الإجابة المختصرة
القاطع الأسطواني ملحق هيدروليكي يُركب على ذراع الحفر في الحفارة، ويحفر الصخر والخرسانة والأرض الصلبة بنحت السطح بأسنان القطع المثبتة على أسطواناته الدوارة. وهو لا يضرب المادة؛ فالأسنان تقتلع وهي تدور رقائق رفيعة من السطح، ويتقدم الحفر بتراكم هذه الرقائق. وفي النوع العرضي تدور الأسطوانات متعامدة مع محور ذراع الحفر، ولذلك يدخل الملحق في الأرض على امتداد خط ضيق وعميق. ويُستخدم في حفر الصخر حيث لا يمكن التفجير، وفي الأعمال التي يلزم فيها إخراج مقطع محدد بدقة، ولإزالة الخرسانة أو الصخر حيث يكون الاهتزاز مقيدًا.
ما القاطع الأسطواني وكيف يعمل؟
قلب الملحق محرك هيدروليكي. فتدفق الزيت القادم من الآلة الحاملة يدير المحرك، والمحرك يدير الأسطوانات عبر ناقل حركة. وعلى جسم الأسطوانات مقاعد ملحومة تستقر فيها أسنان القطع. والجزء العامل من السن رأس مخروطي من معدن صلد، وهذا الرأس هو الذي يؤدي عمل القطع الفعلي.
مع دوران الأسطوانة يصل كل سن إلى السطح بالتتابع، فيدخل برأسه المدبب في المادة ويقتلع الشريحة الرفيعة التي أمامه. فهو يقطع المادة بدلًا من أن يبدأ الشق بالضربة كما تفعل المطرقة. وكل سن يأخذ نصيبه فقط؛ وتتحدد سرعة الحفر بعدد الأسنان وسرعة دوران الأسطوانة وسماكة الطبقة المأخوذة في كل دورة مجتمعة.
في التصميم العرضي تدور أسطوانتان على خط مشترك متعامد مع محور ذراع الحفر، وفي اتجاهين متعاكسين. وتُقذف المادة المقطوعة إلى الخلف من بين الأسطوانتين، فتبقى منطقة القطع مكشوفة. وهذه الهندسة تجعل الملحق يدخل السطح على امتداد خط؛ ولهذا يتفوق النوع العرضي في المقاطع الضيقة العميقة وفي فتح القنوات وفي أعمال تشكيل المقاطع.
يدير المشغل عمق القطع والتقدم. فالذراع الرئيسي وذراع الحفر يضغطان الأسطوانة على السطح، أما سرعة التقدم فتُبقى متوافقة مع إيقاع القطع الخاص بالأسطوانة. وفي الإيقاع الصحيح تحافظ الأسطوانة على سرعة دورانها ويكون صوتها رتيبًا؛ وإذا تجاوز التقدم هذا الإيقاع انخفضت سرعة الدوران وبدأت الأسنان تحتك بدلًا من أن تقطع.
يجب أن يدور سن القطع في مقعده
تستقر الأسنان في مقاعدها بإحكام لكنها لا تُثبَّت: فهي تدور ببطء حول محورها أثناء العمل، وبفضل هذا الدوران تتآكل بالتساوي من كل الجهات وتحافظ على حدتها. أما السن العالق في مقعده الذي لا يستطيع الدوران فيتسطح من جانب واحد، ويكف عن القطع ويبدأ بالاحتكاك، فيتلف هو ومقعده بسرعة. وأول ما يُنظر إليه عند فحص الأسنان ليس مقدار التآكل، بل هل يدور السن بحرية أم لا.
أين يُستخدم؟
القاطع الأسطواني ملحق الأعمال التي يهم فيها نوع السطح المتبقي أكثر من سرعة الحفر. وهذا هو القاسم المشترك بين مجالات استخدامه.
- الأنفاق والمنشآت تحت الأرض: إيصال المقطع بعد الحفر إلى مقطع المشروع وتحضير السطح.
- حفر الصخر بدون تفجير: الحفر نفسه في المواقع التي يكون فيها التفجير ممنوعًا أو مشروطًا بتصريح أو محفوفًا بالمخاطر.
- فتح القنوات والخنادق: فتح خط ضيق في الصخر بجدران مستقيمة وقاع منتظم.
- إزالة طبقة من سطح الخرسانة: قشط الطبقة المتدهورة في بلاطات الجسور وأسطح الجدران الخرسانية وخرسانة الساحات.
- تشكيل مقاطع المنحدرات والجدران وحواف القنوات.
- الأرض المتجمدة والطينية الصلبة: المواد التي لا تستطيع الضربة نشر الشق فيها، ويغوص فيها إزميل المطرقة.
- الترميم والتفكيك الانتقائي: إزالة الطبقة المتضررة وحدها دون المساس بالمقطع السليم.
أي مشكلات يخففها في الموقع؟
أول مشكلة يخففها القاطع الأسطواني هي الاهتزاز. فلأنه لا يعمل بالضرب يكون الاهتزاز المنتقل إلى المنشآت المحيطة والتدعيم القائم والخطوط المدفونة أقل منه مع المطرقة في ظروف مماثلة. وفي موقع له جيران قد يساعد ذلك على جعل الحفر مسموحًا به؛ أما الالتزام بحد الاهتزاز فيُتحقق منه بالقياس.
الثانية هي الحفر الزائد. فحين تبدأ أداة تعمل بالضرب شقًا لا يمكنكم أن تقرروا أين سيتوقف؛ وكل انكسار يتجاوز المقطع يجب ردمه لاحقًا. أما القشط فيستطيع التوقف عند الخط المستهدف. فيخرج السطح كما هو محدد، وتسقط خطوة التصحيح والردم الإضافي من الحسابات.
الثالثة هي المواد التي لا تنفع فيها الضربة إطلاقًا. فالطين والأرض المتجمدة والتكوينات ذات السلوك اللدن لا تنشر الشق؛ ويغوص فيها إزميل المطرقة وتضيع الطاقة. والقاطع الأسطواني يزيل هذه المادة بقطعها، أي أنه لا يحل المشكلة بل يغير تعريفها.
الرابعة هي المادة الناتجة. فلأن ناتج القشط ناعم ومتجانس نسبيًا يسهل تحميله ونقله؛ وحين تسمح المواصفات يمكن توجيهه إلى الردم دون خطوة تحجيم إضافية.
منطق التكلفة: من أين يأتي المكسب؟
لا تُقاس اقتصاديات القاطع الأسطواني بسرعة التقدم. ففي مقارنة تنظر إلى الحجم المزال في الساعة تتقدم المطرقة في الغالب؛ أما ما يكسبه القشط ففي البنود التي لا يُسأل فيها عن السرعة أصلًا.
يأتي المكسب من ثلاثة مواضع. الأول الأعمال التي لا تُنفذ: فالحفر الذي لا يتجاوز المقطع يعني فراغًا لن يُردم لاحقًا. والثاني الأعمال التي لا تتوقف: فساعات العمل المقطوعة بسبب قيود الاهتزاز والضوضاء، والتصاريح التي لا تُمنح، وشكاوى الجيران، كلها تطيل الجدول الزمني مباشرة. والثالث إمكان الاستفادة من المادة الناتجة في الموقع.
والجانب المقابل واضح أيضًا. فالمتغير الرئيسي في تكلفة التشغيل هو استهلاك أسنان القطع، وهذا الاستهلاك مرتبط بشدة بدرجة كشط المادة؛ وفي الصخر الصلب الكاشط يكون هذا البند أكثر ما يخل بالحساب. ويُضاف إليه ثمن الملحق، وساعات عمل الآلة الحاملة، ووقت التوقف المخصص لتغيير الأسنان.
تناولنا في مقال منفصل في أي مشروع يميل هذان الجانبان إلى أي اتجاه، والأعمال التي تبقى فيها المطرقة متقدمة، وكيف يُطرح سؤال القرار.
سهولة الاستخدام اليومي والصيانة
تدور صيانة القاطع الأسطواني في معظمها حول الأسنان وتدفق الزيت. فهو ليس ملحقًا معقدًا، لكن إهماله ينعكس سريعًا على الإنتاجية وعلى تكلفة المستهلكات.
- جولة الأسنان في بداية الوردية: تُحدد الأسنان الناقصة والمكسورة والتي لا تدور وتُستكمل. فحين يسقط سن تضطر الأسنان المجاورة إلى قطع نصيبه أيضًا، فيبدأ تآكل متسلسل.
- تغيير الأسنان: تُفك الأسنان وتُركب واحدًا واحدًا، ويُجرى ذلك في الموقع. والسن الذي لا يُغيَّر في وقته يُتلف مقعده أيضًا؛ ومن تلك النقطة يصبح العمل عمل اللحّام.
- رش الماء: يفيد إخماد الغبار في البيئة وفي تبريد الأسنان معًا. ومنطقة القطع التي لا يصلها الماء يكثر فيها الغبار وتعمل الأسنان أشد حرارة.
- خط تصريف المحرك: يجب أن يعود الزيت المتسرب من المحرك الهيدروليكي إلى الخزان مباشرة. فنشوء ضغط عكسي في هذا الخط يرهق مانع تسرب المحرك؛ ويُتحقق من الوصلة عند التركيب.
- التسخين في البرد: قبل الدخول تحت الحمل تُدار الأسطوانة دون حمل ويُنتظر حتى يسخن النظام.
- وضعية الركن: لا يُترك الملحق مستندًا إلى الأسنان. بل يُنزل على أرض متينة ومستوية بحيث يحمله الهيكل.
- الصوت وسرعة الدوران: صوت الأسطوانة التي تعمل بانتظام رتيب. وانخفاض سرعة الدوران كلما زاد الضغط أوثق علامة على أن التقدم تجاوز إيقاع القطع الخاص بالأسطوانة.
على أي آلة حاملة يُركب؟ المطابقة الصحيحة
ما يطلبه القاطع الأسطواني من الآلة الحاملة ليس ما تطلبه المطرقة الهيدروليكية، وهذا الفرق في صميم المطابقة. فالمطرقة تؤدي عملها بالضغط إلى حد كبير؛ أما القاطع الأسطواني فيعمل بمعدل تدفق الزيت.
مقابل التدفق هو سرعة الدوران. فإذا لم يستطع خط الملحقات في الآلة الحاملة توفير التدفق المطلوب دارت الأسطوانة ببطء، واحتكت الأسنان بدلًا من أن تقطع، وانهار التقدم. أما التدفق الزائد فيدفع المحرك إلى سرعة دوران مفرطة. وجانب الضغط يحدد عزم الدوران: فإذا لم يكن الضغط كافيًا توقفت الأسطوانة تحت الحمل. ويجب توفير القيمتين معًا، ويُتحقق منهما بالبيانات الهيدروليكية للآلة نفسها.
فئة الوزن هي المحور الثاني. فالملحق محمول على طرف ذراع الحفر، والعمل يُنفذ في الغالب بعيدًا عن الآلة والذراع ممدودة. ولذلك لا يُبنى الحساب على وزن الملحق وحده، بل على مدى الوصول أثناء العمل وعلى توازن الآلة عند ذلك المدى.
الثالث ترتيب الخطوط. فالملحق يحتاج إلى خط تصريف مستقل للمحرك إلى جانب خطي التغذية والعودة؛ ويُنتظر أن يمر خط العودة عبر المرشح وألا يكون مخنوقًا. وإذا طُلب العمل في الاتجاهين يُخطط ترتيب عكس الاتجاه عند التركيب.
لتروا كيف تنعكس هذه المحاور على آلتكم، أدخلوا فئة آلتكم الحاملة في أداة الاختيار لدينا؛ فهناك نعرض فئات القواطع الأسطوانية المتوافقة.