طول الشوط، السرعة، الدقة، التركيب، الصيانة.

أنت تعمل على تطبيق يتطلب حركة خطية - ربما يكون نظام تجميع للالتقاط والوضع، أو خط تعبئة وتغليف، أو رافعة لنقل المواد - لكن تصميم مشغل خاص بك من الصفر، وتوفير الأجزاء المختلفة، وتركيب المكونات ومحاذاتها، وتنفيذ نظام صيانة، ليس استخدامًا فعالًا لوقتك. تبدأ بالبحث عن مشغلات خطية مصممة ومجمعة مسبقًا، لكن الخيارات كثيرة جدًا فيما يتعلق بالنوع والحجم ومبدأ التشغيل، مما يجعل من الصعب معرفة من أين تبدأ في اختيارك.

تتمثل الخطوة الأولى في تضييق نطاق الخيارات في اختيار آلية التشغيل الأنسب لتطبيقك. تقدم معظم الشركات المصنعة خيارين على الأقل، حيث يُعدّ كل من الحزام المسنن والبرغي الكروي الأكثر شيوعًا، بينما تُستخدم محركات الهواء المضغوط والمحركات الخطية في تطبيقات متخصصة. فيما يلي خمسة عوامل ستساعدك في اختيارك بين النوعين الأكثر شيوعًا من المحركات: الحزام المسنن والبرغي الكروي.

1. طول الشوط

تُعدّ المسافة التي يحتاجها المشغل للتحرك في اتجاه واحد، والمعروفة بطول الشوط، الشرط الأول الذي يجب مراعاته عند الاختيار بين محرك لولبي كروي أو محرك سير. تُستخدم المحركات اللولبية الكروية عادةً بأطوال 1000 مم أو أقل، على الرغم من إمكانية استخدام لوالب كروية ذات أقطار أكبر بأطوال تصل إلى 3000 مم. ويُحدد هذا الحدّ بالسرعة الحرجة للولب. فمع ازدياد طول اللولب، تنخفض سرعته الحرجة، أي السرعة التي يبدأ عندها اللولب بالتعرض لاهتزازات الانحناء. ببساطة، عندما يزداد طول اللولب وسرعة دورانه، يبدأ بالاهتزاز بشدة.

بالنسبة للمشغلات التي تعمل بنظام سير مسنن، فإن القدرة على شد السير تحد من أقصى طول له. وباستخدام سيور ذات عرض أكبر (مساحة تلامس أكبر) وخطوة أسنان أعلى، تُستخدم مشغلات السير المسنن عادةً في التطبيقات التي تتطلب طول شوط يتراوح بين 10 و12 مترًا.

2. السرعة

العامل الحاسم الثاني في اختيار المشغل هو السرعة. تبلغ السرعة القصوى لمعظم مشغلات السير 5 أمتار/ثانية. ويتأثر هذا الحد بنظام التوجيه، الذي يستخدم في الغالب محامل إعادة تدوير. أما في التطبيقات التي تتطلب سرعات أعلى، تصل إلى 10 أمتار/ثانية، فيمكن استخدام السير مع عجلات مُحمّلة مسبقًا أو بكرات كامة بدلًا من محامل إعادة التدوير.

كما ذُكر سابقًا، في مشغلات برغي الكرات، مع ازدياد الطول، تنخفض السرعة الحرجة. عمومًا، يمكن لمشغلات برغي الكرات الوصول إلى سرعات تصل إلى 1.5 متر/ثانية عند أطوال شوط أقل من متر واحد. توفر دعامات برغي الكرات صلابة إضافية بتقليل طول الجزء غير المدعوم من البرغي، مما يسمح للمشغل بالوصول إلى سرعات أعلى وأطوال أكبر. عند التفكير في استخدام دعامات برغي الكرات، يُنصح باستشارة الشركة المصنعة للحصول على المساعدة في إجراء حسابات السرعة والطول اللازمة.

3. الدقة

يُستخدم مصطلح الدقة على نطاق واسع للدلالة على دقة الحركة (موقع العربة أو السرج في الفراغ أثناء الحركة)، أو دقة تحديد الموضع (مدى قرب المُشغِّل من الموضع المستهدف)، أو التكرارية (مدى دقة وصول المُشغِّل إلى نفس الموضع مع كل شوط). في حين أن دقة الحركة تتأثر بشكل كبير ببنية المُشغِّل وقاعدته وطريقة تثبيته، فإن دقة تحديد الموضع والتكرارية هما وظيفتان أساسيتان لآلية التشغيل.

تتميز براغي الكرات، خاصةً إذا كانت مُحمّلة مسبقًا، بدقة تحديد موضع أفضل من محركات السيور نظرًا لصلابتها. مع ذلك، يمكن قياس "عدم الدقة" في تحديد الموضع ومعالجتها في نظام التحكم الخاص بالمشغل. لهذا السبب، غالبًا ما تصبح قابلية التكرار (القدرة على الوصول إلى نفس الموضع مع كل شوط) العامل الأهم في التطبيقات عالية الدقة. ولتحقيق قابلية تكرار عالية، تُعد صلابة آلية التشغيل أمرًا بالغ الأهمية، مما يجعل مجموعة برغي الكرات والصامولة المُحمّلة مسبقًا الخيار الأمثل.

4. التركيب

في بعض الحالات، يحدد اتجاه تركيب المشغل آلية التشغيل الأنسب. تُعدّ كل من محركات السير ومحركات البراغي الكروية مناسبة للتركيب الأفقي والمائل، ولكن التطبيقات التي تتطلب تركيبًا رأسيًا تحتاج إلى تقييم أكثر دقة.

بينما يحتاج كل نظام ينقل حمولة عموديًا إلى آليات أمان مدمجة، تُعتبر محركات اللولب الكروي أكثر أمانًا من محركات السيور لنقل الأحمال الرأسية. ويعود ذلك إلى أن اللوالب الكروية، اعتمادًا على الحمولة، وخطوة اللولب، والاحتكاك في النظام، لا تميل إلى الدوران العكسي، أو "السقوط الحر" في حال تعطل المكابح أو حدوث تلف كارثي للنظام. عند الحاجة إلى مشغل محرك سير في تطبيق رأسي، ينبغي التفكير جديًا في استخدام مكابح خارجية أو ثقل موازن.

5. الصيانة

يُعدّ نقص التشحيم السبب الرئيسي لتعطل المحركات الخطية. تتطلب كل من المحركات اللولبية الكروية والمحركات ذات الحزام تشحيم نظام التوجيه دوريًا، إلا أن المحركات اللولبية الكروية تُضيف مكونًا آخر يجب مراقبته لضمان التشحيم السليم. وقد عالج بعض المصنّعين هذه المشكلة بتوفير أنظمة مُشحّمة مدى الحياة (حيث يُعرّف مدى الحياة بمسافة حركة محددة أو عدد دورات محدد، مع حمولة وسرعة وبيئة معينة)، ولكن العديد من التطبيقات تقع خارج هذه المعايير المحددة وستحتاج إلى التشحيم في مرحلة ما خلال عمرها الافتراضي.

على الرغم من أن المحركات التي تعمل بالسيور تتميز بقلة مكوناتها التي تحتاج إلى صيانة، إلا أنه في حال وجود غبار أو نشارة في البيئة، يُنصح باختيار تصميم محرك يقلل من احتمالية دخول الملوثات إلى أغلفة البكرات. هذا من شأنه أن يضمن عمرًا أطول لمحامل البكرات ويقلل من تآكل السير نفسه.

تتميز كل من محركات السيور ومحركات البراغي الكروية بمزايا أداء مختلفة. عند الاختيار الأولي، تذكر أن محركات السيور عادةً ما تكون الخيار الأفضل للأشواط الطويلة والسرعات العالية، بينما تُعد محركات البراغي الكروية أفضل للتطبيقات التي تتطلب دقة عالية في التكرار أو التركيب الرأسي. في بعض التطبيقات، قد يفي أي من نظامي التشغيل بالمعايير المذكورة أعلاه. في هذه الحالات، يمكن للشركة المصنعة مساعدتك في اختيار المشغل المناسب بناءً على عوامل أكثر تقدماً، مثل التسارع، وزمن الاستقرار، أو الظروف البيئية.