لماذا لا تكفي أنظمة الهيدروليك في الجرارات وحدها؟

تأتي معظم الجرارات الحديثة مزودة بنظام هيدروليكي داخلي - مضخة تعمل بواسطة المحرك عبر ناقل الحركة، وتغذي وصلات خارجية في الجزء الخلفي أو الأوسط. توفر هذه الدوائر عادةً ما بين 30 و80 لترًا في الدقيقة بضغوط تشغيل تتراوح بين 170 و210 بار، وهو ما يكفي لرفع وصلة ثلاثية النقاط، أو تشغيل رافعة أمامية، أو تشغيل زوج من الأسطوانات مزدوجة الفعل في أداة حرث. ولكن عندما تتطلب إحدى الأدوات طاقة هيدروليكية عالية التدفق بشكل مستمر - مثل فواصل جذوع الأشجار التي تعمل بمعدل تدفق يزيد عن 100 لتر في الدقيقة، أو المكانس الكهربائية الكبيرة للحبوب، أو مقصات الأشجار، أو مضخات الخرسانة المتنقلة، أو رشاشات المحاصيل عالية السعة - فإن الدائرة الهيدروليكية الداخلية تصل إلى حدودها القصوى.

يُعدّ حجم التدفق القيد الأساسي. صُممت مضخة الجرار التي تعمل بمحركها للعمل المتقطع وتُوزّع على دوائر متعددة. يؤدي توجيه كل التدفق المتاح إلى أداة واحدة إلى حرمان دوائر التوجيه والفرامل وتزييت ناقل الحركة، التي تعتمد على المضخة نفسها، من التدفق. والنتيجة هي استجابة توجيه بطيئة في أحسن الأحوال، وفي أسوأ الأحوال، فقدانٌ خطيرٌ لقوة مساعدة الفرامل الهيدروليكية في الجرارات التي تعتمد على دوائر الفرامل الهيدروستاتيكية، مما يُهدد السلامة.

يحل صندوق تروس PTO الهيدروليكي هذه المشكلة من خلال إنشاء دائرة هيدروليكية مستقلة تمامًا. يقوم عمود PTO بتدوير علبة تروس لزيادة السرعة يقوم هذا النظام بتشغيل مضخة هيدروليكية مخصصة بالسرعة المناسبة. تحتوي هذه المضخة على خزان خاص بها، وفلتر خاص بها، وصمام لتخفيف الضغط، ومجموعة خراطيم خاصة بها تصل إلى الآلة. يبقى النظام الهيدروليكي الداخلي للجرار دون تغيير - فالتوجيه، والفرامل، ووصلة الجر، والرافعة تستمر في العمل تمامًا كما لو لم تكن هناك آلة مثبتة.

كيف يعمل مُسرِّع سرعة المضخات الهيدروليكية

مُعزز السرعة هو عكس مُخفض السرعة ميكانيكيًا. فبينما يقوم مُخفض السرعة بتحويل مدخلات عالية السرعة ومنخفضة العزم إلى مخرجات منخفضة السرعة وعالية العزم، يقوم مُعزز السرعة بالعكس: فهو يستقبل الدوران البطيء نسبيًا لعمود نقل الحركة - 540 دورة في الدقيقة في الجرارات من الفئة الأولى والثانية، أو 1000 دورة في الدقيقة في الجرارات من الفئة الثالثة وما فوق - ويُضاعفه إلى نطاق 1500 إلى 3000 دورة في الدقيقة الذي تتطلبه المضخات الهيدروليكية من نوع التروس والمكابس للتشغيل الفعال.

تستخدم مجموعة التروس داخل علبة تروس زيادة سرعة عمود إدارة الطاقة عادةً أحد ثلاثة تكوينات. أبسطها مرحلة واحدة من التروس المستقيمة، حيث يتعشق ترس قيادة صغير على عمود إدخال عمود إدارة الطاقة مع ترس قيادة أكبر على عمود وسيط، ثم يقوم ترس صغير ثانٍ على هذا العمود الوسيط بتحريك خرج التروس. يمكن لهذا الترتيب ثنائي المراحل تحقيق نسب تروس من 1:2 إلى 1:4 في تصميم صغير الحجم، ولكنه يُولّد ضوضاء واهتزازات أكثر من البدائل الحلزونية، لأن أسنان التروس المستقيمة تتعشق وتنفصل على كامل عرض سطحها في آنٍ واحد.

تستخدم مُضاعفات السرعة ذات التروس الحلزونية أسنانًا مقطوعة بزاوية بالنسبة لمحور الترس، بحيث يتم التعشيق تدريجيًا عبر عرض وجه الترس بدلًا من حدوثه دفعة واحدة. ينتج عن ذلك نقل عزم دوران أكثر سلاسة، وضوضاء أقل، وعمر أطول للأسنان في تطبيقات تشغيل المضخات المستمرة. يتم التحكم في الدفع المحوري الناتج عن التروس الحلزونية بواسطة محامل أسطوانية مدببة عند طرفي عمود الإخراج - وهي تفصيلة مهمة في اختيار المحامل تميز مُضاعفات السرعة التجارية عن المُستوردات منخفضة التكلفة التي تستخدم محامل كروية ذات أخدود عميق وتتعطل قبل الأوان تحت الحمل المحوري.

التكوين الثالث هو التكوين الكوكبي. يقوم مُضاعِف سرعة كوكبي بتثبيت الترس الحلقي، ويُشغِّل حامل التروس الكوكبية من عمود نقل الحركة، ويأخذ خرج السرعة العالية من الترس الشمسي. تُحقق الوحدات الكوكبية نسب سرعة عالية - تصل إلى 1:6 - في طول محوري قصير جدًا، مما يجعلها مناسبة للتركيبات التي تكون فيها المساحة بين وصلة عمود نقل الحركة والمضخة محدودة. كما أنها تُوزِّع الحمل على عدة تروس كوكبية (عادةً ثلاثة أو أربعة)، مما يُقلل الضغط على أي سنٍّ منفرد ويزيد من معدل عزم الدوران المستمر لعلبة التروس نسبةً إلى حجمها الفعلي.

حسابات نسبة تشغيل المضخة

يتطلب اختيار نسبة زيادة السرعة الصحيحة مطابقة ثلاثة متغيرات: سرعة خرج عمود إدارة الطاقة في الجرار، وسرعة دخل المضخة الهيدروليكية المقدرة، ومتطلبات التدفق والضغط للأداة. يؤدي الخطأ في هذه المطابقة إما إلى ضعف أداء الدائرة الهيدروليكية (نسبة منخفضة جدًا، مما يؤدي إلى دوران المضخة ببطء شديد لا يكفي لإنتاج التدفق المقدر) أو إلى عطل كارثي في ​​المضخة (نسبة عالية جدًا، مما يؤدي إلى زيادة سرعة المضخة بشكل مفرط وحدوث تجويف).

ابدأ بمواصفات إزاحة المضخة، معبرًا عنها بالسنتيمتر المكعب لكل دورة (سم³/دورة). اضرب الإزاحة في سرعة دوران عمود الإخراج المستهدفة (RPM)، ثم اقسم الناتج على 1000 للحصول على التدفق النظري باللترات في الدقيقة. بعد ذلك، طبّق معامل الكفاءة الحجمية - عادةً ما بين 0.90 و0.95 للمضخات الترسية الجديدة، وبين 0.92 و0.97 للمضخات المكبسية - للحصول على التدفق الفعلي المُوَصَّل. إذا كان هذا التدفق الفعلي يُلبي أو يتجاوز قليلاً متطلبات الجهاز، فإن النسبة صحيحة.

يُعدّ متطلب الطاقة المدخلة بالغ الأهمية. تُحسب الطاقة الهيدروليكية بالكيلوواط بضرب معدل التدفق (لتر/دقيقة) في الضغط (بار) ثم قسمة الناتج على 600. يتطلب نظام يُنتج 80 لترًا/دقيقة عند ضغط 200 بار طاقة مدخلة قدرها 26.7 كيلوواط. ونظرًا لوجود فقد ميكانيكي في علبة تروس مأخذ الطاقة (PTO) - يتراوح عادةً بين 3% و6% لمُضاعف سرعة حلزوني، وبين 5% و10% لوحدة كوكبية - يرتفع الطلب الفعلي على طاقة مأخذ الطاقة إلى ما يقارب 28 إلى 30 كيلوواط في هذا المثال. يجب أن يتوفر للجرار على الأقل هذا القدر من قدرة مأخذ الطاقة عند سرعة المحرك المُحددة، مع هامش أمان يتراوح بين 10% و15% للأحمال العابرة.

من الأخطاء الشائعة في هذا المجال استخدام مأخذ طاقة (PTO) بسرعة 540 دورة في الدقيقة مع مُضاعِف سرعة عالي النسبة للوصول إلى سرعات مضخة تتجاوز 3000 دورة في الدقيقة. مع أن ذلك ممكن نظريًا (نسبة 1:6 عند 540 دورة في الدقيقة تُعطي 3240 دورة في الدقيقة)، إلا أن مضاعفة عزم الدوران عند مدخل مأخذ الطاقة تصبح مفرطة، إذ يجب على عمود إدخال علبة التروس تحمل كامل حمل النظام عند 540 دورة في الدقيقة، ما يعني عزم دوران عالٍ جدًا لمستوى طاقة مُحدد. يصبح وصلة التروس بين طرف مأخذ الطاقة وعمود إدخال علبة التروس نقطة ضعف. مأخذ طاقة بسرعة 1000 دورة في الدقيقة يُنتج نفس الطاقة بنصف عزم الدوران تقريبًا، ما يُقلل الضغط على وصلة التروس إلى النصف. لذا، يُنصح بشدة باستخدام مأخذ طاقة بسرعة 1000 دورة في الدقيقة للتطبيقات الهيدروليكية عالية الطاقة التي تتجاوز 30 كيلوواط تقريبًا.

العلاقات بين معدل التدفق والضغط وسرعة خرج علبة التروس

تخضع الأنظمة الهيدروليكية لعلاقة أساسية: يحدد معدل التدفق سرعة المشغل، بينما يحدد الضغط قوة المشغل. يحتاج الأسطوانة التي تمتد بسرعة معينة إلى عدد محدد من اللترات في الدقيقة لملئها؛ ويحدد الحمل الواقع على تلك الأسطوانة الضغط الذي يجب أن تولده المضخة. يرتبط صندوق تروس نقل الحركة الهيدروليكي بهذه العلاقة من خلال سرعة خرجه، لأن تدفق المضخة يتناسب طرديًا مع سرعة المضخة عند أي إزاحة معينة.

إذا خفضت سرعة خرج علبة تروس مأخذ الطاقة بمقدار 10% - على سبيل المثال، عن طريق خفض سرعة دوران المحرك من السرعة المقدرة إلى وضعية فتح جزئي للخانق - فإن تدفق المضخة ينخفض ​​بنفس المقدار 10%. في رشاشات المحاصيل، يعني هذا انخفاض حجم الرش في الدقيقة بمقدار 10%. أما في آلات تقطيع جذوع الأشجار، فيمتد الأسطوانة ببطء أكبر بمقدار 10%. هذه العلاقة الخطية تجعل التحكم في سرعة مأخذ الطاقة أبسط طريقة لضبط خرج النظام الهيدروليكي بدقة أثناء التشغيل، ولكنها تعني أيضًا أن أي تغيير في سرعة مأخذ الطاقة يؤثر بشكل مباشر على أداء الآلة.

من ناحية أخرى، يعتمد الضغط على الحمل. تولد المضخة الضغط الذي يحتاجه النظام حتى يصل إلى قيمة ضبط صمام التنفيس. لا يؤثر صندوق تروس PTO على الضغط بشكل مباشر، بل يؤثر على التدفق. ومع ذلك، توجد علاقة غير مباشرة: فمع ارتفاع ضغط النظام باتجاه قيمة ضبط صمام التنفيس، تحتاج المضخة إلى عزم دوران أكبر من صندوق التروس. يؤدي هذا العزم المتزايد إلى زيادة الضغط على محامل صندوق التروس والتروس ووصلات التروس. عمليًا، يتعرض صندوق تروس PTO الهيدروليكي الذي يشغل المضخة عند ضغط يعادل 70% من ضغط صمام التنفيس لإجهاد ميكانيكي أقل بكثير من نفس صندوق التروس الذي يشغل المضخة عند ضغط يعادل 100% من ضغط التنفيس. لذلك، يُعد ضبط صمام التنفيس بشكل صحيح عاملًا مهمًا في إطالة عمر صندوق التروس، وليس مجرد إجراء أمان هيدروليكي.

تُضيف درجة الحرارة بُعدًا آخر. تنخفض لزوجة الزيت الهيدروليكي مع ارتفاع درجة الحرارة، مما يُقلل من كفاءة المضخة الحجمية ويزيد التسريب الداخلي بشكل طفيف. في التطبيقات ذات دورات التشغيل الطويلة، مثل نقل الحبوب المستمر أو عمليات قص الأشجار المطولة، قد تتجاوز درجة حرارة الزيت في الدائرة الهيدروليكية المستقلة 80 درجة مئوية إذا كان الخزان صغيرًا جدًا أو كان المُبرد غير كافٍ. عند هذه الدرجات، تتدهور أيضًا قوة طبقة التشحيم للزيت - وهذا الزيت عادةً ما يكون هو نفسه السائل الذي يدور عبر علبة تروس PTO نفسها في تصميمات الخزانات المُدمجة. يُؤدي الحفاظ على درجة حرارة الزيت الهيدروليكي أقل من 65 درجة مئوية إلى إطالة عمر خدمة كل من المضخة وعلبة التروس بشكل كبير.

إدارة الحرارة في الخدمة الهيدروليكية المستمرة

تؤدي التطبيقات الهيدروليكية التي تعمل بشكل مستمر إلى تجاوز الحدود الحرارية لعلبة تروس نقل الحركة بطرق نادراً ما تفعلها الأدوات الزراعية المتقطعة. عمود نقل الحركة لا تنقل آلة القطع الدوارة ذروة الطاقة إلا أثناء عملية القطع، وبين فترات القطع، ينخفض ​​الحمل إلى حدٍّ يكاد ينعدم فيه فقدان الطاقة بسبب مقاومة الهواء. في المقابل، تنقل علبة تروس PTO الهيدروليكية التي تُشغّل المضخة طاقةً مستمرةً طوال مدة التشغيل الهيدروليكي، والتي قد تمتد لساعات في عمليات مناولة الحبوب أو الرش.

تتولد الحرارة داخل علبة تروس زيادة السرعة من ثلاثة مصادر. يُمثل احتكاك تعشيق التروس الجزء الأكبر، حيث يحول الانزلاق بين أسنان التروس المتشابكة ما بين 2% و5% من الطاقة المنقولة إلى حرارة، وذلك تبعًا لنوع الترس، وتشطيب السطح، وجودة المُزيّت. يُضيف احتكاك المحامل 0.5% أخرى إلى 2%، ويختلف هذا المقدار باختلاف نوع المحمل والتحميل المسبق. أما اضطراب الزيت - الطاقة المُهدرة نتيجة تناثر التروس في حوض الزيت - فيُمكن أن يُساهم بشكل كبير إذا كان مستوى الزيت مرتفعًا جدًا أو كانت لزوجته عالية جدًا بالنسبة لدرجة حرارة التشغيل.

بالنسبة لعلبة تروس تنقل 30 كيلوواط بشكل مستمر، يتراوح إجمالي الحرارة المتولدة داخليًا بين 1 و2 كيلوواط تقريبًا. يجب تبديد هذه الحرارة عبر غلاف علبة التروس إلى الهواء المحيط. تُبدد أغلفة الحديد الزهر الحرارة بكفاءة أعلى من الألومنيوم عند درجات الحرارة العالية نظرًا لكتلة الحديد الحرارية العالية، بينما تُؤدي أغلفة الألومنيوم أداءً أفضل في حالات التبريد بالحمل الحراري نظرًا لموصليتها الحرارية العالية. في كلتا الحالتين، تُحدد مساحة سطح الغلاف وتدفق الهواء حول علبة التروس درجة حرارة التشغيل في حالة الاستقرار.

تؤدي التركيبات التي تُغلف علبة التروس بغطاء معدني أو تُثبتها في تجويف إلى تقليل تدفق الهواء وحبس الحرارة. في الحالات الشديدة، تتجاوز درجة حرارة الزيت داخل علبة التروس 110 درجة مئوية، وهي درجة حرارة تبدأ عندها معظم زيوت التروس المقاومة للضغط العالي بالتأكسد بسرعة، فتفقد خصائصها المضادة للتآكل والرغوة في غضون مئات الساعات بدلاً من آلاف الساعات التي تدوم فيها عند درجة حرارة تتراوح بين 70 و80 درجة مئوية. يمكن لتركيب مُبرد زيت بسيط يعمل بمروحة على خط إرجاع الزيت في الدائرة الهيدروليكية، أو توجيه الزيت المُرجع عبر مُبرد هواء قبل دخوله الخزان، أن يُخفض درجات حرارة التشغيل بمقدار 20 إلى 30 درجة مئوية، ويُضاعف فترة الصيانة لكل من المضخة وعلبة التروس.

مضخة التروس مقابل مضخة المكبس: مطابقة نوع المضخة مع علبة التروس

يُحدد نوع المضخة الهيدروليكية المثبتة على شفة خرج مُعزز السرعة جزءًا كبيرًا من خصائص تشغيل علبة التروس. تُعد مضخات التروس - الخيار الأكثر شيوعًا للدوائر الهيدروليكية التي تعمل بواسطة عمود إدارة الطاقة - تصميمًا خارجيًا للتروس، حيث تحتوي على ترسين متداخلين داخل غلاف دقيق. تتميز هذه المضخات ببساطتها، ومقاومتها للتلوث، وقدرتها على التشغيل الذاتي، وانخفاض تكلفتها نسبيًا. كما أن نبضات تدفقها معتدلة، وتُنتج تدفقًا ثابتًا عبر نطاق واسع من درجات الحرارة. تعمل معظم مضخات التروس بكفاءة عالية بين 1200 و2800 دورة في الدقيقة، مما يجعل مُعزز السرعة بنسبة 1:2 إلى 1:4 على عمود إدارة طاقة يعمل بسرعة 540 دورة في الدقيقة هو الخيار القياسي.

تُولّد مضخات التروس حملاً شعاعياً على عمود إدارتها، وذلك لأن فرق الضغط عبر تعشيق التروس يدفع كلا الترسين بعيداً عن منفذ التفريغ عالي الضغط. ينتقل هذا الحمل الشعاعي مباشرةً عبر وصلة عمود إدارة المضخة إلى محمل خرج مُعزِّز السرعة. في تطبيقات الضغط العالي (أكثر من 200 بار بشكل مستمر)، قد تكون هذه القوة الشعاعية كبيرة، لدرجة أنها تُقلِّل عمر محمل الخرج بمقدار يتراوح بين 40% و60% مقارنةً بالعمر المحسوب بناءً على عزم الدوران فقط. يأخذ مُصنِّعو مُعزِّزات السرعة الذين يُصنِّفون علب تروسهم للعمل مع المضخات الهيدروليكية هذا الحمل الشعاعي الإضافي في الحسبان؛ بينما لا تأخذه علب التروس الزراعية العامة المُستخدمة كمُعزِّزات سرعة في الحسبان عادةً.

تُعدّ المضخات المحورية ذات المكابس بديلاً عالي الأداء. فهي تستخدم كتلة أسطوانية دوارة تحتوي على 7 إلى 9 مكابس تتحرك ذهابًا وإيابًا داخل تجاويفها عند إمالة الكتلة مقابل لوحة مائلة. تُحقق هذه المضخات ضغوطًا أعلى (تصل إلى 350 بار بشكل مستمر)، وكفاءة حجمية أعلى (من 92% إلى 97%)، كما أنها تتميز بإمكانية تغيير الإزاحة، أي أن تدفقها يتكيف تلقائيًا مع الطلب عن طريق تغيير زاوية اللوحة المائلة. تُقلل هذه الإمكانية من هدر الطاقة بشكل كبير في التطبيقات ذات الأحمال المتغيرة، لأن المضخة تُنتج فقط التدفق الذي تحتاجه الدائرة في أي لحظة، بدلاً من تصريف التدفق الزائد عبر صمام التنفيس على شكل حرارة.

تختلف تأثيرات مضخات المكابس على علبة التروس عن مضخات التروس. تُولّد مضخات المكابس حملاً شعاعياً أقل على عمود الدوران، لكنها تُنتج نبضات التواء أعلى لأن شوط قدرة كل مكبس يُنتج ذروة عزم دوران منفصلة. مع 9 مكابس عند 2500 دورة في الدقيقة، تشهد علبة التروس 375 نبضة عزم دوران في الثانية - وهو إثارة عالية التردد يمكن أن تُحدث رنينًا مع ترددات تعشيق التروس وتُضخّم الاهتزاز. تُعالج مُضاعفات السرعة ذات التروس الحلزونية هذا الأمر بشكل أفضل من تصميمات التروس المستقيمة لأن تأثير التنعيم المتأصل في تعشيق الأسنان الحلزونية يُخمد نبضات التواء مضخة المكابس قبل وصولها إلى مجموعة نقل الحركة PTO.

أفضل ممارسات تركيب أنظمة علبة تروس نقل الحركة الهيدروليكية

يُساهم التركيب الصحيح في إطالة عمر علبة تروس PTO الهيدروليكية أكثر من هندسة علبة التروس الداخلية. فعلى سبيل المثال، تم تركيب مُضاعِف سرعة مصنّع بدقة في إطار تثبيت غير محاذٍ بشكل صحيح وبحجم أصغر من اللازم. علبة تروس زراعية ستتعطل مجموعة نقل الحركة أسرع من وحدة متوسطة المدى تم تركيبها مع محاذاة مناسبة ودعم كافٍ لمجموعة نقل الحركة.

يجب أن يستوعب عمود نقل الحركة PTO، الذي يربط طرف الجرار بعمود إدخال علبة التروس، التغيرات الزاوية الرأسية والأفقية التي تحدث أثناء دوران الجرار وارتداد الآلة الزراعية على أرض وعرة. تعالج الوصلات العالمية على عمود نقل الحركة هذه التغيرات الزاوية، ولكن كل وصلة تُحدث تغيرًا دوريًا في السرعة (تأثير وصلة كاردان) يزداد مع زاوية التشغيل. عند زاوية 10 درجات للوصلة، يكون تغير سرعة الخرج حوالي 1.5%، وهو بالكاد ملحوظ. عند 25 درجة، يرتفع إلى أكثر من 10%، مما يُحدث إدخالًا نابضًا يُجهد محامل إدخال علبة التروس وأسنان التروس بضعف تردد دوران PTO. يُعد الحفاظ على زوايا تشغيل عمود نقل الحركة أقل من 15 درجة، ويفضل أن تكون أقل من 10 درجات، أمرًا ضروريًا لإطالة عمر علبة التروس.

يُعدّ وصل المضخة بعلبة التروس بالغ الأهمية. تستخدم معظم مُضاعفات السرعة دائرة توجيه ومسامير قياسية (SAE) على سطح الخرج، تتوافق مع حواف تثبيت المضخات الهيدروليكية الشائعة (SAE A أو SAE B أو SAE C، حسب حجم المضخة). يتصل عمود إدارة المضخة بخرج علبة التروس عبر وصلة مُسننة أو مُسننة. يجب تركيب هذه الوصلة بعمق تعشيق صحيح؛ فإذا كان العمق ضحلاً، تكون مساحة تلامس التسنن غير كافية، مما يؤدي إلى تآكل سريع للتسنن؛ وإذا كان عميقًا جدًا، فإن عمود المضخة يلامس محمل خرج علبة التروس، مما يُولّد ضغطًا محوريًا غير مُراد له، ويُسرّع من تلف المحمل.

يتطلب تركيب مجموعة علبة التروس والمضخة إطارًا أو دعامة صلبة تمنع الحركة الناتجة عن الاهتزازات. قد يصل الوزن الإجمالي لمُعزز السرعة ومضخة المكبس إلى ما بين 35 و60 كيلوغرامًا، وتُولد الكتلة الدوارة عند سرعة دوران تتجاوز 2500 دورة في الدقيقة قوى جيروسكوبية أثناء دوران الجرار، مما قد يؤدي إلى خلع المجموعة من مكانها. تمتص قواعد العزل المطاطية بعض الاهتزازات، ولكن يجب أن تكون صلبة بما يكفي لمنع الحركة المفرطة؛ فالقواعد اللينة جدًا تسمح للمجموعة بالتذبذب، مما يُسبب إجهادًا لوصلات الخراطيم الهيدروليكية ومفاصل نظام نقل الحركة.

التطبيقات الشائعة للأنظمة الهيدروليكية التي تعمل بواسطة عمود إدارة الطاقة

تكمن براعة علبة تروس نقل الحركة الهيدروليكية في إمكانية تقسيم الطاقة الهيدروليكية إلى مستويات لا نهائية ونقلها عن بُعد. فبمجرد أن تُدير علبة التروس المضخة، يُمكن توجيه السائل الهيدروليكي عبر الأنابيب إلى أي مكان في الآلة، أو حتى إلى آلات منفصلة تعمل في وقت واحد من خلال مُقسّمات التدفق. وقد ساهمت هذه المرونة في انتشارها على نطاق واسع في مجالات الزراعة والغابات والبناء والبلديات.

في مجال الغابات، تُستخدم الدوائر الهيدروليكية التي تعمل بنظام نقل الحركة (PTO) لتشغيل مناشير الكماشة، ومقصات الأشجار، وآلات تقسيم جذوع الأشجار، ومعالجات الحطب. تتطلب هذه التطبيقات دوائر ذات ضغط عالٍ وتدفق متوسط ​​- عادةً ما بين 180 و280 بار بمعدل تدفق يتراوح بين 30 و60 لترًا في الدقيقة. ينتج نظام نقل الحركة (PTO) بسرعة 540 دورة في الدقيقة مع مُضاعِف سرعة بنسبة 1:3، والذي يُشغِّل مضخة تروس بسعة 28 سم مكعب/دورة، حوالي 45 لترًا في الدقيقة عند السرعة المُقدَّرة، وهو ما يكفي لمعظم ملحقات الغابات أحادية الأسطوانة. أما الآلات ثنائية الأسطوانة - تلك التي تقوم بالتثبيت والقطع في آنٍ واحد - فقد تحتاج إلى أكثر من 70 لترًا في الدقيقة، مما يستدعي استخدام نظام نقل حركة (PTO) بسرعة 1000 دورة في الدقيقة بنسبة 1:2.5 لتشغيل مضخة ذات إزاحة أكبر.

في مجال الزراعة، بالإضافة إلى الأدوات القياسية المثبتة على الجرارات، تُستخدم علب تروس PTO الهيدروليكية لتشغيل المكانس الكهربائية للحبوب (دوائر عالية التدفق ومتوسطة الضغط تحرك أكثر من 100 لتر في الدقيقة)، وبخاخات البساتين المزودة بمحركات مراوح هيدروليكية، وأنظمة حقن السماد التي تعمل بالطاقة الهيدروليكية والتي تتطلب كلاً من التدفق العالي والضغط العالي لدفع السماد السائل إلى التربة من خلال فتحات الحقن المقطوعة بالأقراص. فريق الهندسة في شركة إيفر باور يحدد بانتظام نسب زيادة السرعة لهذه التطبيقات الصعبة، ويطابق سعة علبة التروس مع متطلبات المضخة والدائرة المحددة لنظام كل عميل.

تشمل التطبيقات البلدية والخدمية وحدات الطاقة الهيدروليكية التي تعمل بنظام نقل الحركة (PTO) والمثبتة على رافعات هوائية محمولة على شاحنات، وكاسحات شوارع، وضواغط متنقلة. غالبًا ما تستخدم هذه المنشآت مخرجات PTO للشاحنات بسرعة 1000 دورة في الدقيقة، وتعمل بشكل متواصل طوال نوبات العمل الكاملة - من 6 إلى 10 ساعات يوميًا. يجب أن يراعي اختيار علبة التروس لهذه التطبيقات القدرة الحرارية العالية للتشغيل المتواصل، والمحامل شديدة التحمل، وأختام عمود عالية الجودة تقاوم الأوساخ والأملاح الناتجة عن الطرق، والتي تُعد سمة أساسية في المعدات المستخدمة على الطرق.

جدول صيانة أنظمة علبة تروس نقل الحركة الهيدروليكية

نظراً لأن علبة تروس PTO الهيدروليكية تعمل تحت حمل مستمر بدلاً من العمل المتقطع الشائع في معظم تطبيقات علب التروس الزراعية، فيجب أن يكون جدول الصيانة الخاص بها أكثر صرامة من الفترات المنشورة لعلب تروس PTO للأغراض العامة.

تُعدّ حالة الزيت أفضل مؤشر على سلامة علبة التروس الداخلية. خذ عينة زيت بحجم 100 مل من خلال منفذ التصريف في كل فترة صيانة، وافحصها بصريًا. يشير الزيت الصافي ذو اللون الكهرماني الخالي من أي لمعان معدني إلى التشغيل الطبيعي. أما الزيت ذو اللون الحليبي فيدل على تلوثه بالماء، وغالبًا ما يكون ذلك بسبب تكثف الرطوبة في الآلات التي تتناوب بين التشغيل الساخن والتخزين البارد طوال الليل. يشير وجود بريق معدني دقيق في قاع وعاء العينة الشفاف إلى تسارع تآكل أسنان التروس، وعادةً ما يكون ذلك بسبب تلوث الزيت أو زيادة الحمل على تعشيق التروس. أما الزيت الداكن المؤكسد ذو الرائحة المحترقة فيدل على ارتفاع درجة الحرارة بشكل مزمن، ويتطلب فحصًا فوريًا لنظام إدارة الحرارة قبل استئناف عمل علبة التروس.

يجب فحص موانع تسرب عمود الإدخال والإخراج كل 250 ساعة تشغيل. في جانب الإدخال، يسمح تسرب مانع التسرب بتلويث زيت علبة التروس بشحم عمود نقل الحركة، ويمكن ملاحظة ذلك من خلال تغير لون الزيت إلى الرمادي قرب طرف الإدخال. أما في جانب الإخراج، حيث يخرج عمود إدارة المضخة من علبة التروس، فإن تسرب مانع التسرب يُعرّض الأجزاء الداخلية لعلبة التروس لسائل هيدروليكي. في حين أن العديد من مُعززات سرعة عمود نقل الحركة تشترك في الزيت مع المضخة (خاصةً في التصاميم ذات الغلاف المُدمج)، يجب على الوحدات ذات أنظمة التشحيم المنفصلة فصل زيت التروس عن السائل الهيدروليكي لأن الإضافات الموجودة في السائلين قد تكون غير متوافقة كيميائيًا.

يجب تشحيم عمود نقل الحركة الذي يربط مأخذ الطاقة في الجرار بمدخل علبة التروس كل 50 ساعة تشغيل. تتطلب محامل الوصلات العالمية، وقضبان التوصيل المنزلقة، ومحامل الحماية، جميعها تشحيمًا جديدًا لمنع التآكل الناتج عن التشغيل الجاف بين مواسم التشغيل. تُعد الوصلات العالمية المتقاطعة والمحامل أكثر نقاط الضعف شيوعًا في النظام الهيدروليكي لمأخذ الطاقة، واستبدالها بشكل وقائي (كل 500 إلى 800 ساعة، حسب زاوية التشغيل) أقل تكلفة بكثير من الأضرار الناجمة عن انفصال عمود نقل الحركة عند تعطل وصلة عالمية أثناء التشغيل.

كيفية اختيار علبة تروس PTO الهيدروليكية المناسبة

يبدأ الاختيار بأربعة معلومات: سرعة PTO للجرار (540 أو 1000 دورة في الدقيقة)، وقوة حصان PTO المتاحة للجرار، ومواصفات المضخة الهيدروليكية (الإزاحة، والسرعة المقدرة، وشفة التثبيت، وتكوين عمود الدوران)، والمتطلبات الهيدروليكية للأداة (التدفق، والضغط، ودورة التشغيل).

باستخدام هذه المدخلات الأربعة، تتبع عملية الاختيار تسلسلًا منطقيًا. أولًا، حدد سرعة خرج علبة التروس المطلوبة بقسمة سرعة دخل المضخة المقدرة على سرعة مأخذ الطاقة. ثانيًا، احسب أقصى عزم دوران مستمر يجب أن تنقله علبة التروس - وهذا يساوي أقصى عزم دوران دخل للمضخة عند ضبط ضغط صمام التنفيس، بالإضافة إلى هامش 15% للأحمال العابرة. ثالثًا، تحقق من أن تصنيف عزم الدوران المستمر المنشور لعلبة التروس عند سرعة الخرج المحسوبة يتجاوز هذا الطلب. رابعًا، تأكد من التوافق الميكانيكي - يجب أن يتطابق سنّ الإدخال مع وصلة مأخذ الطاقة (عادةً 6 أسنان 1-3/8 بوصة لسرعة 540 دورة في الدقيقة أو 21 سنًا 1-3/8 بوصة لسرعة 1000 دورة في الدقيقة)، ويجب أن تتطابق شفة الخرج مع نمط تركيب المضخة.

تجنب الخطأ الشائع المتمثل في اختيار علبة تروس بناءً على قوة المحرك فقط دون التأكد من عزم الدوران. قد تختلف قدرة عزم الدوران لعلبتي تروس مصنفتين بقدرة "50 حصانًا" اختلافًا كبيرًا إذا كانت إحداهما بنسبة 1:2 (عزم دوران أقل) والأخرى بنسبة 1:4 (عزم دوران أعلى). إن عزم الدوران الفعلي عند أسنان التروس - وليس قوة المحرك المذكورة على لوحة البيانات - هو ما يحدد مدى تحمل التروس والمحامل للاستخدام المقصود. تصفح علبة تروس Ever-Power PTO قوائم المنتجات للعثور على الوحدات ذات مواصفات عزم الدوران الكاملة عند كل نسبة، مما يجعل الاختيار الخاص بالتطبيق أمرًا بسيطًا.

الأسئلة الشائعة

المحرر: Cxm