المحركات والمضخات

تتنوع الدوائر الكهربائية المستخدمة في أنظمة وحدات التحكم الصناعي بحسب النوع والمجال الصناعي المستخدم فيه النظام. ومن بين الدوائر الشائعة التي قد تستخدم في هذه الأنظمة:

1- دائرة التحكم الكهربائية: وهي الدائرة التي تستخدم لتحديد عمليات تشغيل وإيقاف المعدات والأجهزة في النظام الصناعي وذلك باستخدام المفاتيح والمؤشرات والحساسات الخاصة بالنظام.

2- دائرة الحماية: وهي الدائرة التي تتحكم في توزيع الطاقة الكهربائية وتمنع الأضرار المحتملة من خلال استخدام الكثير من أنواع الحماية مثل الفصل الذاتي والعواكس والمفاتيح والمفاتيح الغاطسة.

3- دائرة القوة: وهي الدائرة التي تسيطر على تشغيل وإيقاف المحركات والمضخات والصمامات وغيرها من المعدات وتنظم القوة والتدفق في المحركات والأجهزة الأخرى.

4- دائرة الإشارة: وهي الدائرة التي تعمل على جمع البيانات والمعلومات وتحويلها إلى ثلاث عوامل رئيسية هي المستوى والتدفق والاتجاه بما يمكن التحكم في العمليات الصناعية.

5- دائرة التحكم الآلي: وهي الدائرة التي تعمل على تنظيم أداء المعدات والآلات والمحركات وذلك باستخدام متحكمات برمجية مثل المتحكمات المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) والمتحكمات المتقدمة.

تتنوع طرق تشغيل المعدات والآلات في الهندسة الصناعية حسب النوع والغرض من الجهاز ويمكن تلخيصها فيما يلي:

1- التشغيل اليدوي: وهو الطريقة التي يعتمد فيها المشغل على العمل اليدوي والبدني لتشغيل الآلة وتحريك الأجزاء التي تحتاج إلى تحريك يدوي.

2- التشغيل الهيدروليكي: وهو الطريقة التي يستخدم فيها السوائل المضغوطة مثل الزيوت والماء لنقل الطاقة إلى الجهاز لتشغيله وتحريك أجزائه بما في ذلك المحركات والمضخات والمكابس.

3- التشغيل الهوائي: وهو الطريقة التي يستخدم فيها الغازات المضغوطة مثل الهواء لنقل الطاقة إلى الجهاز لتشغيله وتحريك أجزائه. من المميزات الرئيسية للتشغيل الهوائي هي أنه يعتبر آمنًا وسهل الاستخدام وسريع الاستجابة.

4- التشغيل الكهربائي: وهو الطريقة التي يستخدم فيها تيار الكهرباء لتشغيل الآلة وتحريك أجزائها بما في ذلك المحركات الكهربائية والأجهزة الإلكترونية. من مزايا التشغيل الكهربائي هي أنه يقلل من استخدام اليد العاملة ويوفر الوقت والجهد ويسهل التحكم في عملية التشغيل.

هناك العديد من التطبيقات العملية لنظرية الميكانيكا الكلاسيكية في الحياة اليومية، ومن بين هذه التطبيقات:

1- تصميم المباني والجسور والأسطح الخرسانية الكبيرة: يتم تطبيق نظرية الميكانيكا الكلاسيكية في تحليل القوى والاهتزازات والتحمل الهيكلي للمباني والجسور والأسطح الخرسانية الكبيرة.

2- تصميم السيارات والطائرات والسفن: يتم استخدام نظرية الميكانيكا الكلاسيكية في تحليل الحركة والقوى والتحمل الهيكلي للسيارات والطائرات والسفن، وذلك من أجل تحسين الأداء وزيادة السلامة.

3- تصميم الآلات الميكانيكية: يتم استخدام نظرية الميكانيكا الكلاسيكية في تصميم الآلات الميكانيكية، مثل المحركات والمضخات والمولدات والمعدات الثقيلة، وذلك لتحليل الحركة والقوى وتحسين الأداء.

4- تحليل الحركة والقوى في الأنظمة الميكانيكية الصغيرة: يتم استخدام نظرية الميكانيكا الكلاسيكية في تحليل الحركة والقوى في الأنظمة الميكانيكية الصغيرة، مثل الساعات والماكينات الحاسبة والأجهزة الإلكترونية الصغيرة.

5- تحليل الحركة والقوى في الأجسام الحية: يتم استخدام نظرية الميكانيكا الكلاسيكية في تحليل الحركة والقوى في الأجسام الحية، مثل الحركة البشرية وحركة الحيوانات، وذلك لفهم الأسس العلمية للحركة وتطوير تقنيات جديدة لتحسين الأداء الحركي للأفراد والحيوانات.

التيار الكهربائي المستمر هو التيار الذي يتحرك في اتجاه واحد فقط في الدائرة الكهربائية. يتم إنتاج التيار الكهربائي المستمر عبر تزويد الدائرة الكهربائية بفولتية ثابتة ومستمرة، وتدفق الإلكترونات في الدائرة باتجاه واحد.

يتم تحويل الطاقة الكهربائية من مصادر مختلفة في العادة، وتستخدم هذه الطاقة لتشغيل مختلف الأجهزة والمعدات إما بشكل مباشر أو بشكل غير مباشر. ويتم التحكم في التيار الكهربائي المستمر عن طريق استخدام أنظمة تحويل الجهد والمقاومات والترانزيستورات، وغالبًا ما يستخدم المحولات لتحقيق ذلك.

يستخدم التيار الكهربائي المستمر في العديد من التطبيقات، بما في ذلك إضاءة السيارات والقطارات والسفن، وتشغيل المحركات والمضخات والمعدات الأخرى، وتشغيل الأنظمة الإلكترونية في الحواسيب والأجهزة الأخرى.

التحكم الآلي للآلات البسيطة هو استخدام الأجهزة الإلكترونية والكهربائية لتشغيل وإيقاف وتحريك الآلات البسيطة مثل المحركات والمضخات والصمامات وغيرها. ويتم ذلك من خلال استخدام مستشعرات للحصول على معلومات حول حالة الآلة والتحكم فيها باستخدام مبرمجات خاصة تتحكم بالأجهزة الكهربائية والإلكترونية. ويهدف التحكم الآلي إلى زيادة كفاءة الآلات وتحسين جودة الإنتاج وتقليل التكاليف والوقت.

هناك عدة طرق لفحص الآلات الميكانيكية في الموقع، منها:

1- إجراء فحص بصري للآلة للتأكد من وجود أي تلفيات، خدوش، كسور، تسربات أو تعديلات غير مقبولة.

2- اختبار الآلات الميكانيكية عن طريق تشغيلها للتأكد من عملها بشكل صحيح وعدم وجود أي أصوات غريبة، تسربات، انخفاض في الضغط، أو اهتزاز غير مقبول.

3- فحص الترسبات والشوائب في المكونات الحساسة مثل المحركات والمضخات وتأكد من نظافتها وخلوها من أي تراكمات.

4- استخدام أدوات القياس المناسبة لفحص المعايرة والنسبية بين أجزاء الآلة.

5- فحص الزيوت والشحوم المستخدمة في الآلة وتأكد من كونها نظيفة ولا تحتوي على شوائب أو جسيمات.

6- عمل فحص دوري للآلة وقياس أي تغيير في الأداء ومعالجته على الفور قبل أن يتسبب في أي تلفيات أكبر.

هذه بعض الطرق الأساسية لفحص الآلات الميكانيكية في الموقع، ويجب اتباع الإجراءات الأمنية والوقائية اللازمة عند عمل هذه الفحوص.

تهدف الهندسة الميكانيكية إلى تطوير وتصميم المعدات والآلات والأنظمة التي تستخدم في مختلف الصناعات والقطاعات الأخرى. وبالتالي، يتحمل مهندسو الميكانيكا مسؤولية تصميم العديد من الأجزاء الميكانيكية في الآلات، مثل المحركات والمضخات والصمامات والحواجز والأدوات الأخرى. كما يقومون بتحليل واختبار هذه الأجزاء للتأكد من أنها تعمل بشكل سلس وفعال. وفي النهاية، يتم تحسين تصميم الآلات وتطويرها لتحسين أدائها وتحقيق أهدافها بطريقة موثوقة وفعالة.

تصميم الآلات الميكانيكية يغطي مجالًا واسعًا من الصناعات والتطبيقات ، ويتضمن ما يلي:

1. آلات الإنتاج والتصنيع: تشمل آلات التصنيع والإنتاج الخاصة بالصناعات المختلفة مثل الآلات الزراعية والمعدات الثقيلة وآلات الإنتاج المختلفة.

2. آلات القوى والحركة: تشمل الآلات التي تستخدم لتحويل القوى والحركة ، مثل المحركات والعتاد والسيور والأسطوانات والتروس والمضخات.

3. آلات الرفع والنقل: تشمل الآلات التي تستخدم للرفع والتحميل والتحريك لتلبية احتياجات النقل واللوجستيات ، مثل الرافعات والرافعات الشوكية والحاويات.

4. المعدات الطبية: تشمل الأجهزة الطبية المختلفة التي تستخدم في مجال الطب والرعاية الصحية ، مثل الأجهزة الطبية والأسرة والكراسي المتحركة.

5. الآلات الهيدروليكية والهوائية: تشمل الآلات التي تستخدم الهيدروليكية والهوائية ، مثل الضواغط والطلمبات والمفاصل الهيدروليكية.

6. المكونات الميكانيكية: تشمل المكونات الهامة التي تستخدم في صناعة الآلات الميكانيكية ، مثل المحركات والمضخات والصمامات والمحامل والأسطوانات.

7. السيارات: تشمل تصميم السيارات وأجزائها المختلفة ، مثل المحركات والعتاد والإطارات والمكابح والأنظمة الكهربائية.

التشحيم هو عملية إضافة مادة تسمى الزيت أو الشحم إلى سطحين يتحركان بجانب بعضهما البعض في آلة ميكانيكية. وتهدف عملية التشحيم إلى تخفيض الاحتكاك بين السطحين الداخليين للآلة، وتحسين تدفق الحركة، ومنع التآكل والأضرار الجانبية الأخرى.

وتعتبر عملية التشحيم أهمية كبيرة في الآلات الميكانيكية، حيث تساهم في تحقيق الأداء الأمثل لمجموعة كبيرة من الآلات الميكانيكية، بما في ذلك المحركات، والمضخات، والمولدات، والمعدات الصناعية الأخرى. وبالإضافة إلى ذلك، فإن عملية التشحيم تساهم في الحد من الأعطال الميكانيكية، وبالتالي تعزز من الاستدامة والمتانة للآلات والمعدات الميكانيكية.

توجد العديد من أنواع الآلات المختلفة ويمكن تصنيفها على النحو التالي:

1. الآلات الميكانيكية: مثل المحركات والمضخات والمروحيات والمحركات الكهربائية والآلات الحاسبة.

2. الآلات الكهربائية: مثل المولدات والمحركات الكهربائية والمحولات والدوائر الكهربائية.

3. الآلات الهيدروليكية: مثل الحفارات والجرافات والمضخات الهيدروليكية والأنابيب.

4. الآلات النووية: مثل المفاعلات النووية والمحاور النووية.

5. الآلات الحرارية: مثل المراجل التي تعمل بالوقود الحيوي أو بالفحم والزيت.

6. الآلات الأوتوماتيكية: مثل الروبوتات والماكينات الآلية وماكينات الحركة الأوتوماتيكية.