المضخة الهيدروليكية في محطات التكسير الهيدروليكية: المبادئ والتطبيقات الميدانية
تُعدّ محطة النظام الهيدروليكي من أكثر الأنظمة المساعدة أهميةً في الكسارة، رغم بساطتها الظاهرية. وتُشغّل هذه المحطة عملياتٍ مثل ضبط فتحة التفريغ، والحماية من انحشار الحديد، وتنظيف وإعادة ضبط حجرة الكسارة. ويُمثّل المضخّة الهيدروليكية قلب محطة النظام الهيدروليكي، حيث تُحوّل الطاقة الميكانيكية للمحرك الكهربائي إلى طاقة ضغط الزيت الهيدروليكي، تمامًا كما يضخ القلب الدم في جميع أنحاء الجسم.
يوجد نوعان شائعان من مضخات الزيت في مواقع العمل: مضخات التروس ومضخات المكبس. يختلف شكلها وطريقة عملها، كما تُستخدم في تطبيقات مختلفة.
مضخات التروس: بسيطة، متينة، ومصممة للأعمال الشاقة
يتميز تركيب مضخة التروس بالبساطة. يوجد داخل الغلاف ترسان متشابكان، أحدهما دافع والآخر مقاد. يُحرك المحرك الترس الدافع، مما يؤدي إلى دوران الترس المقاد أيضًا. عند جانب السحب، تنفصل أسنان الترسين، مما يُنشئ مساحة أكبر وفراغًا موضعيًا، يسحب الزيت إلى تجاويف التروس تحت الضغط الجوي. وعندما تدور التروس إلى جانب التفريغ، تعود الأسنان إلى التشابك، ضاغطةً المساحة ودافعةً الزيت للخارج تحت ضغط.
يتميز هذا الجهاز ببنية بسيطة، وعدد قليل من الأجزاء، ومقاومة عالية للتلوث، وسعره منخفض. أما عيوبه فتتمثل في عدم قدرته على توليد ضغط عالٍ جدًا، ووجود نبضات تدفق ملحوظة، وإصداره ضوضاءً مسموعة.
في الكسارات، تُستخدم مضخات التروس بشكل أساسي في مكانين:
المحطة الهيدروليكية لكسارة الفك. لا يتطلب ضبط فتحة التفريغ في الكسارة الفكية سوى ضغطة واحدة من أسطوانة هيدروليكية؛ متطلبات الضغط منخفضة، والعملية غير متكررة. مضخة تروس كافية تمامًا.
محطات التشحيم لجميع الموديلات. تتطلب أنظمة التشحيم معدلات تدفق عالية، وضغطًا منخفضًا، ودورانًا مستمرًا للزيت. وتُعد مضخات التروس مثالية لهذا الغرض، إذ توفر أقل تكلفة وأقل قدر من الصيانة.
لذلك عندما ترى محطة التشحيم الهيدروليكية بجوار كسارة الفك، أو محطة التشحيم الصغيرة المستقلة بجوار كسارة المخروط، ففي تسع مرات من أصل عشر، تحتوي على مضخة تروس.
مضخات مكبسية: دقة عالية في الضغط، مصممة لمواجهة أصعب التحديات
يُعدّ تركيب مضخة المكبس أكثر تعقيدًا. فهي تتألف من كتلة أسطوانية تحتوي على حلقة من المكابس، وتستند رؤوس المكابس على صفيحة مائلة. يُحرّك المحرك كتلة الأسطوانة والمكابس معًا للدوران، بينما تبقى الصفيحة ثابتة ولكنها مائلة. مع دوران كتلة الأسطوانة، تُدفع المكابس ذهابًا وإيابًا داخل تجويف الأسطوانة بواسطة الصفيحة المائلة. عندما تُسحب المكابس للخارج، يزداد حجم تجويف الأسطوانة، مما يؤدي إلى سحب الزيت؛ وعندما تُدفع المكابس للداخل بواسطة الصفيحة المائلة، يقل حجم تجويف الأسطوانة، مما يؤدي إلى دفع الزيت للخارج.
تستطيع المضخات الغاطسة الوصول بسهولة إلى ضغوط تتراوح بين 30 و40 ميجا باسكال، ومن خلال ضبط زاوية لوحة التوجيه، يمكن تنظيم معدل التدفق الخارج بسلاسة. وهذا يجعلها الخيار الأمثل للتطبيقات التي تتطلب الحفاظ على الضغط، أو السرعة المتغيرة، أو الاستجابة السريعة.
في الكسارات، توجد مضخات المكبس بشكل أساسي في ثلاثة مواقع:
المحطة الهيدروليكية الرئيسية لكسارة مخروطية أحادية الأسطوانة. يدعم الأسطوانة الهيدروليكية الكبيرة الموجودة أسفل آلة الأسطوانة الواحدة العمود الرئيسي والمخروط المتحرك بالكامل، وتعمل تحت ضغط عالٍ للغاية. عند معالجة الحديد، يجب تخفيف الضغط فورًا في جزء من الثانية للسماح للمخروط المتحرك بالهبوط وتفريغ الحديد. ولا يمكن توفير هذه القوة الهائلة إلا بواسطة مضخة مكبس عالية الضغط، مقترنة بمراكم.
محطة قفل الكسارات المخروطية متعددة الأسطوانات. تتطلب حلقة أسطوانات القفل في أعلى آلة متعددة الأسطوانات الحفاظ على ضغط عالٍ ثابت لفترات طويلة. تعمل مضخة المكبس ذات الضغط الثابت والإزاحة المتغيرة على تقليل إزاحتها تلقائيًا بمجرد الوصول إلى الضغط المحدد، مما يحافظ على الضغط دون هدر للطاقة. أما إذا استُخدمت مضخة تروس لهذه المهمة، فسوف يفيض الزيت باستمرار عند الضغط العالي، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته بشكل حاد وسريع.
المحرك الهيدروليكي لمحطات التكسير المتنقلة. تستخدم العديد من الكسارات المتنقلة محركًا لتشغيل مضخة مكبسية كبيرة الإزاحة ومتغيرة الإزاحة، والتي بدورها توزع السائل على محركات الحركة ومحركات وحدة التكسير الرئيسية. توفر المضخات المكبسية كثافة طاقة عالية، وهو شرط أساسي للهياكل المتنقلة ذات المساحة المحدودة والوزن المنخفض.
كيف يمكنك التمييز بينهما بنظرة سريعة في الموقع؟
لا حاجة لتفكيك الآلة - فقط افتح باب خزانة وحدة الطاقة الهيدروليكية وانظر إلى شكل المضخة.
مربع الشكل، بغطاء مثبت بعدة براغي: مضخة تروس. يشير هذا إلى نظام ذي ضغط منخفض ووظائف بسيطة.
شكل أسطواني طويل بمقبض أو قرص دوار في الأعلى: مضخة مكبس محورية. يشير هذا إلى النظام الهيدروليكي الأساسي، الذي يعمل بضغط عالٍ ويكون تصنيعه أكثر تكلفة.
أخطاء شائعة في الصيانة
إذا كانت مضخة التروس تصدر ضجيجًا أو غير قادرة على توليد الضغط، فلا تتسرع في تفكيكها، ففي أغلب الأحيان يكون مصفاة السحب مسدودة أو يوجد تسريب للهواء عند وصلة خط السحب. كما أن انخفاض مستوى الزيت في الخزان قد يتسبب في حدوث تجويف.
المشكلة الأكثر شيوعًا في مضخات المكابس هي ارتفاع درجة حرارة الزيت. غالبًا لا يكون السبب هو المضخة نفسها، بل بقاء النظام في حالة فيضان مستمر لفترة طويلة. عندما يفترض أن يحافظ النظام على الضغط، تستمر المضخة في ضخ الزيت بكامل طاقته، ويعود الزيت الزائد إلى الخزان عبر صمام التنفيس، حيث يتحول إلى حرارة. يُعد ضبط صمام التنفيس أو فحص آلية الضغط المتغير الثابت حلاً عمليًا أكثر من استبدال المضخة.
تؤدي وحدة الطاقة الهيدروليكية دورًا داعمًا في الكسارة، ولكن إذا أُهمل هذا الدور، ستتوقف الآلة بأكملها عن العمل. إن فهم خصائص مضخات التروس ومضخات المكبس سيساعدك على تجنب المشاكل عند مواجهة أعطال في الموقع.