تحليل آلية أعطال توقف الحفارات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها بشكل معياري

 تحليل آلية أعطال توقف الحفارات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها بشكل معياري

أثناء التشغيل، عندما يتوقف محرك الحفارة عن العمل، يكون السبب الرئيسي هو أن عزم الدوران الذي تمتصه المضخة الهيدروليكية الرئيسية يتجاوز أقصى عزم دوران فعال يمكن للمحرك توليده عند تلك السرعة المحددة. في ظروف التشغيل العادية، عندما يصطدم النظام بجسم صلب أو يتعرض لارتفاع مفاجئ في الضغط، تقوم آلية التحكم الهيدروليكية تلقائيًا بتقليل زاوية لوحة التوجيه للمضخة الرئيسية (تقليل الإزاحة)، مما يضمن عدم تجاوز الطاقة التي تمتصها المضخة الرئيسية حد قدرة المحرك.

ثلاثة أسباب رئيسية لتوقف الحفارات وتحليل مكوناتها  

تدهور مصدر الطاقة على جانب المحرك  

لا يستطيع المحرك توليد عزم الدوران المُصنّف بسبب محدودية إمداد الوقود أو مدخل الهواء. ففيما يخص الوقود، يؤدي انسداد فلتر الديزل، أو تراكم الماء الزائد في فاصل الماء، أو انخفاض ضغط مضخة نقل الوقود، أو دخول الهواء إلى خطوط الوقود، إلى تأخر إمداد الوقود تحت الأحمال العالية، مما ينتج عنه عادةً توقف المحرك مع قليل من الدخان الأسود أو انعدامه. أما فيما يخص مدخل الهواء والشاحن التوربيني، فإن انسداد فلتر الهواء بشدة، أو تآكل شفرات الشاحن التوربيني، أو تشقق/تسرب خراطيم توصيل المبرد البيني، يؤدي إلى عدم كفاية مدخل الهواء واحتراق غير كامل للديزل؛ والعرض النموذجي هو دخان أسود كثيف وانخفاض حاد في السرعة بمجرد تطبيق الحمل. إضافةً إلى ذلك، فإن تآكل حاقنات الوقود ذات الضغط العالي في نظام السكك الحديدية المشتركة، والتي تُسرّب الضغط أو تُبخّر الوقود بشكل سيئ، أو حساسات ضغط السكك الحديدية التي تُفعّل نظام الحماية من الضغط، تُضعف بشكل مباشر القدرة الفعالة للمحرك.

زيادة الحمل على المضخة الرئيسية بسبب آلية تنظيم المضخة الهيدروليكية  

عندما تكون قدرة المحرك طبيعية، ولكن المضخة الرئيسية (على سبيل المثال، مضخة كوماتسو الهيدروليكية PC300-7، رقم القطعة 708-2G-00024، أو مضخة PC400-7 الهيدروليكية، رقم القطعة 708-2H-00450) لا تستطيع خفض زاوية لوحة التوجيه بسرعة تحت ضغط عالٍ، يبقى كل من الإزاحة والضغط مرتفعين في آن واحد. ولأن القدرة تساوي الضغط مضروبًا في التدفق، فإن القيم العالية المتزامنة تُحمّل المحرك فوق طاقته فورًا. في بنية المضخة الرئيسية ذات المكابس المزدوجة، تُجهز كل من المضختين الأمامية والخلفية بمنظم ضغط خاص بها، مع وجود صمام لولبي تناسبي بينهما؛ وتؤدي هذه المكونات مجتمعةً ضبطًا ديناميكيًا لزاوية لوحة التوجيه. إذا علق بكرة صمام التحكم في القدرة (PC) أو مكبس المؤازرة داخل منظم ضغط المضخة الأمامية أو الخلفية في وضع "الإزاحة الكبيرة" بسبب وجود شوائب معدنية أو رواسب في الزيت الهيدروليكي، فلن تتمكن لوحة التوجيه من العودة إلى وضعها الطبيعي عند زيادة الحمل الخارجي. وبالمثل، إذا تم ضبط صمام تخفيف الضغط الرئيسي في صمام التحكم متعدد الاتجاهات (على سبيل المثال، صمام التحكم Komatsu PC200-8MO، رقم القطعة 723-46-29100) يدويًا على قيمة عالية جدًا أو إذا كانت بكرته عالقة، فلن يتمكن النظام من تخفيف الضغط بشكل صحيح تحت الأحمال القصوى، مما يسمح لضغط النظام بتجاوز القيمة المقدرة بكثير (عادةً 32-35 ميجا باسكال). يؤدي التحميل الزائد المتكرر أثناء الحفر الثقيل إلى تحويل طاقة المحرك مباشرة إلى حرارة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي الضغط غير الطبيعي في دائرة التحكم المساعدة التي تغذيها مضخة التروس الخلفية إلى حرمان آلية المؤازرة المنظمة من قوة الدفع الكافية لتقليل زاوية لوحة التوجيه.

سوء التقدير الناتج عن إشارات التحكم الإلكتروني والمستشعرات 

عندما يعاني صمام الملف اللولبي النسبي في المضخة الرئيسية من تلف الملف بسبب التقادم، أو تآكل/التصاق البكرة، أو ارتخاء الموصلات، فإنه لا يستطيع إخراج ضغط التشغيل الثانوي الصحيح وفقًا لأوامر وحدة التحكم الإلكترونية/وحدة تحكم المضخة. من جهة أخرى، إذا انحرف مستشعر سرعة المحرك أو مستشعر الضغط العالي في المضخة الرئيسية أو أصبح غير دقيق، فلن تتمكن وحدة التحكم من اكتشاف تباطؤ المحرك، وبالتالي لن تتمكن من إصدار الأمر لصمام الملف اللولبي النسبي بتقليل الإزاحة، مما يؤدي في النهاية إلى توقف المحرك بشكل خطير أو عطل مبكر في النظام.

إجراءات موحدة لتحديد الأعطال وإصلاحها في الموقع (من البسيطة إلى المعقدة)  

قبل فحص خطوط الهيدروليك أو مكونات المحرك، يجب الالتزام التام باحتياطات السلامة المتعلقة بالضغط العالي ودرجة الحرارة المرتفعة: قبل فحص أو إزالة منظم المضخة الرئيسية أو صمام الملف اللولبي النسبي، يجب إنزال جميع الأجهزة العاملة إلى الأرض تمامًا، وإيقاف تشغيل المحرك، وتخفيف الضغط المتبقي وضغط الخزان العكسي عبر أذرع التحكم. لا تقم أبدًا بإزالة مكونات الهيدروليك أثناء تشغيل المحرك أو أثناء وجود ضغط في الخطوط، لتجنب الإصابة الشخصية من رذاذ الزيت عالي الحرارة والضغط.

بعد إتمام إجراءات السلامة، تتمثل الخطوة الأولى في تشخيص أولي يستغرق حوالي 5 دقائق. شغّل الآلة واضبطها على وضع التشغيل السريع (الخمول العالي)؛ اختبر كلاً من الوظائف الفردية (مثل الذراع فقط) والوظائف المُجمّعة مع مراقبة لون العادم وانخفاض السرعة. عند توقف الآلة تحت الحمل مصحوبًا بدخان أسود كثيف، قم أولاً بإزالة فلتر الهواء وتنظيفه، ثم افحص خراطيم السيليكون الخاصة بالشاحن التوربيني والمبرد البيني بحثًا عن أي تشققات أو تسريبات. إذا نتج عن جميع الوظائف دخان أسود وتوقف، فقد يكون صمام الملف اللولبي النسبي قد تعطل، مما تسبب في زيادة الحمل على الطاقة. عند حدوث توقف تحت الحمل بدون دخان أسود (أو دخان خفيف/أبيض فقط)، قم بتصريف الماء من فاصل الماء، واستبدل مرشحات الديزل الأساسية والثانوية، وقم بتفريغ الهواء من خطوط الوقود. فيما يتعلق بنطاق الوظائف المتأثرة: إذا توقف ذراع الرافعة، أو الذراع، أو الحركة، أو الدوران، أو جميع الوظائف الأخرى، فركز على نظام إمداد الديزل، أو نظام السحب/الشحن التوربيني الرئيسي، أو صمام الملف اللولبي النسبي للمضخة (EPC). إذا توقف جانب واحد فقط من الآلة، فإن المحرك يعمل بشكل طبيعي، ويكمن العطل في منظم ضغط المضخة الرئيسية (الأمامي أو الخلفي) أو صمام التحكم الرئيسي. أما إذا توقف جزء واحد فقط (مثلاً، ذراع ممتد بالكامل تحت الحمل)، فإن كلاً من المحرك والمضخة الرئيسية يعملان بشكل طبيعي؛ ويكمن العطل في صمام تخفيف الحمل الزائد في قسم الصمام متعدد الاتجاهات، إما لأنه مضبوط على مستوى عالٍ جدًا أو لأن بكرته عالقة.

الخطوة الثانية هي فحص أساسي لدائرة الوقود والهواء يستغرق حوالي 15 دقيقة. افتح صمام التصريف أسفل فاصل الماء لتصريف الماء؛ افحص مرشحات الديزل الأساسية والثانوية بحثًا عن أي ترسبات أو شوائب؛ في الوقت نفسه، افحص مرشح الهواء وخراطيم السيليكون من الشاحن التوربيني إلى المبرد البيني بحثًا عن أي تشققات أو مشابك مفكوكة. بعد استبدال المرشحات أو شد الخراطيم، اختبر الآلة: في الظروف العادية، يجب أن يكون التسارع السريع بدون حمل سريع الاستجابة، ويجب أن يظل انخفاض سرعة المحرك تحت الحمل في حدود 150-200 دورة في الدقيقة. إذا كانت دوائر الوقود والهواء الأساسية طبيعية ولكن العطل لا يزال قائمًا، فانتقل إلى الخطوة الثالثة - وهي تشخيص إلكتروني لمعاملات التحكم والضغط يستغرق حوالي 10 دقائق. ادخل إلى وضع التشخيص على شاشة الكابينة، واعرض ضغوط المضخة الرئيسية الأمامية/الخلفية وتيار تشغيل صمام الملف اللولبي النسبي، ثم قم بعملية تخفيف الضغط (شوط كامل تحت الحمل). راقب ما إذا كان الضغط يتجاوز الحد الأعلى المُحدد من المصنع (عادةً 32-35 ميجا باسكال)، وما إذا كان تيار الملف اللولبي يتغير ديناميكيًا مع انخفاض سرعة المحرك (عادةً في نطاق 300-800 مللي أمبير تقريبًا حسب الحمل). إذا ظل التيار ثابتًا، فالعطل في دائرة الملف اللولبي أو لوحة التحكم؛ أما إذا كان كل من الضغط والتيار طبيعيين، ومع ذلك استمر توقف المحرك، فانتقل إلى التفكيك الميكانيكي.

الخطوة الرابعة هي تنظيف واختبار مكونات التحكم الهيدروليكي لمدة 30 دقيقة أو أكثر. بعد إيقاف التشغيل وتخفيف ضغط الخزان، قم بإزالة صمام الملف اللولبي النسبي من المضخة الرئيسية، ونظف البكرة بمنظف المكربن، وتأكد من انزلاقها بحرية. يمكن أيضًا تبديل خطوط أو موصلات المضخة الأمامية/الخلفية للتحقق من انتقال العطل. إذا كان صمام الملف اللولبي سليمًا، فقم بفك بكرة التحكم وبكرة صمام التحكم بالضغط داخل منظمات المضخة الأمامية/الخلفية، واشطف الرواسب الداخلية وبقايا المعدن الدقيقة بمنظف المكربن، وتحقق من وجود جزيئات معدنية عالقة أو نوابض إرجاع مكسورة، وادفع البكرة برفق باستخدام مفك براغي للتأكد من عودة النابض بسلاسة قبل إعادة التركيب وإعادة الاختبار. أثناء أعمال الإصلاح، لا تقم أبدًا بتفكيك واسع النطاق دون تحليل دقيق للسبب الجذري. عند الحاجة إلى قطع غيار، افحص المكونات الجديدة من حيث المظهر والأداء قبل التركيب، واستخدم قطع غيار أصلية مطابقة للمواصفات الأصلية ومسامير عالية القوة، وقم بالربط وفقًا لعزم الدوران والتسلسل المحددين، وقم بتنظيف النظام الهيدروليكي جيدًا، واستبدل المرشحات القديمة على الفور لمنع جزيئات الكشط الصلبة المتبقية من إعادة الدخول إلى المضخة الرئيسية ومجموعة الصمامات والتسبب في الالتصاق أو التآكل المبكر.

معايير التصنيع ومعرض YIKAN KOMSU في معرض باوما الصين في شنغهاي  

لكسر حلقة تدهور الأنظمة الهيدروليكية واختلال توازن الطاقة الناتج عن تلوث الزيت، أو سوء التصنيع، أو عدم تطابق المعايير، يُعد اختيار مورد يتمتع بمعايير صارمة لمراقبة الجودة والتصنيع أمرًا بالغ الأهمية. شركة ييكان كومسو هي شركة صناعية وتجارية متكاملة تتمتع بخبرة تزيد عن 20 عامًا في مجال الأنظمة الهيدروليكية، وأنابيبها، ومكونات المحركات. تركز الشركة على البحث والتطوير، والإنتاج، والتجارة العالمية، حيث تقدم لعملائها حلولًا هيدروليكية شاملة تبدأ من اختيار المكونات، وتصميم وتصنيع كتل الصمامات، وتصنيع الخزانات والأنابيب، وصولًا إلى تجميع النظام واختباره. في عملية التصنيع، أنشأت ييكان كومسو نظامًا مستقلًا صارمًا للغاية لمراقبة الجودة: تشمل خطوات الإنتاج الأساسية التحليل الطيفي للمواد الخام والفحص عالي الدقة باستخدام آلة قياس الإحداثيات ثلاثية الأبعاد (CMM) بعد التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC). وخلال عملية تجميع المكونات الهيدروليكية تحديدًا، يحرص المصنع على تطبيق أعلى معايير النظافة، ويخضع كل منتج لاختبارات نهائية للوظائف والمتانة. بفضل خط إنتاج مرن قادر على التعامل بكفاءة مع أحجام الطلبات المتنوعة، تحقق شركة YIKAN KOMSU تحسين التكاليف والتسليم السريع مع ضمان إمكانية تتبع دورة حياة المنتج بالكامل، وتزويد العملاء بمكونات قوية تتوافق تمامًا مع مواصفات النظام وحلول استقرار الآلة بالكامل استنادًا إلى خبرة فنية عميقة.

بصفتها شركة رائدة في تصنيع وتوريد مكونات ما بعد البيع لمعدات البناء على مستوى العالم، ستشارك شركة YIKAN KOMSU في معرض باوما الصين في شنغهاي (الجناح رقم E2-149). وستعرض الشركة خلال المعرض مجموعات المضخات الهيدروليكية الرئيسية، ومنظمات ضغط المضخات الرئيسية، وكتل صمامات التحكم الرئيسية، وصمامات الملف اللولبي التناسبية، وخطوط الهيدروليك عالية الضغط، ومكونات المحركات الأساسية لمختلف الحفارات والمعدات الثقيلة. وستقدم فرق فنية متخصصة في الموقع استشارات حول مطابقة الطاقة بين محركات الديزل والهيدروليكية، وعروضًا توضيحية لعمليات التصنيع، وخدمات ربط مخصصة لسلسلة التوريد العالمية للمشترين الدوليين وعملاء معدات البناء.

 الأسئلة الشائعة (FAQ)  

  كيف يمكن استخدام لون العادم للتمييز بسرعة ما إذا كان توقف الحفارة ناتجًا عن مشكلة في دائرة الوقود أو دائرة الهواء؟  

يشير توقف المحرك تحت الحمل المصحوب بدخان أسود كثيف إلى عدم كفاية كمية الهواء الداخل واحتراق غير كامل للديزل؛ لذا يُنصح بفحص فلتر الهواء بحثًا عن انسداد، أو شاحن توربيني تالف، أو خراطيم توصيل المبرد البيني المتشققة أو المتسربة. أما إذا حدث التوقف دون دخان أسود أو مع دخان خفيف فقط، فهذا يعني تأخرًا في توصيل الوقود تحت الحمل العالي؛ لذا يُنصح بفحص فلاتر الديزل بحثًا عن انسداد، أو وجود كمية زائدة من الماء في فاصل الماء، أو وجود هواء في أنابيب الوقود.

لماذا تتوقف الحفارة عن العمل؟ فقط هل يحدث ذلك على جانب واحد من الجهاز أو أثناء وظيفة واحدة بينما تظل الوظائف الأخرى طبيعية؟  

يشير توقف المحرك من جانب واحد فقط إلى أنه يعمل بشكل طبيعي، وأن العطل يتركز في منظم ضغط المضخة الرئيسية (الأمامي أو الخلفي) أو صمام التحكم الرئيسي. أما إذا توقف عمل وظيفة واحدة فقط (مثلاً، عند تمديد الذراع بالكامل تحت الحمل)، فإن كلاً من المحرك والمضخة الرئيسية يعملان بشكل طبيعي؛ ويكمن العطل في ضبط صمام تخفيف الحمل الزائد في قسم الصمام متعدد الاتجاهات على مستوى عالٍ جدًا أو في تعطل بكرة الصمام.

 كيف يمكن استخدام شاشة مراقبة الكابينة لتحديد ما إذا كان توقف المحرك ناتجًا عن صمام لولبي تناسبي هل يوجد عطل في نظام التحكم الإلكتروني؟  

قم بتشغيل وضع التشخيص على شاشة الكابينة. أثناء إجراء عملية تخفيف الضغط تحت الحمل، راقب ضغط المضخة الرئيسية (الحد الأعلى عادةً 32-35 ميجا باسكال) وتيار تشغيل صمام الملف اللولبي النسبي (PC-EPC). في الظروف العادية، يجب أن يتغير التيار ديناميكيًا ضمن نطاق 300-800 مللي أمبير تقريبًا مع انخفاض سرعة المحرك تحت الحمل. إذا ظل التيار ثابتًا أو كان 0 مللي أمبير، فإن دائرة الملف اللولبي أو لوحة التحكم بها عطل.