الإجابة المختصرة
المطرقة الهيدروليكية ملحق يحول القدرة الهيدروليكية للحفارة إلى ضربات متكررة. فالمكبس الذي بداخلها يُدفع إلى الأعلى بضغط الزيت الهيدروليكي، والنيتروجين المضغوط في غرفة الغاز يختزن هذه الحركة كالنابض ثم يقذف المكبس إلى الأسفل؛ فيضرب المكبس ساق الإزميل، وتنتقل الضربة من الإزميل إلى المادة. أي أن المطرقة تأخذ قدرتها من النظام الهيدروليكي، وسرعتها من النيتروجين، وتؤدي عملها بالإزميل. وهذا الثلاثي يفسر تقريبًا كل موضوع يتعلق بالمطرقة: لماذا يهم معدل تدفق الزيت، ولماذا تضعف الضربة حين ينخفض ضغط النيتروجين، ولماذا يكون اختيار الإزميل نصف الإنتاجية.
كيف تتولد الضربة؟
يُوجَّه الزيت الهيدروليكي القادم من الآلة عبر صمام المطرقة إلى أسفل المكبس فيدفعه إلى الأعلى. وأثناء صعود المكبس يضغط النيتروجين في غرفة الغاز؛ وهذا أشبه بشد نابض.
حين يبلغ المكبس النقطة العليا يغير الصمام وضعه فيتفرغ الضغط في الجهة السفلية. فيدفع النيتروجين المضغوط المكبس إلى الأسفل، ويعمل ضغط الزيت في الاتجاه نفسه. فيتسارع المكبس ويصطدم بالسطح العلوي لساق الإزميل.
تسري الضربة على امتداد الإزميل وتدخل المادة. وتتكرر هذه الدورة مرات عدة في الثانية؛ ويتحدد معدل الضربات وطاقة الضربة في المطرقة بسرعة هذه الدورة وبكتلة المكبس.
الأجزاء الرئيسية
- المكبس: الجزء الذي يولد الضربة. قلب المطرقة وأكثر أسطحها حساسية.
- الأسطوانة: الجسم الذي يتحرك المكبس داخله. وجودة سطحها ونظافتها تحددان عمر المكبس مباشرة.
- الصمام: الجزء الذي ينشئ الدورة بتغيير اتجاه الزيت. ومنه يأتي إيقاع معدل الضربات.
- غرفة الغاز (النيتروجين) والغشاء: يؤديان دور النابض الذي يدفع المكبس إلى الأسفل.
- الرأس الأمامي والجلب: الجزء الذي يحفظ ساق الإزميل على المحور ويتحمل الحمل الجانبي.
- حامل الإزميل (مسمار تثبيت الإزميل ونابض القفل): يُبقي الإزميل في مكانه، لكنه لا يحمل الضربة.
- مسامير الربط الطولية: تربط الرأس الخلفي والأسطوانة والرأس الأمامي معًا؛ وقيمة عزم الشد فيها حاسمة.
- غلاف الهيكل والوسائد المخمدة: تبعد الاهتزاز والصوت عن الهيكل الخارجي.
لماذا يهم معدل التدفق والضغط إلى هذا الحد؟
تدور دورة المطرقة بتدفق الزيت. فإذا كان معدل تدفق الزيت منخفضًا تباطأت الدورة: تضرب المطرقة لكن معدل الضربات ينخفض ويطول العمل. وإذا كان مرتفعًا تسارعت الدورة وحُمّلت الأجزاء الداخلية فوق ما صُممت له.
أما الضغط فيقع في الجانب الذي يحدد طاقة الضربة. فإذا كان الضغط غير كافٍ لم يتسارع المكبس بما يكفي؛ وإذا زاد دخل صمام تخفيف الضغط في العمل أو أُجهدت الأجزاء.
ولذلك لكل مطرقة مدى لمعدل التدفق ومدى للضغط، ويجب أن يقع الخط المساعد في الآلة ضمن هذا المدى. وقد تناولنا المطابقة في مقال قاعدة مطابقة الوزن وفي أداة اختيار المطرقة.
ضغط النيتروجين ليس ضبطًا للقدرة
من الأخطاء الشائعة في الموقع رفع ضغط النيتروجين حين تضرب المطرقة ضربًا ضعيفًا. فالنيتروجين كالنابض، وإذا رُفع فوق القيمة المصممة لا تزداد الضربة؛ بل تختل الدورة وتُجهد الأجزاء. والقيمة الصحيحة خاصة بكل طراز ومكتوبة في الدليل. وسبب الضربة الضعيفة في الغالب في الجانب الهيدروليكي أو في التآكل.
الإزميل: نصف الإنتاجية
المطرقة تنتج الطاقة، والإزميل ينقل تلك الطاقة إلى المادة. والإزميل الخاطئ يُظهر المطرقة الصحيحة قليلة الإنتاجية.
هناك أربعة أنواع أساسية. الإزميل المدبب يتركز على نقطة ضيقة ويخترق المادة الصلبة الهشة. والإزميل المسطح توضع حافته وفق اتجاه الشق، وينفع في المادة الطبقية. والإزميل الكليل يتوزع على سطح واسع ويكسر بالسحق. والإزميل الهرمي يوازن بين الاختراق والمتانة.
تناولنا ما يفعله كل نوع من الأزاميل في كل مادة في صفحة الأزاميل وفي مقال منفصل من الأدلة الفنية.
متى تكون المطرقة الأداة الصحيحة ومتى لا تكون؟
- صحيحة: هدم الخرسانة المسلحة، واقتلاع الصخر، والتكسير الثانوي، والأرض الصلبة في حفر الأساسات، والأرض المتجمدة.
- صحيحة: الحفر الميكانيكي حيث يكون التفجير ممنوعًا أو غير عملي.
- ليست صحيحة: حفر مساحات واسعة في صخر مصمت شديد الصلابة. فهنا قد يكون القاطع الأسطواني أو أسلوب آخر أسرع.
- ليست صحيحة: فصل حديد التسليح عن الخرسانة. فهذا عمل مفتت الخرسانة؛ والمطرقة تثني الحديد ولا تفصله.
- ليست صحيحة: أعمال القطع. فقطع المقاطع الفولاذية والحديد عمل المقص.
- ليست صحيحة: الرفع والدفع والسحب. فالمطرقة لا تحمل الحمل إلا على محورها.
الفرق بين الهيكل منخفض الضوضاء والهيكل القياسي
تُصنع المطارق بهيكل مفتوح (قياسي) وبهيكل مغلق (منخفض الضوضاء). وفي الهيكل المغلق تُحاط الآلية الداخلية بغلاف خارجي مع وسائد مخمدة.
لهذا الفرق أثران: تقل الضوضاء المنتشرة إلى الخارج، وتُحمى الآلية الداخلية من الصدمات الخارجية. ولذلك يُفضل الهيكل المغلق في الهدم داخل المدن وفي المواقع المقيدة بحدود الضوضاء.
وفي المقابل يكون الهيكل المغلق أثقل وأغلى في الغالب. ويُجرى الاختيار وفق قيد الضوضاء في الموقع والصدمات الخارجية التي يتعرض لها الملحق.