اتصالات صنعت به دو دسته تقسیم می شوند: دائمی و موقت. اتصالات دائمی شامل جوش و پرچ می باشد. انواع مختلفی از فرآیندهای جوشکاری نیز وجود دارد، از جمله جوشکاری اولتراسونیک، جوشکاری اصطکاکی، پرتو لیزر، اکسی استیلن (گرمایش شعله) و مهمتر از همه رایج ترین جوشکاری قوس الکتریکی جوشکاری. اینورتر جوشکاری یکی از رایج ترین ابزارهای صنعتی است که برای اتصال فلزات در صنایع بزرگ و کوچک استفاده می شود.
با پیشرفت زمان و تکنولوژی، این ابزارها نیز تغییر کرده اند. آنها اکنون کارآمدتر، ایمن تر، استفاده آسان تر و پاسخگوی نیازهای مختلف هستند.
این دستگاه ها نیاز به منبع تغذیه دارند. آنها با جریان مستقیم DC یا برق AC کار می کنند. منبع تغذیه جریان الکتریکی مورد نیاز برای ایجاد قوس را فراهم می کند. این جریان می تواند متناوب یا مستقیم (دائمی) باشد. در ابتدا فقط از جریان DC استفاده می شد. از آنجایی که مشکل ناپایداری قوس با جریان متناوب وجود داشت، این رقم بعداً با افزودن ترکیبات مناسب به پوشش الکترود برطرف شد. بنابراین، می توان از هر دو نوع منبع تغذیه استفاده کرد، اما ممکن است یکی از این دو منبع تغذیه بسته به امکانات استفاده، مقرون به صرفه تر از دیگری باشد.
جوشکاری فرآیند اتصال دائمی دو قطعه فلز به یکدیگر است. این فرآیند به روش های مختلفی انجام می شود، اما زمانی که این فرآیند با ذوب یک ماده یا مواد همگن انجام شود، به آن جوشکاری می گویند. در بین روش های مختلف، جوشکاری، نقطه ای جوشکاری، و خطی جوشکاری دو روش بسیار محبوب امروزه برای اتصال قطعات ورق فلزی به یکدیگر هستند که با استفاده از ابزاری به نام اینورتر جوشکاری ساخته می شود.
محاسبات گسترده و پیچیده ای برای تعیین نوع ماده مورد استفاده برای اتصال دو قطعه فلزی به یکدیگر انجام می شود، اما در حال حاضر بیشتر این محاسبات در قالب های مختلف انجام می شود و از این رو انواع الکترودها و دستگاه های جوشکاری جوشکاری B هستند. طراحی و ساخته شده است.
فلسفه اصلی انواع دستگاه ها، روش ها و الکترودهای مرتبط با جوشکاری، کاربرد نهایی مواد و جزء ساخته شده است. به عنوان مثال، اگر قسمتی که در آن از جوشکاری استفاده خواهید کرد، قرار است در ساختمان هواپیما یا فضاپیما استفاده شود، به دلیل فشار زیاد، اگر برای کشتی، به دلیل رطوبت زیاد، اگر برای یک ساختمان، مقاومت در برابر زلزله. اگر به دلیل کشش و نمایش برای خودرو باشد، خواهید دید که کاربردهای مختلف نیاز به روش جوشکاری را برای قطعات مختلف ایجاد می کند.
به طور کلی الکترود یا سیم جوش در جوشکاری یک ماده رسانا است که از یک طرف به قسمت فلزی و از طرف دیگر به قسمت غیر فلزی متصل می شود. وظیفه اصلی این قسمت برقراری ارتباط بین دو جسم رسانا و نارسانا است.
الکترودهای ساخته شده از فولاد کم کربن برای جوشکاری نقطه ای مناسب هستند. فولاد ضد زنگ آستنیتی سری 300 می تواند به عنوان فولاد ضد زنگ فریت برای نقطه جوشکاری استفاده شود. فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی به دلیل سختی بالا برای این نوع جوشکاری مناسب نیستند. آلومینیوم را می توان با استفاده از برق ولتاژ بالا و سطوح بسیار تمیز بدون اکسید جوش داد. افزایش هزینه های اضافی برای تمیز کردن سطح بدون اکسید (با فولاد کم کربن قابل اجتناب است).
به دلیل خواص ذوب متفاوت و هدایت حرارتی، مواد مختلف را نمی توان نقطه جوش جوش داد. جوشکاری فولادهای نیکل و کروم اندود شده نسبتاً آسان است، در حالی که آلومینیوم، قلع و روی نیاز به آماده سازی طبیعی فلزات آبکاری دارند.
سیم ارت یا سیم اتصال به زمین یکی از روش‌های جلوگیری از برق گرفتگی است. اگر می‌خواهید بیشتر بدانید که سیم ارت چیست و چگونه مانع از برق گرفتگی میشود یا سیم ارت به چه دلیل استفاده میشود؟ سیم ارت را به کجا وصل کنیم؟ چگونه سیم ارت را وصل کنیم؟
تمام تجهیزاتی که دارای جریان الکتریکی می‌باشند، ممکن است که دچار نشتی جریان برق شوند.
نشتی جریان برق تحت تاثیر عوامل زیادی مانند پوسیدگی سطح عایق، ضربه، له شدگی، لخت بودن قسمتی از رسانا، رطوبت، گرد و غبار و... ممکن است، بوجود آید. حال اگر این نشتی جریان برق به سطح بیرونی وسایل الکتریکی منتقل شود، ما به محض دست زدن به آنها، دچار برق گرفتگی خواهیم شد. برای حل این مشکل یک راه حل وجود دارد و آن هم سیم ارت به معنای سیم اتصال به زمین است. کاربرد سیم ارت یا سیم اتصال به زمین دقیقا همین جاست.
ممکن است شنیده باشید که شخصی در اثر تماس با یک وسیله برقی، دچار برق گرفتگی شده است. دلیل این برق گرفتگی چیست؟ زمانی که سیم‌های فاز و یا سیم نول به طریقی به بدنه دستگاه اتصال یابند و مدار الکتریکی دچار نشتی جریان برق شود، آنگاه با دست زدن به آن دچار برق گرفتگی خواهیم شد. حال سیم ارت با انتقال نشتی جریان، به زمین از برق گرفتگی، آتش سوزی و اتصالی دستگاه جلوگیری می‌کند.
سیستم ارتینگ از یک چاه ارت و یک سیم ارت تشکیل شده است. کارکرد اصلی آن انتقال جریان الکتریکی به زمین است. برای نصب آن باید بدنه دستگاه برقی یا هر نوع مصرف کننده برقی را به وسیله یک رشته سیم به سیم ارت وصل کنید. طرف دیگر سیم ارت هم به به چاه ارت و یا سیستم لوله‌کشی آب خانه متصل میشود.
مشاهده شده که در برخی موارد بدنه دستگاه‌های برقی را به لوله‌های آهنی آب و یا گاز و یا حتی اسکلت ساختمان اتصال می‌دهند. این عمل می‌تواند موجب خسارات جبران ناپذیر و به ویژه برق گرفتگی‌های کشنده شود. پس بهتر است سیم ارت را به چاه ارت وصل کنیم.
چاه ارت، یک حفره ی عمیق ته زمین است؛ دقیقا جایی که خاک به رطوبت نسبی رسیده باشد. درون چاه ارت یک صفحه مسی وجود دارد که توسط سیم مسی به صفحه جوش خورده است. اطراف صفحه نیز با مواد بنتونیت پوشانده شده و سیم مسی به بیرون چاه هدایت شده است. سیم مسی از این ناحیه به تمام دستگاه‌های الکتریکی متصل خواهد شد.
تنها شباهت سیم ارت و سیم نول در ظاهر آنها ست و اینکه هر دو بی برق هستند. عملا کارکرد‌های آنها متفاوت است و هرگز نمی‌توان به‌جای سیم ارت از سیم نول استفاده کرد. همانطور که گفتیم سیم ارت برای محافظت بیشتر کاربرد دارد و وجود آن الزامی نیست؛ در صورتی که وجود سیم نول الزامی است. همچنین رنگ سیم ارت و سایز سیم ارت در مقایسه با سیم نول تنوع بیشتری دارد.
به دستگاهی الکترونیکی که سبب تبدیل کردن جریان مستقیم برق به جریان متناوب میشود و با ایجاد تغییر در فرکانس و ولتاژ خروجی، دور موتور الکتریکی را کنترل می‌کند اینورتر یا درایو می‌گویند که اینورتر اشنایدر یکی از بهترین اینورترها در میان برندهای موجود است که با به‌کارگیری این وسیله در مصرف برق صرفه‌جویی میشود.
اینورتر اشنایدر از الکتروموتورها محافظت می‌نماید و موجب افزایش طول عمر آنها می‌گردد. این ابزار قادر به تغییر دور موتور، از صفر تا چندین برابر دور نامی درج‌شده روی پلاک موتور است.
به علت منعطف ساختن پروسه‌های صنعتی تنظیم دور موتورهای الکتریکی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است و در بیشتر موارد موجب کاهش مصرف انرژی می‌گردد.
روشن و خاموش شدن موتورهای الکتریکی به شکل کنترل شده، به‌وسیله‌ی اینورتر اشنایدر انجام میشود که این اتفاق در کسری از ثانیه اتفاق می‌افتد، و این قابلیت به الکتروموتورها امکان فرمان‌پذیری هوشمند و کنترل‌شده را خواهد داد.
روشن و خاموش شدن موتورها توسط اینورترها به‌صورت تدریجی، از تنش‌های مکانیکی در کوپلینگ‌ها و بسیاری دیگر از آسیب‌های ادوات دوار می‌کاهد.
نقش اینورترهای اشنایدر، کلید زنی و هدایت ولتاژهای بالا و جریان‌های چند صد آمپری می‌باشد. اینورترها برای انجام درست کارشان به المان‌های قدرتمندی نیازمند هستند.
نزدیک به سی سال است که این ریزپردازنده‌ها باقیمت مناسب و کیفیت بالا در اختیار صنایع قرار داده شده‌اند. بر این اساس، اینورترها از ادوات صنعتی مدرنی محسوب می‌شوند.
اینورتراشنایدر با نام تجاری آلتیوار طراحی و به بازار عرضه می‌گردند که آلتیوار۷۱، آلتیوار ۶۱ ، آلتیوار ۲۱۲، آلتیوار ۱۱، آلتیوار ۱۲، آلتیوار ۳۱۲، آلتیوار ۳۱ از رایج‌ترین آنها محسوب می‌شوند. همانطور که گفته شد اینورتر اشنایدر برای راه‌اندازی الکتروموتورها استفاده می‌گردد.
برای راه‌اندازی الکتروموتورهای سه فاز، این نمونه درایوها بسیار مناسب هستند. استارت و استپ به شکل نرم، توانایی تنظیم سرعت موتور، قابلیت روشن و خاموش شدن موتور به شکل کنترل‌شده، کم شدن مصرف برق و انرژی، تعیین و کنترل گشتاور موتور و... از مزیت‌هایی است که می‌توان برای این نمونه درایوها عنوان کرد.
نسل جدید اینورتر اشنایدر اینورتر هوشمند است. این اینورتر ها قابلیت های زیادی دارند. یکی از ویژگی های جدید این سری اینورتر قابلیت اتصال به شبکه اینترنت اشیا یا IoT یا (Internet of Things) تحت پلتفرم جدیدی در محصولات اشنایدر با نام Ecostruxure است که می تواند با توجه به اطلاعات کل سیستم برق، مدار را کنترل کند.
سرعت چرخش موتور را می توان با تغییر فرکانس اعمالی به آن کنترل کرد. برای کنترل سرعت موتور، باید فرکانس را تغییر دهیم و ولتاژ اعمالی را نیز به گونه ای کنترل کنیم که شار میدان مغناطیسی در مقدار بهینه خود باقی بماند.
تقریبا تمامی درایو های کنترل دور بر این اساس کار می کنند که تغذیه AC ورودی را دریافت می کنند، با یکسوسازی آن را به برق DC تبدیل می کنند و با استفاده از اینورتر برق DC موجود را به برق AC با فرکانس های دلخواه تبدیل می کنند و به عنوان خروجی تحویل می دهند. اینورتر بخش کلیدی آن فرایند است، به همین دلیل است که به درایو های کنترل دور، اینورتر نیز می گویند.
بازدهی موتور اهمیت بسیاری دارد. طبق آخرین استانداردهای اروپا خرید موتور IE1 ممنوع است (کم بازده ترین موتورها)؛ اگر یک موتور IE2 بخرید باید آن را همراه درایو استفاده کنید.
با توجه به طول عمر موتورها، هزینه خریدشان درصد کوچکی از هزینه بهره برداری از آن ها ناشی از مصرف انرژی در طول عمرشان است، بنابراین استفاده از موتورهای پربازده تر IE3 و IE4 منطقی تر است.
البته در انتخاب موتور این نکته را نیز در نظر داشته باشید که اغلب موتورها هنگامی که نزدیک توان نامی شان کار می کنند بازده بیشتری دارند، بنابراین موتوری انتخاب نکنید که از توان مورد نیاز خیلی بزرگتر باشد.
شکل زیر ساختار داخلی اینورتر را نشان می دهد. یکی از المان های تشکیل دهنده درایو یکسو ساز است که از شش دیود یکسو کننده تشکیل شده است و ورودی AC را به DC تبدیل می کند و توسط لینک DC که یک خازن است به اینورتر انتقال می دهد.
ماژول اصلی درایو، اینورتر است. اینورتر از شش ترانزیستور دوقطبی با درگاه عایقی یا به اختصار IGBT تشکیل شده است. IGBT به عنوان کلید های قدرت بسیار سریع عمل می کنند.
همانطور که می‌دانید کارکرد سیستم‌های فشار پنوماتیک طوری می‌باشد که در آنها فرآیند انجام‌شده توسط هوای فشرده صورت می‌گیرد.
هر نوع سیستمی که با اتصالات پنوماتیک تجهیز شده باشد، در آن هوای فشرده به‌طورمعمول با بهره‌گیری از شبکه ضد هوا، لوله‌های مستحکم یا شلنگ‌های مقاوم و انعطاف‌پذیر به فضای مربوطه منتقل می‌شوند.
تقریباً تمامی این مجاری به انواع وسیعی از اتصالات فیتینگ پنوماتیک، شیرآلات، کوپلینگ‌ها و آداپتورها و به همدیگر وصل می‌گردند.
در حالت کلی می‌توان به هر مدل اتصال دهنده‌ای که جهت متصل نمودن اجزا یا دستگاه‌ها در یک سیستم پنوماتیک و تحت‌فشار طراحی و ساخته شده، اتصالات پنوماتیک گفت.
این سیستم‌ها و اتصالات امروزه از ساخت‌وساز و مونتاژ گرفته تا راه‌اندازی خط تولید دارای تنوع زیادی بوده و از آنها در ماشین‌های صنعتی، ابزارآلات دستی و تجهیزات میز کار، به شکل وسیعی تقریباً در تمامی صنایع کاربرد دارند.
از انواع کاربردهای اتصالات پنوماتیکی می‌توان به استفاده در سیستم‌های بادی، کمپرسورها، سیستم‌های پنوماتیکی، صنعت اتومبیل‌سازی، صنعت داروسازی و… اشاره کرد.
همچنین در اغلب محیط‌های کار، قدرت ارائه شده توسط سیستم پنوماتیک به‌طور کارآمدتر، قابل‌اعتمادتر، به‌صرفه و ایمن‌تر از سایر سیستم‌ها و محرک‌ها می‌باشد.
در چه بخش‌هایی اتصالات پنوماتیک لازم است و چه مزایایی دارند؟
همانطور که اشاره شد اتصالات پنوماتیک برای متصل کردن بخش‌های گوناگون یک سیستم پنوماتیک کاربردی هستند. این اتصالات از قطعاتی مانند لوله، شلنگ، پیپ و… تشکیل شده و دسته‌بندی آنها بر اساس کاربردشان است.
اتصالات پنوماتیک در میان پراستفاده‌ترین قطعات در سیستم‌های پنوماتیک قرار می‌گیرند و سبب افزایش سرعت عمل سیستم می‌شوند.
یک سیستم پنوماتیک شامل اجزای مختلفی است که جهت اتصال این اجزا به هم، لازم است تا از اتصالات پنوماتیک استفاده شود.
به همین دلیل بدیهی است که در زمان اجرای یک سیستم پنوماتیک نیاز زیادی به اتصالات پنوماتیک وجود داشته باشد. این اتصالات را می‌توان به طیف وسیعی از مجاری و دستگاه‌های مختلف مانند شیلنگ و لوله در بخش‌های گوناگون اطراف سیستم‌هایی که با هوا کار می‌کنند، متصل نمود.
یکی از مزیت‌های اتصالات پنوماتیک تنوع مدل‌های آن است که باعث کاربرد وسیع آنها شده است. بعضی از این مدل‌ها شامل موارد زیر هستند:
یکسر دنده و یک سر شیلنگ خور، دو سر شیلنگ خور، انواع فلوکنترل، استاپ فیتینگ ها،
شیر یک‌طرفه، اتصالات مخصوص مواد اسیدی و آب
انواع اتصالات پنوماتیک بر اساس کاربرد و شکل ظاهری
بر اساس نوع استفاده این اتصالات در داخل سیستم پنوماتیک، آنها را به گروه‌های گوناگونی تقسیم‌بندی می‌کنند که چهار دسته پرمصرف آنها در زیر آورده شده است:
اتصالات L: این اتصالات دارای زاویه 90 درجه بوده که به با نام زانویی نیز شناخته می‌شوند. به‌طور معمولاً شلنگ‌ها توسط این اتصالات به یکدیگر متصل شده تا در جهت صحیح قرار گیرند. افزون بر کارایی، این اتصالات فضای بسیار کمی را اشغال می‌کنند و با لوله‌های نایلونی بسیار سازگار هستند.
اتصالات مستقیم: این اتصالات دارای جنس‌ها و قطرهای مختلفی بوده که سبب میشود پاسخگوی طیف وسعی از نیاز انواع سیستم‌های پنوماتیک باشند. در اتصالات مستقیم یک سمت به‌طور مستقیم به سیستم و جهت دیگر آن به لوله یا شلنگ متصل میشود. جهت محکم نمودن این اتصالات از پیچ و مهره استفاده میشود.
اتصالات T: کاربرد این اتصالات کنترل فشار در سیستم است. اتصالات T چند شاخه هستند و این قابلیت را دارند که قطعات را به‌طور سه‌جانبه به هم متصل کنند. نصب این نوع اتصالات بسیار آسان بوده و نیاز به ابزار خاصی ندارد.
اتصالات Y شکل: اتصالات Y به علت دارا بودن سرعت عمل بالا، جهت قطع و وصل سریع سیستم بسیار کاربردی بوده در صنایعی مانند رباتیک، خطوط هوایی، بسته‌بندی، حمل‌ونقل و صنایع نساجی پراستفاده هستند.
انواع اتصالات پنوماتیک بر اساس جنس
اتصالات آلومینیومی پنوماتیک: این نوع اتصالات به‌طورمعمول جهت کاربری‌های دارای فشار و چگالی کم قابل‌استفاده هستند چراکه دارای مقاومت کششی پایینی می‌باشند. یکی از مزیت‌های آلومینیوم وزن کم آن است.
دلیل عمده استفاده از این فلز مقاومت بالای آن در مقابل خوردگی است. همچنین قابلیت آلیاژ شدن با دیگر فلزات و افزایش مقاومت و چگالی آن وجود دارد.
اتصالات برنجی پنوماتیک : برنج در مقابل خوردگی مقاومت زیادی داشته و به علت کارکرد مطلوب و ماشین‌کاری آسان، جهت ساخت اتصال پنوماتیک بسیار موردتوجه است.
اتصالات فولاد ضدزنگ: فولاد ضدزنگ علی‌رغم قیمت پایین‌تر، نسبت به فولاد زنگ دارای دوام و مقاومت شیمیایی و مقاومت در برابر خوردگی بسیار مطلوبی برخوردار است.
اتصالات پلاستیکی پنوماتیک : پلی‌پروپیلن نوعی گرمانرم بوده که برای ساخت قطعات و اتصالات پنوماتیک پلاستیکی بسیار پرمصرف است.
از مزایای شاخص این ماده می‌توان به دوام بالا، قیمت کم و سازگاری با سایر مواد اشاره کرد. این نوع اتصالات جهت استفاده در بخش‌های در معرض هوا بسیار مناسب هستند چراکه در مقابل شرایط جوی، گاز ازن و اشعه فرابنفش مقاومت بالایی دارند.
نحوه انتخاب اتصالات پنوماتیک مناسب
این اتصالات ویژگی‌های منحصربه‌فردی مانند کاربرد ساده و سریع، فشار کاری تا حداکثر 24، دارا بودن اورینگ های NBR جهت جلوگیری از نشت، آبکاری قسمت‌های فلزی با روی یا نیکل داشته که سبب میشود اتصالات فیتینگ پنوماتیک در انواع سیستم‌های هوای تحت‌فشار، جهت متصل کردن بخش‌های لوله یا شیلنگ مورد نیاز باشند.
اتصالات پنوماتیک معمولاً دارای مهر و موم محکم‌تری بوده و نسبت به اتصالات هیدرولیکی کمتر تحت فشار می‌باشند.
پیشنهاد میشود از اتصالاتی بهره ببرید که افت فشار ایجاد شده توسط آنها حداقل مقدار ممکن باشد. برای نمونه فضاهایی که امکان استفاده از اتصالات مستقیم فراهم است، استفاده از اتصالات زانویی توصیه نمی‌شود چراکه اتصالات زانویی می‌توانند سبب کاهش فشار غیرضروری بیشتری شوند. بهترین اتصالات پنوماتیک جهت استفاده در محیط موردنظر شما، در درجه اول وابسته به فشار عملیاتی آن سیستم است؛ با این وجود لازم است در زمان انتخاب نوع اتصالات به نوع مجرایی که هوای فشرده را از دو سمت آن به اتصالات وارد میشود، نیز توجه کنید.
علی‌رغم اینکه این اتصالات در واقع جزئیاتی از طراحی کلی سیستم پنوماتیک به شمار می‌آیند اما می‌توان گفت اهمیت بیشتری نسبت به سایز بخش‌ها دارند. اتصالات فیتینگی پنوماتیک، همه اجزای اساسی این سیستم‌ها را به یکدیگر وصل می‌کنند، ازاین‌رو دارای تأثیر مهم و گسترده‌ای در کارکرد، ایمنی و میزان انرژی مصرفی کل سیستم دارند.
همانطور که گفته شد اتصالات پنوماتیک در بسیاری از محیط‌های صنعتی و اتوماسیون امروزی کاربرد داشته و گزینه‌های متعددی جهت انتخاب اجزای آن موجود است، به همین دلیل آگاهی بر چگونگی انتخاب اتصالات پنوماتیک متناسب با مواد، کاربرد و محیط صنعتی موردنظر بسیار مهم و حیاتی است و لازم است فرآیند انتخاب با دقت بالا و توسط فرد متخصص صورت گیرد.