تخفيف اهتزاز صمام التحكم في الحفار وتركيبه: إصلاح الاهتزاز الذي يقتل موانع التسرب
لقد شهد كل ميكانيكي حفارة نفس الشيء يحدث. تقوم بإعادة بناء صمام التحكم، وتدوير كل مسمار وفقًا للمواصفات، ثم تثبيته مرة أخرى على الماكينة، وفي غضون 500 ساعة، تتسرب التركيبات من الزيت مرة أخرى. الحلقات O تبدو جيدة. المنافذ غير تالفة. إذن ما الخطأ الذي حدث؟
الجواب دائمًا تقريبًا هو الاهتزاز - وبشكل أكثر تحديدًا، حقيقة أنه لم يقم أحد بتخفيفه قبل إغلاق الصمام.
توجد صمامات التحكم مباشرة على مخرج المضخة. وهذا يعني أن كل نبضة ضغط من المضخة الرئيسية، وكل طرقة احتراق من محرك الديزل، وكل تأثير عندما يصطدم الدلو بالصخور يرسل موجة صدمية مباشرة إلى جسم الصمام. بدون عزل مناسب، تؤدي هذه الاهتزازات إلى فك البراغي وتكسير المسبوكات وتدمير أسطح الختم قبل وقت طويل من رؤية الصمام قطرة من الزيت القذر.
لماذا يفشل التثبيت القياسي في ظل اهتزاز العالم الحقيقي
تستخدم معظم إعدادات تركيب الصمامات في المصنع أقواسًا فولاذية صلبة وحلقات مطاطية مصممة لمنصة اختبار، وليس موقع عمل. يتصلب المطاط بعد عدة دورات حرارية. تنثني الأقواس تحت الحمل. تشهد البراغي التي تربط كل شيء معًا ضغطًا متناوبًا في كل مرة يشتعل فيها المحرك - يتم شدها، وفكها، وتشديدها، وفكها - حتى ينخفض احتكاك الخيط إلى ما دون ما هو مطلوب للبقاء في مكانه.
يتراوح تردد نبض ضغط المضخة في المضخة الرئيسية النموذجية للحفارة بين 40 و120 هرتز اعتمادًا على سرعة المحرك وإزاحة المضخة. يتطابق هذا النطاق مع تردد الرنين الطبيعي لمعظم أقواس تركيب الصمامات. يؤدي الرنين إلى تضخيم الاهتزاز بعامل يتراوح من ثلاث إلى خمس مرات. لذا فإن نبض المضخة الذي يقيس 0.02 ملم من الحركة عند المصدر يصبح 0.1 ملم عند الصمام - وهو ما يكفي لإرهاق الترباس في أسابيع.
يعد الاهتزاز الناتج عن الخرطوم مشكلة ثانية يتم تجاهلها. يدور خرطوم الضغط العالي الذي يربط المضخة بالصمام في كل مرة يتأرجح فيها ذراع الرافعة أو تدور الكابينة. يعمل هذا الخرطوم مثل السوط، حيث ينقل الطاقة الحركية مباشرة إلى منفذ مدخل الصمام. وتزيد توصيلات الأنابيب الصلبة الأمر سوءًا لأنها تنقل كل هزة دون امتصاص أي منها.
بناء نظام عزل الاهتزازات الذي يعمل بالفعل
اختيار مادة العازل المناسبة وموضعها
ليس كل المطاط هو نفسه. البطانات المطاطية الناعمة المتوفرة في معظم الآلات تتحلل بسرعة عند تعرضها لضباب الزيت الهيدروليكي وحرارة المحرك. وفي غضون 2000 ساعة تتحول إلى بلاستيك صلب ينقل الاهتزازات بدلاً من امتصاصها.
استخدم مطاط النتريل أو حوامل البولي يوريثين المُصنفة للتعرض المستمر للزيت ودرجات حرارة تصل إلى 120 درجة مئوية. يجب أن يكون مقياس التحمل حوالي 60 إلى 70 Shore A - ناعم بما يكفي لامتصاص الاهتزازات عالية التردد ولكنه ثابت بما يكفي لحمل وزن الصمام دون الوصول إلى القاع.
ضع العوازل في ثلاث نقاط: اثنتان أسفل شفة تركيب الصمام وواحدة عند نهاية المشغل. تعتبر نهاية المشغل أمرًا بالغ الأهمية لأن هذا هو المكان الذي تضيف فيه مجموعة الملف اللولبي أو الرافعة كتلة مركزة. يمنع العازل الفردي الموجود أسفل المشغل المجموعة بأكملها من التأرجح على مسامير التثبيت الخاصة بها.
التباعد مهم أيضا. أبقِ العوازل قريبة من نقاط تثبيت الصمام قدر الإمكان — ومن الأفضل أن تكون على مسافة 25 مم من كل فتحة مسمار. إذا قمت بتركيب العوازل بعيدًا عن الصمام، فإن الدعامة تنثني بين الحامل والصمام، وتفقد معظم تأثير التخميد. فكر في الأمر مثل نظام تعليق السيارة - يجب أن يكون الزنبرك على عجلة القيادة مباشرةً، وليس في منتصف الطريق إلى أعلى المحور.
تصميم الدعامة بحيث تنثني بدلاً من الصمام
يجب أن تكون شريحة التثبيت نفسها هي المكون الذي يمتص الحركة، وليس جسم الصمام. وهذا يعني استخدام تصميم قوس مع مناطق مرنة مقصودة - أقسام رفيعة أو فتحات مشقوقة تسمح بالتحكم في الحركة.
يتمثل النهج الشائع في استخدام فتحات مسامير كبيرة الحجم في الحامل - عادةً ما تكون أكبر بمقدار 2 مم من قطر الترباس. يتيح هذا الخلوص للقوس التحول قليلاً تحت الاهتزاز دون نقل الحمل إلى خيوط الصمام. على جانب الصمام، استخدم فتحات ذات حجم قياسي بحيث يظل الصمام مغلقًا في موضعه بالنسبة لسطح التثبيت الخاص به.
تقوم بعض المتاجر بلحام لسان فولاذي صغير مع وسادة مطاطية بين الدعامة وشفة الصمام. علامة التبويب رفيعة بما يكفي للثني ولكنها سميكة بما يكفي لتحمل الحمل الثابت. تحت الاهتزاز، ينحني اللسان وينضغط المطاط، مما يؤدي إلى تبديد الطاقة على شكل حرارة بدلاً من تمريرها إلى الصب.
تجنب الأقواس الصلبة على شكل مشبك والتي يتم تثبيتها عبر جسم الصمام. تعمل تلك على إنشاء أحمال نقطية تعمل على تكسير أغلفة الألومنيوم في الأجهزة المدمجة. قم بتوزيع قوة التثبيت عبر الحافة الكاملة باستخدام حامل على شكل مهد يتصل بالصمام على طول سطحه السفلي بالكامل.
استراتيجيات الترباس والتثبيت للمنشآت المعرضة للاهتزاز
منع فك البراغي ذاتيًا قبل أن تبدأ
مركب قفل الخيوط هو خط الدفاع الأول، ولكن ليس كل خزائن الخيوط تتعامل مع الاهتزاز بنفس الطريقة. تعمل خزانة الخيوط اللاهوائية متوسطة القوة - النوع الذي يتطلب إزالة الحرارة - بشكل أفضل على مسامير صمام التحكم. إنه يعالج فجوة الخيط ويخلق رابطة صلبة تقاوم الأحمال المتناوبة من نبض المضخة.
تطبيق خزانة الخيط على الخيوط الذكور فقط. يؤدي وضعه على سطح الجلوس إلى تغيير القراءة الفعالة لعزم الدوران ويمنحك إحساسًا زائفًا بالضيق. يكفي وضع طبقة رقيقة ومتساوية على الخيوط الثلاثة أو الأربعة الأولى، حيث يضغط المركب الزائد على ممر الزيت ويسبب انسدادًا.
بالنسبة للمواقع ذات الاهتزازات الأعلى — عادةً ما تكون مسامير تثبيت منفذ الإدخال ومسامير تثبيت المشغل — أضف قفلًا ميكانيكيًا. تعمل غسالات Nord-Lock أو غسالات القفل المقسمة، ولكن الطريقة الأكثر موثوقية في صمامات الحفارات هي سلك أمان من خلال رأس المزلاج وفي فتحة محفورة في الحافة. إنها مدرسة قديمة، قبيحة، وهي ناجحة. يتضمن كل فحص صيانة سحب السلك للتأكد من عدم دوران المزلاج.
قم بتدوير البراغي بنمط النجمة الموصوف في دليل الخدمة، لكن قم بإضافة تمريرة ثانية عند 75% من عزم الدوران النهائي بعد سكون لمدة خمس دقائق. يسمح ذلك للعوازل المطاطية بالاستقرار في موضعها المضغوط قبل تطبيق حمل المشبك الكامل. يؤدي تخطي المكوث إلى ارتداد العوازل بعد الدوران، مما يقلل من قوة المشبك بنسبة تصل إلى 20%.
إدارة تأثيرات التدوير الحراري على الصمامات المثبتة
في كل مرة تبدأ فيها الآلة بالبرودة وتسخن، يتوسع صب الصمام. تتوسع علب الألمنيوم أكثر من الأقواس الفولاذية - تقريبًا ضعف كل درجة. يؤدي هذا التوسع التفاضلي إلى إنشاء إجهاد القص عند كل نقطة تركيب.
استخدم نقطة تثبيت منزلقة واحدة على الأقل في تصميم الحامل. يتيح ترتيب الفتحة والمسمار للصمام التوسع بحرية في اتجاه واحد بينما تثبته النقطتان الأخريان في موضعه. بدون نقطة انزلاق، تحارب قوة التمدد التحميل المسبق للمسمار وتفك تدريجيًا كل قفل على الجانب الساخن من الصمام.