Mérnők bázis

A gyártósorok ma már önműködő gépezetként ontják ki magukból a termékeket: az automatizált folyamat során az alkatrészek továbbítása, forgatása és pozícionálása – vagyis bárminemű mozgatása – pedig hajtástechnikát igényel. Ebben a cikkben megnézzük, hogyan működik a hajtástechnika, tehát mi kelti életre a gyártósorokat.

Dióhéjban a hajtástechnika kialakulásáról

A hajtástechnika a gyakorlatban mozgatási megoldást jelent – a mozgási energia képzését, illetve annak továbbítását is magába foglalja. A mozgatás, szállítás az emberiség kezdete óta egy kihívás: legyen szó a táplálék vagy építőanyag előállításáról, feldolgozásáról. Kezdetben emberi és állati erőt használtak, majd vízzel működtették az első “gépeket”, mígnem feltalálták a gőzgépet.

Az erőátvitel, vagyis a hajtástechnika egyik első mérföldköve a fogaskerék megjelenése volt, amelyek kezdetben még fából készültek. Később a fém öntvényipar meglódulásával felváltották őket a jóval keményebb és kopásállóbb fém alkatrészek, továbbá a belsőégésű motor, turbinák, és villamos energia megjelenésével egyre több mechanikus áttételi megoldás jelent meg, kezdve az ékszíjtól, a láncon át a görgős hajtástechnikákig.

A hajtástechnika elemei

A hajtástechnika általában villanymotorból és hajtóműből áll. E kettő szerkezet együttes használatával a villamos teljesítményt mechanikai teljesítménnyé, és ezzel fordulatszámmá és nyomatékká alakítunk. A továbbiakban adunk egy gyorstalpalót a villanymotorról, és mutatunk néhány példát a különböző hajtástechnikai megoldásokra.

Villanymotor: a gyártósori hajtástechnika lelke

A villanymotor, nevéből adódóan olyan motor, amely elektromos árammal működik: elektromos áramból mozgási energiát alakít, jellemzően forgó mozgás formájában.

A villanymotorok két fő eleme az állórész és a forgórész. A motorban a váltakozó áramra való csatlakoztatást követően az állórész mágneses mezőt generál, aminek hatására a forgórészben lévő tekercsben feszültség indukálódik. Az így kialakuló áram és indukált feszültség kölcsönhatása idézi elő a forgó mozgást, és ezt a kölcsönhatást nevezzük elektromágneses indukciónak.

A forgómozgás hasznosítása: hajtóművel

A villanymotor által leadott teljesítményt a hajtómű teszi felhasználhatóvá: a villanymotorból származó forgatónyomatékot és fordulatszámot úgy alakítja át, hogy azok megfeleljenek az adott feladat követelményeinek: legyen az egy mozgólépcső vagy egy ipari emelő szerkezet.

Az erőátvitel módja alapján három fő osztályba sorolhatjuk a hajtóműveket:

• párhuzamos tengelyű hajtóművek: egyenes vonalú erőátvitelt biztosít, mivel a behajtó és kihajtó tengely egy irányba (síkba) esik
• bolygókerekes hajtóművek: bár szintén egyenes vonalú erőátvitelről van szó, a speciális koaxiális elrendezés miatt a behajtó tengely körül helyezkedik el a kihajtó tengely (belső fogazattal), amire úgynevezett bolygókerekek viszik át az erőt.
• derékszögű hajtóművek: egyenes erőátvitel helyett derékszögű átvitel történik, a két tengely ugyanis derékszöget zár be egymással

A hajtás továbbítása

Eljutottunk oda, hogy megvan a mozgási energia, és azt átalakítottuk úgy, hogy az adott géphez megfelelő legyen, ám a legtöbb esetben ezt a mozgást továbbítani szükséges egy másik pontra, mivel a hajtás és annak hasznosítása legtöbbször eltérő helyen történik. Egy hétköznapi példa: ahol a kerékpárt hajtod, nem ott történik a kerék forgatása – a forgatást a lánc és a lánckerekek továbbítják a hátsó kerékre.

Az erőátvitel továbbítására számos megoldás létezik, néhány a teljesség igénye nélkül: fogaskerék, fogasléc, fogazott rúd, lánckerék, lánc, szíjak (ékszíj, bordásszíj, stb.), tengelykapcsoló (autóban kuplung néven hivatkozunk rá), és így tovább.

És mindez automatizálva

Az előbbiekben láthattuk, hogyan képzünk forgómozgást, és azt hogyan tudjuk hasznosítani, továbbítani. Ma már e folyamatokat automatizált, központi vezérléssel irányítják: így működnek az automatikus, robotizált gyártósorok. A programozott mozgatást vezérlő egységekkel felügyelik: e termékekre bőven találsz példát a Lenze vezérlések termékpalettáján.