أساسيات الحفارات: الأجزاء والأنواع وكيفية العمل

1. ما الحفارة؟

الحفارة معدة متحركة مصممة للحفر والرفع والتسوية والتحميل وتشغيل أدوات عمل متوافقة. تمتلك معظم حفارات البناء بيتاً أو هيكلاً علوياً يمكنه الدوران بالنسبة إلى الهيكل السفلي. يستخدم المشغل أذرع التحكم وأدوات السير لإصدار أوامر للوظائف الهيدروليكية، بينما يساعد الثقل الموازن على موازنة الحمل الناتج عن الذراع الرئيسية والذراع والجرافة وأي مادة تجري مناولتها.

ليست الحفارة الهيدروليكية المجنزرة المألوفة إلا شكلاً واحداً. تشمل مجموعات الشركات المصنعة الرسمية أيضاً حفارات صغيرة وحفارات ذات عجلات وحفارات تعدين كبيرة ومعدات مخصصة للهدم أو مناولة المواد أو الأعمال طويلة الوصول. تقسم Komatsu مثلاً مجموعتها الحالية إلى صغيرة ومتوسطة وكبيرة وتعدين سطحي وتحكم ذكي وهدم، بينما تستخدم Hitachi نطاقات كتلة مختلفة للحفارات الصغيرة وحفارات البناء والتعدين. ويستخدم دليل Caterpillar للمشترين تصنيفاً عملياً آخر حول الحفارات الصغيرة والمتوسطة والكبيرة وذات العجلات. هذه تصنيفات للشركات المصنعة وليست معياراً عالمياً موحداً للقطاع.

يمكن للحفارة تنفيذ أعمال كثيرة لأن المعدة الحاملة وملحقها يعملان كنظام واحد. ويغير الانتقال من جرافة حفر إلى مطرقة أو خطاف إمساك أو ضاغطة المهمة، لكنه قد يغير أيضاً الطلب الهيدروليكي والثبات وأبعاد النقل وحدود التشغيل الآمن.

مصادر هذا القسم:[3][7][1]

2. تعرّف على أجزاء الحفارة الرئيسية

يحتوي الهيكل العلوي عادة على الكابينة والمحرك أو نظام القدرة الكهربائية والمضخات والصمامات الهيدروليكية ومخزن الوقود أو الطاقة ومجموعة التبريد والثقل الموازن وآلية الدوران. ويدير محرك الدوران ونظام التخفيض الهيكل العلوي حول محمل الدوران. تتيح الأبواب ولوحات الخدمة الوصول، لكن تصميمها يختلف كثيراً حسب العلامة والطراز والجيل.

تتكون معدات العمل الأمامية عادة من الذراع الرئيسية والذراع ووصلات الجرافة والجرافة. تتمدد الأسطوانات الهيدروليكية وتنكمش لرفع الذراع الرئيسية وتحريك الذراع ولف الجرافة. وتربط المحاور والجلب هذه المكونات وتسمح بحركتها. قد ينشئ تآكل تلك الوصلات لعباً، بينما تستحق الشقوق أو الإصلاحات الهيكلية حول مناطق الإجهاد العالي فحصاً دقيقاً في المعدة المستعملة.

يدعم الهيكل السفلي المعدة ويحركها. ويتضمن الهيكل السفلي المجنزر أحذية الجنزير ومجموعات السلاسل إلى جانب البكرات وبكرات الحمل والعجلات الوسيطة والعجلات المسننة ومكونات الشد وجسم الهيكل. ويتعامل العرض الرسمي من Komatsu مع وصلات الجنزير وأحذيته وبكراته وعجلاته الوسيطة والمسننة بوصفها نظام تآكل مترابطاً. وفي الحفارة ذات العجلات، تحل المحاور والإطارات والتوجيه والدعامات وغالباً الشفرة محل نظام الجنزير، وتؤثر في الحركة وثبات العمل.

مصادر هذا القسم:[5]

3. كيف يحرك النظام الهيدروليكي الحفارة؟

يدير المحرك الرئيسي مضخة هيدروليكية واحدة أو أكثر. وترسل المضخات زيتاً مضغوطاً عبر صمامات التحكم والخراطيم والممرات. وعندما يأمر المشغل بوظيفة، يقيس الصمام الزيت المرسل إلى أسطوانة أو محرك هيدروليكي ويعيد الزيت إلى الخزان. تنشئ الأسطوانات حركة خطية للذراع الرئيسية والذراع والجرافة؛ وتشغل المحركات الهيدروليكية عادة الدوران والسير.

للتدفق والضغط ومنطق التحكم وظائف مختلفة. يؤثر التدفق بقوة في سرعة الحركة، بينما يؤثر الضغط المتاح وهندسة المكونات في القوة. وقد تنسق أدوات التحكم الإلكترونية سرعة المحرك وإنتاج المضخة وأوامر الصمامات وأوضاع العمل وإعدادات الملحقات. ولهذا قد تكون معدة ذات قدرة محرك مرتفعة غير مناسبة إذا لم توفر دائرتها الهيدروليكية الإضافية التدفق أو الضغط أو ترتيب الرجوع المطلوب للأداة.

قد تقلل الحرارة والتلوث والتسربات والجوانات البالية والزيت غير الصحيح الأداء أو تتلف المكونات. أثناء عرض معدة مستعملة، راقب الوظائف بعد التسخين واجمع الحركات عندما يكون ذلك آمناً وافحص انخفاض الأسطوانات الذاتي واستمع إلى الضوضاء غير الطبيعية من المضخة أو الدوران أو السير. ولا تثبت حركة قصيرة على السرعة الخاملة أداء الحفر تحت حمل.

• فحص مستوى الزيت الهيدروليكي وحالته الظاهرة
• فحص الخراطيم والأنابيب والأسطوانات والمضخات ومناطق الصمامات بحثاً عن التسرب
• تحريك الذراع الرئيسية والذراع والجرافة والدوران والسير عبر نطاق آمن
• تأكيد الدائرة الإضافية وإعدادات الملحق عند الحاجة
• تسجيل التحذيرات والحرارة والضوضاء والتردد والانخفاض الذاتي غير الطبيعية

مصادر هذا القسم:[4]

4. قارن أنواع الحفارات الشائعة

توزع الحفارات المجنزرة وزنها عبر الجنازير، وتُختار عادة لأعمال التربة على أرض وعرة أو غير مستوية أو لينة. تسلط إرشادات DEVELON للحفارات المجنزرة الضوء على الثبات والجر على هذه الأسطح. لكن يجب أن يلائم عرض أحذية الجنزير والضغط الأرضي وحدود الميل وحماية الهيكل السفلي الموقع؛ فالحفارة المجنزرة ليست آمنة تلقائياً على كل منحدر أو سطح ضعيف.

يمكن للحفارات ذات العجلات الانتقال بين مناطق عمل متقاربة، وكثيراً ما تفيد على الأسطح الصلبة والطرق والمشروعات الحضرية. وتُمدد دعاماتها أو شفرتها عادة لتحقيق الثبات أثناء العمل. تدخل المعدات الصغيرة المواقع المحدودة ويسهل نقلها، بينما تحد التصميمات قصيرة الدوران الخلفي من امتداد المؤخرة خارج الجنازير. وقد تقترن هذه الفوائد بخصائص مختلفة للتوازن والوصول إلى مواضع الخدمة والرفع مقارنة بمعدة ذات مؤخرة تقليدية.

توسع الحفارات طويلة الوصول نطاق العمل للمنحدرات والمجاري المائية أو الأعمال العميقة، لكنها تمتلك حدوداً مختلفة للرفع والجرافة. وقد تستخدم حفارات الهدم أذرع عالية الوصول وواقيات وأنظمة ثبات مصممة للغرض. وتعطي معدات التعدين والحفر الكمي الأولوية للإنتاج والمتانة وسعة التحميل. تصف التسميات المتخصصة التجهيز المقصود، لكنها لا تلغي الحاجة إلى فحص جدول الشركة المصنعة الدقيق وقواعد التشغيل المحلية.

مصادر هذا القسم:[1][6]

5. اقرأ أحجام الحفارات وجداول مواصفاتها بصورة صحيحة

تقسم الشركات المصنعة الحفارات إلى مجموعات حجم مختلفة. يناقش دليل Caterpillar المنشور الحفارات الصغيرة والمتوسطة والكبيرة وذات العجلات، بينما تستخدم صفحة Hitachi العالمية فئات الحفارات الهيدروليكية الصغيرة تحت 10 أطنان، وحفارات البناء من 10 إلى أقل من 100 طن، وحفارات التعدين عند 100 طن أو أكثر. استخدمها أدوات للتصفح، لا تصنيفاً قانونياً أو هندسياً عالمياً.

يشمل الوزن التشغيلي عادة تجهيزاً قياسياً محدداً والسوائل ومخصصاً للمشغل وملحقاً، لكن التعريف قد يختلف حسب الكتيب. ويمكن للذراع الرئيسية والذراع والجرافة والقارنة والثقل الموازن وحذاء الجنزير والواقيات والمعدات الإقليمية تغيير القيمة الفعلية. ينبغي لتخطيط النقل استخدام تجهيز الشحن المحدد والأبعاد المقاسة، لا صفحة طراز عامة من سوق أخرى.

تشمل الحقول المهمة الأخرى قدرة المحرك وسعة الجرافة وأقصى عمق ومدى للحفر وارتفاع التفريغ وقوتي الجرافة والذراع وسرعة الدوران وسرعة السير والضغط الأرضي والتدفق الهيدروليكي وجداول الرفع وأبعاد النقل. وغالباً ما تتحقق القيم القصوى في أوضاع أو تجهيزات مختلفة، فلا ينبغي جمعها في معدة مثالية متخيلة.

مصادر هذا القسم:[1][7]

6. طابق الملحقات وأدوات التحكم وخصائص السلامة

ليست جرافة الحفر العامة إلا نقطة البداية. تشمل الأدوات الشائعة جرافات الخنادق والتسوية والمطارق الهيدروليكية وخطاطيف الإمساك والأصابع والضواغط وأنياب التفتيت والساحقات والمقصات والقارنات المائلة أو الدوارة. افحص كتلة الأداة وواجهة المحور أو القارنة والتدفق والضغط الهيدروليكيين وخط الرجوع وتصريف العلبة وأدوات التحكم الكهربائية وأي توصية لحجم المعدة الحاملة. وتؤكد إرشادات Caterpillar للاختيار البدء بالجرافة ومطابقة الاحتياجات الهيدروليكية للملحق مع المعدة.

قد تقلل القارنة السريعة وقت التغيير، لكن يجب أن تتوافق القارنة والملحق وإجراء القفل. وينبغي للمشغل التحقق من التعشيق الإيجابي وفق تعليمات الشركة المصنعة المطبقة. ويتطلب الرفع بالحفارة نقطة الرفع الصحيحة ومعلومات القدرة المقدرة وملحقات مناسبة وتخطيطاً مؤهلاً وامتثالاً للقواعد المحلية؛ ولا يُعد سن الجرافة أو وصلة مرتجلة بديلاً.

قد تشمل أدوات الكابينة أوضاع العمل وقوائم الملحقات والكاميرات ووظائف مساعدة التسوية والاتصالات. تختلف الخصائص حسب الطراز والبرنامج والسوق والخيار المركب. في المعدة المستعملة، صوّر الشاشة وأدوات التحكم واختبر الوظائف المركبة وسجل أي خاصية يتعذر عرضها بدلاً من افتراض أنها نشطة بناءً على كتيب.

مصادر هذا القسم:[2][8]

7. استخدم روتيناً بسيطاً للاختيار والفحص اليومي

ابدأ الاختيار من العمل: المادة وهندسة الخندق أو التحميل وحالة الرفع وهدف الإنتاج والملحق والوصول إلى الموقع وظروف الأرض وبيئة التشغيل. ثم افحص وزن النقل وأبعاده ومتطلبات الانبعاثات في الوجهة وقدرة المشغل ودعم قطع الغيار والخدمة محلياً والاستخدام المتوقع والتكلفة الإجمالية. اختر أصغر معدة تلبي المتطلب المتكرر بأمان وإنتاجية وبهامش مناسب.

اتبع قبل كل وردية دليل الشركة المصنعة للمعدة وإجراءات الموقع. تبحث الجولة العملية عادة عن التسربات والقطع المرتخية أو التالفة ومستويات السوائل وانسداد نظام التبريد وحالة الجنزير أو الإطارات وثبات الملحق ودرجات الصعود والدرابزين والمرايا أو الكاميرات والواقيات وأجهزة التحذير وتنبيهات الشاشة النشطة. ويجب أن يتبع التشحيم وفترات المرشحات وشد الجنزير وأعمال الصيانة الأخرى تعليمات الطراز الدقيق، لا جدولاً عاماً من الإنترنت.

في الحفارة المستعملة، حوّل الأساسيات إلى أدلة. أكد رقم المخزون ولوحة الرقم التسلسلي والتجهيز الحالي وسلوك التشغيل البارد وعمل النظام الهيدروليكي والحالة الهيكلية والهيكل السفلي وشاشة العداد والملحقات والأعطال غير المحسومة. تساعدك المعرفة العامة على طرح أسئلة أفضل، لكنها لا تثبت حالة معدة محددة أو سنتها أو ساعاتها أو وزنها أو أهليتها للاستيراد.

• توثيق العمل ونطاقه ومتطلبات الرفع والإنتاج
• فحص الأرض والوصول والدوران الخلفي وقيود النقل
• مطابقة كتلة الملحق وواجهته واحتياجاته الهيدروليكية
• تأكيد متطلبات الانبعاثات وقطع الغيار والخدمة والمشغل محلياً
• الاحتفاظ بأدلة الهوية والمواصفات والحالة للوحدة المحددة

مصادر هذا القسم:[6][9]