إصلاح تآكل سكة الرافعة العلوية: تشخيص انحراف عرض المسار وتشوه الهيكل
قضم سكة الرافعة العلوية هو عطل شائع يحدث عندما تتعرض شفة العجلة لاحتكاك أو ضغط قسري مع الجانب الجانبي للسكة، مما يؤدي إلى اهتراء سريع للشفة، ولمعان الجانب الجانبي للسكة، وحتى خروج العجلة عن السكة. وفقًا لإحصائيات 120 عملية صيانة، يتوزع السبب على النحو التالي: مشاكل دقة تركيب السكة 35%، مشاكل العجلات 30%، تشوه الهيكل 20%، مشاكل نظام النقل 10%، هبوط الأساس 5%. يُصنف قضم السكة إلى ثلاث درجات حسب مقدار اهتراء الشفة شهريًا: أقل من 0.5 مم (خفيف)، 0.5~2.0 مم (متوسط)، أكبر من 2.0 مم (شديد). يبدأ الفحص المنهجي من ستة أبعاد: استقامة السكة، انحراف عرض المسار، فرق قطر العجلة، فرق الأقطار، الانحناء الجانبي للعارضة الرئيسية، وهبوط الأساس.
أنواع قضم السكة وأضرارها على الرافعة
| عنصر المقارنة | أحادي الاتجاهقضم السكة | ثنائي الاتجاه بالتناوبقضم السكة | دوريقضم السكة |
|---|---|---|---|
| اهتراءالخاصية | شفة العجلةاستمرار من جانب واحداهتراء | شفة العجلةلمعان متناوب على الجانبين | الفاصل الزمنياهتراءالمسافة=محيط العجلة |
| النسبة المئوية | تقريباً45% | تقريباً30% | تقريباً15% |
| نموذجياهتراءالمعدل | شفة العجلة2~5mm/شهر | شفة العجلة1~3mm/شهر | شفة العجلة1~2mm/شهر |
| السبب الرئيسي | سكةاستقامةانحراف/انحراف العجلة | تجاوز فرق الأقطار الحد المسموح/انحراف الامتداد | مداس العجلةالاستدارةانحراف>0.3mm |
| تشخيصالطريقة | قدمة ذات ورنيةقياس جانب واحدشفة العجلة | قياس فرق الأقطار والبحر | مؤشر قرصيقياسسطح السيرمقدار الانحراف |
| ضبطالاستراتيجية | التصحيحضبط القضبانانحراف العجلة | ضبطتصحيح الأقطارالبحر | خراطة العجلة أو استبدالها |
| التشغيلالتيارانحراف | 10%~20% | 15%~25% | 5%~15% |
فحص نظام سكك الرافعة
تُعد أخطاء دقة تركيب السكة السبب الأول لقضم السكة، إذ تمثل 35% إلى 40% من جميع الحالات. يجب أن يبدأ الفحص بأربعة أبعاد: استقامة السكة، وانحراف عرض المسار، وحالة وصلات السكة، وفرق منسوب التشغيل. يُنفَّذ فحص انحراف استقامة السكة وفقًا للمواصفة GB/T 10183-2023، حيث يجب ألا يتجاوز انحراف الخط المركزي للسكة عن الخط المرجعي ±3 مم/40 م. عند تجاوز حد الاستقامة، تولّد العجلة قوة دفع جانبية عند نقاط انحناء السكة. طريقة القياس: تُحدد نقطة قياس كل 2 متر على طول السكة بالكامل، ويُسجَّل الإزاحة الجانبية لكل نقطة باستخدام مسطرة فولاذية أو محطة قياس شاملة.
يُعد انحراف عرض المسار ثاني أكثر مشكلات السكة شيوعًا. عندما لا يتطابق بحر الرافعة الجسرية مع بحر السكة، تنشأ قوة دفع جانبية تجعل شفة العجلة ملتصقة بجانب السكة أثناء التشغيل. عندما لا يتجاوز البحر 30 مترًا، تكون القيمة المسموحة لانحراف عرض المسار ±5 مم، وعندما يتجاوز البحر 30 مترًا تكون ±8 مم. يجب الانتباه إلى اتجاهية انحراف عرض المسار — فعند انكماش السكة إلى الداخل تنحشر العجلة، وعند تمددها إلى الخارج يزداد خلوص شفة العجلة لكن يتفاقم تمايل المركبة. لمزيد من التفاصيل حول تصميم أساس السكة وتفاوتات التركيب، يمكن الرجوع إلى المقالة ذات الصلة في السلسلة نفسها: تصميم أساس عارضة سكة الرافعة ومعايير البناء.
يُعد سوء معالجة وصلات السكة أيضًا سببًا مهمًا لقضم السكة. عندما يتجاوز فرق الارتفاع عند الوصلة 1 مم أو يتجاوز الإزاحة الأفقية 1 مم، تولّد العجلة صدمة جانبية في كل مرة تمر فيها فوق الوصلة. يمكن لحام الوصلات بالصهر الحراري دون فواصل أن يزيل صدمات الوصلات تمامًا. مقدار تمدد السكة الناتج عن تغير درجة الحرارة يُحسب بالمعادلة ΔL=α×L×ΔT (حيث α=1.2×10⁻⁵/°م)، فسكة ببحر 25 مترًا وبفارق حرارة 40°م يبلغ تمددها حوالي 12 مم، لذا يجب ترك خلوص في الوصلة يتراوح بين 10 و15 مم.
فحص عجلات الرافعة الجسرية
تمثل عوامل العجلة السبب الثاني لقضم السكة، بنسبة تتراوح بين 25% و30%. تشمل بنود الفحص الأساسية خمسة عناصر: فرق قطر مداس العجلة، وانحراف سمك شفة العجلة، واستدارة مداس العجلة، والإمالة الأفقية، والإمالة الرأسية. عندما يتجاوز فرق قطر مداس زوج من العجلات على نفس المحور 0.5 مم، يحدث اختلاف في سرعة الخط على الجانبين، مما يجعل الرافعة الجسرية تميل نحو الجانب ذي القطر الأصغر. عندما يتجاوز انحراف استدارة مداس العجلة (البيضاوية) 0.3 مم، يحدث قضم دوري للسكة، وتكون مسافة الاهتراء مساوية لمحيط العجلة، وهي سمة واضحة جدًا.
عندما تتجاوز الإمالة الأفقية للعجلة L/1000 (حيث L هي قاعدة العجلات)، تنشأ قوة جانبية بين العجلة والسكة، وهو سبب شائع لقضم السكة في اتجاه واحد. عندما تتجاوز الإمالة الرأسية للعجلة L/1000، تنخفض مساحة تلامس مداس العجلة مع سطح السكة بأكثر من 50%. عندما يتجاوز فرق القطرين 5 مم أو يتجاوز انحراف بحر العجلات الأربع ±5 مم، يحدث قضم متناوب في الاتجاهين. لمزيد من التفاصيل حول إمالة العجلات وضبط البحر، يمكن الرجوع إلى المقالة ذات الصلة في السلسلة نفسها: ضبط عرض مسار الرافعة الجسرية وبحرها: معايير التفاوت / تصحيح الأقطار / إجراءات إمالة العجلات.
فحص التشوه الهيكلي
يمثل قضم السكة الناتج عن التشوه الهيكلي 15% إلى 20% من الحالات. وفقًا للمواصفة FEM 1.001، فإن الانحناء الجانبي المسموح به للعارضة الرئيسية هو S/2000 على ألا يتجاوز 20 مم. يؤدي التواء العارضة الطرفية إلى فقدان التوازي بين العجلتين على نفس الجانب. تشمل طرق إصلاح التواء العارضة الطرفية: طريقة التصحيح باللهب (تسخين موضعي حتى 600~800°م ثم تبريد طبيعي) وطريقة قضبان الشد المسبق (لحام قضبان شد داخل العارضة الطرفية لتوليد إجهاد مسبق معاكس).
يمثل الهبوط غير المنتظم للأساس 5% إلى 10% من حالات قضم السكة، ويظهر على شكل قضم موسمي. طريقة الكشف: تُثبت نقاط مراقبة دائمة للهبوط عند طرفي السكة وفي منتصف البحر، وتُقاس تغيرات المنسوب مرة كل ثلاثة أشهر باستخدام ميزان التسوية. عندما يتجاوز معدل هبوط أساس السكة 2 مم/شهر لمدة ستة أشهر متتالية، يجب تنفيذ معالجة تقوية للأساس (حقن التربة أو استبدال الركائز).
طرق محاذاة قضم السكة وضبطها
ضبط السكة له الأولوية على ضبط العجلات. يمكن تصحيح استقامة السكة باستخدام رافعة لولبية مع ثيودوليت لدفع المقاطع تدريجيًا. طريقة ضبط الإمالة الأفقية للعجلة هي إضافة حشية بين صندوق المحمل الزاوي والعارضة الطرفية. بعد الضبط، يجب إعادة قياس فرق القطرين وفرق البحر — حيث يكون معيار القبول هو ألا يتجاوز انحراف بحر العجلات الأربع ±5 مم وألا يتجاوز فرق القطرين 5 مم.
عندما يكون التشوه الهيكلي شديدًا، يجب فك العارضة الرئيسية وتقويمها. طريقة التصحيح باللهب مناسبة للعارضة الرئيسية المصنوعة من Q235B/Q345B، مع التحكم في درجة حرارة التسخين بين 600~800°م. طريقة قضبان الشد المسبق مناسبة لإصلاح التواء العارضة الطرفية، حيث يكون قطر قضيب الشد عادة 20~30 مم، ويُحمَّل إجهاد مسبق يعادل 60%~70% من مقاومة الخضوع لقضيب الشد.
إجراءات الوقاية والصيانة
يكمن جوهر الوقاية من قضم السكة في إنشاء نظام منهجي لمراقبة السكة والعجلات. دورية فحص استقامة السكة وعرض المسار: لوضع التشغيل الثقيل جدًا فما فوق كل 3 أشهر، وللوضع المتوسط كل 6 أشهر، وللوضع الخفيف فما دون سنويًا. تركز صيانة العجلات على ثلاثة مؤشرات: سمك شفة العجلة، وقطر مداس العجلة، وخلوص المحمل. عندما يتناقص سمك شفة العجلة إلى 60% من سمكها الأصلي، يجب استبدالها فورًا.
يجب على المشغلين فحص سطح السكة بصريًا يوميًا قبل بدء التشغيل للتحقق من وجود برادة معدنية، والانتباه إلى الضوضاء غير الطبيعية أثناء التشغيل. يجب إنشاء سجل لحالات قضم السكة لتكوين قاعدة معرفية للأعطال. تطبق شركة كيلود للصناعات الثقيلة إجراءات الفحص المذكورة أعلاه في الضبط الميداني وخدمات ما بعد البيع، مما يخفض معدل التوقف غير المبرمج الناتج عن قضم السكة إلى أقل من 2%.
الأسئلة الشائعة
س: ما هي أوضح طريقة لتشخيص قضم سكة الرافعة العلوية؟
ج: هناك ثلاث طرق مباشرة: أولاً، ملاحظة وجود لمعة اهتراء على جانب شفة العجلة؛ ثانيًا، الاستماع إلى صرير معدني منتظم وحاد أثناء التشغيل؛ ثالثًا، قياس تيار التشغيل — إذا تجاوز فرق التيار بين الأطوار الثلاثة 10% باستخدام كماشة قياس التيار، فهذا مؤشر غير طبيعي.
س: أيهما يجب إجراؤه أولاً: ضبط السكة أم ضبط العجلات؟
ج: يجب الالتزام بترتيب صارم: السكة أولاً ثم العجلات. وفقًا للمواصفة GB/T 10183-2023، يجب أولاً تصحيح السكة إلى النطاق المقبول (استقامة ±3 مم/40 م، عرض مسار ±5 مم)، ثم قياس بحر العجلات وفرق القطرين.
س: متى يكون قضم السكة شديدًا لدرجة تستلزم إيقاف التشغيل للصيانة؟
ج: يجب إيقاف التشغيل فورًا عند حدوث أي من الحالات التالية: معدل اهتراء شفة العجلة يتجاوز 2 مم شهريًا، أو انحراف تيار التشغيل يتجاوز 25%، أو معدل اهتراء الجانب السكة يتجاوز 1 مم شهريًا، أو تشغيل مصحوب بصرير معدني حاد وشديد. وفقًا للمواصفة FEM 1.001، تشير هذه المؤشرات إلى احتمال وقوع حادث خروج عن السكة.
س: ما هو التردد الموصى به للفحص اليومي للوقاية من قضم السكة؟
ج: يجب إجراء فحص بصري يومي قبل بدء التشغيل للتحقق من عدم وجود برادة معدنية على سطح السكة وعدم وجود اهتراء غير طبيعي على شفة العجلة. بالإضافة إلى ذلك، يجب إجراء فحص شامل للاستقامة وعرض المسار كل 3 أشهر لوضع التشغيل الثقيل جدًا فما فوق، وكل 6 أشهر للوضع المتوسط، وسنويًا للوضع الخفيف. هذا التردد يضمن الكشف المبكر عن أي انحراف ويمنع تفاقم المشكلة.
ج: وضع التشغيل الثقيل (A6 فما فوق) يتم الكشف كل 3 أشهر، والوضع المتوسط (A4~A5) كل 6 أشهر، والوضع الخفيف (A3 وما دون) مرة واحدة سنويًا. يقوم المشغل بفحص بصري يومي قبل التشغيل لسطح السكة بحثًا عن أي شظايا معدنية. يعتمد معيار الكشف على معيار ISO 4301 / FEM 1.001 واللوائح ذات الصلة في FEM 1.001.
