ال عمود التروسيُعدّ هذا الجزء أهم جزء داعم ودوار في آلات البناء، وهو الذي يُمكنه تحقيق الحركة الدورانية لـتروسبالإضافة إلى مكونات أخرى، يمكنها نقل عزم الدوران والطاقة لمسافات طويلة. تتميز بكفاءة نقل عالية، وعمر خدمة طويل، وبنية مدمجة. وقد شاع استخدامها وأصبحت من الأجزاء الأساسية في نقل الحركة في آلات البناء. في الوقت الراهن، ومع التطور السريع للاقتصاد المحلي وتوسع البنية التحتية، ستظهر موجة جديدة من الطلب على آلات البناء. يُعد اختيار مادة عمود التروس، وطريقة المعالجة الحرارية، وتركيب وضبط تجهيزات التشغيل، ومعايير عملية التشكيل، والتغذية، جميعها عوامل بالغة الأهمية لجودة تصنيع عمود التروس وعمره. تُجري هذه الورقة بحثًا مُحددًا حول تقنية تصنيع عمود التروس في آلات البناء بناءً على خبرتها العملية، وتقترح تصميمًا مُحسّنًا مُناسبًا، مما يُوفر دعمًا تقنيًا قويًا لتحسين تقنية تصنيع عمود التروس الهندسي.

تحليل تكنولوجيا المعالجة لـعمود التروسفي مجال آلات البناء

لتسهيل البحث، اختارت هذه الورقة البحثية عمود التروس المدخل الكلاسيكي المستخدم في آلات البناء، أي أجزاء العمود المتدرج النموذجية، والتي تتكون من أجزاء مختلفة مثل الأخاديد، والأسطح المحيطية، والأسطح المقوسة، والأكتاف، والأخاديد، والأخاديد الحلقية، والتروس، وغيرها. تتميز هذه الأجزاء بتركيبها الهندسي السطحي والهيكلي. ونظرًا لارتفاع متطلبات الدقة في أعمدة التروس، وصعوبة تصنيعها، فمن الضروري اختيار وتحليل بعض المراحل المهمة في عملية التصنيع بدقة، مثل المواد، والأخاديد الخارجية الحلزونية، والمعايير، وتشكيل أسنان التروس، والمعالجة الحرارية، وغيرها. ولضمان جودة عمود التروس وخفض تكلفة تصنيعه، سيتم تحليل العمليات الرئيسية المختلفة في تصنيعه أدناه.

اختيار الموادعمود التروس

عادة ما تُصنع أعمدة التروس في آلات النقل من الفولاذ الكربوني عالي الجودة 45، أو الفولاذ السبائكي 40Cr، أو 20CrMnTi، وما إلى ذلك. وبشكل عام، فإنها تلبي متطلبات قوة المادة، ومقاومة التآكل جيدة، والسعر مناسب.

تقنية التشغيل الخشن لـ عمود التروس

نظراً لمتطلبات القوة العالية لعمود التروس، فإن استخدام الفولاذ الدائري في التشغيل المباشر يستهلك كميات كبيرة من المواد والعمالة، لذا تُستخدم المشغولات المطروقة عادةً كقطع خام، ويمكن استخدام التشكيل الحر لأعمدة التروس ذات الأحجام الكبيرة؛ كما تُستخدم المشغولات المطروقة بالقوالب؛ وفي بعض الأحيان، يمكن تصنيع بعض التروس الصغيرة كقطعة خام متكاملة مع العمود. أثناء تصنيع القطعة الخام، إذا كانت قطعة التشكيل حرة، فيجب أن تتم معالجتها وفقاً لمعيار GB/T15826؛ أما إذا كانت قطعة التشكيل مطروقة بالقوالب، فيجب أن تتم عملية التشكيل وفقاً لمعيار GB/T12362. يجب أن تخلو قطع التشكيل الخام من عيوب التشكيل مثل عدم انتظام الحبيبات والتشققات، ويجب اختبارها وفقاً لمعايير تقييم التشكيل الوطنية ذات الصلة.

المعالجة الحرارية الأولية وعملية الخراطة الخشنة للقطع الخام

تُصنع القطع الخام ذات أعمدة التروس المتعددة في الغالب من فولاذ كربوني إنشائي عالي الجودة وفولاذ سبيكي. ولزيادة صلابة المادة وتسهيل عملية التصنيع، تُجرى عليها معالجة حرارية بالتطبيع، وهي: عملية تطبيع عند درجة حرارة 960 درجة مئوية، ثم تبريد هوائي، مع الحفاظ على قيمة الصلابة بين 170 و207 برينل. كما تُسهم معالجة التطبيع في تحسين حبيبات التشكيل، وتوحيد البنية البلورية، وإزالة إجهاد التشكيل، مما يُهيئ الظروف المناسبة للمعالجات الحرارية اللاحقة.

الهدف الرئيسي من الخراطة الخشنة هو تحديد هامش التشغيل على سطح القطعة الخام، ويعتمد تسلسل تشغيل السطح الرئيسي على اختيار مرجع تحديد موضع القطعة. تتأثر خصائص أجزاء عمود التروس نفسها ومتطلبات دقة كل سطح بمرجع تحديد الموضع. عادةً ما تستخدم أجزاء عمود التروس المحور كمرجع لتحديد الموضع، بحيث يكون المرجع موحدًا ومتوافقًا مع مرجع التصميم. في الإنتاج الفعلي، تُستخدم الدائرة الخارجية كمرجع لتحديد الموضع الخشن، بينما تُستخدم الثقوب العلوية في طرفي عمود التروس كمرجع لتحديد الموضع الدقيق، ويتم التحكم في الخطأ ضمن نطاق يتراوح بين ثلث وخمس الخطأ البُعدي.

بعد المعالجة الحرارية التحضيرية، يتم تشكيل أو طحن القطعة الخام على كلا وجهي النهاية (بمحاذاة الخط)، ثم يتم تحديد الثقوب المركزية في كلا الطرفين، ويتم حفر الثقوب المركزية في كلا الطرفين، ثم يمكن تشكيل الدائرة الخارجية بشكل خشن.

تقنية تشكيل تشطيب الدائرة الخارجية

تتم عملية الخراطة الدقيقة كما يلي: تُخرط الدائرة الخارجية بدقة بناءً على الثقوب العلوية في طرفي عمود التروس. في عملية الإنتاج الفعلية، تُصنع أعمدة التروس على دفعات. ولتحسين كفاءة وجودة معالجة أعمدة التروس، تُستخدم عادةً الخراطة باستخدام التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC)، مما يسمح بالتحكم في جودة معالجة جميع القطع من خلال البرنامج، ويضمن في الوقت نفسه كفاءة المعالجة الدفعية.

يمكن تبريد الأجزاء النهائية وتلطيفها وفقًا لبيئة العمل والمتطلبات الفنية للأجزاء، مما يُشكل أساسًا لعمليات التبريد السطحي والنتردة السطحية اللاحقة، ويقلل من تشوه السطح. أما إذا لم يتطلب التصميم أي معالجة تبريد أو تلطيف، فيمكن إدخاله مباشرةً في عملية التشكيل بالقطع.

تكنولوجيا تشكيل أسنان عمود التروس والوصلات المسننة

في أنظمة نقل الحركة لآلات البناء، تُعدّ التروس والوصلات المسننة المكونات الأساسية لنقل القدرة وعزم الدوران، وتتطلب دقة عالية. عادةً ما تستخدم التروس دقة من الدرجة 7 إلى 9. بالنسبة للتروس ذات الدقة من الدرجة 9، يمكن استخدام كل من قواطع التشكيل الحلزوني وقواطع التشكيل التقليدية لتلبية متطلباتها، إلا أن دقة التشكيل الحلزوني أعلى بكثير من التشكيل التقليدي، وينطبق الأمر نفسه على الكفاءة. أما التروس التي تتطلب دقة من الدرجة 8، فيمكن تشكيلها حلزونيًا أو تسويتها أولًا، ثم معالجتها بأسنان مسننة. بالنسبة للتروس عالية الدقة من الدرجة 7، يجب استخدام تقنيات معالجة مختلفة حسب حجم الدفعة. إذا كانت دفعة صغيرة أو قطعة واحدة للإنتاج، فيمكن معالجتها بالتشكيل الحلزوني (التجويف)، ثم التسخين بالحث عالي التردد والتبريد السريع وغيرها من طرق معالجة السطح، وأخيرًا الطحن لتحقيق متطلبات الدقة. أما إذا كانت عملية المعالجة واسعة النطاق، فيتم تشكيلها حلزونيًا أولًا، ثم تسويتها. ثم التسخين بالحث عالي التردد والتبريد السريع، وأخيراً الصقل. بالنسبة للتروس التي تتطلب التبريد السريع، يجب معالجتها بمستوى دقة أعلى من مستوى دقة التشغيل المطلوب في الرسومات.

تنقسم أسنان عمود التروس عمومًا إلى نوعين: أسنان مستطيلة وأسنان حلزونية. وللأسنان التي تتطلب دقة عالية، تُستخدم أسنان الدرفلة وأسنان التجليخ. حاليًا، تُعد الأسنان الحلزونية الأكثر استخدامًا في مجال آلات البناء، بزاوية ضغط تبلغ 30 درجة. مع ذلك، فإن تقنية معالجة أسنان عمود التروس على نطاق واسع معقدة وتتطلب آلة تفريز خاصة؛ أما في عمليات الإنتاج بكميات صغيرة، فيمكن استخدام لوحة الفهرسة التي تتم معالجتها بواسطة فني متخصص باستخدام آلة تفريز.

مناقشة حول معالجة سطح الأسنان بالكربنة أو تقنيات معالجة التبريد السطحي الهامة

عادةً ما تتطلب أسطح أعمدة التروس والأسطح ذات الأقطار المهمة معالجة سطحية، وتشمل طرق المعالجة السطحية المعالجة بالكربنة والتبريد السطحي. يهدف كل من التصليد السطحي والكربنة إلى زيادة صلابة سطح العمود ومقاومته للتآكل. أما أسنان التروس والأخاديد، فلا تحتاج عادةً إلى معالجة سطحية، بل تحتاج إلى مزيد من المعالجة. لذا، يُنصح بطلاء السطح قبل الكربنة أو التبريد السطحي. بعد اكتمال المعالجة السطحية، يُطرق السطح برفق ثم يُزال الطلاء. يجب مراعاة تأثير عوامل مثل درجة الحرارة وسرعة التبريد ووسط التبريد عند إجراء التبريد. بعد التبريد، يُفحص السطح للتأكد من عدم انحنائه أو تشوهه. في حال كان التشوه كبيرًا، يجب تخفيف الإجهاد وإعادة تشكيله.

تحليل عملية طحن الثقوب المركزية وغيرها من عمليات تشطيب الأسطح الهامة

بعد معالجة سطح عمود التروس، من الضروري صقل الثقوب العلوية عند كلا الطرفين، واستخدام السطح المصقول كمرجع دقيق لصقل الأسطح الخارجية الأخرى المهمة والوجوه الطرفية. وبالمثل، باستخدام الثقوب العلوية عند كلا الطرفين كمرجع دقيق، يتم إنهاء تشكيل الأسطح المهمة بالقرب من الأخدود حتى يتم استيفاء متطلبات الرسم.

تحليل عملية تشطيب سطح السن

كما أن عملية تشطيب سطح السن تعتمد على الثقوب العلوية في كلا الطرفين كمرجع للتشطيب، وتقوم بطحن سطح السن والأجزاء الأخرى حتى يتم تلبية متطلبات الدقة في النهاية.

بشكل عام، مسار معالجة أعمدة التروس لآلات البناء هو: التشكيل، والتشكيل، والتطبيع، والخراطة الخشنة، والخراطة الدقيقة، والتفريز الخشن، والتفريز الدقيق، والطحن، وإزالة النتوءات من التروس، والتصليد السطحي أو الكربنة، وطحن الثقب المركزي، وطحن السطح الخارجي المهم والوجه النهائي. يتم فحص منتجات طحن السطح الخارجي المهم بالقرب من أخدود الخراطة ووضعها في المخزن.

بعد استعراض موجز للممارسات، يتضح أن مسار العملية الحالي ومتطلباتها لعمود التروس موضحة أعلاه، ولكن مع تطور الصناعة الحديثة، تستمر العمليات والتقنيات الجديدة في الظهور والتطبيق، بينما تُحسّن العمليات القديمة وتُطبّق باستمرار. كما أن تكنولوجيا المعالجة تتغير باستمرار.

ختاماً

تؤثر تقنية تصنيع عمود التروس بشكل كبير على جودته. وترتبط عملية تصنيع كل عمود تروس ارتباطًا وثيقًا بموقعه في المنتج ووظيفته وموقع الأجزاء المرتبطة به. لذا، ولضمان جودة تصنيع عمود التروس، لا بد من تطوير تقنية تصنيع مثلى. وانطلاقًا من الخبرة العملية في الإنتاج، تُقدم هذه الورقة تحليلًا مُفصلًا لتقنية تصنيع عمود التروس. ومن خلال مناقشة مُفصلة لاختيار مواد التصنيع، ومعالجة السطح، والمعالجة الحرارية، وتقنية القطع، تُوجز الورقة ممارسات الإنتاج لضمان جودة التصنيع والتشغيل. وتُوفر تقنية التصنيع المثلى، في ظل الكفاءة، دعمًا تقنيًا هامًا لتصنيع أعمدة التروس، كما تُقدم مرجعًا قيّمًا لتصنيع المنتجات المماثلة الأخرى.