المحرك الكهربائي لآلة القطع بالسلك: بكرة الدفع وبدء التشغيل والتحكم في السرعة

في آلة القطع بالسلك الماسي يحدد المحرك الرئيسي سرعة قطع السلك من خلال تدوير بكرة الدفع. لذلك يُجاب عند اختيار المحرك عن ثلاثة أسئلة معاً: كيف تتصل البكرة بعمود المحرك، وكيف ستبدأ الآلة التشغيل والسلك مشدود، وكيف ستُضبط سرعة السلك؟ في هذا المقال نتناول آلات القطع بالسلك الواحد المستخدمة في محاجر الرخام وفي قطع الكتل؛ أما أنظمة الدفع الرئيسية لخطوط قطع الكتل متعددة الأسلاك فتُقيَّم بشكل منفصل.

سلسلة الدفع في آلة القطع بالسلك

تتكون آلة القطع بالسلك الواحد من محرك الدفع الرئيسي، وبكرة دفع كبيرة القطر (حدافة)، وسلك بحبيبات ماسية، وبكرات توجيه يمر عبرها السلك، ونظام حركة يسحب الآلة إلى الخلف على سكة. يدير المحرك الرئيسي البكرة، وتسحب البكرة السلك. ومع تقدم القطع تتراجع الآلة على السكة فتحافظ على شد السلك.

يختلف التوصيل بين المحرك الرئيسي والبكرة من آلة إلى أخرى:

• البكرة مباشرة على عمود المحرك: البكرة مركبة على عمود المحرك. وهو أبسط ترتيب، لكن وزن البكرة وشد السلك يقعان مباشرة على محامل المحرك.
• عمود بكرة بمحامل منفصلة: تدور البكرة على محاملها الخاصة، ويُوصل المحرك بهذا العمود بوصلة أو بسير. فيقع على عمود المحرك حمل شعاعي أقل.
• تخفيض بمخفض سرعة أو بالسير: إذا كانت سرعة البكرة أقل من سرعة المحرك توجد بينهما مرحلة سير أو مخفض سرعة.

قبل الاستبدال يجب تحديد الترتيب المستخدم؛ لأن هذه هي المسألة الأكثر تأثيراً في اختيار المحرك.

إذا كانت بكرة الدفع على عمود المحرك

في الترتيبات التي تُركَّب فيها البكرة مباشرة على عمود المحرك يحمل المحرك حملاً شعاعياً أكبر بكثير من نظام دفع عادي بوصلة. فوزن البكرة وشد السلك ومدى بروز البكرة إلى الخارج على طرف العمود تحدد الحمل الواقع على المحمل الأمامي. أما عمود المحرك القياسي ومحامله فمصممة وفق مقاسات IEC لأحمال السيور والوصلات العادية.

لذلك لا يُوصى بالمحرك القياسي في هذا الترتيب قبل إجراء الفحوص التالية:

• هل قطر عمود المحرك القديم وطوله مطابقان لطرف عمود IEC القياسي، أم هو عمود ممدد أو مسمّك خاص بصانع الآلة؟
• هل يوجد في الجهة الأمامية محمل أسطواني أو محمل إضافي بدلاً من المحمل القياسي؟
• هل يُوصل محور البكرة بالعمود بخابور أم بحلقة شد أم بجلبة مخروطية؟

إذا كان العمود أو المحمل خاصاً فتتطلب هذه المهمة محركاً خاصاً؛ وقد تقع خارج نطاق السلسلة القياسية في كتالوج HEM Motor لعام 2026، فاسألونا مع معلومات لوحة البيانات والتطبيق. وإذا كانت البكرة على عمود بمحامل منفصلة والمحرك موصولاً بوصلة، فيمكن النظر في المحركات القياسية بهيكل من حديد الزهر؛ وفي هذه الحالة تُقارن مقاسات التوصيل بالرسم الفني.

سرعة السلك: قطر البكرة وسرعة المحرك

سرعة السلك هي حاصل ضرب محيط بكرة الدفع في سرعة دوران البكرة: سرعة السلك (m/s) = π × قطر البكرة (m) × سرعة البكرة (دورة/دقيقة) ÷ 60. وتؤثر سرعة السلك مباشرة في عمر الحبيبات الماسية وكفاءة القطع؛ وتحدد القيمةَ الصحيحة توصيةُ صانع السلك ونوعُ الحجر المقطوع.

مثال افتراضي

القيم لبيان الطريقة فقط. لنفترض أن قطر البكرة 800 mm وسرعتها 750 دورة/دقيقة: فتكون سرعة السلك ≈ 3.14 × 0.8 × 750 ÷ 60 ≈ 31 m/s. ولو دارت البكرة نفسها مباشرة بالسرعة الاسمية لمحرك رباعي الأقطاب البالغة نحو 1485 دورة/دقيقة لتضاعفت سرعة السلك تقريباً. ويبين هذا المثال مدى تأثير سرعة المحرك في الآلات التي تكون فيها البكرة موصولة مباشرة بعمود المحرك: فإذا تغير عدد الأقطاب تتغير سرعة السلك جذرياً.

لذلك تبقى القاعدة الأولى هي الحفاظ على عدد أقطاب المحرك القديم. وإذا كانت الآلة تعمل بوحدة تحكم فتُضبط سرعة السلك منها؛ وحتى في هذه الحالة تبقى السرعة الاسمية للمحرك القيمة الأساسية التي تُحسب عليها إعدادات وحدة التحكم.

بدء التشغيل: الحركة الأولى والسلك مشدود

يختلف بدء التشغيل في آلة القطع بالسلك عن المروحة أو المضخة العادية. فالسلك يكون داخل القطع ملامساً للحجر ومشدوداً؛ وللبكرة الثقيلة قصور ذاتي أيضاً. والبدء المفاجئ يُجهد السلك وقد يُزيح الحبيبات ويزيد خطر الانقطاع. وإذا كان السلك منحشراً داخل القطع يرتفع عزم دوران البدء أكثر.

• البدء المباشر: صدمة البدء أعلى ما تكون؛ ولا يُفضَّل عادةً من حيث السلك والبكرة.
• نجمة-دلتا: تخفض تيار البدء لكنها تخفض عزم الدوران أيضاً؛ وفي السلك المشدود المعرض للانحشار قد لا يستطيع المحرك البدء بعزم كافٍ.
• وحدة البدء الناعم: تجعل البدء تدريجياً؛ فيقل التيار والصدمة، لكن عزم البدء المنخفض قد يبقى عاملاً مقيِّداً.
• عاكس التردد: يضبط سرعة السلك دون تدرج ويوفر تسارعاً محكوماً. وهو الحل الأكثر شيوعاً في آلات القطع بالسلك.

تعتمد الطريقة المستخدمة على تصميم اللوحة الكهربائية لدى صانع الآلة. وأياً كانت الطريقة في الآلة القديمة، يُختار جهد لوحة بيانات المحرك الجديد بما يناسبها؛ وبالنسبة لنجمة-دلتا يلزم على شبكة 400 V محرك يحمل لوحة بيانات 400/690 V (Δ/Y).

التحكم في السرعة والعمل مع وحدة التحكم

سلاسلنا ثلاثية الطور مناسبة للتحكم في السرعة بعاكس التردد؛ وعند العمل لفترات طويلة بسرعة منخفضة وعزم دوران كامل قد تلزم مروحة خارجية، وإذا كان الكابل بين وحدة التحكم والمحرك طويلاً يُنظر في مرشح dv/dt أو مرشح جيبي؛ ويُبلَّغ عن هذه الظروف عند الطلب. وللتفاصيل يمكنكم مراجعة سؤال الاستخدام مع الإنفرتر.

يكثر هذان الشرطان في مواقع القطع بالسلك. فعند خفض سرعة السلك في الحجر الصلب والعمل لفترة طويلة قد لا تكفي مروحة المحرك الذاتية للتبريد. كما أن الكابل بين اللوحة الكهربائية والآلة في المحجر يكون طويلاً في الغالب؛ وتتغير مسافة الكابل كلما تحركت الآلة على السكة. وذكر هذه المعلومات عند الطلب يتيح التخطيط المسبق للإجراء الإضافي الصحيح.

تتم حركة الآلة على السكة بمحرك صغير منفصل، غالباً بنظام دفع بمخفض سرعة أو بترتيب هيدروليكي. ويُقيَّم نظام دفع الحركة هذا بشكل منفصل عن المحرك الرئيسي.

يمكنكم الاطلاع على طرازات HEM Motor المناسبة والأسعار الحالية في قسم شراء محرك كهربائي.

بيئة المحجر: الماء والطين والشمس

يُبرَّد السلك الماسي بالماء؛ وطوال القطع يتطاير الطين الناتج عن خليط غبار الحجر والماء. وتعمل الآلة غالباً في الهواء الطلق، تحت الشمس أو المطر. طرازات HEM Motor من فئة الحماية IP55 وبعزل من الفئة F؛ وهذه الفئة تحمي من الغبار ورذاذ الماء، لكن لا يناسب أن يتعرض المحرك لنفث ماء مستمر أو أن يبقى داخل الطين.

• استخدموا واقياً أو غطاءً يحمي المحرك من رذاذ الماء والطين المباشر؛ ويجب ألا يمنع الواقي المروحة من سحب الهواء.
• نظّفوا بانتظام طين الحجر المتراكم على شبكة غطاء المروحة؛ فالشبكة المسدودة تسخّن المحرك.
• أبلغوا عند الطلب عن ظروف مثل درجة الحرارة المحيطة والارتفاع.
• حافظوا على إحكام حشوة غطاء علبة التوصيل ومدخل الكابل؛ فالرطوبة تدخل أكثر ما تدخل من هنا.

يبرز الهيكل المصنوع من حديد الزهر في هذه المواقع التي تكثر فيها الصدمات والاهتزاز بفضل بنيته الصلبة. والمعلومات العامة الخاصة بتطبيقات التعدين والمحاجر موجودة في صفحة المحرك الكهربائي لقطاع التعدين.

طرازات نموذجية لآلات القطع بالسلك

في آلات المحاجر ذات السلك الواحد تتغير قدرة المحرك الرئيسي حسب حجم الآلة وسعة القطع؛ وتؤخذ القيمة الدقيقة من لوحة بيانات الآلة. والطرازات رباعية الأقطاب التالية بهيكل من حديد الزهر أمثلة. وجميعها 400/690 V (Δ/Y)، و50 Hz، وIP55، وعزل من الفئة F:

• 225S-4: 37 kW، 4 أقطاب، اسمية 1485 دورة/دقيقة، IEC 225S، 66.1 A (400 V)، عزم الدوران الاسمي 237.9 Nm.
• 225M-4: 45 kW، 4 أقطاب، اسمية 1485 دورة/دقيقة، IEC 225M، 80.2 A (400 V)، عزم الدوران الاسمي 289.4 Nm.
• 250M-4: 55 kW، 4 أقطاب، اسمية 1485 دورة/دقيقة، IEC 250M، 97.6 A (400 V)، عزم الدوران الاسمي 353.7 Nm.

للهيكلين 225S و225M ارتفاع العمود نفسه، لكن طول الهيكل والمسافة بين الأرجل مختلفان؛ لذا يجب فحص توافق القاعدة عند الانتقال من 37 kW إلى 45 kW. أما 250M فهيكل أكبر. ويمكنكم مقارنة المقاسات في الرسومات الفنية ثنائية الأبعاد. والسعر الحالي موجود في صفحات المنتجات.

الخلاصة والمعلومات المطلوبة قبل الطلب

عند استبدال المحرك في آلة القطع بالسلك يُوضَّح أولاً ما إذا كانت البكرة موصولة بعمود المحرك أم بعمود منفصل. ثم يُحافظ على عدد الأقطاب، وتُطابَق طريقة البدء والتحكم في السرعة مع اللوحة الكهربائية القديمة. ولعرض السعر أرسلوا ما يلي:

• صورة لوحة بيانات المحرك القديم والصانع/الطراز
• صورة توصيل البكرة (طرف العمود، محور البكرة، والمحمل الإضافي إن وُجد)
• طريقة بدء التشغيل أو معلومات وحدة التحكم، وطول الكابل بين اللوحة والمحرك
• بيئة العمل: محجر مكشوف، مصنع مغلق، حالة الماء والطين

يمكنكم الاطلاع على الطرازات المناسبة والأسعار الحالية في قسم البيع عبر الإنترنت لدينا. أرسلوا صورة لوحة بيانات محرككم الحالي وسرعته ومعلومات تركيبه من صفحة إرسال لوحة البيانات؛ واطلبوا عرض سعر للطراز المناسب.

الأسئلة الشائعة

هل يمكنني خفض سرعة السلك بتركيب محرك سداسي الأقطاب على آلة القطع بالسلك؟

تنخفض سرعة السلك، لكن هيكل المحرك وطرف العمود وعزم الدوران تتغير أيضاً؛ وقد يختل توافق البكرة والقاعدة. وإذا لزم ضبط السرعة فإن العمل بوحدة تحكم أو تغيير نسبة البكرات يكون عادةً طريقاً أصح.

إذا كانت البكرة مركبة مباشرة على عمود المحرك، فهل يمكن استخدام محرك قياسي؟

يمكن النظر فيه إذا كان مقاس العمود وترتيب المحامل مطابقين لطرف عمود IEC القياسي، وكان حمل البكرة مناسباً لهذا العمود. أما إذا كان العمود ممدداً أو بمحمل إضافي فيلزم محرك خاص؛ استشيرونا مع لوحة البيانات والصور.

لماذا يُجهَد المحرك عند البدء والسلك مشدود؟

يحتك السلك بالحجر داخل القطع، ويجب التغلب على القصور الذاتي للبكرة الثقيلة. وإذا كان السلك منحشراً يزداد عزم الدوران المطلوب أكثر؛ لذلك تُفضَّل الطرق التي توفر تسارعاً محكوماً.

هل يكفي محرك IP55 في المحجر؟

توفر IP55 الحماية من الغبار ورذاذ الماء. أما نفث الماء المستمر والانغمار في الطين فيتجاوزان هذه الفئة؛ لذا يجب حماية المحرك بواقٍ والحفاظ على نظافة شبكة المروحة.