اختيار المحرك الكهربائي للوحدة الهيدروليكية في مكبس البالات

تحوّل مكابس البالات الكرتون والورق والأغشية البلاستيكية وزجاجات PET والخردة المعدنية بكبسها إلى بالات قابلة للنقل. والجزء الذي يولّد قوة المكبس هو الأسطوانة الهيدروليكية؛ أما ما يغذي الأسطوانة فهو وحدة القدرة الهيدروليكية: خزان الزيت، والمضخة، وكتلة الصمامات، والمحرك الكهربائي الذي يدير المضخة. وعند استبدال المحرك أو تركيب وحدة جديدة، غالبًا ما يُسأل عن القدرة فقط. غير أن ما يحدد المحرك في الوحدة الهيدروليكية هو: ضغط المضخة وتدفقها، وبنية دورة المكبس، وطريقة توصيل المحرك بالمضخة، واتجاه الدوران. نتناول في هذا المقال هذه العناوين من خلال الطرازات رباعية الأقطاب بهيكل من حديد الزهر المعروضة للبيع لدى HEM Motor.

من أين تأتي قدرة المحرك في الوحدة الهيدروليكية؟

تعتمد القدرة التي تطلبها المضخة من العمود على حاصل ضرب الضغط الذي تعطيه في التدفق. والتعبير التقريبي المستخدم عمليًا هو: القدرة الهيدروليكية (kW) ≈ الضغط (bar) × التدفق (l/دقيقة) / 600. وهذه القيمة هي القدرة الهيدروليكية عند مخرج المضخة؛ وعند إضافة فواقد المضخة والدائرة ترتفع القدرة المطلوبة من المحرك فوقها. ويعتمد مقدار الفواقد على نوع المضخة وتصميم الدائرة؛ ولذلك يجب استكمال الحساب بالقيم التي تعطيها الشركة المصنّعة للمضخة.

في مكابس البالات لا تتكون الدورة من نقطة ثابتة واحدة. فالأسطوانة تتقدم أولًا بسرعة دون حمل (تدفق عالٍ، ضغط منخفض)، وعندما تصطدم بالمادة تتباطأ وتكبس (تدفق منخفض، ضغط عالٍ)، ثم ترتد. وما يُجهد المحرك هو أكبر حاصل ضرب ضغط × تدفق بين هذه المراحل؛ أما ضرب أعلى ضغط في أعلى تدفق معًا فقد يقود إلى محرك أكبر من اللازم.

الدوائر ذات المضختين والدوائر الحساسة للحمل

• مضختان (عالية-منخفضة): في التقدم السريع تضخ المضختان معًا؛ وعندما يرتفع الضغط تُفرَّغ المضخة الكبيرة ويتولى الكبس المضخة الصغيرة. وبذلك يبقى المحرك في نطاق قدرة متقارب في المرحلتين.
• مضخة متغيرة التدفق: كلما ارتفع الضغط تخفض المضخة التدفق تلقائيًا. وتُحدَّد قدرة المحرك وفقًا لحد القدرة المضبوط للمضخة.
• مضخة واحدة ثابتة التدفق: هي أبسط دائرة؛ ويجب أن تكون قدرة المحرك كافية لتلبية التدفق الكامل عند أعلى ضغط.

لا يصح تحديد القدرة بالنظر إلى حمولة المكبس بالأطنان فقط دون معرفة نوع دائرتكم. وفي الوحدة القائمة، المعلومة الأكثر موثوقية هي لوحة بيانات المحرك القديم ولوحة نوع المضخة.

لماذا غالبًا 1500 دورة/دقيقة؟

يُصمَّم الجزء الأكبر من المضخات الترسية والريشية لنطاق سرعة يمكنها العمل فيه دون حدوث تكهف في جهة السحب؛ ولهذا يشيع في الوحدات الهيدروليكية المحرك رباعي الأقطاب، أي ذو السرعة التزامنية 1500 دورة/دقيقة. ورغم أن محرك 3000 دورة/دقيقة يبدو وكأنه يأخذ ضعف التدفق من المضخة نفسها، فقد يتجاوز السرعة التي تسمح بها المضخة ويُحدث صوتًا وتآكلًا في السحب. وقبل تغيير عدد أقطاب المحرك في الوحدة القائمة تحققوا من حد السرعة لدى الشركة المصنّعة للمضخة.

السرعة الاسمية على لوحة البيانات أقل قليلًا من السرعة التزامنية. فمثلًا في الطراز 132M-4 تبلغ السرعة الاسمية 1460 دورة/دقيقة؛ وتُستخدم هذه القيمة عند حساب تدفق المضخة.

توصيل المضخة وشكل التركيب

في الوحدات الهيدروليكية يُوصل المحرك عادةً بالمضخة عبر حامل مضخة (جرس) ووصلة مرنة. ويستقر الجرس من جهة على شفة المحرك ومن الجهة الأخرى على شفة المضخة؛ وتربط الوصلة العمودين. وفي هذا الترتيب تهم ثلاثة توافقات:

• شفة المحرك والجرس: يُستخدم محرك بالشفة (B5) أو بالأرجل والشفة (B35). وتُقدَّم أشكال التركيب حسب الهيكل ويتم تأكيد مقاس الشفة عند الطلب؛ فمجرد اسم "B5" لا يدل على أن الجرس سيتطابق.
• العمود وجلبة الوصلة: يتغير قطر العمود ومجرى الخابور مع فئة هيكل المحرك. وإذا لم تتطابق جلبة الوصلة الحالية مع العمود الجديد، يلزم جلبة جديدة.
• التركيب العمودي: في بعض الوحدات يقف المحرك عموديًا (V1) فوق الخزان وتتدلى المضخة داخله. وتُقدَّم خيارات التركيب العمودي أيضًا حسب الهيكل؛ اذكروا وضع المحرك عند الطلب.

يمكنكم إيجاد مقاسات العمود والشفة والأرجل في الكتالوج الفني وكتالوج المنتجات والرسومات الفنية ثنائية الأبعاد؛ وقد لُخصت أشكال التركيب المتوفرة في سؤال أشكال التركيب.

اتجاه الدوران، والإقلاع، والدورة

معظم المضخات الترسية أحادية الاتجاه. والمضخة التي تدور عكسيًا لا تضخ الزيت وقد تتضرر خلال وقت قصير. وفي المحرك ثلاثي الطور يُعكس اتجاه الدوران بتبديل مكان طورين من أطوار التغذية. ولذلك يجب التحقق من الاتجاه بتجربة قصيرة قبل توصيل المحرك الجديد بالمضخة، ومقارنته بالسهم الموجود على جسم المضخة.

كون المضخة دون حمل عند الإقلاع يريح المحرك. وفي كثير من الوحدات يضخ صمام التفريغ زيت المضخة إلى الخزان حتى يبلغ المحرك سرعة التشغيل؛ وفي هذه الحالة يعمل بدء التشغيل نجمة-دلتا دون مشكلات. والمحركات ذات لوحة البيانات 400/690 V مناسبة لبدء التشغيل نجمة-دلتا لأنها تُوصل دلتا على شبكة 400 V. وإذا كان على المضخة الإقلاع تحت الضغط فاذكروا ذلك عند الطلب.

أثناء الدورة يدور المحرك عادةً باستمرار؛ وعندما ينتظر المكبس تُفرَّغ المضخة. أما في بعض الوحدات فيُوقف المحرك ويُعاد تشغيله مع كل بالة. وإذا كان عدد مرات الإقلاع في الساعة مرتفعًا تسخن ملفات المحرك؛ وهذه المعلومة مهمة للاختيار الصحيح. وفي الفترات الطويلة التي تنتظر فيها المضخة دون حمل، يُقيَّم وفق عدد مرات الإقلاع ما إذا كان الأنسب ترك المحرك يعمل أم إيقافه.

سلاسلنا ثلاثية الطور مناسبة للتحكم في السرعة بعاكس التردد؛ وفي التشغيل الطويل بعزم كامل عند سرعة منخفضة قد تلزم مروحة خارجية، وإذا كان الكابل بين المشغّل والمحرك طويلًا يُنظر في مرشح dv/dt أو مرشح جيبي؛ ويُبلَّغ عن هذه الظروف عند الطلب.

طرازات نموذجية تُرى في وحدات مكابس البالات

الطرازات التالية بهيكل من حديد الزهر أمثلة على نطاق القدرة المصادَف في الوحدات الهيدروليكية لمكابس البالات الصغيرة والمتوسطة. ويحدد تصميم المضخة والدائرة احتياج مكبسكم؛ ولا ينبغي قراءة هذه الأسطر كقائمة توصيات.

درجة حماية المحركات المدرجة IP55، وعزلها من الفئة F؛ والتغذية محددة بـ 400/690 V (Δ/Y) عند 50 Hz. ويتساوى 132S و132M في ارتفاع العمود لكن أطوال هيكليهما مختلفة؛ وفي الوحدات الموصولة بالشفة لا يشكل هذا الفرق مشكلة غالبًا، أما في الوحدات الموصولة أيضًا من الأرجل فيُتحقق من المسافة بين الأرجل. والمعلومات الأخرى عن التطبيقات الهيدروليكية موجودة في صفحة المحركات الكهربائية للمضخات الهيدروليكية.

مثال افتراضي: تجديد المحرك في مكبس بالات عمودي

صيغ هذا المثال لتوضيح تسلسل الفحص؛ وليس تطبيقًا حقيقيًا. لنفترض أن ملفات المحرك المكتوب على لوحة بياناته 7.5 kW و1450 دورة/دقيقة قد احترقت في الوحدة الهيدروليكية لمكبس كرتون عمودي في مستودع إعادة تدوير. والمحرك موصول بمضخة ترسية عبر جرس ووصلة.

• القدرة والسرعة: تشير لوحة البيانات إلى محرك رباعي الأقطاب. والسرعة الاسمية للطراز 132M-4 بهيكل من حديد الزهر هي 1460 دورة/دقيقة؛ فلا يتغير تدفق المضخة عمليًا.
• التوصيل: يُدوَّن نوع شفة المحرك القديم ومقاس الشفة التي يستقر عليها الجرس؛ وتُذكر هذه المعلومة عند الطلب لتأكيد توافق الشفة. ويُتحقق وفق الكتالوج مما إذا كانت جلبة الوصلة تناسب قطر العمود.
• سبب العطل: يُبحث عن سبب احتراق الملفات: فقد يكون مرشح مسدود أو صمام أمان انحرف ضبطه قد أبقى المضخة باستمرار عند ضغط عالٍ؛ وقد يكون عدد مرات الإقلاع في الساعة مرتفعًا جدًا.
• الإدخال في التشغيل: يُتحقق من اتجاه الدوران بتشغيل قصير قبل توصيل المضخة. ثم يُقاس التيار أثناء الكبس؛ فإذا كان التيار فوق القيمة الاسمية 14.3 A باستمرار، يُراجَع ضبط صمام الأمان والدائرة.

المعلومات اللازمة للطلب

• صورة واضحة للوحة بيانات المحرك المفكوك
• لوحة نوع المضخة؛ وضغط التشغيل والتدفق إن كانا معروفين
• شكل التوصيل: الجرس والوصلة، وشكل التركيب (B5، B35، عمودي V1)، ومقاس الشفة
• طريقة بدء التشغيل، وجهد الشبكة، والعدد التقريبي لمرات الإقلاع في الساعة
• البيئة التي توجد فيها الوحدة (غبار، مكان مفتوح، حرارة)

يمكنكم الاطلاع على المحركات التي قد تناسب وحدتكم الهيدروليكية مع أسعارها في صفحة المتجر لدينا. وإذا أردتم السؤال عن البديل بلوحة بيانات المحرك الذي لديكم، فأرسلوا الصورة عبر صفحة إيجاد البديل من لوحة بيانات المحرك؛ وللأسئلة المتعلقة بالمضخة والدائرة راسلونا.