المشغل الهيدروليكي هو نوع واحد من الأجهزة الميكانيكية المستخدمة لتغيير الطاقة إلى حركة خطية باستخدام المكونات الهيدروليكية. بشكل عام ، تعتمد المعدات الثقيلة بشكل أساسي على مشغلات هيدروليكية مختلفة لتعمل. على سبيل المثال؛ الجرافة قادرة على رفع أطنان من الركام باستخدام المشغلات الموجودة داخل ذراع الرفع. يتم استخدامها على نطاق واسع عندما تكون هناك حاجة لعمليات سرعة عالية وقوة كبيرة كما هو الحال في أنظمة التحكم ذات الحلقة المغلقة. يتم تصنيف المحركات الهيدروليكية إلى ثلاثة أنواع خطية ، ودوارة ، وشبه دوارة. تتناول هذه المقالة نوعًا واحدًا من المحرك الهيدروليكي يسمى؛ المحرك الدوار - العمل مع التطبيقات.
ما هو المحرك الدوراني؟
المشغل الدوار هو جهاز كهربائي يعمل بالطاقة بالسوائل أو يدوي يستخدم لتحويل الطاقة الكهربائية إلى حركة دورانية أو تذبذبية. تُستخدم هذه المحركات بشكل أساسي في التشغيل اليدوي أو التلقائي للصمامات حيث تلعب إمكانية الوصول إلى المرافق مثل الهواء المضغوط أو الطاقة الكهربائية دورًا مهمًا في اختيار المشغل.
يختلف هذا النوع من المشغل عن المشغل الخطي لأن المشغل الخطي يستخدم الحركة الخطية لنقل الطاقة في مقابل الدوران ؛ ومع ذلك ، يتم توصيل مشغل دوار بأجهزة لتشكيل مشغلات خطية. يتم استخدام هذه المحركات في المعدات الهيدروليكية المتنقلة والطائرات وأنظمة التحكم في الحركة.
كيف يعمل المحرك الدوار؟
بالنسبة لنظام الطاقة المائع ، يعمل المحرك الدوار مثل جهاز o / p الذي ينقل حركة متذبذبة فوق نطاق محدود في دورة واحدة كاملة للدائرة. لذلك ينتج المشغل الدوراني الأيمن العمل من خلال عمل ضغط السائل المباشر ضد الريش الداخلية. هنا ، يمكن تعريف الشغل على أنه طاقة مطبقة فوق مسافة. يستخدم المشغل الدوار بشكل أساسي لتوفير حركة دوارة أو زاوية عن طريق السماح بضربة داخل حركة متذبذبة بزاوية محددة. تولد هذه المحركات نوعًا خاصًا من العمل الدوراني يعرف باسم عزم الدوران.
في الرسم التخطيطي لدائرة المشغل الدوار البسيط أعلاه ، يمكننا أن نلاحظ أنه بمجرد تطبيق القوة على عزم الدوران ، يحدث عزم الدوران. عندما تعمل هذه المحركات بسرعة أقل من خلال عزم دوران مرتفع ، يتم استخدام ناتج عزم الدوران بدلاً من القدرة الحصانية لأغراض التحديد والتصنيف. عند اختيار مشغل دوار ، تعتبر السرعة اعتبارًا ثانويًا لتطبيق معين.
لقياس عزم الدوران ، الوحدات النموذجية هي رطل القدم (رطل قدم). على سبيل المثال ، إذا تم استخدام مشغل دوار بنصف قطر قدمين لرفع وزن 200 رطل ، فسيكون عزم الدوران الناتج المطلوب لتحقيق العمل 400 رطل • قدم.
إن فهم العلاقة الرئيسية بين النظام المادي وعزم الدوران الضروري سيسمح للمصممين بتحديد المشغل الدوار المناسب لكل تطبيق فريد.
أنواع المحرك الدوار
المشغلات الدوارة متوفرة في أنواع مختلفة والتي تمت مناقشتها أدناه.
المحركات الدوارة اليدوية
غالبًا ما تستخدم المشغلات الدوارة اليدوية محركًا دوديًا لتعزيز عزم الدوران الذي يمكن للمشغل تطبيقه يدويًا لإغلاق الصمام. هذه الأنواع من المشغلات شائعة في الصمامات الكروية وفراشات ربع دورة حيث تساعد قدرات القفل الذاتي للعديد من محركات الدودة في الحفاظ على إغلاق الصمام. تستخدم هذه المحركات في كثير من الأحيان عجلات يدوية كبيرة لتعزيز عزم الدوران المتاح للعمال. في بعض الأحيان تسمى هذه الأجهزة التجاوزات اليدوية أو مشغلي التروس في صناعة الصمامات.
المحركات الدوارة الكهربائية
تُستخدم المحركات الدوارة الكهربائية لدفع المكونات دورانيًا من خلال الطاقة الكهرومغناطيسية من محرك كهربائي . إنها توفر عادةً إمكانيات الفهرسة والتحكم للسماح بتوقف العديد من المواضع بضربات. يكون العنصر الدوار لهذا المشغل إما عمودًا دائريًا أو طاولة. غالبًا ما تشتمل الأعمدة الدائرية على مجاري مفاتيح بينما تقدم الجداول نموذجًا للمسامير لتركيب مكونات إضافية.
تشمل مواصفات هذا المشغل إمداد الجهد ، وعزم الدوران الأقصى ، وقابلية التكرار ، وسعة التحميل ، ودرجة حرارة التشغيل ، وزاوية الدوران ، والشوط الخطي. تُستخدم المحركات الدوارة الكهربائية في تطبيقات مختلفة مثل تروس التبديل عالية الطاقة ، وصناعة الطاقة الكهربائية ، وصناعة السيارات وتطبيقات التعبئة والتغليف.
المحركات الدوارة التي تعمل بالسائل
تُعرف المحركات الدوارة التي تعمل بالسائل أيضًا باسم المحركات الدوارة الهوائية أو المحركات الهيدروليكية الدوارة. في هذه الأنواع من المشغلات ، تُعطى طاقة السوائل إما إلى الأسطوانات لتحويل أذرع سكوتش وتجميعات الجريدة المسننة والجريدة المسننة أو إلى الدوارات لتشغيل العمود المستقيم من الهواء أو الزيت الهيدروليكي. بشكل عام ، تتحرك هذه الأنواع من المشغلات بين 90 درجة إلى 360 درجة بناءً على متطلبات الدوران لمكون أو صمام محدد.
المشغلات الدوارة للجريدة المسننة والجريدة المسننة
هذه هي الأجهزة الميكانيكية المستخدمة بشكل أساسي للتحكم التلقائي في المخمدات أو الصمامات في التطبيقات الصناعية. في هذا المشغل ، يعتبر الرف والجناح اسمًا عامًا يستخدم لبضعة تروس تقوم بتغيير الحركة من الخطية إلى الدوران. يُعرف شريط التروس الخطي بالحامل الذي يربط الأسنان على ترس دائري يُعرف باسم الترس الصغير. عندما يتم تطبيق القوة الخطية على الرف ، ستؤدي إلى حركة دورانية للترس الصغير.
المحركات الدوارة سكوتش نير
يتضمن هذا النوع من المشغل شريطًا منزلقًا متصلًا بصمام في أحد طرفيه بينما يتم توصيل نير بالطرف الآخر ، والذي يتضمن فتحة لكتلة تنزلق ببساطة للخلف وللأمام. يتم توصيل الكتلة المنزلقة ببساطة بمكبس ، ونتيجة لذلك ، بمجرد أن يحرك المكبس محركات الكتل ، يتحول المقرن وبعد ذلك ، يقوم بتحريك الشريط لفتح الصمام.
يستخدم هذا المشغل في النفط والغاز لتنشيط الصمامات لفصل التدفق داخل الأنابيب ، ويستخدم في التعدين لتنشيط الصمامات لفصل الفوهات داخل خطوط غسل الصخور ، والمياه ومياه الصرف لتنشيط الصمامات لفصل خطوط التغذية والخزانات والمرشحات.
المحركات الحلزونية
يستخدم المشغل الدوراني الحلزوني مجموعة من التروس الحلزونية وأسطوانة لتحويل i / p الخطي إلى خرج دوار متذبذب. ستحتوي الأسطوانة الموجودة في هذا المشغل على ثلاثة دبابيس دوارة وثلاث فتحات حلزونية يتم تشكيلها داخل الأنبوب الخارجي. لذلك يشتمل هذا الأنبوب أيضًا على ثلاثة مفاتيح في الجزء الصغير منه لتجنب تحركه بعيدًا جدًا عبر البساتين داخل الأسطوانة الوسطى. بمجرد أن تتحرك الأسطوانة ، تدفع القوة الجوية لأسفل على الأسطوانة الخارجية لفتح الصمام والضغط على زنبرك في الجزء الخارجي من الأنبوب الخارجي. عندما يتم تحرير القوة الجوية ، يدفع الزنبرك الصمام ليغلق مرة أخرى.
المشغلات الكهروهيدروليكية
تستخدم المشغلات الكهروهيدروليكية سائلًا هيدروليكيًا مضغوطًا لتشغيل الصمام ، لكن مصدر طاقتها الرئيسي هو كهربائي حصريًا. تُستخدم الطاقة الكهربائية الموردة لتزويد محرك كهربائي بالطاقة للتحكم في مضخة هيدروليكية بعد أن تزود السائل المضغوط لتشغيل مشغل هيدروليكي للتحكم في الصمام. النظام بأكمله قائم بذاته مما يلغي متطلبات وحدة طاقة هيدروليكية منفصلة لتبسيط بناء النظام وتحسين الموثوقية والسلامة.
يستخدم هذا المشغل صمامات دوارة أو خطية بناءً على متطلبات التطبيق. تعتبر هذه المحركات مثالية لتشغيل الصمامات التي تتطلب دفعات كبيرة أو عزم دوران حيث تكون سرعات التشغيل العالية أو الأنظمة الآمنة من الأعطال ضرورية.
المحركات الدوارة ريشة
تستخدم المشغلات الهوائية والهيدروليكية نوع الريشة ما لا يقل عن واحد أو اثنتين من الريشات المتصلة بمحور في غرفة دائرية أو على شكل إسفين ، حيث يمكن أن تدور الريشة من 90 إلى 280 درجة. في هذه المشغلات ، يدور المحور ببساطة بين المحطات باستخدام الزيت أو القوة الجوية لتوليد الحركة عند جذع الخرج. يشتمل المحرك ذو الريشة المزدوجة على ريشتين متقابلتين توفران مزيدًا من عزم الدوران ولكن الدوران محدود للغاية مقارنة بمشغل ذي ريشة واحدة داخل غرفة دائرية كاملة.
الريشة الموجودة في هذا المشغل تدور عند الضغط وتستمر في الدوران حتى تصل إلى نهاية الشوط. بمجرد تطبيق ضغط الهواء على طرف آخر من الريشة ، يمكن أن يتسبب في قلب العمود في الاتجاه العكسي.
يتم استخدام هذه المشغلات حيث تكون المساحة محدودة بسبب حجمها الصلب ؛ كثيرًا ما يستخدم لنقل أو تثبيت أو وضع أحمال خفيفة في التطبيقات متوسطة السرعة.
المميزات والعيوب
ال مزايا المحرك الدوار ص تشمل ما يلي.
- إنها متينة وتوفر عزم دوران مرتفعًا نسبيًا للحجم.
- يقلل من مشاكل الصيانة.
- تدور هذه المحركات بحيث يمكنها بسهولة تحريك الأشياء المختلفة بأي زاوية مطلوبة
- هذا المشغل مستقر للغاية بمجرد تشغيله وحتى بسرعات أقل.
- يوفر عملية تسريع وتباطؤ سلسة للغاية.
- يمكن إجراء مشغل دوار بمحرك متدرج ، وتعديل السرعة والموضع ببساطة.
ال مساوئ المحركات الدوارة تشمل ما يلي.
- محرك الريشة لديه عزم دوران ودوران محدودان بالمقارنة مع مشغلات الجريدة المسننة والجريدة المسننة ، وعادة ما يصل إلى 280 درجة أعلى لطراز ريشة واحدة. لذلك فهذه قابلة للتطبيق في الأحمال الخفيفة ضمن التطبيقات متوسطة السرعة.
- يمكن أن تستوعب هذه المحركات الأحمال الخفيفة فقط لأن العمود يستخدم محامل صغيرة من نوع الجلبة.
- قدرة الصدمة الدنيا.
- عادة ما تكون التوقفات الخارجية ضرورية للتطبيقات التي تعتمد على السرعة العالية.
التطبيقات
تشمل تطبيقات المحركات الدوارة ما يلي.
- تُستخدم هذه في العديد من أنظمة التحكم في الحركة وأيضًا لتشغيل المشابك أو معالجات الالتقاط والمكان.
- تُستخدم المشغلات الدوارة بشكل متكرر في الفضاء لتحويل الحركة الدورانية عالية السرعة وعزم الدوران المنخفض ، إلخ.
- تم تصميم المحركات الدوارة المتخصصة الأخرى أيضًا للاستخدام تحت الماء.
تُستخدم هذه في التطبيقات الزراعية للأذرع الدوارة أو الأذرع أو غيرها من الأجهزة على معين - نطاق.
- تُستخدم المشغلات الدوارة الهيدروليكية عادةً في التطبيقات التي تتطلب عزم دوران عالي.
- تستخدم هذه في صناعات لتحديد المواقع ، ونقل ، ولقط الأجزاء.
- تستخدم هذه الأسطوانة الهوائية لإعطاء حركة زاويّة أو دوّارة عن طريق السماح بضربة داخل حركة متذبذبة بزاوية محددة.
- تُستخدم في التطبيقات الصناعية ، والبحرية ، ومواد المناولة ، والروبوتات ، ومعالجة المعادن ، وما إلى ذلك.
وبالتالي ، هذا كل شيء عن لمحة عامة عن المشغل الدوار - أنواع مع تطبيقات. يعتمد اختيار هذا المشغل بشكل أساسي على عزم الدوران ، والدوران ، وحجم الحزمة ، وطريقة التشغيل ، والتطبيق ، والخصائص الميكانيكية للشيء الذي يتم تدويره ، ووجود أجواء غير مستقرة ، وما إلى ذلك ، يتم استخدام هذه المحركات بشكل متكرر في الغاز و الصناعات النفطية. إليك سؤال لك ، ما هو المشغل؟
