يتزايد إقبال مصممي آلات الحركة الخطية على استخدام المشغلات الكهروميكانيكية نظرًا لكونها أنظف وأسهل في التحكم وأقل حاجة للصيانة مقارنةً بالأسطوانات الهيدروليكية. مع ذلك، غالبًا ما يتم تجاهل العديد من مزايا السلامة الكامنة في استخدام الحلول الكهروميكانيكية، والتي تنبع من الاستغناء عن السوائل الهيدروليكية وتطبيق حلول كهربائية بالكامل لمعالجة الأحمال.

مخاطر السلامة في أنظمة التحكم بالحركة القائمة على الأسطوانات الهيدروليكية

يُحدد مهندسو التصميم الأسطوانات الهيدروليكية لقدرتها على العمل بكفاءة عالية وقوة تحمل فائقة، ولكن تحقيق ذلك يتطلب نظامًا خارجيًا معقدًا من الخراطيم والوصلات والمرشحات والمفاتيح والصمامات والمضخات. حتى النظام الهيدروليكي الصغير (2000-5000 رطل لكل بوصة مربعة) قد يحتوي على ثمانية أجزاء متحركة منفصلة على الأقل، بينما يمكن ضغط بعضها حتى 10000 رطل لكل بوصة مربعة وتسخينها إلى 180 درجة فهرنهايت.

هذه العوامل، بالإضافة إلى الخصائص المتأصلة في الزيت الهيدروليكي، يمكن أن تؤدي إلى أي من المشاكل التالية:

• الصدمة الجسديةتشكل الأنظمة ذات درجات الحرارة والضغوط العالية خطراً محتملاً حتى في التشغيل الروتيني، ولكن مع تآكل هذه الأنظمة وتعطل مكوناتها، يزداد خطر الإصابة. وقد يؤدي الاقتراب الشديد من خطوط الهيدروليك إلى حروق أو كدمات أو جروح أو سحجات ناتجة عن هذه الخطوط.
• خطر التعرض.أفادت الوكالة الأمريكية للمواد السامة وسجل الأمراض أن بعض أنواع السوائل الهيدروليكية يمكن أن تسبب تهيج الجلد أو العينين، وأن تناول أنواع معينة منها يمكن أن يسبب الالتهاب الرئوي أو نزيف الأمعاء أو الوفاة لدى البشر.
• لا تزال آثار استنشاق الهواء المحتوي على مستويات عالية من السوائل الهيدروليكية غير معروفة، ولكن بعض الدول وضعت حدودًا للتعرض لهذه السوائل. ويوصي المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) بحد أقصى للتعرض يبلغ 350 ملغم/م³³من مشتقات البترول ليوم عمل مدته 10 ساعات وأسبوع عمل مدته 40 ساعة.
• تلوث.إضافة إلى كونها سامة محتملة للبشر، يمكن أن تكون السوائل الهيدروليكية ضارة بالبيئة. فعلى سبيل المثال، تدرج وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) السوائل الهيدروليكية في قائمتها للزيوت التي تتطلب معالجة خاصة.
• خطر الانزلاق والسقوط.هناك العديد من الحالات المبلغ عنها لعمال أصيبوا نتيجة انزلاقهم على برك من السوائل المتسربة أو سقوطهم أثناء صعودهم إلى آلاتهم مع وجود الزيت على أيديهم أو أحذيتهم.
• تنظيفقد تخضع الانسكابات الداخلية أيضًا للوائح المحلية أو تتطلب استثمارًا إضافيًا في المواد الماصة أو خدمات التنظيف الأخرى.
• قابلية الاشتعال.تُعدّ السوائل الهيدروليكية المشتقة من البترول أقل قابلية للاشتعال من أنواع الوقود المشتقة من البترول، مثل وقود الطائرات والكيروسين ووقود الديزل. مع ذلك، قد تُشكّل هذه السوائل خطراً للحريق عند رشّها، كما قد يحدث عند تحوّل السائل إلى رذاذ نتيجةً لتسربات الضغط العالي.

نظرًا لأن السوائل الهيدروليكية تتدهور وتفقد فعاليتها بمرور الوقت، يجب استبدالها بانتظام، مما يُضيف تكلفة إضافية للحفاظ على مخزون من الزيوت والفلاتر الجديدة. عادةً ما يتطلب الأمر موارد إضافية من قسم الصيانة لتنسيق فحص الفلاتر وسلامة الزيت لتحديد موعد تغيير السوائل. إن التهاون في أي من هذه الإجراءات يزيد من مخاطر استخدام السوائل الهيدروليكية.

الخيار الآمن

على الرغم من العيوب المذكورة أعلاه، فقد تم اعتماد التصاميم الهيدروليكية لأنها كانت الخيار الأمثل للتشغيل عالي الأداء وذو دورات التشغيل المتكررة. ومن المعروف تقليديًا أن التطبيقات الهيدروليكية قادرة على تحمل قوى وأحمال أكبر بتكلفة أولية أقل. ومع تطور المشغلات الكهروميكانيكية في قدرتها على تحمل أحمال أثقل، ومزامنة المشغلات، وسهولة تركيبها - كل ذلك دون الحاجة إلى سوائل هيدروليكية أو أنظمة معقدة - فإنها تقدم أداءً مماثلاً أو أفضل من الأنظمة الهيدروليكية.

لنقارن بين آلية عمل المشغلات الكهربائية والأسطوانات الهيدروليكية. تُدمج المشغلات الكهروميكانيكية جميع وظائف التشغيل في هيكل المشغل نفسه، والذي يتصل بوحدة تحكم إلكترونية (ECU) عبر عدد قليل من الأسلاك. وتتيح هذه الإمكانية معالجات دقيقة مدمجة قابلة للبرمجة للإبلاغ عن الموضع، وتوفير بيانات تشخيصية لتحسين الأداء، والتعامل مع وظائف معقدة مثل مزامنة عدة مشغلات. إضافةً إلى القضاء على المخاطر المرتبطة مباشرةً باستخدام السوائل، توفر المشغلات الكهروميكانيكية المزايا التالية لسلامة المصنع:

• من خلال تمكين المشغلين من زيادة السرعة أو إبطائها أو اتباع نمط حركة ثابت أو تثبيت موضع معين، فإن المشغلات الكهروميكانيكية تمنحهم أقصى قدر من التحكم في الحمل.
• تتميز الهياكل المدمجة بسهولة إحكام إغلاقها، مما يقلل من مخاطر التلوث.
• عدد أقل من الأجزاء المتحركة يعني تآكلًا أقل وخطرًا أقل للفشل.
• يُعد تنفيذ وتشغيل مراقبة الأداء أسهل بكثير لأن معظمها يتم إنجازه بواسطة البرامج بدلاً من الأنظمة الخارجية.
• يمكن للمشغلات الإلكترونية أن تقبل الأوامر، وفي المقابل، توفر بيانات متعلقة بالسلامة مثل الحمل أو درجة الحرارة.
• يمكن إيقاف العمليات بسهولة في حالة وقوع حادث.
• يمكن تجاوز الأنظمة الإلكترونية يدويًا عند الضرورة.
• تتم العملية بصمت، مما يزيل خطر ضعف السمع لأولئك الذين يتعرضون لها باستمرار.

مع تزايد اهتمام الجهات الحكومية المنظمة وعامة الناس بسلامة مكان العمل، أصبح هذا الأمر بالغ الأهمية عند تصميم حلول التحكم بالحركة الصديقة للبيئة. تعالج المشغلات الكهروميكانيكية بعض عيوب السلامة في الأنظمة القائمة على الأسطوانات الهيدروليكية. أضف إلى ذلك سهولة تشغيلها وصيانتها، وستحصل على خيار مثالي لتلبية احتياجاتك من المشغلات في المستقبل.