دليل شامل للمشغلات: ما هي ، وأنواع المحركات ، وكيف تعمل
غالبًا ما تكون العناصر الأساسية للجهاز أو النظام ليست هي showstoppers. إنهم ليسوا الجمال الخارجي للتصميم أو القضية. إنها ليست الوظيفة التي غالباً ما يتم الإشادة بها. في معظم الأوقات ، يتم إخفاء العناصر الأساسية للجهاز خلف قذيفة أكثر جمالية.
تعد المحركات مثالًا مثاليًا على هذا النظام المخفي لأنها قطعة ضرورية لمجموعة واسعة من الأنظمة ، ونادراً ما تحصل على أي ائتمان لأفعالهم المذهلة. لذلك ، في هذه المقالة ، سنذهب إلى ماهية المحركات ، وكيف يعمل المحركات ، وأنواع المحركات ، وكيف يمكنك اختيار المشغل المناسب لمشروعك.
آلة المحرك هو الجزء المسؤول عن تحريك والتحكم في آلية أو نظام ، لفتح صمام. إنه "المحرك" ، بعبارة ببساطة.
تتطلب المحركات آلية التحكم وتوريد الطاقة. عادة ، جهاز التحكم هو صمام. يتطلب الصمام إشارة منخفضة الطاقة لتفعيلها. يمكن تنشيطه باستخدام الجهد الكهربائي ، ضغط السائل الهوائي أو الهيدروليكي ، أو حتى بالقوة البشرية. التيار الكهربائي أو الضغط الهيدروليكي أو الضغط الهوائي هي أيضًا إمدادات الطاقة المحتملة.
يستخدمون مكبسًا أو محركًا أو جهازًا آخر للعمل من خلال تحويل الطاقة من مصدر كهربائي أو سائل. في أبسط أشكالها ، تفتح المحركات صمامات أو إغلاق. من ناحية أخرى ، تفسر صمامات تنظيم الموقف أو التحكم إشارة تحديد المواقع للانتقال بدقة إلى أي موضع وسيطة. يمكن تشغيل نظام التحكم يدويًا أو تلقائيًا ، مدعومًا بالبرنامج ، ميكانيكيًا ، أو كهربائيًا.
يمكّن المشغل قدرة أي آلة على توليد الحركة. في الأساس ، تعمل المحركات كمحرك يحول الطاقة إلى عزم الدوران ويستخدم عزم الدوران لتحريك أو تنظيم آلية أو نظام. يمكن أن يسبب ويوقف الحركة.
كيف يعمل المحرك؟
المشغل هو جزء من جهاز ميكانيكي يمكّن الحركة ، تمامًا مثل العضلات في جسم الإنسان ، تمكّن الساقين والأذرع والأصابع وأجزاء الجسم الأخرى للتحرك. إنها تتيح الحركة عن طريق تحويل الطاقة الواردة والإشارات إلى قوة ميكانيكية. على الرغم من أن الحركة الصادرة يمكن أن تكون إما دورانية أو خطية ، إلا أن قوة التركيز يمكن أن تكون كهربائية أو هوائية (الهواء) أو الهيدروليكي (الماء). وبالتالي ، فإن المشغلات من حولنا ، من أنظمة التحكم في الوصول على أبوابنا إلى روبوتات المستودعات القريبة التي تؤدي الرفع الثقيل. حتى الإصدارات الصامتة من هواتفنا المحمولة تشمل المحركات التي تنتج الاهتزازات.
قد يساعد المحرك ، كما ذكرنا سابقًا ، في تحويل الطاقة إلى الحركة مع المساعدة أيضًا في التحكم في هذه الحركة والطاقة.
نوع الطاقة ، وحجم الإدخال ، وسرعة الحركة هي المتغيرات في نظام المشغل. تحتوي المكونات المتطابقة التي تستخدمها المحركات أيضًا على مظاهر بصرية متفاوتة اعتمادًا على نوع المشغل ووظيفة المشغل.
مكونات المحرك
تتطلب المحركات أ عدد قليل من المكونات الأساسية. وتشمل هذه المكونات:
- مزود الطاقة: كما قيل ، قد يكون مصدر الطاقة الكهربائي أو الهواء أو الغاز أو الماء أو أي مصدر للطاقة ، ولكن هذه هي تلك التي تستخدمها المشغلات في أغلب الأحيان.
- محول الطاقة: نقل الطاقة من مصدر الطاقة إلى المحرك من خلال محول الطاقة. تتبع هذه العملية أي قياسات أو وحدات محددة على وحدة تحكم أو في تصميمها.
- المحرك: يقوم المحرك ، وهو جهاز مادي ميكانيكي ، بإجراء التحويل. اعتمادًا على الإدخال/الإخراج الذي تستخدمه والنتيجة المطلوبة ، قد يبدو مختلفًا.
- الحمل الميكانيكي: الحمل الميكانيكي هو الإجهاد أو القوة التي تعارض الطاقة التي يخلقها المشغل في النظام. يتسبب في أن ينشئ النظام المزيد من الكهرباء نتيجة لذلك.
- مراقب: وحدة التحكم عبارة عن جهاز يعمل على تشغيل المشغل ويدير الإخراج ، ويوجه قوته وعمره واتجاهه. بالإضافة إلى منع النظام من العمل بشكل مستقل ، فإنه يسمح بالقيود في كلا طرفي التحويل الذي قد يتحكم فيه المشغل.
أنواع المحركات وكيفية استخدامها
هناك سبعة أساسية أنواع المحركات كل ذلك بأغراض فريدة.
خطي كهربائي
المحركات الخطية الكهربائية يتم استخدامها عمومًا في تطبيقات الأتمتة عندما يحتاج جزء أو أداة للماكينة إلى حركة خطية يتم التحكم فيها إلى نقطة معينة. عند الحاجة إلى تحديد المواقع الخطي ، يتم استخدامها عبر مختلف القطاعات.
الدوار الكهربائي
كهربائي المحركات الدوارة يتم استخدامها في تطبيقات الأتمتة عندما تكون بوابة وصمام وأجزاء مماثلة أخرى قابلة للتحكم في الانتقال إلى مواقع دوارة محددة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامها في مختلف القطاعات حيث يكون تحديد المواقع ضروريًا.
طاقة السوائل الخطية
عندما يحتاج كائن إلى نقله بعناية إلى موقف معين ، المحركات الخطية للطاقة السوائل عادة ما يتم استخدامها في تطبيقات الأتمتة. عندما يكون تحديد المواقع الخطي مطلوبًا ، يتم استخدامهم عبر مختلف القطاعات. يعد فتح وإغلاق أبواب المثبط ، والتشبث ، واللحام ، وما إلى ذلك ، استخدامات نموذجية.
دوار الطاقة السائل
عندما يحتاج كائن إلى التدوير بطريقة يتم التحكم فيها إلى موضع معين ، مشغلات دوارة الطاقة السوائل يستخدم. الاستخدام الأكثر شيوعًا لقوة السوائل المحرك الدوار تطبيقات الأتمتة. الهواء أو الغازات الأخرى والسوائل الهيدروليكية هي بعض الوسائط المختلفة التي تعمل على تشغيل المشغل.
مشغلات السلسلة الخطية
ال مشغل السلسلة الخطية يوفر بشكل عام دفع خط مستقيم أو سحب في تطبيقات التحكم في الحركة. عندما تكون السلسلة مستقيمة ، قفل الروابط المجاورة في مكانها لإنشاء مكون قاسي. اعتمادًا على المنطقة المتوفرة في تطبيق معين ، فإنها تأتي في مجموعة متنوعة من الأحجام وتصميمات السلسلة ، بالإضافة إلى خيارات تخزين السلسلة.
خطي يدوي
معظم التطبيقات التجارية لمواقع دقيقة ، مثل معالجة الأدوات أو قطع العمل ، توظيف دليل المحركات الخطية. يتم تشغيل وإيقاف تشغيل المحركات اليدوية غير المتقدمة عن طريق تشغيل عجلة اليد أو المقبض. هناك العديد من الأنواع المختلفة ، لكل منها قدرة إضافية على الحمل والقوة الدافعة ، مثل تلك ذات البراغي الرصاصية ، والرفوف ، والمرور ، ومحركات الأقراص ، إلخ.
دوار يدوي
عملية الصمام هي الاستخدام الأساسي للمشغلات الدوارة اليدوية. يتم الإشارة إليها أحيانًا باسم مشغلي الصمامات اليدويين أو المشغلات. الكرة والفراشة والتحقق والكبار هي بعض الأنواع المختلفة. قد تتضمن الاستخدامات الأخرى أي شيء يدعو إلى الدوران الخاضع للرقابة والمقيدة.
8 خطوات لاختيار المشغل المناسب لتطبيقك
وبطبيعة الحال ، يتم استخدام العديد من المحركات في صناعات متعددة ، ولن يكون الجميع مناسبًا لاحتياجاتك. هنا دليل موجز لاختيار الأفضل.
-
تحديد نوع الحركة اللازمة
ستتمكن من معرفة ما إذا كانت الوظيفة تدعو إلى حركات خطية حاسمة أو ما إذا كانت هناك حاجة إلى ديناميكية إضافية في الوظيفة النهائية ، اعتمادًا على الوظيفة. ولكن قد ترغب أيضًا في التفكير في المدى الذي تريد أن تذهب إليه الحركة.
-
اعتبارات لمدخلات الطاقة
تستخدم المحركات الكهربائية على نطاق واسع ويمكنها أداء مجموعة أكثر شمولاً من المهام. ومع ذلك ، في الحالات التي لا يكون فيها التيار الكهربائي المطلوب ممكنًا دائمًا ، يمكنك استخدام المشغلات الهيدروليكية والهدية للتخلص من متطلبات إدخال الجهد العالي.
-
دقة
وفقًا لقاعدة "عامة" ، فإن الوظائف الأصغر والأكثر تفصيلًا والحساسة ، بما في ذلك الاختيار والتعامل ، تحتاج إلى مزيد من الدقة. على النقيض من ذلك ، قد ينطلق العمل الشاق بدونه. سيؤثر هذا العامل بشكل كبير على المشغل الذي تختاره.
-
ما هي القوة الأفضل
الهدف الرئيسي من المحرك هو تحريك أي شيء ؛ ومع ذلك ، فإن مقدار القوة اللازمة تختلف وفقًا لمدى ثقل العنصر أو الحجم الكبير. فكر في أحجام الأشياء التي يحتاج مشغلك إلى التحرك عند اختيار واحدة بسعة تحميل كافية.
-
كم مساحة للحركة؟
سيكون لأي مشغل طول السكتة الدماغية ، يجب عليك مراعاته عند اختيار واحد للاستخدام المقصود.
-
ما هي السرعة التي تبحث عنها؟
تعتبر سرعة المحرك عاملاً مهمًا لأن المحركات التي تتطلب قوة أكبر في كثير من الأحيان أبطأ من تلك التي تولد قوة أقل.
-
ما هي البيئة التشغيلية؟
كل من التطبيقات الصناعية والإعدادات الأكثر تنظيماً للمختبرات الداخلية وورش العمل تستخدم المشغلات بانتظام.
-
كيف سيتم تركيبه؟
هناك العديد من خيارات التثبيت للمحركات. على سبيل المثال ، تتيح آلية التثبيت المزدوجة المزدوجة تدوير العنصر أو الدوران أثناء تمديده وتراجعه. يتم الاحتفاظ بالمشغل في وضع أكثر أمانًا مع آلية تثبيت ثابتة.
كيفية تركيب مشغل
هناك طريقتان أساسيتان لتركيب مشغل ؛ تثبيت محوري مزدوج وتصاعد ثابت:
تثبيت محوري مزدوج
يتم تثبيت المشغل على منصة محورية باستخدام دبابيس التثبيت أو clevises متصلة بكل قوس على أي من طرفي المحرك. هذه هي أقواس متزايدة لأن دبوس متقاطع يربط المشغل والقوس عن طريق الانزلاق من خلال كليهما. يمكن للمشغل الدوران حول كل دبوس ، ويتحول مع الشيء الذي يتحرك ويمكّن وظيفة أكثر ديناميكية.
تصاعد ثابت
يجوز للمشغل إنشاء حركات دفع أو سحب من موقع ثابت مع تثبيت ثابت ، والذي يستلزم تثبيت المشغل إلى شريحة تصاعد العمود. على سبيل المثال ، هذه هي الطريقة التي يتم بها تثبيت زر.
تطبيقات العالم الحقيقي للمحركات
يعد المشغل مثاليًا لتطبيق معين إذا كان بإمكانه توفير قوة كافية ، ولديه خصائص سرعة تحميل كافية ، ويعمل بكفاءة عالية في نطاق التشغيل ، ولديه تصميم موثوق.
الأتمتة الصناعية والروبوتات هي الصناعات حيث من المستحيل تصور القيام بأي شيء بدون مشغلات. تتيح هذه المكونات آلات الإنتاج بالتحرك والتقاط العناصر. يتم استخدام المحركات في كثير من الأحيان في آلات البناء الزراعية والكبيرة للسماح بمجموعة متنوعة من الاقتراحات. تعد الألواح الشمسية مثالًا مذهلاً على كيفية استخدام المحركات. تعدل الألواح الشمسية ذات المحركات باستمرار زاويةها طوال اليوم حيث ترتفع الشمس وتغرب لالتقاط معظم الطاقة الشمسية.
تعد المحركات مكونًا شائعًا في كل جهاز منزلي ذكي تقريبًا ، من الأثاث إلى عمال النظافة الفراغية الآلية التي تحتاج إلى التحرك في أي اتجاه. حتى أن العديد من الألعاب لديها عدد قليل من المحركات الصغيرة المدمجة فيها. الاحتمالات لا حدود لها.
خاتمة
تقريبا جميع الأجهزة المنزلية والصناعية الحديثة تستخدم المحركات. ومع ذلك ، تحصل التطورات في الحقل على الحد الأدنى من اهتمام وسائل الإعلام مقارنة بالتقنيات الرائدة مثل الذكاء الاصطناعي (AI) ، و blockchain ، وإنترنت الأشياء (IoT) ، والطباعة ثلاثية الأبعاد ، والمزيد.
سيتم تصور المشغلات الجديدة ذات خصائص الأداء المحسنة خلال العامين المقبلين ، وسوف تدخل تلك التي يتم البحث الآن في السوق.
