دليل متانة التروس الدودية للآلات الزراعية في الحقل

التكلفة الحقيقية لعطل في المعدات خلال موسم الزراعة

لا يُمكن إصلاح آلة زراعة الأرز التي تعطل عمود تروسها الدودية خلال الأسبوع الأول من موسم زراعة الأرز بسرعة. قد يكون أقرب مركز خدمة معتمد على بُعد 80 كيلومترًا. وقد يتطلب الأمر طلب قطعة الغيار من موزع إقليمي، وهو ما يستغرق من 5 إلى 10 أيام. تبقى الآلة معطلة في الحقل. في مقاطعة جيولا، تُعتبر الفترة المثلى لزراعة محصول الموسم الرئيسي حوالي 18 يومًا. وقد يُكلف توقف الآلة عن العمل لمدة 7 أيام خلال هذه الفترة خسائر في المحصول وتكاليف عمالة تفوق قيمة جميع مكونات نظام القيادة الخاص بالآلة.

هذا النوع من الأعطال - كسر عمود الدودة عند أول احتكاك بحجر مغمور أثناء تحضير الأرز - لا يُعدّ حدث تحميل زائد ميكانيكي بالمعنى التقليدي. لم يتم تجاوز عزم الدوران المُحدد في بيانات عمود الدودة. ما تعطل هو... صدع هش عند حدود الغلاف واللب في عمود C45 المُقسّى بالحث، يظهر نمط فشل تحت تأثير أحمال الصدمات حتى عندما يكون عزم الدوران في حالة الاستقرار ضمن النطاق المُحدد. إن فهم هذا التمييز - بين قدرة عزم الدوران المُستدام ومقاومة كسر الصدمات - هو نقطة البداية لتحديد مواصفات المعدات الزراعية محركات التروس الدودية التي تصمد بالفعل في ظروف الحقل.

شركة كوريا إيفر باور للتصنيع مجموعات تروس دودة شديدة التحمل للآلات الزراعية مع اختيار المواد ومعالجات الأسطح ومواصفات مواد التشحيم بناءً على أنماط الفشل الميدانية الثلاثة التي تمثل غالبية عمليات استبدال التروس الدودية الزراعية في مناطق زراعة الأرز والخضروات في كوريا وجنوب شرق آسيا.

ثلاثة أنماط أعطال مسؤولة عن معظم عمليات استبدال التروس الدودية الزراعية

◆ نمط الفشل 1 - الكسر الهش عند حدود التصلب بالحث

يستجيب فولاذ C45 متوسط ​​الكربون بشكل جيد للتصليد بالحث، حيث تصل صلابة سطحه إلى 55-58 HRC، مما يوفر مقاومة جيدة للتآكل الانزلاقي عند لولب الدودة. تكمن المشكلة في منطقة الانتقال بين الطبقة الخارجية الصلبة واللب غير المتصلد. في هذه المنطقة، يتحول التركيب المجهري للفولاذ من مارتنسيت صلب إلى بيرلايت/فيريت أكثر ليونة على عمق يتراوح بين 0.5 و1.5 مم. في ظل التحميل الساكن، لا يمثل هذا الحد مشكلة. أما في ظل التحميل الصدمي - كأن يصطدم سن محراث بحجر مدفون، أو أن تصطدم آلية إصبع آلة زرع بكتلة تربة - فإن حالة الإجهاد عند جذر اللولب تتضمن مكون انحناء يتركز عند هذا الحد. يبدأ الكسر الهش هناك وينتشر عبر مقطع اللولب في أجزاء من الثانية. لا ينحني العمود قبل الكسر. سطح الكسر حبيبي ولامع، وهو ما يميز الفشل الهش، وليس السطح الليفي الباهت الناتج عن التحميل الزائد المطيل.

◆ نمط العطل 2 - تآكل وحدة التخزين وتوقف بدء التشغيل

تُستخدم المعدات الزراعية في كوريا وجنوب شرق آسيا بكثافة لمدة تتراوح بين شهر وثلاثة أشهر خلال موسم النمو، ثم تُخزن - غالبًا في الهواء الطلق أو في حظائر غير مُدفأة - لمدة تتراوح بين تسعة أشهر وأحد عشر شهرًا المتبقية. خلال فترة التخزين، تتعرض محاور التروس الدودية غير المحمية لعمليتي تآكل في آن واحد. تتسبب الرطوبة الجوية في صدأ سطحي عام، وهو صدأ مرئي وقد يلفت انتباه المشغل أحيانًا. أما الأكثر ضررًا فهو تآكل الشقوق الذي يتطور في الفجوة الضيقة بين جوانب لولب المحور وأسنان عجلة البرونز، حيث تتراكم رطوبة التربة المتبقية ومحلول السماد من موسم الزراعة. عند تشغيل الآلة في الموسم التالي، يمكن أن تتسبب منطقة تآكل الشقوق هذه في حدوث تصلب لاصق عند أول تعشيق، مما يؤدي إلى سحب المادة من كل من لولب المحور وسطح سن العجلة، تاركًا سطحًا خشنًا ممزقًا يُسرّع التآكل من تلك النقطة فصاعدًا.

◆ نمط الفشل 3 - الانهيار الحراري للشحم أثناء التشغيل في فصل الصيف

عادةً ما تصل درجة الحرارة الداخلية لعلبة التروس الدودية المغلقة والمُحكمة الإغلاق بشحم معدني من فئة NLGI 2 إلى 65-80 درجة مئوية خلال ساعات النهار الصيفية في كوريا وجنوب شرق آسيا، عندما تصل درجة الحرارة المحيطة إلى 33-38 درجة مئوية وتكون العلبة مُعرَّضة لأشعة الشمس المباشرة. تتميز معظم أنواع الشحوم الزراعية المعدنية القياسية بنقطة تقطير تتراوح بين 170-185 درجة مئوية، ولكنها تبدأ في إظهار انخفاض في اللزوجة وانفصال الزيت عند درجات حرارة ثابتة أعلى من 75 درجة مئوية. يتسرب الزيت الأساسي من المُكثِّف وينتقل بعيدًا عن منطقة التلامس، تاركًا المُكثِّف جافًا على أسطح التروس. تستمر الدودة في الدوران على الطبقة المتبقية لفترة من الزمن، ثم تُظهر تآكلًا لاصقًا يبدأ بتلطيخ وتلميع مميزين لسطح سن العجلة البرونزية، ويتطور في النهاية إلى تآكل سطحي.

نطاق المواصفات - التطبيقات الزراعية

منشأة الإنتاج

علم المعادن وراء أعمدة التروس الدودية والعجلات المتينة في الميدان

يتطلب حل مشكلة الكسر الهش فهم التغيرات الفعلية التي تحدث عند الانتقال من التصليد الحثي باستخدام سبيكة C45 إلى التصليد الكامل باستخدام سبيكة 40Cr. يسخن التصليد الحثي الطبقة السطحية فقط من العمود - عادةً إلى عمق يتراوح بين 1.5 و 3.0 مم - ثم يبردها بسرعة إلى مارتنسيت عند صلابة تتراوح بين 55 و 58 HRC. يبقى اللب غير متصلب، لينًا، ومتينًا نسبيًا، لكن المنطقة الانتقالية بين المنطقتين تُحدث انقطاعًا معدنيًا موضعيًا. تحت تأثير أحمال الانحناء عند جذر السن اللولبي، تتولد تراكيز إجهاد عند هذا الحد، ولا يقوم المارتنسيت عالي الكربون في الغلاف الخارجي - وهو صلب ولكنه غير مطيل - بإعادة توزيع الإجهاد عن طريق الخضوع الموضعي قبل بدء الكسر.

تُزيل عملية التصليد الكامل باستخدام فولاذ 40Cr هذا الحد الفاصل. يُسخّن المقطع العرضي للعمود بالكامل ويُبرّد سريعًا لتحقيق صلابة موحدة، ثم يُخفّف إلى 50-55 HRC على السطح مع صلابة ثابتة في جميع أنحاء المقطع. لا يوجد لب لين، ولا غلاف صلب، ولا انقطاع في التركيب المعدني بينهما. تحت نفس حمل الانحناء الناتج عن الصدمة عند جذر السن اللولبي، تُعيد المادة المُصلّدة بالكامل باستخدام فولاذ 40Cr توزيع الإجهاد عن طريق تشوه لدني صغير النطاق قبل الكسر، ما يمتص طاقة الصدمة التي من شأنها أن تكسر عمودًا مُصلّدًا بالحث C45 في نفس الظروف. يتمثل المقابل في انخفاض طفيف في ذروة صلابة السطح (50-55 HRC مقابل 55-58 HRC)، ما يؤثر بشكل طفيف على مقاومة التآكل الانزلاقي، ولكنه مقبول تمامًا لضغوط التشغيل عند نقاط تلامس أسنان التروس الدودية الزراعية.

بالنسبة لعجلة الدودة، ينطوي الاختيار بين برونز الألومنيوم والحديد (ZCuAl10Fe3) وبرونز القصدير (ZCuSn10Pb1) على مفاضلة مباشرة بين المتانة ومقاومة التآكل. يتميز برونز القصدير بقوة شد تتراوح بين 250 و280 ميجا باسكال، ويُشكّل طبقة نقل احتكاكية متجددة ذاتيًا عند سطح التلامس، مما يُكسبه خصائص استثنائية لمقاومة التآكل والالتصاق أثناء الانزلاق المستمر. أما برونز الألومنيوم والحديد، فيتميز بقوة شد تتراوح بين 550 و600 ميجا باسكال - أي أكثر من ضعف قوة برونز الألومنيوم والحديد - ومقاومة أفضل للصدمات، ولكنه أقل مقاومة للالتصاق أثناء الانزلاق المستمر عالي السرعة. بالنسبة للمحركات الزراعية التي يكون فيها الحمل الرئيسي ناتجًا عن نبضة صدمة من عائق حجري بدلاً من التشغيل المستمر عالي السرعة، يُعد برونز الألومنيوم هو الخيار الأمثل. أما بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب تشغيلًا مستمرًا، مثل علب تروس محاور الري، فيُفضل استخدام برونز القصدير.

ملاحظة هامة بشأن توافق مواد التشحيم: يُعدّ برونز الألومنيوم والحديد حساسًا كيميائيًا لمضافات زيوت الضغط العالي (EP) التي تحتوي على مركبات الكبريت أو الكلور. يتفاعل الكبريت مع النحاس والألومنيوم في السبيكة، مُكَوِّنًا نواتج تفاعل أكالة على سطح السن، مما يُسرِّع التآكل - أحيانًا أسرع من عدم استخدام التشحيم على الإطلاق. لذا، يُنصح باستخدام زيت معدني خالٍ من إضافات الضغط العالي، أو شحوم اصطناعية أساسها مادة PTFE أو سلفونات الكالسيوم - جميعها مُؤكَّدة التوافق مع كلا نوعي البرونز.

تصميم محرك دودي للتخزين لمدة 10 أشهر خارج الموسم

يُعدّ التخزين خارج الموسم قيدًا تصميميًا خاصًا بالقطاع الزراعي، نادرًا ما تتناوله أدبيات هندسة التروس الدودية الصناعية. فعلى سبيل المثال، يتعرض غلاف ترس دودي موضوع في حظيرة غير مُدفأة من نوفمبر إلى مارس في وسط كوريا لحوالي 120 دورة من التجمد والذوبان. تتكثف الرطوبة المحتبسة داخل الغلاف غير المُحكم الإغلاق على سطح عمود الترس الدودي كل صباح مع ارتفاع درجة الحرارة، ثم تتبخر جزئيًا عبر سدادة التهوية. وتتراكم المعادن المتبقية من التربة وبقايا الأسمدة في المُكثف على سطح العمود مع تكرار الدورات. وبحلول الربيع، قد يظهر على سطح أسنان عمود الترس الدودي C45 غير المُعالج طبقة صدأ برتقالية واضحة على جوانب السن اللولبي، والأهم من ذلك، طبقة رقيقة من نواتج التآكل في منطقة تلامس تعشيق العجلة، والتي تعمل كمادة كاشطة دقيقة عند بدء التشغيل.

تعالج معالجة عمود الدودة بفوسفات الزنك هذه الآلية من جذورها. طبقة فوسفات الزنك عبارة عن طلاء غير عضوي دقيق المسام يحتفظ بمادة التشحيم على سطح العمود بفعل الخاصية الشعرية، حتى مع هجرة الشحم الرئيسي بعيدًا عن سطح العمود خلال فترات التخزين الطويلة. عندما يحدث التكثف ويبدأ الصدأ السطحي بالتكون على طبقة التشحيم الرقيقة، يتشكل الصدأ بشكل أساسي على طبقة أكسيد فوسفات الزنك بدلًا من الركيزة الفولاذية. هذا يؤخر وصول تآكل المعدن الأساسي إلى منطقة تلامس الأسنان، عادةً لفترة كافية لتحمل فترة تخزين لمدة 10 أشهر تليها عملية تشغيل سلسة عند بدء التشغيل الأول.

تتطلب مواصفات مواد التشحيم اللازمة للتخزين استخدام زيت أساسي اصطناعي بدلاً من الزيت المعدني. تُظهر شحوم الزيوت المعدنية تسربًا ملحوظًا للزيت عند درجات حرارة أعلى من 60-70 درجة مئوية، مما يعني أنه خلال التخزين الصيفي (حيث يمكن أن تصل درجة حرارة سطح سقف الحظيرة إلى 50 درجة مئوية في يوليو، مما يؤدي إلى درجات حرارة داخلية تتراوح بين 45 و50 درجة مئوية مع تهوية محدودة)، يتسرب الزيت من مُكثِّف الشحم وينتقل إلى أدنى نقطة في الغلاف. وبحلول نوفمبر، قد لا يتبقى أي طبقة تشحيم تقريبًا على أسطح التروس. أما شحم سلفونات الكالسيوم الاصطناعي ذو أساس PAO من فئة NLGI 2، فيحافظ على مقاومته لانفصال الزيت حتى 80 درجة مئوية وما فوق، كما أن نقطة انسكابه التي تقل عن -40 درجة مئوية تضمن عدم تصلبه إلى درجة تمنع تعشيق التروس عند درجات حرارة بدء التشغيل في صباحات الشتاء.

مرجع استبدال المعدات

تُستخدم أسماء العلامات التجارية المذكورة أدناه لأغراض مطابقة الأبعاد فقط، ولا تُشير إلى أي علاقة تجارية أو هندسية. جميع العلامات التجارية هي ملك لأصحابها المعنيين.

مراجع مشاريع العملاء

المواصفات الزراعية القياسية مقابل المواصفات الميدانية عالية المتانة

بالنسبة للتطبيقات الزراعية التي تتطلب وحدة قيادة محكمة الإغلاق بالكامل، تتوفر أزواج تروس دودة متطابقة في أغلفة مصنفة IP65 وIP67، معبأة مسبقًا في المصنع بشحم صناعي وفقًا للمواصفات المذكورة أعلاه. تصميم مضغوط ومغلق. مخفضات التروس الدودية تتوفر محركات لأنظمة الزرع والبذر والري، ويمكن تركيبها مباشرةً دون الحاجة إلى تعديل الهيكل. تفضل بزيارة الموقع الإلكتروني. wormwheelgear.top للحصول على مجموعة كاملة من مكونات التروس الدودية الزراعية.

الأسئلة الشائعة