ما هي أشكال كسر حلقات المحامل؟

 

تتمثل المشكلة الشائعة في حلقات المحامل في الكسر، ويمكن تحليل كسر حلقات المحامل من جانبين، أحدهما كسر ناتج عن عيب، والآخر كسر ناتج عن الاستخدام، والذي يمكن تحليله بشكل أساسي من مشاكل المواد الخام وعملية المعالجة، ويحدث كسر الاستخدام بسبب انتقال الإجهاد وأسباب أخرى.

 

أولاً وقبل كل شيء، يمكننا النظر في أسباب كسر عيب حلقة المحمل:

1. عندما لا يتم التخلص من العيوب مثل شوائب المواد الخام، والتراخي، وانفصال العناصر الهشة أو ترسيب سائل الكربيد، والتشابك، والتخطيط، وعدم التجانس والانفصال المؤسف في عملية المعالجة، فإنها ستؤدي إلى تركيز الإجهاد، وإضعاف القوة الأساسية للحلقة، وتصبح مصدرًا للتشققات.

 

الحل: يتمثل الإجراء الوقائي في الالتزام بقنوات التوريد الرئيسية، ومحاولة شراء فولاذ ذي جودة مستقرة وموثوقة، وتعزيز فحص المستودعات للفولاذ المشتري، والتحقق منه من المصدر.

 

ثانيًا، توجد تشققات في عملية الطحن

 

الحل: تعزيز مراقبة عملية الطحن، ومنع وجود أي حروق أو تشققات ناتجة عن الطحن في حلقة المحمل النهائية، خاصةً على سطح التلامس للحلقة الداخلية لتغيير شكلها المخروطي. في حال معالجة الحلقة بالتخليل، يجب فحصها بدقة وإزالة أي بقايا حروق، وفي حال تعذر إصلاح الحروق الشديدة أو كان الإصلاح غير مطابق للمواصفات، يجب التخلص منها، كما يُمنع استخدام الحلقة التي تحمل حروق طحن في عملية التجميع.

 

3. المعالجة الحرارية غير السليمة

 

طريقة المعالجة: لمعالجة عيوب حلقات المحامل المتوسطة والكبيرة، مثل مناطق الضعف، يجب تحديد تركيبة زيت التبريد وخصائصه، واستبدال الحلقات التي لا تفي بالمتطلبات بزيت تبريد سريع لتعزيز قدرة التبريد وتحسين ظروف التبريد. تُجرى عملية تلدين دقيقة. بالنسبة للحلقات ذات الكسور الكثيرة، تُجرى عملية تلدين ثانية بعد الطحن الأولي للحلقة، مما يُسهم في زيادة استقرار بنيتها وحجمها، وتقليل إجهاد الطحن، وتحسين أداء الطبقة المتحولة الناتجة عن الطحن.

 

غالباً ما تنكسر حلقات المحامل أثناء الاستخدام، وهناك ثلاثة أشكال رئيسية، وهي: كسر الإجهاد، وكسر الحمل الزائد، والكسر الحراري.

 

1. كسر الإجهاد

 

تحت تأثير الأحمال المتناوبة وأحمال الصدمات، يتجاوز إجهاد حلقة المحمل (وخاصة الحلقة الخارجية) باستمرار حد مقاومة الإجهاد للمادة، مما يؤدي إلى تشققات إجهادية، وتتوسع هذه التشققات في النهاية إلى حد معين، مما يؤدي إلى الكسر عند أقصى إجهاد للجزء. يحدث هذا عادةً في منطقة التحميل للحلقة الخارجية، لأن الحلقة الخارجية عادةً ما تتلاءم مع تجويف صندوق المحمل بفسحة، وصندوق المحمل جزء متغير الشكل بيضاوي، مما يجعله عرضةً للكسر الإجهادي تحت تأثير الأحمال المتناوبة وأحمال الصدمات.

 

2. كسر ناتج عن الحمل الزائد

 

على غرار كسر الإجهاد، عندما يتجاوز الإجهاد الواقع على المحمل قوة الشد للمادة، يتسبب ذلك في حدوث تشققات في الحلقة الداخلية، وعادةً ما يكون ذلك بسبب التركيب غير الصحيح، مثل ميلان المحمل أثناء التركيب، مما يؤدي إلى تحميل لا مركزي عليه، وبالتالي كسره نتيجةً للحمل الزائد الموضعي. بالإضافة إلى ذلك، فإن الطرق غير الصحيح أثناء التركيب يتسبب في تشقق المحمل وسقوطه، وهو ما يُصنف أيضًا ضمن تشققات الحمل الزائد. أما أكثر أنواع التشققات شيوعًا فهو تركيب المحمل بتداخل كبير، حيث يؤدي التداخل المفرط إلى تشقق حلقة المحمل (وخاصةً التداخل في تركيب الحلقة الداخلية للمحمل الأسطواني رباعي الصفوف). ويؤدي التداخل الكبير جدًا إلى زيادة الإجهاد الواقع على الحلقة الداخلية، لا سيما إذا كانت الحلقة الداخلية ذات مقطع عرضي رقيق (أقل من 12 مم)، وغالبًا ما يؤدي التداخل المفرط إلى تشقق محوري في الحلقة الداخلية.

 

3. الكسر الحراري

 

يرجع الكسر الحراري بشكل رئيسي إلى الاحتكاك الانزلاقي بين الأجزاء المتطابقة مع السطح النهائي لحلقة المحمل، وتحت تأثير القوة المحورية، ينتج عن الاحتكاك حرارة عالية، مما يؤدي إلى ظهور حروق وتغير في لون السطح النهائي. ويؤدي الاحتكاك والحرارة العالية إلى حدوث تشققات على السطح النهائي لحلقة المحمل، وتتميز هذه التشققات بأنها عمودية على اتجاه الاحتكاك. كما أن نفس التشققات في السطح النهائي لها تأثير أكبر على الحلقة الداخلية ذات المقطع العرضي الرقيق (سمك المقطع العرضي <12 مم)، وخاصة محامل أسطوانات مطاحن الدرفلة عالية السرعة أو متوسطة السرعة.

 

لا ينبغي أن تقتصر دراسة ظاهرة كسر الحلقة على النظر في العيوب المتولدة في المواد وعملية الإنتاج فحسب، بل يجب أن تشمل أيضًا دراسة وتحليل الأبعاد الهيكلية لأجزاء المحمل، وطرق المعالجة والقياس، وتكنولوجيا المعالجة، وظروف خدمة المحمل، وعوامل أخرى.

 

1. بنية المحمل وظروف التشغيل. تختلف البنى المناسبة باختلاف ظروف التشغيل؛ كما تختلف بنية أجزاء المحمل، وتختلف تقنيات تصنيعها، مما يؤثر على جودتها.

 

2. تعزيز أبحاث العمليات، وتحسين تكنولوجيا المعالجة، وتحسين جودة المعالجة، وتقليل احتمالية حدوث عيوب في المعالجة.

 

3. تحسين أساليب مراقبة المعالجة وتعزيز تحسين جودة المعالجة.

 

عندما يكون الإجهاد المؤثر على حلقة المحمل أكبر من قوة الشد للمادة أو حد قوة الإجهاد للمادة، فإن الحلقة ستتشقق، وسيتوسع الشق في النهاية إلى حد معين، مما يؤدي إلى انفصال كامل لجزء من الجزء، وهو ما يسمى بالتشقق أو الكسر.