كيف يعمل مقسم السجل الهيدروليكي: تقوم الأسطوانة بتحويل الضغط إلى قوة

لا يفكر معظم الناس أبدًا في الأسطوانة الهيدروليكية عندما يقومون بتقسيم كومة من الحطب. إنهم يخففون الرافعة للأمام، ويستقرون في إيقاع ثابت، ويشاهدون إسفينًا فولاذيًا يندفع عبر شجرة بلوط معقودة كما لو كانت من خشب الصنوبر الناعم. خلف هذا الدفع الهادئ الذي لا هوادة فيه، يوجد تطبيق بسيط وجميل لقوة السوائل، وفي قلبه يوجد نفس المكون الذي يقوم مصنعنا بتصنيعه وتجميعه منذ عام 1988: الأسطوانة الهيدروليكية. في هذه المقالة، نوضح كيفية عمل جهاز تقسيم السجل الهيدروليكي، جزءًا تلو الآخر، وما الذي يجعل الأسطوانة العمود الفقري الحقيقي للآلة.

المبدأ الأساسي: الضغط مضروبًا في المساحة

يتبع كل جهاز تقسيم هيدروليكي مبدأ وصفه لأول مرة بليز باسكال في القرن السابع عشر: ينتقل الضغط المطبق على السائل المحصور بالتساوي في كل اتجاه. الزيت الهيدروليكي غير قابل للضغط تقريبًا، لذلك عندما تدفع المضخة الزيت إلى داخل الأسطوانة، يدفع هذا الزيت مقابل وجه المكبس بنفس الضغط على كل بوصة مربعة من مساحة السطح.

وبالتالي يمكن لمكبس مضخة صغيرة أن ينتج قوة متواضعة على الزيت، وينتج نفس الضغط، الذي يعمل على مكبس أسطواني أكبر بكثير، قوة خرج أكبر بكثير. تبلغ مساحة المكبس الذي يبلغ قطره أربع بوصات حوالي 12.6 بوصة مربعة. عند ضغط 2500 رطل لكل بوصة مربعة، يضغط الزيت عليها بقوة تقارب 31500 رطل، أي أكثر من 15 طنًا. هذا هو السر الكامل لتقسيم السجل الهيدروليكي.

المكونات الرئيسية لفاصل السجل الهيدروليكي

إن جهاز تقسيم السجل الهيدروليكي ليس آلة معقدة، ويمكن حساب مكوناته الرئيسية من ناحية:

• الأسطوانة الهيدروليكية: الكبش الذي يدفع الجذع داخل الإسفين، أو يدفع الإسفين داخل الجذع
• المضخة: تولد تدفق وضغط الزيت، مدفوعة بمحرك غاز أو محرك كهربائي أو جهاز PTO للجرار
• صمام التحكم: يوجه الزيت إلى جانب الاسطوانة الممتد أو المتراجع
• الخزان: يحمل الزيت الهيدروليكي ويسمح له بالتبريد وإطلاق الهواء
• الخراطيم والتجهيزات: تحمل الزيت المضغوط بين المكونات
• الإسفين والشعاع: أداة التقسيم والإطار الفولاذي الذي يدعم الجذع

الأسطوانة هي المكون الذي يحول الضغط الهيدروليكي إلى قوة ميكانيكية، وبالتالي فإن حجم التجويف وطول الشوط والختم وقوة القضيب تحدد قدرة الفاصل أكثر من أي عامل آخر.

كيف تقوم الاسطوانة الهيدروليكية برفع الأحمال الثقيلة

داخل الاسطوانة، يقسم المكبس البرميل إلى حجرتين. يمر قضيب المكبس عبر غطاء طرفي واحد، مما يعني أن حجرة واحدة تحتوي على القضيب بينما لا تحتوي الحجرة الأخرى على ذلك. عندما يدخل الزيت إلى المنفذ الموجود على جانب القضيب، فإنه يدفع المكبس نحو نهاية الغطاء ويسحب القضيب. عندما يدخل الزيت إلى المنفذ الجانبي للغطاء، فإنه يدفع باتجاه وجه المكبس بالكامل ويمد القضيب بأقصى قوة.

يجب أن يعمل البرميل والمكبس والقضيب والأغطية الطرفية والأختام معًا تحت ضغوط تصل عادةً إلى 2500 إلى 3000 رطل لكل بوصة مربعة. عادةً ما يكون البرميل عبارة عن أنبوب فولاذي غير ملحوم، ويحمل المكبس حلقات تآكل وختم مكبس، والقضيب مطلي بالكروم الصلب بحيث يمكن أن ينزلق عبر الغدة دون سحب الأوساخ أو فقدان السوائل.

الأسطوانات أحادية الفعل مقابل الأسطوانات مزدوجة الفعل

تستخدم معظم أجهزة تقسيم السجل الهيدروليكي أسطوانة مزدوجة الفعل، مما يعني أن ضغط الزيت يحرك الإسفين في كلا الاتجاهين. تستخدم بعض المقسمات الصغيرة وغير المكلفة أسطوانة أحادية الفعل مع زنبرك أو عودة الجاذبية.

لإلقاء نظرة فاحصة على التصميم، قم بزيارة صفحتنا على أسطوانات هيدروليكية مزدوجة المفعول . في مقسم السجل، تمنح العملية ذات الفعل المزدوج المشغل شوط عودة نشط، مما يؤدي إلى تقصير وقت الدورة بشكل ملحوظ.

دورة الانقسام، خطوة بخطوة

1. يتم سحب الزيت من الخزان وضغطه بواسطة المضخة.
2. ينتقل صمام التحكم إلى وضع التمديد، مما يرسل الزيت إلى منفذ غطاء الأسطوانة.
3. يمتد المكبس والقضيب، ويدفعان الجذع نحو الإسفين.
4. يقوم الإسفين بتقسيم الجذع مع ارتفاع الضغط، وتستمر الدورة حتى يقوم المشغل بتحرير الصمام.
5. يتحول الصمام إلى التراجع، ويرسل الزيت إلى منفذ جانب القضيب ويعيد الزيت من جانب الغطاء إلى الخزان.
6. يسحب الإسفين للخلف، وتسقط القطع المنقسمة، ويتم تحميل السجل التالي.

القوة والضغط والحمولة الفاصلة

عادةً ما يتم إعطاء تقييمات الفاصل بالأطنان. لحساب القوة النظرية للأسطوانة، قم بضرب الضغط في مساحة المكبس: القوة بالجنيه تساوي الضغط بالرطل لكل بوصة مربعة مضروبًا في المساحة بالبوصة المربعة. ينتج التجويف مقاس 5 بوصات عند 2500 رطل لكل بوصة مربعة حوالي 49000 رطل أو 24.5 طنًا. يكون الإنتاج الحقيقي أقل قليلاً لأن موانع التسرب والاحتكاك يمتصان القليل من الطاقة، لذلك يقوم المصنعون ذوو السمعة الطيبة بتقييم أجهزتهم بشكل متحفظ.

أسطوانة ضغط هيدروليكية مزودة بمكبس فولاذي عالي القوة ومطلي بالكروم تم تصميم هذه الأسطوانة لتطبيقات الضغط عالية القوة، باستخدام الفولاذ المطروق ودليل مقاوم للتآكل للتعامل مع الأحمال الجانبية. يدعم تصميمه حسابات القوة الموضحة أعلاه، مما يجعله مرجعًا موثوقًا للمكونات الهيدروليكية ذات نمط الفاصل. عرض المنتج →

نظرًا لأن التجويف والقضيب والأختام هي قلب الحامل للمقسم، يجب أن يتم بناء أسطوانة مقسم الخشب من الفولاذ عالي الشد مع منافذ مُشكَّلة بشكل صحيح وقضيب لن ينحني تحت الحمل الجانبي. وينطبق نفس النظام الهندسي على التطبيقات الأخرى عالية القوة، ولهذا السبب تشترك الأسطوانات المصممة للمكابس الهيدروليكية في نفس تقنية البرميل والختم ويمكنها في كثير من الأحيان أن تدوم أكثر من الآلات التي تخدمها.

تكوينات الفاصل: أفقي وعمودي ومثبت على الجرار

الفواصل الأفقية هي الأكثر شيوعًا. توضع الأسطوانة في أحد طرفي العارضة الطويلة، ويقوم المشغل بوضع سجل على العارضة بين الإسفين والكبش. تقوم المقسمات الرأسية بتوجيه الأسطوانة عموديًا بحيث يندفع الإسفين لأسفل على جذع شجرة يستقر على المهد. يناسب هذا التصميم الطلقات الثقيلة جدًا التي يصعب رفعها. تحمل المقسمات المستقلة المحرك والمضخة الخاصة بها، بينما تعمل المقسمات المثبتة على الجرار على تشغيل النظام الهيدروليكي للجرار.

في كل تكوين هيدروليكي، تتلقى الأسطوانة نفس الزيت عالي الضغط وتوفر نفس الدفع الموثوق. الاختلافات الحقيقية الوحيدة هي الإطار ومحرك المضخة وموضع التشغيل.

الحفاظ على موثوقية مقسم السجل

تعمل مقسمات جذوع الأشجار في الهواء الطلق، غالبًا في الطين والثلج ونشارة الخشب، لذلك تتعرض الأسطوانة للضرب. المشاكل الأكثر شيوعا هي:

• انخفاض مستوى الزيت أو الهواء في النظام، مما يجعل الكبش متشنجًا أو بطيئًا
• الأختام البالية، التي تسمح بتسرب الزيت عبر المكبس وتقليل قوة الانقسام
• قضيب كروم مخدوش أو صدئ، والذي يمكن أن يدمر الختم في بضع ساعات من العمل
• جهاز التنفس المتسخ أو مرشح العودة، مما يحد من تدفق الزيت

عادات بسيطة تمنع معظم هذه المشاكل. حافظ على نظافة الزيت وعلى المستوى الصحيح، وامسح القضيب قبل كل استخدام، واستبدل الأختام البالية على الفور بأخرى ذات جودة عالية. طقم ختم الاسطوانة الهيدروليكية . يعد تحديث الختم الأساسي في متناول معظم المالكين، ويمكنه استعادة أداء جهاز التقسيم المتعب في فترة ما بعد الظهر.

اختيار الاسطوانة المناسبة للوظيفة

أفضل جهاز تقسيم جذوع الأشجار هو الذي يناسب خشبك وجدولك الزمني وجسمك. انظر إلى وقت الدورة والحمولة وسهولة النقل قبل الشراء. بالنسبة لشركات البناء والأساطيل المستأجرة وورش التصليح، فإن السؤال الأكثر أهمية هو من أين ستأتي الأسطوانة التالية.

يجب أن تتطابق أسطوانة الفاصل البديلة مع التجويف الأصلي والشوط وقطر القضيب وأحجام المنافذ ونمط التثبيت. وهذا هو السبب في أن الشركات المصنعة التي تتحكم في الآلات واللحام والختم الخاصة بها تميل إلى إنتاج أسطوانات مناسبة بشكل صحيح وتدوم طويلاً. في المزرعة، عادة ما يكون جهاز تقسيم الأخشاب محاطًا بمعدات هيدروليكية أخرى، مثل اللوادر، والناقلات، وآلات مناولة الأعلاف، وتكون تقنية الأسطوانات وراء كل منها متشابهة بشكل ملحوظ.

أسطوانة هيدروليكية للآلات الزراعية مزودة بختم مركب وصمام متكامل مصممة للمعدات الزراعية، تستخدم هذه الأسطوانة مانع تسرب مركب لتقليل تأثير الضغط وصمامًا متكاملًا لتوفير المساحة. إنها تناسب الأنظمة الهيدروليكية المحيطة مثل اللوادر والناقلات، مما يوفر مقاومة للتآكل وأداء فعال من حيث التكلفة. عرض المنتج →