در دنیای تکنولوژی 3 نوع عملگر برای تامین انرژی حرکتی دستگاه ها و ماشین آلات حفاری و صنعتی استفاده می گردد. این 3 نوع عملگر عبارتند از :

الکتریکی (برقی)

پنوماتیکی

هیدرولیکی

پنوماتیک در ماشین های حفاری :

برای توانایی کنترل ماشین آلات و تاسیسات ، نیازمند یک ساختار منطقی جامع و پیچیده از وضعیت ها و حالات سوئیچینگ می باشیم. این امر در نتیجه اثر متقابل سنسورها ، تحلیل کننده ها ، عناصر کنترل و عمل کننده ها در پنوماتیک و یا در سیستم های جزئی پنوماتیکی خواهد بود.

پیشرفتهای تکنولوژیکی که درجریان مواد اولیه، طراحی و محصولات بوجود آمده، متعاقباً سبب ارتقاء سطح کیفیت و تنوع در اجزاء پنوماتیکی شده است. این امر موجبات استفاده هر چه گسترده تر پنوماتیک در اتوماسیون را فراهم کرده است .

سیلندر پنوماتیکی نقش مهمی را به عنوان یک واحد راه انداز خطی ایفا می کند که دلیل آن خصوصیات زیر می باشد .

• قیمت نسبتاً پائین
• راحتی نصب
• ساختمان ساده و نیرومند
• تنوع در سایز و طول کورسهای مختلف

سیلندر پنوماتیکی خصوصیات کلی زیر را دارا می باشد:

• قطر 25 میلیمتر الی 320 میلیمتر
• طول کورس 1 الی 2000 میلیمتر
• فشار پیستون 2 الی 6 بار در نیروی 45000 نیوتن
• سرعت حرکت پیستون 5/1 الی 10 متر بر ثانیه

عمل کننده های پنوماتیکی می توانند حرکات زیر را انجام دهند :

• خطی
• دورانی محدود
• دورانی نامحدود

برخی از کاربردهای پنوماتیک

برخی از کاربردهای پنوماتیک در صنعت عبارتند از:

1-روشهای کلی در نقل وانتقال مواد:

• نگاه داشتن قطعات
• تغییر مکان مواد و یا تغییر جهت انتقال آنها
• موقعیت یابی
• جهت دادن و جاسازی قطعات
• انشعاب دادن جریان مواد

2- کاربردهای کلی:

• بسته بندی
• پر کردن
• اندازه گیری
• محکم نگه داشتن (قفل کردن)
• راه اندازی محورها
• باز و بستن درب ها
• کنترل شیب کانوایر برای فرستادن قطعات بر روی آن
• نقل وانتقال مواد
• چرخاندن و برگرداندن قطعات
• دسته بندی قطعات
• انبار کردن اجزاء
• علامت گذاری بر روی اجزاء

کاربرد پنوماتیک در انجام عملیات کاری :

پنوماتیک در انجام عملیات کاری زیر مورد استفاده قرار میگیرد به عنوان مثال:

• مته کاری
• تراشکاری
• فرزکاری
• اره کاری
• پرداختکاری
• فرم دهی و شکل دهی
• کنترل کیفیت

هیدرولیک در ماشین های حفاری :

تاریخچه هیدرولیک :

اصول اساسی هیدرولیک را پاسکال دانشمند فرانسوی در سال ۱۶۵۰ بیان نمود. یک قرن بعد دانیل برنولی قانون بقای انرژی را برای سال جاری در خط لوله بیان نمود.

می توان گفت در سال ۱۷۹۵ اولین پرس هیدرولیک آبی ساخته شد. پس از کشف روغن حاصل از نفت، این محصول جایگزین آب به عنوان واسطه انتقال انرژی گردید. سپس با ساخت قطعات دقیق تر، مشکلات آب بندی سیستم ها به تدریج حل شد و توجیه و مقبولیت هیدرولیک روز بروز افزایش یافت.

در طی جنگ جهانی اول از هیدرولیک در سطح وسیعی استفاده شد. از اواسط قرن بیستم مقبولیت و بهره برداری از آن به حدی رسید که هم اکنون هرکس می تواند در نزدیکی خود کاربردی از آن را بیابد.

مزایای سیستم هیدرولیک

مهندسین طراح ماشین آلات، همیشه درگیر انتخاب مناسب ترین سیستم جهت انتقال و کنترل انرژی از بین سیستم های الکتریکی، مکانیکی، بادی یا هیدرولیکی می باشند. البته در بسیاری از کاربردها ترکیب سیستم های فوق، مؤثرتر و اقتصادی تر است. در همین راستا می توان جهت تشخیص بهتر موارد استفاده از هیدرولیک، مزایای عمومی آنرا مورد بررسی قرار داد.

• سادگی طراحی سیستم هیدرولیک

یک سیستم هیدرولیک در مقایسه با انواع مکانیکی مشابه، قطعات متحرک کمتری دارد، لذا از نظر ساختمان بسیار ساده و کارآمد می باشد و با انتقال روغن توسط خطوط انتقال به هر نقطه مورد نظر می توان به حرکتهای خطی یا دورانی با قدرت بالا و کنترل مناسب دست یافت. در صورتیکه در یک سیستم مکانیکی، جهت انتقال قدرت و حرکت، به مجموعه ای از چرخدنده، بادامک، کلاچ، اهرم و…………… نیاز می باشد.

• قابلیت افزایش نیرو در سیستم هیدرولیک

در سیستم هیدورلیک، در هنگام نیاز می توان به سادگی نیروها را تا صدها برابر افزایش داد.

• سادگی و دقت کنترل سیستم هیدرولیک

کنترل نیروهای بزرگ با اعمال کمترین نیرو قابل انجام است. همچنین امکان دست یابی به گشتاور یا توان ثابت در سرعتهای متغیر وجود دارد.

• انعطاف پذیری سیستم هیدرولیک

استفاده از لوله ها و شیلنگ ها بجای اجزاء مکانیکی (مانند زنجیر، تسمه، کوپلینگ، گاردان و …) مشکلات و محدودیت های موقعیتی را به حداقل رسانده، بگونه ای که اجزاء یک سیستم هیدرولیک را می توان بصورت کاملا انعطاف پذیر (از نظر موقعیت) طراحی نمود.

• بازده بالا در سیستم هیدرولیک

سیستم هیدرولیک از بازده بالا و تلفات اصطکاکی کم برخوردار بوده و هزینه انتقال قدرت در آن پائین است. سازگاری این سیستم با اجزاء کنترلی دیگر مانند اجزاء برقی، الکترونیکی و مکانیکی، مزیت اقتصادی بالایی را بوجود آورده است. سیستم هیدرولیک از نقطه نظر کاهش هزینه های نگهداری نیز مزایای فراوانی دارد.

• قابلیت اطمینان در سیستم هیدرولیک

استفاده از شیرهای اطمینان و سوئیچهای فشاری و حرارتی، سیستمهای هیدرولیک را نسبت به افزایش ناگهانی بار از قابلیت اطمینان کافی برخوردار نموده است.

سیستم هیدرولیک چگونه کار می کند؟

بطور کلی یک سیستم هیدرولیک چهار وظیفه اساسی را بر عهده دارد :

1- تبدیل انرژی مکانیکی به قدرت سیال تحت فشار بوسیله پمپ

2- انتقال سیال تا نقاط مورد نظر توسط لوله ها و شیلنگها

3- کنترل فشار، جهت و جریان سیال توسط شیرها

4- انجام کار توسط عملگرها (سیلندرها و موتورهای هیدرولیکی)

به مجموعه عوامل چهارگانه فوق، مدار هیدرولیکی می گویند که عملکرد صحیح آن بیش از هر چیز به کنترل دقیق وابسته می باشد. در شناخت یک سیستم هیدرولیک، قبل از هر چیز باید به خاصیت تراکم ناپذیری سیال توجه کرد و سپس با توجه به امکان چند برابر کردن نیروها  قابلیت آنرا در انجام کارهای بزرگ درک نمود.

دو نمونه از کاربرد های پنوماتیک و هیدرولیک در ماشین های حفاری دریل واگن ها و چکش های هیدرولیکی هستند.

دریل واگن (wagon drill)

دریل واگن ها به صورت کلی در دو دسته طبقه بندی می گردند :

• دریل واگن های پنوماتیکی (بادی)
• دریل واگن های هیدرولیکی (روغنی)

دريل واگن هاي هيدروليکي به دلیل مزایای عمده ای که  نسبت به انواع دریل واگن های پنوماتیک دارند در پروژه ها به صرفه تر مي باشد.

چکش های هيدروليکي:

برای حفر تونل در موارد ذیل از چکش های هیدرولیکی استفاده می شود.

در مواردي که بدنه تونل ريزشي مي باشد استفاده از مواد آتش باري يا غير ممکن مي باشد و يا با خطر همراه مي باشد.

در شرایط جغرافیایی خاص که دسترسی به مواد منفجره سخت می باشد و همچنین تونل هايي با مسافت هاي کم که استفاده از کله گاوي و TBM اصولاً غير اقتصادي به نظر می آید.

خواندن اين مطلب هم به شما توصيه مي کنيم: آشنايي با برخی از انواع ماشین های حفاری

شرکت حفار ماشین آذر تولید کننده قطعات چکش های هیدرولیکی با بالاترین کیفیت می باشد.