لا يمكن تركيب مضخة بديلة ذات شفة بمسمارين على صندوق تروس مصمَّم لأربعة مسامير. وكذلك الحال مع عمود يختلف عدد أسنانه المخددة عن المطلوب. أما المضخة ذات اتجاه الدوران الخاطئ فتُركَّب بسهولة، لكنها تعمل جافة خلال ثوانٍ. وترجع معظم أعطال مضخات زيت التروس في الميدان إلى إحدى فجوات المواصفات هذه، لذلك يغطي هذا الدليل كيفية تحديد مواصفات الوحدة، ومقارنتها بالوحدة الأصلية، وتوريدها بأقل قدر من المفاجآت.
وظيفة مضخة زيت التروس في الدائرة الهيدروليكية
المضخة الهيدروليكية ذات التروس هي مضخة ذات إزاحة ثابتة. فهي تحوّل دوران العمود إلى تدفق منتظم من الزيت عبر نقل السائل في الفراغات الواقعة بين أسنان التروس والغلاف. ولا تولّد المضخة الضغط بنفسها، بل يتكوّن الضغط فقط عندما يواجه هذا التدفق مقاومة من الأسطوانات والمحركات والصمامات.
في جهة السحب، تنفصل التروس عن بعضها فتفتح تجويفًا يمتلئ بالزيت. ثم ينتقل الزيت المحتجز حول الجزء الخارجي من كل ترس، ملاصقًا لجدار الغلاف، حتى تتعشق الأسنان مجددًا عند المخرج فتدفعه إلى الخارج. وبما أن الإزاحة تحددها هندسة التروس، فإن كل دورة تنقل الحجم نفسه. والطريقة الوحيدة لتغيير التدفق هي تغيير سرعة العمود.
وبما أن التدفق ثابت، تحتاج الدائرة إلى صمام تنفيس. ففي غيابه، سيؤدي انسداد أحد الخطوط أو توقف المشغّل إلى ارتفاع الضغط حتى ينهار أحد المكونات.
تصاميم التروس الخارجية مقابل الداخلية
تستخدم مضخة التروس الخارجية ترسين مستقيمين بالحجم نفسه يتعشقان جنبًا إلى جنب داخل غلاف على شكل الرقم ثمانية. أحدهما مُدار والآخر ترس حر. وهذا هو التصميم المدمج منخفض التكلفة المستخدم في معظم المعدات المتنقلة والجرارات ووحدات الطاقة. وهو يتحمل قدرًا من التلوث، ويسهل إعادة تجميعه، ويتوفر بعدد كبير جدًا من الإزاحات.
تعمل مضخة التروس الداخلية بترس خارجي صغير داخل ترس حلقي أكبر ذي أسنان داخلية، وغالبًا مع فاصل هلالي الشكل بينهما. أما الجيروتور فهو نسخة بلا هلال، حيث يدور فيها دوّار داخلي أقل بسن واحدة داخل دوّار خارجي. يتميز التصميمان بهدوء أكبر وتذبذب أقل في التدفق. ويُستخدمان عادةً في مهام أكثر تخصصًا مثل وحدات الطاقة الصناعية الهادئة ودوائر التزييت ودوائر الشحن.
موقع مضخات التروس مقارنةً بمضخات الريش والمكبس
تُعد مضخات التروس الخيار المناسب للتشغيل ذي التدفق الثابت عند ضغط معتدل، حيث تكون التكلفة والحجم المدمج وتحمل التلوث عوامل مهمة. أما مضخات الريش، مثل عائلتي T6/T7 أو PV2R، فهي أكثر هدوءًا وتناسب الآلات الصناعية التي تحتاج إلى تدفق ثابت عند ضغط متوسط. وتُستخدم مضخات المكبس المتغيرة، ومنها عائلتا A10VO وA4VG، عندما تتطلب الدائرة استشعار الحمل أو تعويض الضغط أو ضغطًا مستمرًا مرتفعًا جدًا. وهي أعلى تكلفة وتحتاج إلى زيت أنظف.
أي نوع من مضخات التروس الهيدروليكية يناسب تطبيقك؟
يعتمد اختيار نوع المضخة الهيدروليكية ذات التروس على ثلاثة أسئلة. كم عدد الدوائر المستقلة التي تشغّلها الآلة؟ وما ضغط التشغيل الذي تحتاجه كل دائرة؟ وكيف تُدار المضخة (بمحرك احتراق أو محرك كهربائي أو صندوق تروس أو عمود أخذ القدرة)؟ وبمجرد الإجابة عن هذه الأسئلة، سيكون لديك عادةً تكوين واحد أو اثنان مرشحان قبل النظر في الإزاحة.
مضخات التروس الخارجية أحادية القسم
تغذي مضخة التروس الخارجية أحادية القسم دائرة واحدة، وهي الخيار الافتراضي لمعظم تطبيقات الرافعات الشوكية والقلابات وأجهزة الرفع ووحدات الطاقة الصغيرة. وتشكّل المجموعات ذات الهيكل المصنوع من الألومنيوم الجزء الأكبر من سوق قطع الغيار. ومن العائلات الشائعة AZPF (من Rexroth) وALP (من Marzocchi) وGHP (سلسلة Marzocchi ذات الضغط الأعلى) وPGP505/PGP511/PGP517 (من Parker). وفي كل عائلة، يحدد حجم الهيكل الأبعاد العامة، بينما يحدد عرض الترس الإزاحة.
تُعد سلسلة 1PF2G عائلة من مضخات التروس المدمجة من طراز Rexroth. وغالبًا ما تُستخدم حيث تكون المساحة محدودة ويكون الطلب على التدفق متواضعًا.
المضخات عالية الضغط والترادفية ومتعددة الأقسام
تجمع مضخة التروس الترادفية بين قسمي ضخ على عمود إدارة نافذ واحد. ولكل قسم مخرجه الخاص، لذا يمكن لوصلة محرك واحدة أن تغذي دائرتين منفصلتين، مثل التوجيه والهيدروليك الخاص بالعمل. وتضيف الوحدات الثلاثية والرباعية مزيدًا من الأقسام بالطريقة نفسها. وقد تكون المداخل مشتركة أو منفصلة بحسب التصميم.
يمكن أن يكون لكل قسم إزاحة مختلفة، لذلك يصف الرمز الكامل كل قسم على حدة. وعند طلب وحدة متعددة الأقسام، تأكد من ترتيب الأقسام وإزاحة كل قسم وتخطيط المداخل. فتبديل قسمين يغيّر الدائرة التي تحصل على كل تدفق.
تستخدم مضخات التروس عالية الضغط هياكل من الحديد الزهر وجلبًا أثقل وألواحًا جانبية متوازنة الضغط. وهي تتحمل ضغطًا مستمرًا أعلى، وتتحمل الحرارة وأحمال الصدمات التي تظهر في معدات البناء الثقيلة. وتندرج في هذه المجموعة عائلات الحديد الزهر مثل PGP315 وPGP330 وPGP365. وهي أثقل وأغلى من وحدات الألومنيوم ذات الإزاحة المماثلة، لذا لا يستحق تحديدها إلا حيث يتطلبها التشغيل فعلًا.
مضخات ناقل الحركة والهيدروليك للجرارات
تُصمَّم مضخات ناقل الحركة ومضخات الهيدروليك للجرارات حول هيكل علبة تروس معينة أو واجهة عمود الإدارة (PTO). ونمط الفلنجة وقطر التموضع وطول العمود والمجرى المسنن، وأحيانًا ترس الإدارة أو الوصلة، كلها خاصة بتلك الآلة. وفي هذه الوحدات، يكون تطابق التركيب والإدارة أهم من رقم التدفق في الكتالوج.
ستحتاج عادةً إلى طراز الجرار أو ناقل الحركة ونطاق الرقم التسلسلي، أو رقم القطعة الأصلي (OEM). ونادرًا ما تكفي الإزاحة ونوع الفلنجة وحدهما.
قراءة تصنيفات الإزاحة والضغط والسرعة في ورقة بيانات مضخة التروس
إن إزاحة مضخة التروس، المعطاة بوحدة cc/rev، مضروبة في سرعة العمود بوحدة rpm ومقسومة على 1,000، تعطي التدفق النظري بوحدة L/min. وبذلك تحرك مضخة بإزاحة 16 cc/rev عند 1,500 rpm ما مقداره 24 L/min نظريًا. ثم تحدد حدود الضغط والسرعة والمدخل مقدار التدفق الذي تحصل عليه فعليًا في ظروف التشغيل الحقيقية.
الإزاحة والتدفق الفعلي عند المخرج
يكون التدفق المُسلَّم دائمًا أقل من التدفق النظري، لأن الزيت يتسرب داخليًا عبر أوجه التروس وأطراف الأسنان والجلب. ويُسمى هذا الفقد الكفاءة الحجمية. وعادةً ما تتراوح الكفاءة الحجمية لمضخة التروس الخارجية الجديدة في ظروف التشغيل المقدّرة بين مستوى منخفض ومتوسط من التسعينات بالمئة، لكنها تنخفض مع ارتفاع الضغط، ومع ترقّق الزيت بفعل الحرارة، ومع اتساع الخلوصات نتيجة التآكل.
يجب اختيار حجم المضخة مع أخذ ذلك في الاعتبار. فإذا كانت الدائرة تتطلب تدفقًا محددًا عند ضغط التشغيل وعند درجة حرارة التشغيل الكاملة، فإن مضخة يتطابق حجمها تمامًا مع القيمة النظرية لن تفي بالمطلوب. راجع منحنيات التدفق عند الضغط في ورقة البيانات، وليس الإزاحة الاسمية فقط.
وتنطبق كذلك حدود السرعة. إذ تحدد أوراق البيانات سرعة دنيا، وتحتها يطغى التسرب الداخلي ويصبح الخرج غير موثوق. كما تحدد سرعة قصوى، وفوقها لا يستطيع مدخل المضخة ملء فراغات التروس فيبدأ التجويف. وعادةً ما تكون السرعات القصوى أقل للإزاحات الأكبر في الهيكل نفسه.
الضغط المستمر والضغط المتقطع وضغط الذروة
تقدم معظم أوراق بيانات مضخات التروس ثلاث قيم للضغط المقدّر:
- الضغط المستمر: قيمة التصميم التي تستطيع المضخة تحمّلها طوال عمرها المقدّر. اضبط إعداد صمام التنفيس في النظام بالاعتماد على هذه القيمة.
- الضغط المتقطع: قيمة أعلى مسموح بها لجزء محدود من كل دورة تشغيل، وتحدد الشركة المصنّعة عادةً حدًا أقصى لمدة كل مرة.
- ضغط الذروة: حد لارتفاعات الضغط القصيرة الناتجة عن تبديل الصمامات وأحمال الصدمات. وهو ليس نقطة تشغيل.
غالبًا ما تكون القيم المقدّرة أقل لأكبر إزاحة في الهيكل الواحد، لأن التروس الأعرض تضع حملًا أكبر على الجلب. وقد تذكر عائلة مضخات مصنّفة لضغط مرتفع بوجه عام قيمة أقل لأكبر أحجامها.
لزوجة المائع ودرجة الحرارة وظروف المدخل
تُحدَّد مضخات التروس وفق نطاق لزوجة تشغيلية ولزوجة قصوى عند التشغيل البارد. فالزيت شديد الرقة عند ارتفاع الحرارة يزيد من التسرب الداخلي ومن التآكل في أوجه الجلب. أما الزيت شديد الكثافة عند بدء التشغيل فلا يستطيع ملء التروس ويسبب التجويف، وهي حالة تتشكل فيها فقاعات بخار عند المدخل وتنهار تحت الضغط، فتؤدي إلى تآكل أسطح المعدن.
عادةً ما يُحدَّد شرط المدخل على أنه الحد الأدنى للضغط المطلق عند المدخل. فإذا كان خط السحب صغيرًا جدًا أو طويلًا جدًا أو كان المرشح (المصفاة) مسدودًا، انخفض ضغط المدخل إلى ما دون هذا الحد. وتتمثل الأعراض في صوت أزيز وزيت رغوي وتآكل على شكل حفر في الجانب منخفض الضغط من الغلاف. كما أن النظافة مهمة أيضًا. فغالبًا ما تحدد صفحات البيانات الفنية درجة نظافة الزيت المطلوبة وفق ISO 4406، وهو المعيار الذي يصنّف تلوث الجسيمات بحسب الحجم والعدد.
كيف تطابق مضخة تروس بديلة مع رمز الطراز الأصلي؟
تبدأ مطابقة مضخة التروس البديلة بالرمز الكامل للمجموعة المطبوع على لوحة البيانات الأصلية، وليس باسم السلسلة. فقد تشترك مضختان من السلسلة نفسها في الإزاحة وتختلفان مع ذلك في الشفة والعمود والمنافذ واتجاه الدوران. وأي اختلاف من هذه الاختلافات يمنع الوحدة من التركيب أو من العمل على الآلة.
أسماء السلاسل للتعريف فقط
تدل المراجع مثل AZPF أو PGP511 أو GHP2 على عائلة المضخة وحجم الهيكل، لكنها لا تحدد التركيبة الكاملة. ويتضمن الرمز الكامل عادةً الإزاحة واتجاه الدوران ونوع الشفة ونوع العمود ونمط المنافذ وموضعها ومادة الإحكام وأي صمامات مدمجة. وتُستخدم أسماء العلامات التجارية وأرقام الطرازات لتعريف البديل فقط. ويعتمد التوافق على الرمز الكامل للمجموعة، لذا فإن طلب عرض السعر (RFQ) المبني على اسم السلسلة وحده يُعد ناقصًا.
الشفة والعمود والمنافذ واتجاه الدوران
تتسبب هذه التفاصيل الأربعة في معظم أخطاء المطابقة والتركيب:
- شفة التركيب: تختلف أنماط SAE ذات البراغي الاثنين والأربعة، والأنماط الأوروبية ذات البراغي الأربعة، وشفات الشركات المصنّعة الأخرى الخاصة، في قطر التوسيط وتباعد البراغي وعمق التوسيط. ويغطي المعيار ISO 3019 كثيرًا من الأبعاد القياسية للشفات والأعمدة في السلسلتين SAE والمترية.
- العمود: إما مسنن (SAE أو DIN، بعدد أسنان وخطوة محددين)، أو مخروطي مع خابور وصامولة، أو متوازٍ مع خابور. ويجب أن يتطابق طول العمود وتعشيق الأسنان مع وصلة التدوير.
- المنافذ: منافذ بشفة منقسمة، أو منافذ ملولبة BSPP، أو منافذ حلقة O-ring مترية أو UNF، وتكون إما في الجانب أو في الخلف. ويحدد حجم المنفذ وموضعه ما إذا كانت الخراطيم الحالية ستتصل دون محولات.
- اتجاه الدوران: في اتجاه عقارب الساعة أو عكسه، وغالبًا ما يُحدَّد عند النظر من جهة طرف العمود. وتُصنع كثير من مضخات التروس لاتجاه واحد فقط بسبب تصميم كراسي التحميل والإحكام، وقد يؤدي تشغيلها بالاتجاه المعاكس إلى تجويع المدخل أو إتلاف ختم العمود.
وفي المضخات متعددة الأقسام، تحقق أيضًا من وصلة العمود بين الأقسام، ومن امتلاك القسم الخلفي مدخلًا خاصًا به.
ما الذي يجب إرساله عند فقدان لوحة البيانات
من الشائع في سوق الصيانة أن تكون لوحات البيانات متآكلة أو مطلية أو مفقودة. ومع ذلك يستطيع المورّد إعادة بناء المواصفات إذا أرسلتم ما يلي:
- رمز المنتج الأصلي أو رقم قطعة الشركة المصنّعة (OEM)، حتى لو كان جزئيًا.
- ماركة الآلة وطرازها ونطاق الرقم التسلسلي، بالإضافة إلى موضع المضخة (الهيدروليك الرئيسي، أو التوجيه، أو تشغيل المروحة، أو ناقل الحركة).
- التفاصيل المقاسة: المسافة بين مسامير الحافة (الفلانشة) وقطر الوصلة التمركزية، وقطر العمود وعدد الأسنان المحززة، وأحجام الفتحات ومواضعها، والطول الإجمالي.
- اتجاه الدوران، وإن كنتم تعرفون ضغط التشغيل وسرعة المحرك فيُرجى ذكرهما.
- صور واضحة لوجه الحافة (الفلانشة)، وطرف العمود، وجانبي الفتحات، وأي علامات مصبوبة على الغلاف.
تقوم Olive Branch Hydraulics بمطابقة قطع الغيار البديلة استنادًا إلى رمز المنتج الأصلي وطراز الآلة وتفاصيل المعدات. ويوفّر إرسال هذه العناصر الثلاثة معًا في الاستفسار الأول جولة كاملة من الأسئلة.
ما الذي يميّز مورّد مضخات التروس الموثوق من حيث جودة التصنيع ومراقبة الجودة؟
يستطيع مورّد مضخات التروس الموثوق أن يشرح مادة الجسم، وتصميم البطانات، ومركّب موانع التسرب، وتشطيب التروس في الوحدة المعروضة. كما يوضح كيف يتم اختبار كل مضخة قبل الشحن. فقد تختلف مضختان تحملان الرمز نفسه وبأسعار متقاربة اختلافًا كبيرًا في عمر الخدمة، تبعًا لتلك الخيارات الداخلية وعمليات الفحص المصاحبة لها.
نقاط المواد والتشغيل الآلي التي ينبغي الاستفسار عنها
اسألوا عن هذه النقاط قبل اعتماد العينة:
- مادة الهيكل: تحافظ هياكل الألمنيوم المبثوقة أو المصبوبة على انخفاض الوزن والتكلفة عند الضغوط المتوسطة. أما هياكل الحديد الزهر فتحافظ على شكلها بشكل أفضل تحت الضغط والحرارة العاليين، ولهذا تستخدمها عائلات المضخات للأعمال الشاقة والضغط العالي.
- البطانات والألواح الجانبية: تضغط البطانات المتوازنة الضغط على أوجه التروس بما يتناسب مع ضغط النظام، مما يحد من التسرب الداخلي مع ارتفاع الضغط. اسأل عن سطح التحميل أو الطلاء المستخدم.
- التروس: تحافظ التروس الفولاذية المقواة سطحياً ذات جوانب الأسنان المشحوذة والأوجه المصقولة على خلوصات دقيقة لفترة أطول. ويؤثر استواء وجه الترس وتوازيه مباشرة في الكفاءة الحجمية.
- الأختام: يناسب مطاط NBR (مطاط النتريل) الزيوت المعدنية القياسية ضمن درجات الحرارة العادية. أما FKM (المطاط الفلوري) فيتحمل درجات حرارة أعلى وبعض السوائل المقاومة للحريق أو الاصطناعية. تأكد من ملاءمة المركّب لسائلك ولأعلى درجة حرارة زيت متوقعة.
كما تؤثر دقة التشغيل الآلي لتجويف الهيكل والمحاذاة بين التجويف ودليل التركيز في الضوضاء وتآكل البطانات. ولا يمكن لإعادة بناء مجموعة قائمة أن تعالج هذه المشكلات.
الفحص والمستندات المطلوب الاتفاق عليها في عرض الأسعار
حدّد نطاق الفحص كتابياً قبل تأكيد الطلب. وتشمل البنود المعتادة فحص الأبعاد وفق الرسم أو العينة الأصلية، وفحص التسرب عند ختم العمود وأسطح الوصلات، واختبار الضغط والتدفق عند الاقتضاء. ويصف ISO 4409 الطرق العامة لقياس الأداء في الحالة المستقرة للمضخات ذات الإزاحة الموجبة، وهو مرجع مناسب إذا رغبت في تحديد أساس للاختبار.
اذكر أيضاً المستندات التي تحتاجها، مثل سجلات الاختبار، وإقرار المواد، وقائمة التعبئة، وشهادة المنشأ. وإذا أشار المورّد إلى مستند صادر عن طرف ثالث، فتحقق من الاسم المدوّن عليه. فهذه المستندات تخص أصحابها وليست شهادات خاصة بالمورّد نفسه.
تجري Olive Branch Hydraulics فحصاً نهائياً بنسبة 100% قبل التغليف. ويتم الاتفاق على فحوصات الجودة والمستندات المطلوبة في عرض الأسعار، بحيث يمكن تحديد نطاق الاختبار لكل طلب.
ما العوامل التي تحدد السعر والحد الأدنى للطلب ومدة التسليم في طلبات مضخات التروس؟
يعتمد السعر والحد الأدنى للطلب ومدة التسليم في طلبات مضخات التروس بشكل رئيسي على مدى قياسية التهيئة. فالإزاحة الشائعة مع شفة وعمود ومنافذ قياسية هي الأسرع والأقل تكلفة. أما تخطيطات المنافذ المخصصة والتصاميم متعددة الأقسام وجولات العينات الإضافية فتضيف وقتاً للأدوات والإعداد والاعتماد.
تكلف هياكل الحديد الزهر أكثر من الألمنيوم. ويضيف كل قسم إضافي في المضخة الترادفية أو الثلاثية مجموعات تروس وبطانات وتشغيلاً آلياً. كما تزيد الأعمدة الخاصة وصمامات التخفيف أو الأولوية المدمجة ومركّبات الأختام غير القياسية من التكلفة. وتكون كمية الطلب أكثر أهمية في التصنيعات المخصصة، حيث تتوزع تكلفة الإعداد على الدفعة. أما في الرموز القياسية فيكون التأثير أقل.
عند إرسال طلب عرض سعر (RFQ)، يُرجى تضمين رمز الطراز الكامل والكمية وميناء الوجهة. تردّ شركة Olive Branch Hydraulics على طلبات عروض الأسعار خلال 24 ساعة متى توفرت هذه التفاصيل الثلاثة. اسأل عمّا إذا كان عرض السعر على أساس FOB أم CIF، وتأكد من أن نطاق الاختبار المتفق عليه منعكس في السعر.
التكوينات المخصصة ومسار أخذ العيّنات
تتبع مضخات التروس الهيدروليكية المخصصة، سواء لبرامج الشركات المصنعة للمعدات الأصلية (OEM) أو لاستبدال قطع ما بعد البيع، مسارًا محددًا. فعلى سبيل المثال، تعتمد شركة Olive Branch Hydraulics التسلسل التالي:
- الاستفسار مع تحديد الطراز والتطبيق والمواصفات المستهدفة.
- إرسال مسودات التصميم ورسومات 3D للحصول على موافقتكم.
- إعداد العيّنات وفق التصميم المعتمد.
- الإنتاج مع مراقبة الجودة أثناء التصنيع.
- فحص نهائي بنسبة 100%.
- التغليف والشحن العالمي.
تُعدّ تكوينات منافذ P/T المخصصة، أي موضع منافذ الضغط والخزان وحجمها ونوع سنّها، طلبًا شائعًا من الموزعين الذين يرغبون في استخدام هيكل واحد يناسب عدة تخطيطات للآلات. يُرجى مراجعة الرسم ثلاثي الأبعاد بعناية قبل اعتماده، إذ لا تظهر أخطاء اتجاه المنافذ إلا بعد قصّ الخراطيم.
أخطاء شائعة في التوريد يجب تجنبها
- التسعير بالاعتماد على اسم السلسلة فقط: يملأ المورّد الفراغات بخيارات افتراضية، فتختلف المضخة المشحونة عن الأصلية في العمود أو الشفة أو اتجاه الدوران.
- تخطي العينة المؤكدة: الانتقال مباشرة إلى الإنتاج بكميات كبيرة مع رمز جديد أو مورد جديد يُفقدك الفرصة الوحيدة للتحقق من ملاءمة القطعة على الماكينة الفعلية.
- إغفال معايير الاختبار في العقد: في غياب اتفاق على فحوصات الأبعاد والتسرب والضغط/التدفق، لن يكون لديك أساس واضح لرفض دفعة غير مطابقة.
قد يتسبب أي من هذه الأخطاء في حصولك على دفعة كاملة من المضخات غير المناسبة يصعب إرجاعها. والحل واحد في جميع الحالات: توثيق رمز التجميع الكامل والعينة المعتمدة ونطاق الاختبار كتابةً قبل بدء الإنتاج.
