تُعد تصميمات اللوحة الدوارة جيدة في التعامل مع التغيرات المفاجئة في الأحمال، خاصةً في تطبيقات مهمة مثل حفر الصخور حيث يجب أن تظل الضغوط مستقرة حتى في الظروف القاسية. ويمكنها الحفاظ على معدلات تدفق جيدة عند ضغوط تزيد عن 350 بار، ما يجعلها موثوقة تحت الإجهاد. وعندما تنتقل المطارق الهيدروليكية بين طبقات صخرية مختلفة من حيث الصلابة، فإن هذا النوع من الثبات يُعد أمرًا بالغ الأهمية. من ناحية أخرى، تميل أنظمة المحاور المائلة إلى التحمل الأفضل ضد الأوساخ والشوائب في الظروف القاسية التي تندرج تحت تصنيف ISO 4406 Class 22/19. فطريقة تصنيع هذه المضخات باستخدام كتل أسطوانات مائلة تقلل من احتمالية عالقة الجسيمات داخلها بنسبة تقارب 40٪ مقارنةً بنماذج اللوحة الدوارة. وكلا النوعين قادران على تحقيق كفاءة حجمية تتجاوز 92%، لكن مضخات المحور المائل عمومًا تدوم لفترة أطول قبل الحاجة إلى صيانة كبيرة في التطبيقات التي تتضمن كميات كبيرة من السوائل المحتوية على مواد صلبة. ويحدث ذلك بسبب انخفاض القوة الجانبية المؤثرة على الأجزاء المتحركة. ولهذا السبب تفضّل معظم المناجم استخدام وحدات المحور المائل في سيور النقل الخاصة بها عند التعامل مع المواد الخام ذات الطبيعة الخشنة، في حين لا تزال النسخ ذات اللوحة الدوارة هي السائدة في الحالات التي يحتاج فيها العمالقة إلى زمن استجابة فوري من نظام الضغط.
تُزوَّد مضخات المكابس المحورية اليوم بتحكم كهروهيدروليكي يمكنه تعديل السعة حسب الحاجة خلال مراحل التشغيل المختلفة. عند التحميل، يرفع النظام تدفق السوائل إلى نحو 300 لتر في الدقيقة لملء الجرافات بسرعة، ثم يقلل التدفق إلى حوالي 80 لترًا عندما تكون هناك حاجة إلى تحديد دقيق للموقع. ويؤدي هذا الأسلوب إلى تقليل الهدر في الطاقة بنسبة تقارب 30% مقارنةً بالطرازات القديمة ذات السعة الثابتة. بالنسبة للشاحنات الناقلة الصاعدة على المنحدرات، تحافظ أنظمة التحكم المعاوضة للضغط على استقرار القدرة، حيث تزيد الإخراج لتتجاوز 400 بار على المنحدرات الشديدة جدًا. ما المقصود بذلك؟ لا مزيد من محركات تعمل بجهد ضد مقاومة، وتوفير في الوقود بنحو 18% عبر مختلف أعباء العمل. كما تتصل أحدث أنظمة التحكم بأنظمة إدارة الأساطيل، وتحلل البيانات المستمدة من عمليات الحفر في الوقت الفعلي. فهي فعلاً تتوقع ما سيحدث لاحقًا بناءً على تغيرات نوع الصخور، وتعديل إعدادات النظام الهيدروليكي مسبقًا بدلًا من مجرد الاستجابة للمشكلات بعد حدوثها.
تعاني المضخات المحورية ذات المكابس كثيرًا عند العمل في ظروف تتوافق مع تصنيف ISO 4406 Class 22/19، لأن السائل الهيدروليكي يحتوي على ما بين 20,000 إلى 40,000 جسيم لكل ملليلتر بأحجام أكبر من 4 ميكرونات. وتتسبب هذه الجسيمات الصغيرة مثل السيليكا وغبار الفحم في مشكلات تآكل خطيرة، حيث تؤدي إلى اهتراء القطع بسرعة تزيد بنحو ثلاث مرات مقارنة بالتطبيقات الصناعية العادية. وقد طوّر المصنعون عدة حلول ذكية لمكافحة هذه المشكلة. فالمكابس المعالجة بالنتريدة والتي تبلغ درجة صلابتها أكثر من 60 HRC تكون أكثر مقاومة للتآكل الجزئي الدقيق الناتج عن التلامس المتكرر مع لوحة الاهتزاز (swashplate). كما أن تطبيق طلاء كربون شبيه بالألماس (DLC) على كتل الأسطوانات يقلل الاحتكاك إلى أقل من 0.05، ويحافظ على الكفاءة الحجمية فوق 92% حتى في وجود الشوائب. وفي الحالات التي تتطلب ضغوطًا عالية تصل إلى 400 بار فأكثر، تساعد صفائح الصمامات ثنائية الفلز المعززة في الحفاظ على الشكل والأداء. وجميع هذه التحسينات معًا تعني أن الآلات تدوم لفترة أطول بكثير قبل الحاجة إلى إجراء الصيانة الشاملة. وتُفيد ورش الصيانة بأنها لاحظت زيادة بنسبة نحو 40% في متوسط الوقت بين عمليات الصيانة الشاملة (MTBO) بالنسبة لحفارات الدراجلين والمناجير المستمرة، ما يسمح لها بالانتقال من عمليات الفحص الشهرية إلى الفحوصات الفصلية. وتأتي الأدلة الواقعية من مناجم النحاس في تشيلي، حيث قلل اعتماد تقنية DLC من توقف التشغيل غير المخطط له بنحو 700 ساعة سنويًا لكل وحدة مضخة. ولا ينبغي لنا أن ننسى كذلك ختمات كربيد التنغستن المطلية حراريًا التي تحافظ على نسبة التسرب أقل من 0.1% أثناء عمليات نقل الطين. وهذا يساعد في مواجهة الأسباب الرئيسية لفشل الأنظمة الهيدروليكية في مجال التعدين: التآكل الناتج عن المواد الكاشطة، ولصق المعادن بعضها ببعض (التآكل اللزج)، وتفكك القطع نتيجة الإجهاد المتكرر (الانكسار الإجهادي).
تُستخدم المضخات المحورية ذات المكابس في تطبيقات التعدين التي تتطلب تحمل بعض درجات الحرارة القصوى، بدءًا من الظروف المتجمدة ووصولًا إلى حرارة الصحراء الحارقة. يجب أن تظل الأختام مرنة عبر نطاقات حرارية تمتد من 40 درجة مئوية تحت الصفر وحتى 70 درجة مئوية فوق الصفر، لمنع التسرب عندما تتعرض المعدات لتلك التغيرات الحرارية. يؤدي التحول إلى السوائل الاصطناعية مثل PAO أو بولي ألفا أوليفين إلى فرق كبير عند التشغيل في الطقس البارد، حيث يقلل من البلى الناتج عن زيادة لزوجة الزيت في اللحظات الأولى بعد الإشعال. وعندما تنخفض درجات الحرارة إلى حوالي ناقص 30 درجة مئوية، يمكن للزيوت المعدنية العادية أن ترفع كمية العزم اللازمة لتشغيل المضخة إلى ثلاثة أضعاف بالمقارنة مع استخدام سوائل اصطناعية مُحضّرة بشكل مناسب، وفقًا لدراسات حديثة في ديناميكا السوائل لعام 2025. كما أن مقاومة درجات الحرارة العالية مهمة أيضًا. فبدون تركيبات خاصة تقاوم استرات الفوسفات والأكسدة، تميل الأختام المطاطية إلى التلف أسرع بنسبة 40 بالمائة تقريبًا بمجرد تجاوز درجة الحرارة 60 درجة مئوية أثناء التشغيل.
تحتاج عمليات التعدين البعيدة عن الحضارة إلى مضخات مصممة للإصلاح السريع والصيانة السهلة. تتيح أنظمة صمامات الخرطوشة المعيارية للعمال استبدال ألواح الصمامات بالكامل في أقل من نصف ساعة دون الحاجة إلى فك كل الأجزاء. يُعد التراب مشكلة كبيرة في هذه المواقع، خاصة في المناطق التي تتوافق مع معيار ISO 4406 الفئة 22/19. يمكن لجزيئات السيليكا الموجودة في الهواء أن تتسبب في تآكل المعدات أسرع بخمس مرات من المعتاد، وفقًا لبحث نُشر العام الماضي في مجلة Tribology Journal. ولهذا السبب تُعد تصاميم الغلاف المنفصل مهمة جدًا؛ فهي تمنح الفنيين إمكانية الوصول المباشر إلى الختم دون الحاجة إلى فصل جميع تلك الأنابيب. وعندما تفشل الختميات، فإن هذا التصميم يقلل وقت التوقف بنحو 70%. ويحدث فرقًا كبيرًا عندما لا تكون الأدوات المتخصصة متاحة في الموقع، وقد لا تصل قطع الغيار إلا في اليوم التالي على أقرب تقدير. ما كان يمكن أن يكون فقدان إنتاج يستمر لعدة أيام يصبح مجرد عملية إصلاح أخرى تُنجز قبل انتهاء الوردية.
تُعالج مضخات الصفيحة الدوارة التغيرات المفاجئة في الأحمال بشكل جيد، مما يوفر استقرارًا في الضغط للمهام مثل حفر الصخور. وتكون مضخات المحور المائل أكثر مقاومة للشوائب في الظروف الصعبة وتميل إلى أن تدوم لفترة أطول قبل الحاجة إلى صيانة كبرى.
تُعدّل المضخات المحورية ذات المكابس مع عناصر تحكم كهروهيدروليكية السعة في الوقت الفعلي لتتناسب مع الاحتياجات التشغيلية، مما يقلل الهدر في الطاقة بنسبة تقارب 30٪ ويوفّر تكاليف الوقود بنحو 18٪ خلال مختلف الأحمال التشغيلية.
تشمل بعض الابتكارات المستخدمة لتمديد عمر المضخات في البيئات القاسية والضغط العالي المكابس المعالجة بالنتريد، وكتل الأسطوانات المطلية بطبقة DLC، والألواح الصمامية المعززة.
تستخدم هذه المضخات ختمات مرنة يمكنها تحمل درجات حرارة تتراوح بين −40°م إلى +70°م وتعتمد على سوائل اصطناعية لأداء أفضل أثناء بدء التشغيل في الأجواء الباردة.
جميع الحقوق محفوظة © 2025 شركة الفائزون بالتجارة المحدودة، باودينغ. - سياسة الخصوصية
