول لتشغيل المهام في أدوات الآلات. يتعين على فريق الهندسة تحديد نوع مفهوم الدفع الأنسب للمهمة، مع مراعاة مجموعة من القيود. سيأخذ مورد الأتمتة الجيد ذو الخبرة في جميع هذه المجموعات التقنية بعين الاعتبار ويقدم المشورة للعملاء في هذه القرارات.