تعمل الحفارات الكبيرة (سعة الجرافة ≥ 20 مترًا مكعبًا) في ظروف تشغيل قاسية في مجالات التعدين واستخراج المحاجر وأعمال الحفر، وغالبًا ما تعمل لأكثر من 12 ساعة يوميًا. تتحمل أنظمتها الهيدروليكية ضغوطًا تتجاوز 35 ميجا باسكال باستمرار، وتتميز مستشعراتها الكهربائية باستجابات عالية التردد، وتتحمل مكوناتها الميكانيكية أحمال الصدمات طويلة الأمد. تتركز الأعطال الشائعة بعد التشغيل في أربعة أقسام رئيسية: النظام الهيدروليكي، ونظام الطاقة، والهيكل الإنشائي، والنظام الكهربائي. تُقدم هذه المقالة، استنادًا إلى أدلة إصلاح الشركات المصنعة الرئيسية ودراسات الحالة الميدانية، شرحًا منهجيًا لمسارات تشخيص الأعطال النموذجية وإجراءات الإصلاح الموحدة لمهندسي الصيانة الميدانيين.
يتميز النظام الهيدروليكي للحفارة الكبيرة بدقة عالية وقدرة على تحمل الضغط العالي. بعد التشغيل تحت الأحمال الثقيلة، يكون النظام الهيدروليكي الأكثر عرضة للأعطال.
1.1 أعراض العطل: بطء التشغيل، توقف المحرك (انخفاض السرعة)، ضعف قوة الحفر
وصف العطل: يعمل الجهاز بشكل جيد نسبيًا عند برودته، لكن أداءه يتباطأ بشكل ملحوظ بعد التسخين. كذلك، عند رفع ذراع الحفر أو عند حفر الجرافة تحت حمولة ثقيلة، تنخفض سرعة المحرك بشكل حاد (وهو ما يُعرف بتوقف المحرك).
طريقة تشخيص العطل:
فحص ضغط مضخة التحكم: تحقق من أن ضغط مضخة التحكم طبيعي. سيؤدي انخفاض الضغط إلى عدم فتح صمام التحكم الرئيسي بشكل كافٍ، مما ينتج عنه تدفق غير كافٍ.
تحليل بيانات تدفق المضخة الرئيسية: قم بتوصيل جهاز اختبار هندسي لقراءة منحنى الضغط-التدفق (P-Q) للمضخة الرئيسية. في ظروف الحمولة الثقيلة، راقب إشارة صمام التيار النسبي للمضخة (PC-EPC) لتحديد ما إذا كان التدفق غير الكافي ناتجًا عن تآكل المضخة أو خطأ في ضبط لوحة التحكم الإلكترونية.
فحص صمام تخفيف الضغط الرئيسي: إذا لم يصل ضغط النظام إلى القيمة المضبوطة (عادةً ما يزيد عن 30-35 ميجا باسكال للحفارات الكبيرة)، فتحقق مما إذا كان صمام تخفيف الضغط الرئيسي عالقًا أو أن الزنبرك معيب.
طرق الإصلاح:
إذا كان مكبس/لوحة توزيع المضخة الرئيسية متآكلًا، فيجب صقله أو استبدال مجموعة المضخة الرئيسية.
نظف أو استبدل فلتر التوجيه ومضخة التروس التوجيهية.
أعد معايرة ضغط تخفيف الضغط في النظام الهيدروليكي.
1.2 ظاهرة العطل: هبوط ذراع الحفار تلقائيًا (هبوط طبيعي)
وصف العطل: بعد توقف الحفارة، يرتفع ذراع الحفار إلى أعلى نقطة، ثم تنكمش الجرافة، وبعد فترة من الزمن، يهبط ذراع الحفار بشكل ملحوظ.
نهج استكشاف الأعطال وإصلاحها: ميز بين التسرب الداخلي في الأسطوانة الهيدروليكية والتسرب الداخلي في الصمام الرئيسي.
طريقة الاختبار: ارفع ذراع الحفار، وأوقف تشغيل المحرك، وادفع ذراع التحكم إلى وضع "رفع ذراع الحفار" (مع الاستمرار في الدفع). إذا توقف انخفاض الضغط، فهذا يشير إلى وجود تسريب داخلي ناتج عن تآكل خلوص قلب الصمام الرئيسي؛ أما إذا استمر الانخفاض، فهذا يدل على تلف موانع تسرب أسطوانة ذراع الرافعة.
طريقة الإصلاح:
إصلاح الأسطوانة الهيدروليكية: فك أسطوانة ذراع الرافعة واستبدل جلبة التوجيه، ومانع التسرب، والحلقة على شكل حرف U، ومكونات منع التسرب الأخرى. افحص الجدار الداخلي للأسطوانة بعناية بحثًا عن أي خدوش أو علامات؛ وإذا لزم الأمر، يلزم إصلاح طلاء الكروم أو استبدال الأسطوانة.
إصلاح مجموعة الصمامات: إذا كانت المشكلة في الصمام الرئيسي، ففك صمام تثبيت ذراع الرافعة (صمام التجديد) أو قلب الصمام الرئيسي، واصقل قلب الصمام وتجويف الصمام، ثم استبدل موانع التسرب.
المحركات عالية القدرة معرضة لمشاكل في أنظمة السحب والوقود والتبريد بعد التشغيل لفترات طويلة تحت الحمل الكامل.
2.1 عرض العطل: ارتفاع درجة حرارة المحرك (غليان)
وصف العطل: بعد عدة ساعات من التشغيل المتواصل، ترتفع درجة حرارة المحرك ويصدر صوت إنذار، وقد يتسرب سائل التبريد.
طريقة التشخيص:
انسداد نظام التبريد: تعمل الحفارات الكبيرة في بيئات مليئة بالغبار. افحص أسطح خزان الماء، والمبرد البيني، ومبرد الزيت الهيدروليكي بحثًا عن تراكم الغبار أو حبوب اللقاح.
منظم الحرارة ومضخة الماء: تحقق من سلامة منظم الحرارة (يمنع منظم الحرارة المغلق عادةً دوران الماء بشكل صحيح). افحص دافع مضخة الماء بحثًا عن التآكل أو التكهف.
ضعف تذرية حاقن الوقود: قد يؤدي الاحتراق غير الكامل للوقود إلى احتراق لاحق، مما يؤدي إلى زيادة الحمل الحراري على نظام التبريد.
طريقة الإصلاح:
نظف سطح المبرد جيدًا باستخدام مسدس ماء عالي الضغط أو هواء مضغوط. يُنصح بالنفخ العكسي بانتظام.
استبدل منظم الحرارة. افحص سائل التبريد واستبدله (استخدم سائل تبريد مطابق للمواصفات القياسية لمنع تراكم الترسبات في نظام التبريد).
١. تحقق من حاقنات الوقود وتأكد من ضغط خط الوقود.
٢.٢ أعراض العطل: انبعاث دخان كثيف (أزرق)، استهلاك سريع للزيت.
وصف العطل: تسرب الزيت من أنبوب العادم، أو انبعاث دخان أزرق كثيف، مع انخفاض ملحوظ في مستوى الزيت.
طريقة التشخيص:
تآكل حلقات المكبس وبطانة الأسطوانة: تؤدي الأحمال الثقيلة لفترات طويلة إلى تآكل جدار الأسطوانة، مما يسمح بدخول الزيت إلى غرفة الاحتراق واحتراقه.
عطل الشاحن التوربيني: تحقق من سلامة موانع التسرب في الشاحن التوربيني؛ فهذا سبب شائع لاستهلاك الزيت في الحفارات الكبيرة.
تلف موانع تسرب ساق الصمام: يؤدي إلى تسرب الزيت إلى الأسطوانة من أدلة الصمامات.
طريقة الإصلاح:
فك رأس الأسطوانة وقياس استدارة الأسطوانة وشكلها الأسطواني. إذا تجاوز التآكل الحد المسموح به، يلزم إعادة حفر الأسطوانة أو استبدال بطانة الأسطوانة والمكبس ومجموعة المكبس (مجموعة من أربع قطع).
تحقق من الخلوص المحوري والقطري لدوار الشاحن التوربيني؛ واستبدل مجموعة الشاحن التوربيني بالكامل إذا لزم الأمر.
تتميز الحفارات الكبيرة بوزنها الثقيل للغاية، وتشكل قوى الصدم في ظروف التعدين تحديًا كبيرًا للشاسيه والمكونات الهيكلية.
3.1 أعراض العطل: ضوضاء غير طبيعية في الشاسيه، خروج الجنزير عن مساره
وصف العطل: يُسمع صوت "طقطقة" دوري أثناء الحركة، أو ينفصل الجنزير بسهولة عن عجلات القيادة أثناء إعادة التموضع.
طريقة التشخيص:
تحقق مما إذا كانت دبابيس تثبيت الجنزير قد تآكلت إلى أقصى حد (مما يؤدي إلى زيادة طول الجنزير).
تحقق من سلامة محامل وأختام الزيت لبكرات التوجيه، وبكرات الجنزير، وبكرات حامل الجنزير (مما قد يتسبب في تسرب الزيت وإصدار أصوات غير طبيعية).
تحقق من سلامة نوابض التخميد في جهاز الشد، وتأكد من عدم كسرها أو فقدانها لمرونتها.
طريقة الإصلاح:
استبدل أحذية الجنزير ودبابيسها المتآكلة. في حالة أحذية الجنزير المتآكلة بشدة من جانب واحد فقط، يُنصح بقلبها لإعادة استخدامها (حسب نوع الهيكل).
استبدل الأجزاء التالفة في نظام "العجلات الأربع والجنزير الواحد"، وضع شحمًا خاصًا.
استبدل حلقة منع التسرب لأسطوانة الشد، وأعد ملء النظام بالشحم، واضبط الشد (المعيار: عادةً ما تكون الفجوة بين بكرة الجنزير ووسادة الجنزير من 10 إلى 20 مم، حسب الطراز).
3.2 عيب التشغيل: تشققات في جهاز التشغيل، وصوت غير طبيعي من فتحة الدبوس.
وصف العيب: ظهور تشققات عند قاعدة ذراع الرافعة وموضع اتصالها، أو سماع صوت احتكاك معدني عند نقطة دوران الدبوس.
طريقة الإصلاح:
إصلاح الشقوق: يجب اتباع إجراءات اللحام بدقة. أولًا، يتم حفر ثقب إيقاف عند نهاية الشق، ثم يُستخدم القطع بالقوس الكربوني لإنشاء شطفة، ويُسخن اللحام مسبقًا باستخدام قضيب لحام مناسب منخفض الهيدروجين. بعد اللحام، تُجرى عملية حفظ الحرارة لتخفيف الإجهاد. يُمنع منعًا باتًا اللحام المباشر على سطح الشق.
إصلاح ثقوب المسامير: بالنسبة لثقوب المسامير المتآكلة، يمكن استخدام عملية التوسيع ثم إدخال جلبة لاستعادة الحجم القياسي. يُمنع منعًا باتًا توسيع الثقب مباشرةً لاستيعاب مسمار أكبر، لأن ذلك سيُضعف قوة الهيكل.
تحتوي الحفارات الكبيرة الحديثة على أنظمة تحكم كهربائية معقدة. تُعد الاهتزازات والرطوبة من العوامل الضارة بالمكونات الكهربائية. أعراض العطل: خلل في شاشة لوحة العدادات، توقف المحرك بشكل متقطع.
نهج استكشاف الأعطال وإصلاحها:
تآكل ضفيرة الأسلاك: يُركز على فحص ضفيرة أسلاك المحرك وضفيرة أسلاك المضخة الرئيسية بحثًا عن التآكل والدوائر القصيرة (التأريض) عند نقاط مرورها عبر ثقوب الهيكل.
عطل في الحساس: افحص موصلات حساس موضع عمود المرفق وحساس ضغط الوقود للتأكد من عدم وجود ضعف في التوصيل أو برادة معدنية.
تآكل صندوق المرحلات: افحص صندوق الفيوزات للتأكد من عدم وجود تسرب للرطوبة يؤدي إلى الأكسدة.
طريقة الإصلاح:
استخدم جهاز قياس متعدد الأغراض لقياس الاستمرارية والجهد لتحديد حالات قصر الدائرة.
لفّ مجموعة الأسلاك التالفة وركّب أنابيب مموجة للحماية.
استبدل الحساس التالف، ونظّف نقاط التلامس في الموصلات، وضع معجونًا موصلًا.
بصفتنا مهندسي صيانة، عند مواجهة أعطال في الحفارات الكبيرة، يجب علينا تجنب الحلول الجزئية. تُعدّ طريقة "الاستماع، والنظر، واللمس، والاختبار" المكونة من أربع خطوات أساسية. بعد العمل في ظروف قاسية، يجب ألا نركز فقط على الأعطال الظاهرة، بل يجب علينا أيضًا تحليل الأعراض لتحديد المشاكل الخفية المحتملة.
الصيانة ليست مجرد استبدال قطع الغيار؛ بل هي إدارة دورة حياة المعدات بالكامل. نأمل أن توفر تجربة استكشاف الأخطاء وإصلاحها التي تمت مشاركتها في هذه المقالة دعمًا قويًا لزملائنا في أعمال الصيانة المستقبلية، مما يسمح لـ "عمالقة الصلب" لدينا بمواصلة الازدهار.
