تحليل أعطال طاولات الدرفلة، تكنولوجيا درفلة الصلب

وصف:

تتناول هذه الورقة أسباب أعطال طاولات الدرفلة وتحليلها.

عنوان:

تحليل أعطال طاولات الدرفلة، تكنولوجيا درفلة الصلب

كلمة مفتاحية:

طاولة الدرفلة، مقعد المحمل، كتلة الصلب

تُعد طاولات الدرفلة الناقلة (طاولات الأسطوانات) المعدات الأكثر عدداً في خطوط إنتاج الدرفلة، وهي في الوقت ذاته الأكثر عرضة للأعطال. ونظراً لطبيعة الإنتاج المستمرة في عمليات الدرفلة، فإن توقف أي طاولة أسطوانات عن الدوران يؤدي بالضرورة إلى توقف خط الإنتاج بالكامل. وتُستخدم طاولات الأسطوانات التي تعمل بنظام التروس المخروطية (التروس المائلة) والمثبتة على قواعد محامل تقليدية بشكل شائع في خطوط إنتاج الصلب المتوسطة والكبيرة؛ إلا أن الخسائر الناجمة عن توقف الإنتاج بسبب أعطال هذه الطاولات تعد كبيرة للغاية. ففي خط إنتاج للمقاطع المعدنية المتوسطة، يبلغ إنتاجه السنوي 300 ألف طن، قد يصل متوسط ​​وقت التوقف اليومي الناتج عن أعطال طاولات الأسطوانات إلى أكثر من ساعتين. وبالنسبة لخط إنتاج كهذا، تبلغ تكلفة ساعة التوقف الواحدة أثناء العملية الإنتاجية 5000 يوان. وإذا ما أضفنا إلى ذلك الخسائر المتعلقة باستهلاك الطاقة وتكاليف العمالة، فإن إجمالي الخسائر الاقتصادية السنوية يتجاوز ثلاثة ملايين يوان. لذا، فإن خفض معدل أعطال طاولات الأسطوانات وتقليص زمن الإصلاح الطارئ عند حدوث أي عطل، يمثلان إحدى الركائز الأساسية لتعزيز ربحية منشآت إنتاج الصلب.

• تحليل أسباب تعطل طاولة الدرفلة

تتميز طاولات دحرجة الصلب بظروف تشغيل تتسم بارتفاع درجة حرارة الكتل المعدنية (البليت) المنقولة، بالإضافة إلى أحمال النقل الكبيرة نسبياً. وتأتي طاولات الدحرجة -التي تُدعم بواسطة قواعد محامل تقليدية- في نمطين إنشائيين: أحدهما يعتمد على نظام الإدارة بالسلاسل، والآخر يعتمد على نظام الإدارة بالتروس المخروطية.

1. تحليل أسباب تلف المحامل الدوارة

① يغير مقعد المحمل خلوص الزيت التصميمي للمحمل

من خصائص تشغيل طاولات دحرجة الصلب أن درجة حرارة كتل الصلب (السبائك) المنقولة عليها تكون مرتفعة للغاية. فعند نقل هذه الكتل الساخنة، تنتقل الحرارة مباشرة إلى حلقات المحمل (البيرنج) عبر عمود طاولة الدحرجة، مما يؤدي إلى تمدد حلقات المحمل في الاتجاهين المحوري ونصف القطري (الشعاعي). وفي تصميمات قواعد المحامل التقليدية، يُسمح للمحمل بالتمدد في الاتجاه المحوري؛ حيث يكون عرض حجرة المحمل أكبر بنسبة تزيد عن 10% من عرض المحمل نفسه، مما يمنع حدوث أي "تلف ناتج عن الحرارة الزائدة" (الاحتراق). أما في الاتجاه نصف القطري، فالوضع مختلف؛ إذ تتكون قاعدة المحمل من هيكل مُثبَّت ببراغي علوية وسفلية، مما يجعل قطر حجرة المحمل ثابتاً لا يتغير. ومع استمرار ارتفاع درجة الحرارة، تتمدد حلقات المحمل، لكن الحلقة الخارجية تجد نفسها مقيدة داخل قاعدة المحمل ولا يمكنها التوسع. ونتيجة لذلك، تتقلص الخلوصات (الفراغات) المصممة أصلاً بين حلقات المحمل، مما يؤدي إلى تولد حرارة إضافية بسبب ضيق هذه المساحات، وهو ما يرفع درجة حرارة المحمل بسرعة كبيرة حتى يصل الأمر في النهاية إلى "انحشاره" أو توقفه التام عن الدوران.

بهدف خفض درجة الحرارة وإطالة العمر التشغيلي للمحامل (الرولمان بلي)، تعمد بعض الشركات إلى تصميم مقاعد المحامل بهيكل يسمح بمرور المياه. ينطوي هذا الإجراء على مزايا وعيوب بالنسبة للمحمل؛ فمن ناحية، يؤدي خفض درجة حرارة الحلقة الخارجية للمحمل إلى منع جفاف زيت التشحيم الموجود داخل حجرة المحمل، مما يقلل من احتمالية تلف المحمل نتيجة نقص الزيت. ومن ناحية أخرى، فإن خفض درجة حرارة الحلقة الخارجية -مع استمرار تمدد حلقات المحمل- يؤدي إلى تقليص الخلوص الزيتي (الفجوة الزيتية) عند الحلقة الخارجية، وهو ما يسرع من عملية ارتفاع درجة حرارة المحمل ويؤدي إلى تلفه.

② يتسبب مقعد المحمل في دوران المحمل بشكل غير متمركز.

تُعد درجات الحرارة المرتفعة، والأحمال الكبيرة، والصدمات القوية، بيئة العمل الثابتة لطاولات الدرفلة. ومهما بلغت دقة استواء طاولة الدرفلة عند تصنيعها، فإنها حتمًا ستتعرض للتشوه أثناء عملية الإنتاج. ونتيجة لذلك، تفقد قاعدتا المحمل (الكرسيان) المثبتتان على الطاولة تمركزهما المشترك، مما يجعل المحملين المركبين على الطاولة الواحدة يعملان في ظروف تفتقر إلى التمركز المحوري الدقيق. وتؤدي "قوة الفصل" الناشئة عن هذا الاختلال في التمركز إلى التأثير على المحمل، مما يؤدي بالضرورة إلى تقليل عمره التشغيلي بشكل كبير.

 ③ تجعل قاعدة المحمل عملية الفحص وإعادة التزويد بالوقود (أو التشحيم) غير مريحة.

تتطلب طبيعة عمليات دحرجة الصلب فحص قواعد محامل الدحرجة وتزويدها بالزيت بشكل متكرر. ونظراً لأن الغطاء العلوي لقواعد المحامل التقليدية يُثبَّت عادةً بواسطة براغي، فإن إجراء الفحص أو إضافة الزيت يتطلب فتح هذا الغطاء؛ وهو أمر يتعارض مع متطلبات استمرارية الإنتاج التي لا تسمح بالتوقف المتكرر. ونتيجة لذلك، غالباً ما تعاني المحامل من نقص في الزيت، مما يؤدي إلى تسريع تلفها.

④ لا يتمتع مقعد المحمل بإحكام جيد؛ إذ ستؤثر المياه والغبار بشكل خطير على العمر الافتراضي للمحمل.

تنتج عن عملية دلفنة الصلب كميات كبيرة من الغبار المكون من مركبات معدنية صلبة. وعندما يتسرب هذا الغبار الصلب إلى داخل المحمل (الرولمان بلي)، فإنه يتسبب في تلفه بشكل جسيم ويقلل من عمره الافتراضي. علاوة على ذلك، ونظراً لمتطلبات العمليات الإنتاجية أو المعدات، غالباً ما تُرش المياه (أو تتناثر) على طاولات الدلفنة؛ حيث تتسرب هذه المياه -محملةً بالغبار- إلى داخل حجرة المحمل، مما يؤدي إلى تفاقم تلفه. وفي تصميمات كراسي المحامل التقليدية، تعتمد الفتحات العلوية والسفلية على موانع تسرب ذات تلامس مسطح، بينما تظل فتحات أعمدة الدوران (المداخل والمخارج) في الغالب دون أي موانع تسرب، أو تُزود في حالات نادرة بموانع تسرب بسيطة (مثل الحشوات القماشية). وفي كثير من الأحيان، حتى عند وجود موانع تسرب، فإنها لا تؤدي وظيفتها على الإطلاق. ونتيجة لذلك، يعمل محمل الأسطوانة في بيئة مختلطة من الزيت والماء والغبار، مما يؤثر تأثيراً بالغاً على عمره التشغيلي.

2. تحليل أعطال طاولة الدرفلة ذات الترس المخروطي

تتميز طاولات الدرفلة التي تعمل بنظام التروس المخروطية (bevel gear drive) بسلاسة النقل وانخفاض مستوى الضوضاء، إلا أنها تعاني من عيوب تتمثل في ارتفاع معدل الأعطال وطول الوقت اللازم لعمليات الاستبدال. وتعود أعطال هذه الطاولات بشكل رئيسي إلى تلف المحامل (bearings) وتآكل التروس المخروطية. ونظراً لمحدودية مساحة التركيب في هذا النوع من الطاولات، تُستخدم محامل من فئة "خفيفة وضيقة" (light and narrow series) ذات عمر افتراضي قصير؛ وهو ما يجعل تعرض المحامل للأعطال أمراً حتمياً، لا سيما عند إضافة تأثير القوة المحورية الناتجة عن التروس المخروطية. علاوة على ذلك، يؤدي التآكل السريع للتروس المخروطية، مقترناً بوجود خلوص محوري طفيف في المحامل، إلى تغير في حالة تعشيق التروس، مما يؤدي سريعاً إلى تآكل رؤوس أسنان التروس (ما يُعرف بـ "bald tip") ويجعلها غير صالحة للتشغيل. ونتيجة لذلك، غالباً ما يكون معدل أعطال طاولات الدرفلة التي تعمل بالتروس المخروطية أكثر من ضعف معدل الأعطال في الأنواع الأخرى من أنظمة تشغيل طاولات الدرفلة.

3مقارنة زمن الإصلاح الطارئ لأعطال طاولة الدرفلة الفولاذية.

في عملية إنتاج دلفنة الصلب، إذا تعرض محمل أو ترس مخروطي في طاولة الدرفلة للعطل، فيجب إصلاحه للحد من وقت التوقف عن العمل. ففي حالة طاولات الدرفلة التي تعمل بنظام نقل الحركة بالسلاسل، يتركز الوقت اللازم للإصلاح الطارئ -بالإضافة إلى وقت التحضير والرفع- في عمليات فك وتركيب الغطاء العلوي لبيت المحمل، وهو ما يستغرق عادةً حوالي 30 دقيقة. أما في طاولات الدرفلة التي تعمل بنظام التروس المخروطية، فيستغرق الإصلاح الطارئ -إلى جانب وقت التحضير والرفع- وقتاً أطول؛ حيث يشمل فك وتركيب غطاء بيت المحمل، وفك وتركيب صندوق التروس المخروطية، وفك وتركيب الترس المخروطي والمحمل، وهي عمليات تستغرق عادةً أكثر من ساعتين.