ما هي الاختلافات بين التغذية الهيدروليكية والتغذية بمحرك مؤازر في ماكينة الحفر باستخدام الحاسب الآلي؟

أنت تعاني في اختيار نظام التغذية المناسب لماكينة الحفر الخاصة بك. يؤدي الاختيار الخاطئ إلى دورات بطيئة وأدوات معطلة وإيرادات مفقودة. سأشرح لك الاختلافات الحقيقية لمساعدتك على اتخاذ القرار.

تستخدم المغذيات الهيدروليكية ضغط السوائل لتوفير قوة دفع عالية ومستقرة، مما يجعلها مثالية للثقوب العميقة والأقطار الكبيرة. تستخدم المغذيات ذات المحرك المؤازر الدقة الكهربائية للتحكم المتميز في السرعة، والسحب السريع، وتحديد المواقع بدقة، مما يناسب الإنتاج عالي السرعة وعمليات الثقب المعقدة.

معظم الناس ينظرون فقط إلى السعر. تكمن الإجابة الحقيقية في ميكانيكا كيفية تطبيق الطاقة على قطعة العمل.

كيف تختلف الآليات الأساسية لأنظمة التغذية الهيدروليكية وأنظمة التغذية المؤازرة اختلافًا جوهريًا؟

ترى خراطيم على ماكينة وأسلاك على ماكينة أخرى. يبدو الأمر مربكاً، لكن الآليات بسيطة. تساعدك معرفة ما بداخلها على التنبؤ بالأداء واحتياجات الصيانة.

تعتمد المحركات الهيدروليكية على المضخات التي تدفع الزيت في الأسطوانات لتوليد قوة خطية، مع التركيز على القوة الخام و"العضلات". وتستخدم أنظمة المؤازرة محركات كهربائية تقود محركات كهربائية تدفع براغي الرصاص مع تحكم رقمي مغلق الحلقة، مما يحول الحركة الدوارة إلى وضع خطي دقيق لتحديد المواقع بدقة.

هذان النظامان مختلفان تماماً في بنائهما. A النظام الهيدروليكي¹ تتمحور حول محطة ضخ. تدفع هذه المضخة الزيت من خلال الصمامات إلى أسطوانة. وهي توفر كثافة طاقة عالية ولكنها تعاني من التعقيد. يجب أن تتعامل مع تسربات الزيت، وتغييرات الفلتر، وفقدان الطاقة لأن المضخة غالبًا ما تعمل باستمرار للحفاظ على الضغط.

A نظام المؤازرة² هو نهج "الدماغ". يستخدم محرك كهربائي عالي الدقة متصل بمسمار كروي. يخبر الكمبيوتر (CNC) المحرك إلى أين يتجه بالضبط باستخدام حلقة تحكم مغلقة (خوارزمية PID). ويتحقق من موضعه آلاف المرات في الثانية باستخدام المشفرات. يتحرك إلى مكان محدد بغض النظر عن المقاومة، حتى حد عزم الدوران الخاص به. هذه الطريقة أنظف، وتستخدم الطاقة فقط عند الحركة وتتطلب صيانة أقل.

كيف تتم المقارنة بين التغذية الهيدروليكية والتغذية المؤازرة من حيث معدل التغذية وسرعة السحب السريع؟

تبدو أوقات دورتك بطيئة للغاية أثناء مراحل التراجع. كل ثانية مهدرة تضر بأرباحك النهائية. يحدد نوع نظام التغذية الحد الأقصى لسرعة الإنتاج والتسارع لديك.

تتفاعل المغذيات المؤازرة في أجزاء من الثانية، مما يوفر تسارعًا عاليًا وسرعات سحب سريعة تتجاوز غالبًا 30 م/دقيقة. تتسم المغذيات الهيدروليكية باستجابة ديناميكية بطيئة بسبب انضغاطية السوائل وتأخر الصمام، مما يحد من تباطؤ السحب بناءً على معدلات تدفق المضخة.

لا تتعلق السرعة فقط بمدى سرعة دوران المثقاب؛ بل تتعلق بمدى سرعة حركة الرأس عندما يكون لا القطع. التغذية الهيدروليكية³ ممتاز للعمل الدقيق متوسط إلى منخفض السرعة. وهو يوفر ثباتًا سلسًا لأن الزيت غير قابل للضغط في الأحجام الكبيرة، ولكن تعديلات الصمامات المميزة تستغرق وقتًا. وعادة ما تكون الاستجابة الديناميكية أقل من 10 هرتز. عندما تحتاج إلى عكس الاتجاه، يجب أن يتحول الصمام، ويجب أن ينعكس تدفق الزيت. وهذا يؤدي إلى تأخير يتراوح بين 50 إلى 300 مللي ثانية.

التغذية المؤازرة⁴ يدعم الضبط الديناميكي عالي السرعة. يبلغ تردد الاستجابة مئات الهرتز. يمكن للمحرك المؤازر التبديل من تغذية القطع إلى السحب السريع في أقل من 20 مللي ثانية. لا يوجد قصور ذاتي للسوائل للتغلب عليه. تسمح أنظمة المؤازرة الحديثة بملامح تسارع "منحنى S". وهذا يعني أن الماكينة ترتفع إلى السرعة بسلاسة ولكن بسرعة مذهلة (10-50 م/ثانية). بالنسبة للمهمة التي تحتوي على مئات الثقوب، يمكن للوقت الذي يتم توفيره في السحب السريع وحده أن يقلل من إجمالي زمن الدورة بمقدار 30% إلى 70%.

ما هي تطبيقات الحفر التي تعتبر التغذية الهيدروليكية ضرورية؟

المحركات المؤازرة أسرع، لذا قد تعتقد أنها الأفضل دائمًا. لكن السرعة الخام تفشل في سيناريوهات الخدمة الشاقة حيث تكون القوة الغاشمة وامتصاص الصدمات هي الخيارات الوحيدة.

التغذية الهيدروليكية ضرورية للحفر العميق (نسبة L/D > 10) والثقوب ذات القطر الكبير (≥30 مم). يمتص التخميد الطبيعي للسائل الاهتزاز، مما يوفر دفعًا محوريًا مستقرًا وضخمًا يمنع كسر الأداة في المواد القاسية حيث يمكن أن تفرط الماكينات في التحميل أو التوقف.

أوصي بالأنظمة الهيدروليكية لمهام "الرفع الثقيل" المحددة. عند حفر حفرة أعمق 100 مرة من قطرها، فإنك تواجه قوى احتكاك وقطع هائلة. توفر الأسطوانة الهيدروليكية قوة دفع ثابتة تتراوح بين 20 و50 كيلو نيوتن دون ارتفاع درجة الحرارة. إذا اصطدم الحفار ببقعة صلبة في الصب، يعمل الزيت كنابض سائل. فهو يخفف الصدمة. قد يدفع نظام المؤازرة الصلبة الأداة إلى الأمام بشكل جامد للغاية، مما يتسبب في انكسار المثقاب.

الحفر بالقطر الكبير هو معقل آخر للمكونات الهيدروليكية. يتطلب حفر ثقب 50 مم في الفولاذ عزم دوران وقوة تغذية هائلة. يجب أن يكون المحرك المؤازر المماثل ضخمًا ومكلفًا. تتعامل الأنظمة الهيدروليكية مع هذا الحمل بشكل طبيعي. كما أنها تتفوق أيضًا في أنظمة الثقب المعقدة مثل الثقوب المتدرجة أو الثقوب العمياء حيث تحتاج إلى تنظيم السرعة بدون خطوات تحت الحمل الثقيل. يدمج النظام مستشعرات الضغط بسهولة. إذا تباطأت الأداة وارتفعت القوة، فإن المكونات الهيدروليكية "تشعر" بذلك ويمكنها إيقاف التغذية لإنقاذ الماكينة.

• الحفر العميق⁵: يوفر دفعًا مستمرًا لـ L/D > 10 حتى 100:1.
• أقطار كبيرة: يتعامل مع متطلبات عزم الدوران العالي للثقوب >30 مم بسهولة.
• امتصاص الصدمات: الأفضل للقطع المتقطع أو البقع الصلبة في المطروقات.
• سعة الدفع: توصيل قوة عالية (على سبيل المثال، 50 كيلو نيوتن) بفعالية.

لماذا توفر تغذية المحرك المؤازر تحكمًا فائقًا في التفريغ المؤازر للحفر الدقيق والحفر بالنقر؟

تقوم بكسر الصنابير باهظة الثمن لأن الماكينة لا يمكنها عكس اتجاهها بسرعة كافية. تتطلب مشاكل الدقة الضبط الدقيق المحوسب الذي لا يمكن أن يوفره سوى نظام المحرك الرقمي.

تتفوق المغذيات المؤازرة هنا من خلال مزامنة دوران المغزل مع معدل التغذية للاستدقاق الصلب، مما يضمن عدم وجود خطأ في درجة الحفر. تسمح قدرتها على تعقب الموضع المطلق بتتبع الموضع المطلق بأعماق حفر دقيقة للثقب والانعكاس الفوري دون التأخر الذي يكسر الأدوات.

تعمل المحركات المؤازرة بمثابة "العقل" للعمليات الدقيقة. في الاستدقاق الصلب، يجب أن تتطابق التغذية الهابطة مع درجة اللولبة تمامًا. إذا كان المغزل يدور مرة واحدة، يجب أن تتحرك التغذية بطول درجة واحدة بالضبط. تستخدم المحركات المؤازرة أجهزة تشفير عالية الدقة لقفل هاتين الحركتين معًا إلكترونيًا. ليست هناك حاجة إلى حوامل صنبور "عائمة" باهظة الثمن. والنتيجة هي دقة الملعب في حدود ± 0.005 مم.

الحفر بالنقر (سحب المثقاب لإزالة البُرادة) هو مجال آخر تهيمن فيه الماكينات. يكافح النظام الهيدروليكي للتوقف عند عمق محدد، والتراجع، والعودة إلى بالضبط النقطة السابقة. تعتمد على المؤقتات أو التدفق، والتي تنجرف. وهذا يؤدي إلى تحطيم الأداة. يعرف المؤازر موقعه حتى الميكرون. يقوم بحركة "نقار الخشب" على الفور. فهو يتحرك لأسفل، ويتراجع لإزالة البُرادة ويندفع عائدًا إلى سطح القطع دون تصادم. وتقلل هذه الدقة من معدلات الخردة بشكل كبير في القِطع عالية القيمة مثل مكونات الفضاء الجوي.

الخاتمة

اختر الأنظمة الهيدروليكية للدفع الخام في الثقوب العميقة أو الكبيرة. اختر مغذيات مؤازرة للسرعة وكفاءة الطاقة والمهام الدقيقة مثل الثقب الصلب والدورات المعقدة.