كيف توزع علبة تروس المحراث الآلي الطاقة

تختلف المحراث الدوار اختلافًا جوهريًا عن جميع أدوات حرث التربة الأخرى التي تعمل بنظام نقل الحركة، لأن أسنانه تدور حول محاور رأسية بدلًا من محاور أفقية. فبدلًا من شق التربة أفقيًا كما في المحراث الدوار، يدور كل زوج من الأسنان رأسيًا، مخترقًا التربة إلى الأسفل، وكاسحًا إياها جانبيًا، ثم يرتفع في مسار دائري يفتت الكتل ويخلط الطبقة السطحية من التربة دون دفن بقايا المحاصيل أو تكوين طبقة صلبة مضغوطة أسفل عمق العمل.

تُعدّ علبة التروس التي تُشغّل هذه العملية من بين أكثر علب التروس تعقيدًا في الآلات الزراعية. تحتوي المحراث الدوار النموذجي بعرض عمل يبلغ 3 أمتار على 10 إلى 12 عمودًا دوارًا فرديًا، يحمل كل منها شوكتين. يجب أن يدور كل دوار بنفس السرعة - عادةً من 250 إلى 350 دورة في الدقيقة - ويجب أن تدور الدوارات المتجاورة في اتجاهين متعاكسين بحيث تتداخل مسارات أسنانها المتداخلة بدلاً من أن تتصادم. علبة تروس المحراث الآلي ويتحقق ذلك من خلال عمود إدخال مركزي يقوم بتشغيل سلسلة من أزواج التروس المخروطية أو المستقيمة، مع وجود تروس وسيطة بين كل زوج من الدوارات لعكس اتجاه دوران كل عمود ثانٍ.

تصل الطاقة المدخلة من مأخذ الطاقة في الجرار - عادةً بسرعة 1000 دورة في الدقيقة للمحاريث التي يزيد عرضها عن 2.5 متر - وتدخل إلى علبة تروس تخفيض السرعة الأولية التي تخفض السرعة من 1000 دورة في الدقيقة إلى حوالي 300 دورة في الدقيقة قبل توزيع عزم الدوران جانبيًا على كامل عرض العمل. تتكون علبة التروس الأولية عادةً من زوج من التروس المخروطية (بسرعة 1000 دورة في الدقيقة لمدخل إلى عمود عرضي أفقي) متبوعًا بتوزيع تروس مستقيمة على طول العمود العرضي إلى كل دوار على حدة. يُعد إجمالي استهلاك الطاقة كبيرًا: إذ يتطلب محاريث دوار بعرض 3 أمتار يعمل على عمق 8 سم في تربة متوسطة القوام من 80 إلى 120 حصانًا عند عمود مأخذ الطاقة، مع ارتفاعات في ذروة عزم الدوران تتراوح بين ضعفين إلى ثلاثة أضعاف عند اصطدام أسنان المحراث بالأحجار أو مناطق الطين المتراص.

تزامن متعدد الدوارات من خلال تروس وسيطة

يتمثل التحدي الهندسي الأبرز في علبة تروس المحراث الآلي في مزامنة 10 أو 12 أو حتى 16 دوارًا فرديًا على امتداد عرض عمل يتراوح بين 2.5 و 6 أمتار، مع الحفاظ على الدوران المعاكس بين الأزواج المتجاورة. وتحدد طريقة المزامنة تكلفة علبة التروس وتعقيدها ومتطلبات صيانتها، والأهم من ذلك، ما يحدث عند اصطدام أحد أسنان المحراث بحجر كبير.

تستخدم معظم محاريث الدوران الحديثة نظام تروس، حيث يحمل كل عمود دوار ترسًا مستقيمًا في طرفه العلوي، وتتعشق هذه التروس مباشرةً مع جيرانها عبر سلسلة من التروس الوسيطة المثبتة على غلاف علبة التروس. ولأن كل ترس وسيط يعكس اتجاه الدوران، فإن النتيجة النهائية هي أن الدوار 1 يدور باتجاه عقارب الساعة، والدوار 2 عكس اتجاه عقارب الساعة، والدوار 3 باتجاه عقارب الساعة، وهكذا على امتداد العرض الكامل. ويُحاط نظام التروس بغلاف محكم الإغلاق مغمور بالزيت، ويمتد على طول الجزء العلوي من هيكل المحراث.

توفر سلسلة التروس المتصلة هذه تزامنًا ميكانيكيًا دقيقًا، حيث يرتبط كل دوار بالآخر عبر تعشيق التروس، مما يضمن سرعة متطابقة تمامًا بغض النظر عن اختلافات مقاومة التربة. لكن من عيوب هذا الربط الدقيق أن أي صدمة مفاجئة على أحد الدوارات (كحجر مدفون مثلاً) تنقل نبضة صدمة عبر سلسلة التروس بأكملها. وبدون حماية كافية من الحمل الزائد، قد تتسبب هذه النبضة في تلف التروس البعيدة عن نقطة الاصطدام. ولمعالجة هذه المشكلة، تم اعتماد استراتيجيتين للحماية: الأولى هي دبابيس قص فردية عند كل نقطة تثبيت للدوار، والتي تتعطل قبل أن تصل الصدمة إلى مستويات مُتلفة؛ والثانية هي قابض انزلاق مركزي على عمود إدارة الطاقة (PTO) يحد من عزم الدوران الكلي الداخل إلى علبة التروس إلى حد أقصى آمن.

تستخدم بعض أمشاط الحراثة الخفيفة تصميمًا بديلًا يستبدل نظام التروس المستقيمة المتصلة بنظام تروس مخروطية فردية من العمود العرضي إلى كل دوار. هذا التصميم يلغي تعشيق التروس بين الدوارات، فلا ينتقل تأثير اصطدام حجر بأحد الدوارات إلى الدوارات المجاورة. مع ذلك، يعني هذا أيضًا تحميل كل دوار على حدة من العمود العرضي، مما يتطلب محامل أكثر متانة عند كل نقطة تعشيق مخروطية، وينتج عنه غلاف علبة تروس أثقل وأكثر تكلفة. أما بالنسبة لأمشاط الحراثة التي يزيد عرضها عن 3 أمتار، فيبقى نظام التروس المستقيمة المتصلة المزود بحماية من دبابيس القص هو التصميم السائد.

مقارنة بين المحراث الآلي والمحراث الدوار: مقارنة هندسية لعلبة التروس

كثيرًا ما يقارن المزارعون بين الأمشاط الآلية والمحاريث الدوارة لتحضير مهد البذور، ولكن من منظور تصميم علبة التروس، فإن هاتين الأداتين تحلان مشكلات ميكانيكية مختلفة تمامًا. يُفسر فهم هذه الاختلافات سبب عدم إمكانية استبدال علب التروس، وسبب ارتفاع تكلفة علب تروس الأمشاط الآلية بشكل ملحوظ، وسبب تفوق كل تصميم في استخدامه المقصود. للحصول على تحليل مفصل لـ علبة تروس المحراث الدوار للاطلاع على معايير التصميم والاختيار، راجع مقالتنا المصاحبة حول هندسة علبة تروس المقود.

يعود فرق التكلفة مباشرةً إلى تعقيد علبة التروس. تُشغّل علبة تروس المحراث الدوار عمودًا أفقيًا واحدًا عبر زوج واحد من التروس المخروطية - أي ما مجموعه ترسان أو أربعة تروس. أما علبة تروس المحراث الآلي فتُشغّل من 10 إلى 16 عمودًا رأسيًا فرديًا عبر سلسلة تروس متصلة تحتوي على ما بين 20 إلى 35 ترسًا أسطوانيًا دقيق الصنع، يتطلب كل منها محملًا خاصًا به، ومانع تسرب، وثقب تثبيت مُصنّع في غلاف يمتد على كامل عرض العمل. يزن الغلاف وحده ما بين 50 إلى 100 كيلوغرام على محراث بعرض 3 أمتار، ويجب أن يحافظ على محاذاة الثقوب على طوله بالكامل لمنع انحشار التروس.

حماية من تأثير الحجارة: إنقاذ مجموعة التروس

تُستخدم المحاريث الدوارة على نطاق واسع في التربة الصخرية، لا سيما في شمال أوروبا وأجزاء من أستراليا والمناطق الزراعية الجبلية في آسيا، حيث تُشكل الصخور المدفونة تهديدًا مستمرًا لعلبة التروس. يؤدي اصطدام سنّ المحراث بحجر وزنه 10 كيلوغرامات بسرعة 300 دورة في الدقيقة إلى توليد عزم دوران فوري قد يتجاوز خمسة أضعاف عزم الدوران التشغيلي العادي. وبدون حماية، ينتشر هذا العزم عبر سلسلة التروس وقد يتسبب في تشقق أسنان التروس المسننة على بُعد ثلاثة أو أربعة دوارات من نقطة الاصطدام.

يُقدم المشغلون الذين يُزيلون أو يتجاوزون دبابيس القص لتجنب التوقفات المتكررة لاستبدالها في الحقول الصخرية على حسابات اقتصادية خطيرة. فبدون دبوس القص الذي يعمل كصمام أمان، ينقل كل اصطدام بحجر كامل طاقة الصدمة إلى مجموعة التروس. وعلى مدار الموسم، تتسبب الصدمات الطفيفة المتراكمة في إجهاد دقيق لأسنان التروس، مما يؤدي في النهاية إلى عطل كارثي في ​​التروس - عادةً في أسوأ وقت ممكن خلال ذروة موسم الزراعة. وتُعد تكلفة 50 دبوس قص خلال موسم واحد جزءًا بسيطًا من تكلفة إعادة بناء علبة تروس واحدة.

التشحيم والإدارة الحرارية في علب تروس المحراث الآلي

يُشكّل الغلاف الطويل والضيق لعلبة تروس المحراث الآلي تحديًا فريدًا في عملية التزييت. إذ يجب أن يصل الزيت إلى تعشيقات التروس والمحامل المنتشرة على امتداد أفقي يتراوح بين 2.5 و6 أمتار، بينما يعمل المحراث على منحدرات أرضية متفاوتة. عند أحد طرفي ممر التل، يتجمع الزيت في الجانب السفلي من الغلاف، مما قد يؤدي إلى نقص التزييت في التروس والمحامل الموجودة في الجانب العلوي. تعالج تصاميم علب تروس المحراث الآلي عالية الجودة هذه المشكلة من خلال قنوات توزيع الزيت المصنّعة داخل الغلاف، وألواح رش الزيت التي تعيد توجيه الزيت من التروس الدوارة نحو المحامل البعيدة، ونوافذ رؤية في كلا طرفي الغلاف ليتمكن المشغل من التحقق من مستوى الزيت من أي جانب.

يتراوح حجم الزيت في علبة تروس المحراث الدوار عادةً بين 8 و20 لترًا، وهو أكبر بكثير من حجم الزيت في علبة تروس المحراث الدوار (1.5 إلى 4 لترات)، وذلك لأن الغلاف الطويل يجب أن يحافظ على عمق كافٍ من الزيت على امتداده بالكامل لتغطية تعشيق التروس السفلي حتى على الأراضي المنحدرة. يؤدي الإفراط في ملء الزيت إلى فقدان الطاقة نتيجةً للتقليب، مما يهدر الطاقة ويولد حرارة زائدة؛ بينما يؤدي نقص الملء إلى خطر تلف المحامل عند المرور على المنحدرات. لذا، اتبع مستوى الملء المحدد من قبل الشركة المصنعة بدقة، وتحقق من مستوى الزيت في كلا طرفي العلبة قبل كل يوم تشغيل.

يُعدّ الحمل الحراري كبيرًا في علب تروس محاريث الطاقة نظرًا لكثرة تعشيقات التروس العاملة في آنٍ واحد. يُبدد كل تعشيق من تروس الأسطوانات ما بين 1 و2% من الطاقة المنقولة على شكل حرارة. ومع وجود ما بين 15 و30 تعشيقًا نشطًا في مجموعة التروس، قد يصل إجمالي الحرارة المتولدة إلى ما بين 5 و8% من طاقة الإدخال - أي ما بين 4 و13 كيلوواط من الحرارة المستمرة عند طاقة إدخال تتراوح بين 80 و160 حصانًا. يوفر الغلاف الطويل والمسطح مساحة سطح كبيرة لتبديد الحرارة، ولكن في المناخات الحارة أو أثناء التشغيل الشاق المستمر، قد تتجاوز درجة حرارة الزيت الداخلية 90 درجة مئوية. يُناسب زيت التروس EP 80W-90 أو 85W-140 المصنف للاستخدام في GL-5 هذه الدرجات الحرارية في معظم الظروف؛ بينما تُعزز البدائل الاصطناعية هامش الأمان الحراري في التطبيقات القاسية.

دليل اختيار علبة تروس المحراث الآلي

اختيار الخيار الصحيح علبة تروس المحراث الآلي سواءً كان ذلك لبناء أداة جديدة أو كبديل لآلة حرث موجودة، فإن ذلك يتطلب مطابقة أربعة معايير أساسية مع جرارك وظروف التربة. أي خطأ في أي من هذه المواصفات يؤدي إلى تلف مبكر، أو استهلاك مفرط للوقود، أو عدم كفاية جودة تحضير التربة.

عند البحث عن علبة تروس بديلة، يُعدّ نمط مسامير التثبيت وأبعاد الهيكل أهمّ القياسات، إذ إنّ هياكل علب تروس المحراث الدوار مُصمّمة خصيصًا لكلّ أداة، وحتى اختلاف بسيط في تباعد المسامير بمقدار 5 مم يجعل الوحدة غير متوافقة. زوّدنا بمعلوماتك. علبة تروس زراعية موردٌ برقم قطعة علبة التروس الأصلية، وماركة وطراز المحراث، وعرض العمل، وعدد الدوارات، وسرعة إدخال عمود إدارة الطاقة. موردٌ مسؤولٌ مثل علبة تروس Ever-Power PTO سيتم التحقق من جميع الأبعاد والتأكد من توافق نسبة التروس قبل التصنيع أو الشحن.

أولويات الصيانة لتحقيق أقصى عمر لنظام التروس

بسبب تصميم علبة تروس المحراث الدوار متعدد التروس، يؤثر تآكل أي ترس منفرد على أداء المجموعة بأكملها. يُحدث الترس الوسيط المتآكل خلوصًا عكسيًا يزيد من قوة الصدم على التروس المجاورة، مما يُسرّع تآكلها بشكل متسلسل. الصيانة الوقائية تمنع هذا التآكل المتسلسل قبل حدوثه.

افحص مستوى الزيت وحافظ عليه قبل كل يوم تشغيل - فهذا هو الإجراء الوحيد ذو العائد الأعلى لأي عملية صيانة علبة تروس PTO يُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية، خاصةً في آلات الحراثة الآلية، لأنّ الغلاف الطويل يُفاقم آثار انخفاض مستوى الزيت. يُنصح بتغيير زيت التروس كل 200 ساعة تشغيل أو سنويًا، أيهما أقرب. أثناء تغيير الزيت، افحص الزيت المُصرّف بحثًا عن جزيئات معدنية باستخدام مغناطيس؛ فجزيئات الحديد تُشير إلى تآكل أسنان التروس، بينما تُشير جزيئات البرونز إلى تآكل قفص المحمل. في كلتا الحالتين، يستدعي الأمر فحصًا دقيقًا للأجزاء الداخلية لنظام التروس قبل موسم التشغيل التالي.

افحص دبابيس القص في بداية كل يوم عمل وبعد أي صدمة ملحوظة. استبدل أي دبوس يظهر عليه انحناء أو تشقق أو تشوه، حتى لو لم ينكسر بالكامل. الدبوس المشوه يكون قد امتص جزءًا من طاقته، وبالتالي سينكسر عند عزم دوران أقل من الدبوس الجديد، مما يوفر حماية غير متسقة. استخدم دائمًا درجة وصلابة دبوس القص المحددة من قبل الشركة المصنعة؛ فالدبابيس المصنعة ميدانيًا من مسامير عشوائية توفر قوة قص غير متوقعة.

الأسئلة الشائعة

المحرر: Cxm