أعطال محركات الدوران الشائعة في الحفارات وكيفية الوقاية منها

لماذا تتعطل محركات الدوران في الحفارات؟

تتعطل محركات الدوران في الحفارات عندما تتجاوز ظروف التشغيل الفعلية افتراضات التصميم أو عندما تتدهور ظروف التشحيم والزيت الهيدروليكي والمانع للتسرب والتركيب بمرور الوقت.يقع محرك الدوران بين الهيكل العلوي الدوار ونظام الطاقة الهيدروليكية للآلة. ويجب أن يبدأ ويتوقف ويثبت ويعكس اتجاهه ويمتص الصدمات أثناء قيام المشغل بالحفر أو تحميل الشاحنات أو تسوية المنحدرات أو هدم الخرسانة أو الدوران بجرافة ممتلئة. ولهذا السبب، عادةً ما يكون العطل تراكميًا. ونادرًا ما يتعطل المحرك فجأة دون ظهور علامات تحذيرية مسبقة.

نظراً لأن دوران الحفارة يجمع بين الحمل الميكانيكي والتحكم الهيدروليكي، يجب أن يشمل التشخيص دائماً فحص كلا جانبي النظام.قد يتسبب ترس مهترئ في اهتزاز، كما أن عدم استقرار الضغط الهيدروليكي قد يُحدث صدمة تُلحق الضرر بالترس. قد يكون تسرب الزيت من مانع التسرب مشكلة فيه، ولكنه قد يشير أيضًا إلى زيادة الضغط داخل علبة التروس أو تلوث الزيت. قد يبدو مسمار التثبيت غير المُحكم وكأنه ناتج عن سوء التركيب، ولكنه قد يكون ناجمًا عن سطح تثبيت مُشوه أو تحميل زائد مُتكرر.

وفقISO 4406يمكن تمثيل نظافة السائل الهيدروليكي برموز عدد الجسيمات، مما يوفر لفرق الصيانة طريقة منظمة للتحكم في التلوث. وهذا أمر بالغ الأهمية لأن تلوث الزيت قد يُلحق الضرر بالمحركات والصمامات الهيدروليكية قبل أن يُعزى العطل إلى المحرك الميكانيكي. وبالمثل، فإن مبادئ سعة التروس المشار إليها من قِبلISO 6336أظهر لماذا يعتمد إجهاد التروس على المادة والهندسة والتشحيم وظروف التحميل، وليس فقط على اسم الطراز.

الخطأ الأول: رد فعل عكسي مفرط وشعور بتأرجح غير محكم

يعد الارتداد المفرط أحد أكثر الشكاوى شيوعًا في محركات الدوران للحفارات، وعادة ما يشير إلى تآكل التروس، وزيادة خلوص المحامل، ومسامير التثبيت المفكوكة، أو التحميل الصدمي طويل الأمد.الخلوص هو الحركة الحرة التي تُحس قبل أن ينقل نظام الدوران القوة. الخلوص الصغير المصمم طبيعي، أما صوت الطقطقة المتزايد فليس كذلك.

كثيرًا ما يصف المشغلون هذا العطل بأنه "اهتزاز في المنزل عند تغيير الاتجاه" أو "شعور بعدم ثبات الجزء العلوي من الآلة". أثناء الحفر، قد يلاحظ المشغل تأخيرًا في استجابة الحفارة. أثناء التموضع الدقيق، قد تتجاوز الآلة الموضع المطلوب. في الحالات الشديدة، قد يتأرجح الجزء العلوي من الآلة عند الكبح. هذا ليس مجرد إزعاج، بل قد يقلل من دقة التحكم ويزيد الضغط على أسنان التروس.

تبدأ الوقاية باختيار الطراز المناسب. إذا كان محرك الدوران غير مناسب لعزم الميلان أو عامل الصدمة الفعلي، فسيزداد الارتداد بشكل أسرع. يجب على المشترين إرسال معلومات دقيقة عن الحمولة إلى الشركة المصنعة لمحرك الدوران، بما في ذلك وزن الآلة، وقصور الهيكل العلوي، وحجم الجرافة، ونصف قطر العمل، وبيئة التشغيل، ودورة التشغيل. يجب على الشركة المصنعة تحديد الارتداد الأولي المقبول والتوصية بفترات الفحص.

أثناء الصيانة، يجب قياس وتسجيل رد الفعل العكسي على فترات منتظمة بدلاً من الاعتماد على الإحساس فقط.إذا زادت القيمة بسرعة، فتحقق من براغي التثبيت، وتشحيم التروس، وحالة المحامل، وسلوك المشغل. إذا كانت الحفارة تستخدم نظام الدوران بشكل متكرر لدفع المواد جانبيًا، فإن محرك الدوران يتعرض لأحمال جانبية مفرطة. قد تؤدي هذه العادة إلى تلف المحرك الضعيف أسرع مما تتوقعه أي حسابات تصميمية.

العطل الثاني: تآكل أسنان التروس، أو وجود حفر فيها، أو كسرها

يحدث تلف أسنان التروس عندما يتجاوز إجهاد التلامس أو حمل الصدمة أو سوء التشحيم أو التلوث أو عيوب المواد حالة التشغيل الآمنة لمجموعة التروس.قد يظهر التآكل المبكر للتروس على شكل جزيئات معدنية دقيقة في مادة التشحيم، أو حركة تأرجح خشنة، أو صوت أزيز، أو اهتزاز تحت الحمل. أما التلف المتقدم فقد يظهر على شكل حفر، أو تقشر، أو أسنان متشققة، أو أسنان مكسورة.

وفقموارد معايير معدات AGMAيعتمد أداء التروس على الهندسة، والمادة، ودقة التصنيع، والتشحيم، وعوامل التطبيق. بعبارة أخرى، قد لا يتمتع محركان لهما عزم دوران متقارب بنفس عمر الأسنان إذا اختلفت افتراضات المعالجة الحرارية، أو جودة التصنيع، أو التشحيم، أو عامل الصدمة.

لمنع تلف التروس، استخدم مادة التشحيم الصحيحة، وحافظ على فترة التشحيم الموصى بها، وتجنب التشغيل المفاجئ، وتحقق من خلوص التروس، وتأكد من أن هيكل التثبيت مسطح وصلب.إذا كانت الحفارة تعمل في الهدم أو المحاجر أو الغابات أو التعدين، فقلّل فترات الفحص. أفضل أن أقضي 20 دقيقة في فحص حالة الشحم على أن أفقد آلة لمدة ثلاثة أيام بسبب إهمال سنّ متصدع.

العطل الثالث: تلف مسار محمل الدوران ودوران غير منتظم

يؤدي تلف مجرى المحمل إلى دوران خشن، وضوضاء، ومقاومة تأرجح غير متساوية، واهتزاز، وأحيانًا إلى ظهور حطام معدني مرئي في مادة التشحيم.يتحمل جزء المحمل في محرك الدوران أحمالًا محورية وشعاعية وعزم إمالة. وعندما تتجاوز هذه الأحمال افتراضات التصميم أو عندما تدخل الملوثات إلى مجرى الكرات، فقد تتعرض أسطح المحمل للانبعاج أو التقشر أو التآكل بشكل غير متساوٍ.

تبدأ الوقاية بالتحقق من الأحمال. لا ينبغي اختيار محرك الدوران البديل بناءً على الحجم المادي فقط. يجب على المشتري التأكد من الحمل المحوري، والحمل القطري، وعزم الميل، وعزم الدوران الناتج، وسرعة الدوران، ودورة التشغيل، ومعامل الصدمة.إذا كان محرك الاستبدال مناسبًا لنمط البراغي ولكنه يتمتع بقدرة تحمل أقل من تلك التي تتطلبها الخدمة الأصلية، فمن المحتمل حدوث تلف مبكر في مجرى الكرات.

ينبغي على فرق الصيانة حماية المحمل من التلوث. يجب فحص موانع التسرب، والحفاظ على سهولة الوصول إلى نقاط التشحيم، وتجنب غسل حواف موانع التسرب مباشرةً بالماء المضغوط، واستبدال الأغطية الواقية التالفة. في البيئات المسببة للتآكل، ينبغي مناقشة خيارات الطلاء وموانع التسرب مع الشركة المصنعة.ASTM B117، يتم استخدام اختبار التعرض لرذاذ الملح في ظروف محكمة مثل 35 درجة مئوية على نطاق واسع لتقييم مقاومة التآكل، وهو أمر ذو صلة بأعمال الحفارات البحرية أو الساحلية.

العطل الرابع: تسرب الزيت حول المحرك أو الفرامل أو موانع التسرب

يمكن أن يحدث تسرب الزيت في محرك الدوران للحفار بسبب تآكل الأختام، أو الضغط الزائد في الغلاف، أو تلف وصلات الخراطيم، أو التجميع غير السليم، أو الزيت الملوث، أو حالات الضغط الزائد.لا ينبغي للمشترين والفنيين استبدال مانع التسرب الظاهر تلقائيًا دون الاستفسار عن سبب تلفه. فإذا استمر السبب الجذري، فقد يتسرب مانع التسرب الجديد مرة أخرى.

قد يشير التسريب حول المحرك الهيدروليكي إلى تلف مانع تسرب العمود، أو ارتفاع ضغط الغلاف، أو انسداد خط التصريف، أو تآكل المحرك. أما التسريب حول الوصلات فقد ينتج عن الاهتزاز، أو عزم الدوران غير الصحيح، أو تلف السنون، أو حركة الخرطوم. بينما قد يشير التسريب حول غلاف المحرك إلى تآكل مانع التسرب، أو التآكل، أو التلوث، أو زيادة مستوى التعبئة.

بسبب انجذاب الغبار إلى تسرب الزيت، فإنه يُسرّع من التلوث الخارجي. في مواقع العمل الموحلة، يُصبح الزيت المتسرب مادة لزجة تجذب الجزيئات الكاشطة. هذا المزيج قد يُلحق المزيد من الضرر بالأختام. قد لا يرى العامل سوى بقعة متسخة، ولكن على فني الصيانة التعامل معها كعلامة إنذار مبكر.

تشمل إجراءات الوقاية التجميع النظيف، واستخدام مادة مانعة للتسرب مناسبة، وتوجيه الخراطيم بشكل صحيح، والتحكم في ضغط علبة التروس، والحفاظ على نظافة الزيت. إذا كانت الآلة تعمل في بيئات ذات درجات حرارة عالية أو باردة، فيجب التحقق من توافق مادة مانعة التسرب. في حال طلب وحدة بديلة من مُصنِّع محرك الدوران، يُرجى تقديم صور لموقع التسريب القديم، ومخطط النظام الهيدروليكي إن وُجد، وضغط التشغيل، ونوع الزيت. تُساعد هذه المعلومات المُصنِّع على التمييز بين مشكلة اختيار مانع التسرب ومشاكل ضغط النظام.

العطل رقم 5: انزلاق الفرامل، أو انحراف السيارة، أو تثبيت غير آمن

يظهر العطل المتعلق بالفرامل على شكل انحراف متأرجح، أو تأخر في التثبيت، أو انزلاق الفرامل على المنحدرات، أو ارتفاع درجة الحرارة، أو تحرير قاسٍ أثناء التشغيل.قد تستخدم أنظمة دوران الحفارات مكابح هيدروليكية أو آليات تثبيت ميكانيكية حسب التصميم. وعندما لا تعمل المكابح بسلاسة أو لا تثبت بشكل موثوق، تتأثر كل من الإنتاجية والسلامة سلبًا.

قد تكون مشاكل المكابح ميكانيكية أو هيدروليكية أو متعلقة بنظام التحكم. قد يؤدي انخفاض ضغط التحرير إلى منع التحرير الكامل، مما يسبب ارتفاعًا في درجة الحرارة وزيادة في الاحتكاك. كما قد يؤثر الزيت الملوث على أداء الصمام. وقد تؤدي عناصر الاحتكاك المتآكلة إلى تقليل عزم التثبيت. وقد يؤدي اختيار المكابح غير المناسبة إلى عدم تثبيت الهيكل العلوي عند زوايا تشغيل محددة. ونظرًا لتفاعل المكابح مع مدخلات التحكم من المشغل، فقد تبدو الأعراض غير متسقة.

يتطلب منع الأعطال التأكد من عزم تثبيت الفرامل، وضغط التحرير، ووقت الاستجابة، وتصميم الدائرة الهيدروليكية، وسلوك الأمان قبل التركيب.في مشاريع الاستبدال، لا تفترض أن مواصفات الفرامل القديمة كانت صحيحة. ففي بعض الأحيان، تكون الآلة الأصلية قد عُدّلت، أو تم تغيير الثقل الموازن، أو زيادة وزن الملحق، أو تغيير طبيعة الأرض التي تعمل عليها. يجب أن تكون الفرامل مناسبة للآلة الحالية، وليس فقط لتكوين الكتالوج الأصلي.

ينبغي على الفنيين أيضًا التحقق مما إذا كان المشغل يُبلغ عن انحراف الفرامل تحت الحمل فقط أم حتى بدون حمل. قد يشير الانحراف تحت الحمل إلى عزم تثبيت غير كافٍ أو تسرب داخلي. قد يشير تحرير الفرامل المفاجئ إلى مشاكل في نظام التحكم الهيدروليكي. في حال ارتفاع درجة حرارة الفرامل، يجب التوقف عن استخدام الآلة حتى يتم تحديد السبب. إن رائحة مادة الاحتكاك الساخنة ليست شيئًا يمكن تجاهله لبضعة أيام أخرى.

العطل السادس: ضعف المحرك الهيدروليكي، أو بطء التأرجح، أو الدوران المتقطع

يمكن أن يكون سبب التأرجح الضعيف أو البطيء أو المتقطع هو تآكل المحرك الهيدروليكي، أو انخفاض تدفق المضخة، أو مشاكل ضبط صمام التنفيس، أو تلوث الزيت، أو التسرب الداخلي، أو وجود هواء في النظام، أو نسبة محرك الدوران غير المتطابقة.غالباً ما يتم إلقاء اللوم على محرك الدوران لأنه مرئي، ولكن قد يكون النظام الهيدروليكي هو المصدر الحقيقي.

بما أن الضغط يُولّد عزم الدوران، والتدفق يُولّد السرعة، ينبغي على الفني قياس كليهما. فإذا كان الضغط كافيًا ولكن التدفق غير كافٍ، ستتأثر سرعة الدوران. وإذا كان التدفق كافيًا ولكن الضغط ينخفض ​​تحت الحمل، فقد يفتقر المحرك إلى عزم الدوران. وإذا ارتفع الضغط فجأة أثناء تغيير الاتجاه، فقد تتعرض مكونات التروس والمحرك لصدمات.ينبغي أن يشمل التشخيص الصحيح اختبار الضغط، واختبار التدفق، وفحص حالة الزيت، ومراقبة تدفق التصريف، وفحوصات المقاومة الميكانيكية.

تستحق نظافة الزيت عناية خاصة. فالجسيمات قد تخدش أسطح المحرك، وتتسبب في تعطل الصمامات، وتزيد من التسريبات الداخلية. كما أن الماء قد يقلل من كفاءة التزييت ويزيد من التآكل. أما الزيت الرغوي فقد يؤدي إلى عدم استقرار التحكم. لذا، ينبغي على فريق الصيانة الالتزام بمستويات الترشيح المحددة واستبدال الفلاتر في المواعيد المقررة، وليس فقط بعد ظهور الأعراض.

عند طلب قطعة غيار من مُصنِّع محركات الدوران، يُرجى تقديم بيانات المضخة الهيدروليكية، وإزاحة المحرك إن أمكن، وإعدادات الضغط، وسرعة الدوران المستهدفة، وأبعاد منفذ الخرطوم، ومتطلبات الفرامل أو الصمامات. يُعدّ نطاق منتجات INI Hydraulic الواسع، الذي يشمل المحركات الهيدروليكية والأنظمة الهيدروليكية وعلب التروس الكوكبية، مفيدًا هنا لأن أداء الدوران يعتمد على سلسلة نقل الحركة بأكملها.

العطل رقم 7: ارتفاع درجة الحرارة، والضوضاء، والاهتزاز تحت الحمل

ارتفاع درجة الحرارة والضوضاء غير الطبيعية والاهتزاز هي علامات تحذيرية على مستوى النظام يمكن أن تشير إلى الاحتكاك المفرط أو ضعف التشحيم أو تلف التروس أو تآكل المحامل أو سحب الفرامل أو التقييد الهيدروليكي أو عدم المحاذاة.لا ينبغي تجاهل هذه الأعراض أبداً لمجرد أن الحفارة لا تزال قادرة على العمل.

يساعد نوع الضوضاء في التشخيص. قد يشير صوت أزيز مستمر إلى مشاكل في تدفق الزيت الهيدروليكي أو المحرك. قد يشير صوت طرق منتظم إلى تلف في التروس أو المحامل. قد يشير صوت طحن إلى تلوث أو نقص حاد في التشحيم. كما أن موقع الحرارة مهم أيضًا. قد تشير الحرارة بالقرب من المحرك إلى فقدان الزيت الهيدروليكي أو احتكاك الفرامل. قد تشير الحرارة بالقرب من علبة التروس إلى احتكاك ميكانيكي أو نقص في مواد التشحيم.

تتطلب الوقاية اتباع منهجية فحص بسيطة: الاستماع، واللمس بعناية، وقياس درجة الحرارة، وفحص مواد التشحيم، وفحص البراغي، والتحقق من الضغط، وتوثيق الاتجاهات.قراءة درجة الحرارة لمرة واحدة مفيدة، لكن متابعة الاتجاه أفضل. إذا ارتفعت درجة حرارة الجهاز نفسه بمقدار 15 درجة مئوية عن المعتاد تحت حمل مماثل، فهذا يعني حدوث تغيير ما. يجب التحقق من هذا التغيير قبل تعطل الجهاز.

في رأيي، يُعدّ المشغلون أفضل أجهزة الإنذار المبكر عندما يتلقون تدريبًا جيدًا. فهم يعرفون الصوت الطبيعي للآلة، ويشعرون بأي تغيير طفيف قبل أن يرى المدير فاتورة إصلاح. ينبغي لبرنامج الصيانة أن يشجع المشغلين على الإبلاغ عن أي سلوك غير طبيعي في حركة الآلة دون تحميلهم مسؤولية إيقافها.

خطة الصيانة الوقائية لمحركات دوران الحفارات

ينبغي أن تتضمن خطة الصيانة الوقائية القوية فحوصات بصرية يومية، وتزييتًا مجدولًا، وفحصًا للمسامير، ومراقبة لزيت الهيدروليك، وفحصًا للأختام، وقياسًا دوريًا للارتداد.يعتمد الفاصل الزمني الدقيق على حجم الآلة ودورة التشغيل والبيئة وتوجيهات الشركة المصنعة، ولكن الهيكل أدناه يمثل نقطة انطلاق عملية.

كيفية التعامل مع شركة تصنيع محركات الدوران بعد حدوث عطل

بعد تعطل محرك الدوران، يجب على المشتري إرسال دليل إلى الشركة المصنعة، وليس مجرد شكوى.تشمل الأدلة الجيدة طراز الآلة، وساعات التشغيل، وبيئة العمل، وصور الوحدة المعطلة، وفيديو يوضح العطل، وبيانات ضغط وتدفق الزيت الهيدروليكي، وحالة الزيت، وسجلات الصيانة، وصور التركيب، وأي حادثة تحميل زائد حديثة. تساعد هذه المعلومات في التمييز بين عيوب المنتج وأسباب النظام.

ينبغي على الشركة المصنعة المسؤولة لمحركات الدوران طرح أسئلة تشخيصية قبل التوصية باستبدال المحرك. فإذا تعطل المحرك القديم نتيجةً للحمل الزائد، فقد يؤدي تركيب محرك بنفس المواصفات إلى تكرار العطل. وإذا تعطل المحرك القديم بسبب تلوث الزيت، فيجب تنظيف النظام الهيدروليكي قبل تركيب المحرك الجديد. أما إذا كان العطل ناتجًا عن سطح تثبيت غير محكم، فيجب إصلاح هيكل الآلة.إن استبدال مكون معطل دون تصحيح السبب الجذري ليس إلا إضاعة للوقت حتى حدوث العطل التالي.

تُعدّ شركة INI Hydraulic خيارًا مناسبًا لهذا النوع من الدعم نظرًا لنطاق منتجاتها الذي يشمل أجهزة الدوران الهيدروليكية، والمحركات الهيدروليكية، وعلب التروس الكوكبية، والرافعات، والمضخات، والأنظمة الهيدروليكية. بالنسبة لتطبيقات دوران الحفارات، تُساعد هذه الخبرة الشاملة في تحديد ما إذا كانت المشكلة ميكانيكية، أو هيدروليكية، أو متعلقة بالتركيب. يمكن للمشترين الرجوع إلى صفحة منتج الدوران الهيدروليكي على الرابط التالي:نظام الدوران الهيدروليكي من INIعند مناقشة احتياجات الاستبدال أو التخصيص.

الأسئلة الشائعة: الوقاية من أعطال محرك الدوران في الحفارات

ما هي أولى علامات التحذير من تعطل محرك الدوران؟

غالباً ما تكون أولى علامات التحذير تغيراً في إحساس التأرجح، مثل ظهور ضوضاء جديدة، أو اهتزاز، أو تأخير عند تغيير الاتجاه، أو صوت طرق خفيف ولكنه يزداد تدريجياً. كما يُعدّ التسريب المرئي، وارتفاع درجة حرارة التشغيل، والدوران الخشن من علامات التحذير المبكرة التي يجب فحصها فوراً.

هل يمكن أن يتسبب زيت الهيدروليك الرديء في تلف محرك الدوران؟

نعم. قد يتسبب زيت الهيدروليك الرديء في تلف المحرك الهيدروليكي والصمامات والأختام ومكونات الكبح المتصلة بمحرك الدوران. كما أن تلوث الزيت بالجسيمات أو الماء أو اللزوجة غير المناسبة أو الرغوة قد يؤدي إلى مشاكل في التحكم وتسريع التآكل.

لماذا تتأرجح حفارتي ببطء حتى بعد استبدال محرك الدوران؟

قد ينتج بطء التأرجح بعد الاستبدال عن انخفاض تدفق المضخة، أو إزاحة المحرك غير الصحيحة، أو ضبط صمام التنفيس، أو انسداد المرشحات، أو التسرب الداخلي، أو مقاومة الفرامل، أو انسداد الخراطيم. ينبغي فحص النظام الهيدروليكي بدلاً من افتراض أن المحرك الجديد معيب.

كيف يمكنني تقليل تآكل التروس في محرك الدوران للحفارة؟

يمكنك تقليل تآكل التروس عن طريق اختيار الطراز الصحيح للحمل الحقيقي، والحفاظ على التشحيم المناسب، ومنع التلوث، وتجنب التشغيل الصادم، والتحقق من اتجاهات رد الفعل العكسي، والحفاظ على براغي التثبيت مشدودة، وإصلاح تلف مانع التسرب مبكراً.

متى يجب استبدال محرك الدوران المعطل بدلاً من إصلاحه؟

يُعدّ الاستبدال عادةً أكثر أمانًا في حالات كسر أسنان التروس، أو تلف مسارات المحامل بشدة، أو تشوه أسطح الهيكل، أو زيادة الخلوص بشكل مفرط يصعب معه التعديل، أو عندما تقترب تكلفة الإصلاح من تكلفة وحدة جديدة موثوقة. ويجب أن يشمل القرار مخاطر توقف العمل، وليس فقط تكلفة قطع الغيار.

ملخص لينكد إن

تبدأ أعطال محرك الدوران في الحفارات عادةً قبل توقفها. تشمل علامات التحذير زيادة الخلوص، وضوضاء الدوران غير الطبيعية، وتسرب الزيت، وارتفاع درجة الحرارة، والدوران المتقطع، وانزلاق الفرامل، والحركة الخشنة تحت الحمل. غالبًا ما تكون الأسباب الجذرية هي التلوث، وسوء التشحيم، والحمل الزائد، وعدم تطابق النظام الهيدروليكي، وتلف مانع التسرب، أو تركيب غير محكم. تتطلب الوقاية اختيار الطراز الصحيح، ونظافة الزيت الهيدروليكي، والتشحيم الدوري، وفحص البراغي، وفحص الفرامل، وإبلاغ المشغل. تدعم شركة INI Hydraulic تطبيقات الدوران الهيدروليكي بخبرة واسعة في المحركات الهيدروليكية، وعلب التروس الكوكبية، والرافعات، والأنظمة الهيدروليكية، مما يساعد المشترين على تقييم سلسلة النقل بالكامل بدلاً من استبدال الأجزاء بشكل عشوائي.