هل تساءلت يوماً ما الذي يشغل الآلات التي نعتمد عليها يومياً؟ من التوربينات البخارية إلى المحركات الكهربائية، تلعب الآلات الدوارة دوراً حاسماً في مختلف الصناعات. تستكشف هذه المدونة الأنواع المختلفة من الآلات الدوارة بما في ذلك مكوناتها ووظائفها. في النهاية، ستحصل على فهم واضح لكيفية عمل هذه الآلات وأهميتها في عالمنا. تعمق في التعرف على الآليات الرائعة التي تحافظ على دوران عالمنا الحديث!
تتضمن غالبية الماكينات مكونات دوارة.
تشير الماكينات الدوارة إلى تلك الآلات التي تتحقق وظيفتها الأساسية من خلال الحركة الدورانية، وخاصة تلك الآلات التي تدور مكوناتها الرئيسية بسرعات عالية.
تتنوع أنواع الآلات الدوارة وتشمل التوربينات البخارية والتوربينات الغازية وضواغط الطرد المركزي والمولدات والمضخات والتوربينات المائية والمراوح والمحركات الكهربائية.
وتتكون المكونات الرئيسية لهذه الماكينات من الدوّارات، وأنظمة المحامل، والستاتور، وأغلفة الوحدات، بالإضافة إلى الوصلات.
يمكن أن تتراوح سرعة دوران هذه الماكينات من بضع عشرات إلى عدة مئات الآلاف من الدورات في الدقيقة. وفيما يلي بعض الأمثلة على الآلات الدوارة النموذجية.
التوربينات البخارية هي آلة طاقة دوارة تقوم بتحويل طاقة البخار إلى عمل ميكانيكي، وتُعرف أيضاً باسم الدوّار البخاري.
وهي تُستخدم في المقام الأول كمحرك رئيسي لتوليد الطاقة، ولكن يمكنها أيضًا أن تدفع مباشرةً العديد من المضخات والمراوح والضواغط ومراوح السفن.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام العادم أو الاستخراج الوسيط للتوربينات البخارية لتلبية احتياجات التدفئة في كل من التصنيع والأماكن المنزلية.
يعمل ضاغط الطرد المركزي عن طريق نقل الطاقة إلى الغاز من خلال دوّار، وبالتالي زيادة ضغطه.
يمكن أن يتكون من مرحلة واحدة أو عدة مراحل. ويندرج هذا النوع من الضواغط تحت فئة الضواغط ذات الشفرات الدوارة، والمعروفة أيضاً باسم الضواغط التوربينية.
داخل ضاغط الطرد المركزي، يمارس الدوران عالي السرعة للدوار قوة طرد مركزي على الغاز، ويزيد التمدد في قناة الناشر من ضغط الغاز.
المولد الكهربائي هو جهاز ميكانيكي يقوم بتحويل أشكال مختلفة من الطاقة إلى طاقة كهربائية.
نشأت خلال الثورة الصناعية الثانية، وقد تم تطويرها لأول مرة على يد المهندس الألماني سيمنز في عام 1866.
تعمل المولدات بواسطة التوربينات المائية أو التوربينات البخارية أو محركات الديزل أو غيرها من الأجهزة الميكانيكية، وتقوم المولدات بتحويل الطاقة المتولدة من تدفق المياه أو تدفق الهواء أو احتراق الوقود أو الانشطار النووي إلى طاقة ميكانيكية.
ثم يتم تحويل هذه الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية بواسطة المولد. للمولدات مجموعة واسعة من التطبيقات في الإنتاج الصناعي والزراعي والدفاع والتكنولوجيا والحياة اليومية.
مضخة المياه هي جهاز ميكانيكي مصمم لنقل أو ضغط السوائل.
ينقل الطاقة الميكانيكية للمحرك الرئيسي أو مصادر الطاقة الخارجية الأخرى إلى السائل، مما يعزز طاقته.
وهي تُستخدم في المقام الأول لنقل السوائل المختلفة، بما في ذلك الماء والزيت والمحاليل الحمضية القاعدية والمستحلبات والمعلقات والمعادن السائلة.
يمكن للمضخة أيضًا التعامل مع مخاليط السوائل والغازات، وكذلك السوائل التي تحتوي على مواد صلبة عالقة.
المروحة هي جهاز ميكانيكي يعتمد على إدخال الطاقة الميكانيكية لزيادة ضغط الغاز وطرد الغاز.
إنه نوع من آلات السوائل المدفوعة، مع ضغط عادم أقل من 1.5 × 10×1.55با. تستخدم المراوح على نطاق واسع للتهوية واستخراج الغبار والتبريد في المصانع والمناجم والأنفاق وأبراج التبريد والمركبات والسفن والمباني.
كما أنها تُستخدم أيضًا للتهوية وتسييل الهواء في الغلايات و الأفران الصناعيةوللتبريد والتهوية في أجهزة تكييف الهواء والأجهزة المنزلية، ولتجفيف الحبوب واختيارها، وكذلك لتدفق الهواء في نفق الرياح ونفخ ودفع الحوامات.
المحرك الكهربائي هو جهاز يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. وهو مصمم على أساس ظاهرة دوران الملف المكهرب تحت قوة داخل مجال مغناطيسي.
اعتمادًا على مصدر الطاقة المستخدم، يتم تصنيف المحركات إلى محركات تيار مباشر ومحركات تيار متردد.
معظم المحركات في أنظمة الطاقة هي محركات التيار المتردد، والتي يمكن أن تكون إما متزامنة أو غير متزامنة. يتكون المحرك الكهربائي في المقام الأول من الجزء الثابت والدوار.
يرتبط اتجاه القوة المؤثِّرة على السلك المكهرب في المجال المغناطيسي باتجاه التيار وخطوط المجال المغناطيسي.
مبدأ تشغيل المحرك الكهربائي هو القوة التي يبذلها المجال المغناطيسي على التيار، مما يؤدي إلى دوران المحرك.
يتم تنفيذ الوظيفة الأساسية للآلات الدوارة من خلال مكوناتها الدوارة، حيث يكون الدوار هو العنصر الأكثر أهمية.
الاهتزازات والضوضاء غير الطبيعية هي المؤشرات الرئيسية للخلل في الآلات الدورانية. وتكشف إشارات الاهتزاز، التي تتجلى في نطاقات السعة والتردد والزمن، عن معلومات العطل الحاسمة حول الماكينة.
لذلك، يعد الفهم الشامل لآليات الاهتزاز في الآلات الدورانية في ظل ظروف الأعطال المختلفة أمرًا ضروريًا للمراقبة التشغيلية الفعالة وتعزيز دقة تشخيص الأعطال.
استنادًا إلى طبيعة الاهتزاز الميكانيكي، يمكن تصنيف اهتزازات الآلات الدورانية إلى ثلاث فئات متميزة:
ينتج الاهتزاز القسري، الذي يُطلق عليه أيضًا الاهتزاز المتزامن، عن قوى الإثارة الخارجية الدورية المستمرة.
يسحب هذا النوع من الاهتزازات الطاقة باستمرار من البيئة الخارجية لتعويض الطاقة المفقودة بسبب التخميد، وبالتالي الحفاظ على سعة اهتزاز ثابتة داخل النظام.
والجدير بالذكر أن الاهتزاز نفسه لا يؤثر على القوة المزعجة. تشمل الأسباب الشائعة للاهتزاز القسري اختلال توازن كتلة الدوّار، والوصلات غير المتوازنة، والاحتكاك الساكن في الدوّار، والمكونات الميكانيكية المفكوكة، وتلف عناصر الدوّار أو المحامل.
التردد المميز للاهتزاز القسري يساوي دائمًا تردد القوة المزعجة. على سبيل المثال، يُظهر الاهتزاز القسري الناجم عن عدم توازن كتلة الدوار تردد اهتزاز يطابق باستمرار تردد سرعة الدوران.
ينشأ الاهتزاز المستثار ذاتيًا من القوى المتناوبة الناتجة عن الحركة الداخلية للماكينة أثناء التشغيل. تتوقف هذه القوى المتناوبة بشكل طبيعي عندما يتوقف الاهتزاز.
يتوافق تردد الاهتزاز المستثار ذاتيًا مع التردد الطبيعي (أو الحرج) للماكينة، بغض النظر عن أي تردد إثارة خارجية.
تشمل المظاهر الشائعة للاهتزاز الذاتي الاستثارة في الماكينات الدوارة دوامة الزيت وتذبذب غشاء الزيت، الناجمين بشكل أساسي عن المقاومة الداخلية للدوار والاحتكاك بين المكونات الساكنة والديناميكية.
مقارنةً بالاهتزاز القسري، يحدث الاهتزاز المستثار ذاتيًا بشكل مفاجئ وبشدة اهتزاز أعلى، مما قد يتسبب في حدوث تلف شديد للماكينة خلال فترة زمنية قصيرة.
الاهتزاز القسري غير المستقر هو نوع من الاهتزاز القسري الناجم عن اضطرابات خارجية.
فهو يشترك في تردد الاضطراب، ولكن بشكل فريد، يؤثر الاهتزاز نفسه بشكل متبادل على مقدار الاضطراب وطوره. وبالتالي، يتذبذب كل من سعة الاهتزاز وطوره.
على سبيل المثال، يضيف التشوه الحراري غير المتكافئ الموضعي في عمود الدوار كتلة غير متوازنة إلى الدوار، مما يتسبب في حدوث اختلافات في سعة الاهتزاز وطوره.
وتؤثر هذه التغيرات في السعة والطور بدورها على حجم وموقع التشوه الحراري غير المتكافئ، مما يؤدي إلى تغيرات مستمرة في الاهتزاز القسري.
يعد فهم أنواع الاهتزازات هذه أمرًا بالغ الأهمية لتنفيذ استراتيجيات فعالة لمراقبة الحالة وتطوير خوارزميات متقدمة لتشخيص الأعطال في الآلات الدورانية.
بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.
AR 
EN 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO