يُعد واقي الذراع (درع ذراع التأرجح) عنصر أمان أساسي في كسارات الفك، ويُركّب حول ذراع التأرجح لحماية المشغلين والمعدات من تناثر المواد ومنع تشابك الأجسام الغريبة. يتكون من صفيحة حماية رئيسية (من فولاذ Q235B/Q355)، وحوامل تثبيت، وطبقات عازلة اختيارية، ونوافذ مراقبة، مع أضلاع تقوية لتعزيز صلابة الهيكل.
تشمل عملية التصنيع القطع والتشكيل (الثني/الكبس) باستخدام ماكينات التحكم الرقمي (التحكم الرقمي بالكمبيوتر)، واللحام، وطلاء الأسطح (الإيبوكسي والبولي يوريثان). تشمل مراقبة الجودة اختبار المواد، وفحص الأبعاد، وفحص اللحام (إم تي)، واختبارات التصاق الطلاء، والتحقق من توافق التركيب.
مع عمر خدمة يتراوح من سنة إلى ثلاث سنوات، فإنه يضمن التشغيل الآمن من خلال عزل الأجزاء المتحركة ومقاومة الصدمات المادية.
مقدمة تفصيلية لمكون واقي الذراع (درع ذراع التأرجح) في كسارات الفك
يُعد واقي الذراع عنصرًا أساسيًا لحماية السلامة في كسارات الفك، ويُركّب على الجانب الخارجي لذراع التأرجح (آلية الربط التي تُحرّك الفك) وعند الفجوة المتحركة بين الهيكل والفك. وتتمثل وظائفه الرئيسية في عزل الأجزاء المتحركة عن البيئة الخارجية، ومنع إصابة المشغلين أو المعدات بتناثر المواد أو الحصى أثناء التكسير، ومنع دخول الأجسام الغريبة إلى الآليات المتحركة (مما قد يُسبب التشويش). وهو جهاز أساسي لضمان التشغيل الآمن وحماية الأفراد. ويجب أن يُوازن تصميمه بين نطاق الحماية، والمتانة الهيكلية، وعدم تداخله مع حركة الفك.
أولا: تكوين وهيكل واقي الذراع
يُصمَّم هيكل واقي الذراع بناءً على طراز الكسارة ومسار حركة ذراع التأرجح. مكوناته الأساسية وخصائصه الهيكلية هي كما يلي:
لوحة الحماية الرئيسية المكون الواقي الأساسي، عادةً ما يكون عبارة عن صفيحة فولاذية مستقيمة أو قوسية الشكل. في الكسارات الصغيرة والمتوسطة، يتراوح سمكها عادةً بين 6 و12 مم، بينما يمكن أن يصل سمكها في الآلات الكبيرة إلى 15-20 مم. المادة المستخدمة هي الفولاذ الهيكلي الكربوني Q235B (مع التركيز على الاقتصاد في استهلاك الوقود) أو الفولاذ Q355 منخفض السبائك وعالي القوة (مع التركيز على مقاومة الصدمات). يتوافق شكلها مع مسار حركة ذراع التأرجح لضمان عدم التلامس ضمن أقصى نطاق تأرجح لفك التأرجح. تغطي هذه المادة الأجزاء المتحركة الأساسية مثل ذراع التأرجح، ووصلات إطار الوصلة، ومقاعد المحامل.
أقواس التثبيت هياكل دعم تربط صفيحة الحماية الرئيسية بالإطار، وعادةً ما تكون ملحومة من فولاذ زاوية، أو فولاذ قناة، أو صفائح فولاذية. تنقسم هذه الهياكل إلى أقواس تثبيت علوية ("upper) وأقواس تثبيت سفلية ("lower) متصلة بمنتصف أو أسفل الإطار. تُثبّت الأقواس وصفيحة الحماية بمسامير (لسهولة الفك والصيانة)، بينما تُوصل بالإطار عن طريق اللحام أو مسامير عالية القوة لمنع الارتخاء أثناء اهتزاز المعدات. حُجزت ثقوب دائرية طويلة (نطاق ضبط ±5 مم) على الأقواس لضبط موضع الواقي بدقة أثناء التركيب، مما يمنع تداخله مع ذراع التأرجح.
طبقة عازلة/طبقة تآكل (في بعض الموديلات) ألواح مطاطية مقاومة للتآكل (بسمك 5-10 مم) أو بطانات من فولاذ المنغنيز العالي تُلصق أو تُثبّت بمسامير على الجانب المواجه لحجرة التكسير لتقليل التأثير المباشر للمواد المتناثرة وإطالة عمر الخدمة. بعض واقيات الذراع مزودة بحشوات مطاطية على الحواف لملء الفراغات في الإطار، مما يمنع تسرب المواد الدقيقة.
نافذة المراقبة (اختياري) قد تحتوي واقيات الذراع الكبيرة على نوافذ مراقبة مستطيلة في المناطق غير الحرجة، مُطعّمة بزجاج مُقسّى أو ألواح من البولي كربونات (بسمك ≥ 8 مم). تتيح هذه النوافذ للمشغلين فحص حركة ذراع التأرجح والتآكل الداخلي دون إزالة الواقي. يُعزز الإطار المعدني المحيط بالنافذة إحكام الإغلاق.
تقوية الأضلاع تُلحم أضلاع تقوية عرضية أو طولية (بمسافة 200-300 مم) في الجزء الخلفي من الصفيحة الرئيسية. تتميز الأضلاع بمقطع عرضي على شكل حرف L أو T، بنفس سمك صفيحة الحماية، لتعزيز مقاومة التشوه ومنع الخدوش الناتجة عن اصطدامات المواد الثقيلة.
ثانيًا: عملية تصنيع واقي الذراع (مع التركيز على لوحة الحماية الرئيسية)
على الرغم من أنه ليس مكونًا أساسيًا يتحمل الأحمال، إلا أن واقي الذراع يتطلب مقاومة كافية للصدمات واستقرارًا هيكليًا. يتضمن تصنيعه بشكل أساسي قطع الصفائح وتشكيلها ولحامها.
تحضير المواد الخام
يتم اختيار ألواح الفولاذ القياسية (مثل Q355) بسماكة محددة بدقة ±0.5 مم. قبل الإنتاج، تُجرى فحوصات بصرية (لا شقوق أو انفصال طبقات) وأخذ عينات من الخصائص الميكانيكية (قوة الشد ≥355 ميجا باسكال، الاستطالة ≥20%).
بالنسبة للحراس على شكل قوس، يتم حساب الحجم الموسع على أساس نصف القطر، مع الاحتفاظ ببدل تشغيل يتراوح بين 10 إلى 15 ملم.
القطع والتشكيل
يُستخدم القطع بالبلازما أو الليزر باستخدام الحاسب الآلي (التحكم الرقمي بالكمبيوتر) للتقطيع، مع ضمان تفاوت أبعاد محيطي قدره ±1 مم، وخشونة سطح القطع را ≤25 ميكرومتر. تُصقل النتوءات أو الخبث بسلاسة.
تشكيل القوس: للصفائح السميكة، يُسخّن إلى 600-800 درجة مئوية (للصلب منخفض السبائك)، متبوعًا بثني بالضغط على قالب، مما يضمن انحرافًا في نصف القطر ≤±2 مم. أما الثني البارد (للصفائح بسمك ≤8 مم) فيستخدم مكابس ضغط التحكم الرقمي بالكمبيوتر مع ثني متعدد الخطوات (كل خطوة ≤15 درجة) لمنع التشقق.
لحام الأقواس والأضلاع المقوية
لحام أضلاع التسليح باللوحة الرئيسية: يُستخدم اللحام المحمي بغاز ثاني أكسيد الكربون، بارتفاع ضلع لحام يتراوح بين 5 و8 مم (يُضبط حسب سُمك اللوحة)، وتيار لحام يتراوح بين 180 و220 أمبير، وسرعة لحام تتراوح بين 30 و50 سم/دقيقة. يُضمن اختراق كامل بدون أي تداخلات باردة، وتُصقل اللحامات بسلاسة لتجنب تركيز الإجهاد.
أقواس تثبيت اللحام: تُربط الأقواس بالواقي باستخدام اللحامات الشائكة. يضمن اللحام بالمسامير (بمسافة ١٠٠-١٥٠ مم) انحرافًا عموديًا لا يقل عن ١ مم/١٠٠ مم. بعد اللحام، تُخفف معالجة التعتيق لمدة ٢٤ ساعة من إجهاد اللحام.
معالجة السطح
إزالة الشحوم والصدأ: تعمل عملية النفخ الرملي (درجة سا2.5) على إزالة قشور الأكسيد والزيت، مما يحقق خشونة تتراوح بين را50–80 ميكرومتر لتعزيز التصاق الطلاء.
الطلاء: يُطبّق برايمر إيبوكسي (بسمك 40-60 ميكرومتر) وطبقة علوية من البولي يوريثان (بسمك 30-50 ميكرومتر). يُستخدم طلاء أصفر أو أحمر (للتحذير). يفي التصاق الطلاء بالدرجة الثانية في معيار بريطانيا العظمى/T 9286 (لا يوجد تقشير واسع النطاق في اختبارات القطع العرضي).
ثالثًا. عملية مراقبة جودة واقي الذراع
تؤثر جودة واقي الذراع بشكل مباشر على فعالية الحماية وعمر الخدمة، مما يتطلب ضوابط متعددة المراحل:
مراقبة جودة المواد الخام
يجب أن تُرفق مع ألواح الفولاذ شهادات المواد. يشمل أخذ العينات تحليلًا طيفيًا (للتحقق من التركيب الكيميائي) واختبارات الشد (للتأكد من مطابقة القوة والاستطالة للمعايير). تُرفض الألواح التي تحتوي على طبقات أو شقوق.
فحص دقة الأبعاد والتشكيل
تُستخدم أشرطة القياس والقوالب للتحقق من أبعاد الكنتور ونصف قطره (الانحراف ≤±٢ مم). يُتحقق من عمودية الواقي والأقواس باستخدام مربع (خطأ ≤١ مم/١٠٠ مم). تضمن مقاييس الانحناء وجود فجوة ≥١٠ مم بين صفيحة القوس ومسار ذراع التأرجح (لا يوجد خطر تداخل).
فحص جودة اللحام
الفحص البصري للحام: لا توجد مسام، أو شوائب خبث، أو تشققات (عمق ≤ 0.5 مم)، مع أحجام أرجل موحدة. تخضع اللحامات الحرجة (مثل وصلات الأقواس والإطارات) لاختبار الجسيمات المغناطيسية (إم تي) للكشف عن أي شقوق سطحية.
اختبار الحمل: يُطبَّق حمل صدمات مُصنَّف 1.5× (يُحاكي تأثير المادة) على مركز الواقي لمدة 10 دقائق. يجب أن يكون التشوه ≤2 مم دون أي تشققات لحام.
فحص طلاء السطح
يقيس مقياس سمك الطلاء السُمك الإجمالي للطبقة (≥ 70 ميكرومتر). ويتحقق جهاز اختبار القطع العرضي من الالتصاق (فقدان الطلاء ≤ 5%). ويضمن اختبار رش الملح لمدة 48 ساعة عدم ظهور بثور أو صدأ.
فحص توافق التثبيت
يُؤكّد التجميع التجريبي للإطار وذراع التأرجح التغطية الكاملة للمناطق الخطرة. يتم التحقق من إمكانية تعديل فتحات الأقواس (لضمان ضبط دقيق سلس)، وعدم وجود أي ضجيج احتكاك أثناء حركة فك التأرجح الكاملة.
نظرًا لعمر الخدمة النموذجي الذي يتراوح بين سنة وثلاث سنوات (حسب تواتر صدمات المواد)، فإن الصيانة الدورية لواقي الذراع ضرورية. يجب أن تتحقق عمليات التفتيش من تآكل الطلاء، واللحامات المتقطعة، ونوافذ المراقبة السليمة، مع إجراء الإصلاحات أو الاستبدالات في الوقت المناسب للحفاظ على السلامة.
