מתכנני מכונות תנועה ליניארית מגדירים יותר ויותר מפעילים אלקטרומכניים מכיוון שהם נקיים יותר, קלים יותר לשליטה ודורשים פחות תחזוקה מאשר צילינדרים הידראוליים. עם זאת, לעתים קרובות מתעלמים מהיתרונות הבטיחותיים הרבים המגיעים עם פתרונות אלקטרומכניים. אלה נגזרים מביטול הצורך בנוזל הידראולי ויישום פתרון טיפול בעומסים חשמלי לחלוטין.

סיכוני בטיחות של בקרת תנועה מבוססת צילינדרים הידראוליים

מהנדסי תכנון מציינים צילינדרים הידראוליים לפעולה בעלת חוזק גבוה ומחזורי תנועה גבוהים, אך השגת מטרה זו דורשת מערכת חיצונית מורכבת של צינורות, מחברים, מסננים, מתגים, שסתומים ומשאבות. אפילו מערכת הידראולית קטנה (2,000-5,000 psi) יכולה להכיל לפחות שמונה חלקים נעים נפרדים, אך חלקם ניתנים ללחץ של עד 10,000 psi ולחימום ל-180°F.

גורמים אלה, בשילוב עם המאפיינים הטבועים של שמן הידראולי, עלולים לגרום לכל אחת מהבעיות הבאות:

• טראומה פיזיתמערכות בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה מהוות סיכון פוטנציאלי אפילו בפעולה שוטפת, אך ככל שהרכיבים הללו נשחקים ונעלמים, הסיכון לסכנה גובר. קרבה לקווי הידראוליים עלולה לגרום לכוויות, חבורות, חתכים או שריטות מקווי הידראוליים.
• סיכון חשיפה.הסוכנות האמריקאית לחומרים רעילים ורשם מחלות מדווחת כי סוגים מסוימים של נוזלים הידראוליים עלולים לגרות את העור או את העיניים וכי בליעת סוגים מסוימים עלולה לגרום לדלקת ריאות, דימום במעיים או מוות בבני אדם.
• ההשפעות של שאיפת אוויר עם רמות גבוהות של נוזלים הידראוליים אינן ידועות, אך בחלק מהמדינות קבעו מגבלות חשיפה לנוזלים הידראוליים. המכון הלאומי לבטיחות ובריאות תעסוקתית (NIOSH) ממליץ על מגבלת חשיפה של 350 מ"ג/מ"ר.³של תזקיקי נפט עבור יום עבודה של 10 שעות ושבוע עבודה של 40 שעות.
• נְגִיעוּת.בנוסף להיותם רעילים לבני אדם, נוזלים הידראוליים עלולים להיות מזיקים לסביבה. הסוכנות להגנת הסביבה של ארה"ב (EPA), לדוגמה, כוללת נוזלים הידראוליים ברשימת השמנים הדורשים טיפול מיוחד.
• סכנת החלקה ונפילה.ישנם מקרים רבים מדווחים של עובדים שנפצעו כתוצאה מהחלקה על שלוליות של נוזל שדלף או נפילה בזמן שטיפסו על המכונות שלהם עם שמן על ידיהם או נעליהם.
• ניקיוןדליפות בתוך מבנה עשויות להיות כפופות גם לתקנות מקומיות או לדרוש השקעה נוספת בחומרים סופגים או בשירותי ניקוי אחרים.
• דליקות.נוזלים הידראוליים מבוססי נפט פחות דליקים מאשר דלקים מזקיק בינוני של נפט כגון דלק סילוני, נפט או סולר. עם זאת, אלה עלולים להוות סכנת שריפה אם מרוססים, כפי שעלול לקרות כאשר דליפות בלחץ גבוה הופכות את הנוזל למצב אירוסול.

מכיוון שנוזלים הידראוליים מתכלים ומאבדים את יעילותם עם הזמן, יש להחליפם באופן קבוע, מה שגורם לעלות נוספת לתחזוקת מלאי של שמן ומסננים חדשים. בדרך כלל, נדרשים משאבים נוספים של מחלקת התחזוקה כדי לתאם את בדיקת המסננים ותקינות השמן כדי לקבוע מתי להחליף את הנוזלים. רשלנות בכל אחד מהמאמצים הללו מגדילה את הסיכון בשימוש בנוזלים הידראוליים.

הבחירה הבטוחה

למרות חסרונות כמו אלה שתוארו לעיל, עיצובים הידראוליים יושמו משום שהם היו האלטרנטיבה הטובה ביותר להפעלה כבדה ובעלת מחזורי הפעלה גבוהים. באופן מסורתי, יישומים הידראוליים ידועים כמתמודדים עם כוח ועומסים כבדים יותר ביישומים בהשקעה ראשונית נמוכה יותר. ככל שמפעילים אלקטרומכניים התקדמו ביכולותיהם להתמודד עם עומסים כבדים יותר, סנכרון מפעילים ויישום פשוט - והכל ללא נוזלים הידראוליים או אינסטלציה מורכבת - הם מספקים ביצועים דומים או טובים יותר ממערכות הידראוליות.

בואו נשווה את פעולתם של מפעילים חשמליים וצילינדרים הידראוליים. מפעילים אלקטרומכניים משלבים את כל פונקציונליות ההפעלה בתוך בית המפעיל עצמו, המחבר יחידת בקרה אלקטרונית (ECU) באמצעות מספר חוטים בלבד. מיקרו-מעבדים מובנים מאפשרים יכולת זו, שניתן לתכנת אותם לדווח על מיקום, לספק משוב אבחוני המשפר את הביצועים ולטפל בפונקציות מורכבות כמו סנכרון מפעילים מרובים. בנוסף לביטול הסכנות הקשורות ישירות לשימוש בנוזלים, מפעילים אלקטרומכניים מספקים את יתרונות הבטיחות הבאים במפעל:

• על ידי מתן אפשרות למפעילים להגביר את המהירות, להאט אותה, לעקוב אחר פרופיל תנועה עקבי או לשמור על מיקום, מפעילים אלקטרומכניים מעניקים להם שליטה מרבית על העומס.
• מארזים קומפקטיים קלים יותר לאיטום, ובכך מבטלים את סיכוני הזיהום.
• פחות חלקים נעים פירושם פחות בלאי וסיכון נמוך יותר לתקלות.
• יישום ותפעול של ניטור ביצועים קלים הרבה יותר משום שרובו מתבצע באמצעות תוכנה ולא באמצעות מערכות חיצוניות.
• מפעילים אלקטרוניים יכולים לקבל פקודות, ובתמורה, לספק נתונים הקשורים לבטיחות כגון עומס או טמפרטורה.
• ניתן להפסיק את הפעילות בקלות במקרה של תקרית.
• ניתן לעקוף מערכות אלקטרוניות באופן ידני במידת הצורך.
• הפעולה שקטה, ומסירה את הסכנה של פגיעה בשמיעה עבור אלו החשופים אליה כל הזמן.

ככל שתשומת הלב לבטיחות במקום העבודה גוברת בקרב רגולטורים ממשלתיים והציבור הרחב, היא הפכה לשיקול חשוב בעת תכנון פתרון בקרת תנועה ירוק. מפעילים אלקטרומכניים מטפלים בחלק מחסרונות הבטיחות של מערכות מבוססות צילינדרים הידראוליים. שלבו זאת עם קלות התפעול והתחזוקה שלהם ותקבלו אפשרות אידיאלית לצורכי המפעיל שלכם בעתיד.