یکی از مهم‌ترین و پیچیده‌ترین اجزای بیل مکانیکی کوماتسو PC200-7، یعنی پمپ هیدرولیک اصلی (Main Hydraulic Pump)، می‌پردازد. عبارت “بالانسر” و “برنجی” به قطعات کلیدی در داخل این پمپ اشاره دارند که نقش حیاتی در عملکرد، دوام و کارایی آن ایفا می‌کنند.

در ادامه، تحلیل فنی دقیقی از این دو بخش ارائه می‌شود. پمپ اصلی بیل PC200-7 معمولاً یک پمپ پیستونی محوری دوقلو (Tandem Axial Piston Pump) از نوع صفحه زاویه‌گیر (Swash Plate) است که مدل رایج آن HPV95+95 می‌باشد.

تحلیل فنی جامع قطعات داخلی پمپ هیدرولیک کوماتسو PC200-7

بخش اول: “برنجی‌ها” (Brass Components) – بلوک سیلندر و صفحه پیستون

عبارت “برنجی” در تعمیرگاه‌ها و بین تکنسین‌ها معمولاً به دو قطعه اصلی اشاره دارد که به دلیل جنس آلیاژشان (که ظاهری برنجی یا برنزی دارند) به این نام خوانده می‌شوند. این آلیاژها به دلیل خاصیت ضد سایش و لغزندگی عالی در مقابل فولاد، برای این بخش‌های حساس انتخاب شده‌اند.

۱. بلوک سیلندر (Cylinder Block یا Barrel)

• شرح قطعه: این قطعه یک استوانه چرخان است که دارای چندین سوراخ (معمولاً 9 سوراخ در هر بخش پمپ) برای قرارگیری پیستون‌ها می‌باشد. این بلوک توسط یک شفت مرکزی به حرکت در می‌آید و قلب پمپ محسوب می‌شود.
• جنس: سطح تماس آن با صفحه سوپاپ (Valve Plate) از آلیاژ برنج یا برنز مخصوص ساخته شده است تا کمترین اصطکاک و سایش را در حین چرخش با سرعت بالا داشته باشد.بالانسر و برنجی پمپ مادر بیل مکانیکی کوماتسو PC200-7
• وظیفه:
• نگهداری و هدایت پیستون‌ها در یک مسیر خطی.
• ایجاد محفظه‌هایی برای مکش و پمپاژ روغن.
• چرخش و انتقال جریان روغن از سمت مکش به سمت فشار از طریق صفحه سوپاپ.
• علائم خرابی:
• خراشیدگی و ساییدگی سطح تماس: ایجاد خطوط عمیق روی سطح برنجی که با صفحه سوپاپ در تماس است. این باعث نشتی داخلی شدید روغن از قسمت پرفشار به کم‌فشار می‌شود.
• لقی بیش از حد پیستون‌ها: سوراخ‌های داخل بلوک گشاد شده و پیستون‌ها در آن لقی پیدا می‌کنند که باعث کاهش بازده حجمی می‌شود.
• ترک یا شکستگی: در موارد نادر و به دلیل فشار بیش از حد یا خستگی فلز.
• دلایل خرابی:
• روغن آلوده: ذرات فلزی یا گرد و غبار در روغن مانند سنباده عمل کرده و سطح برنجی را می‌تراشند.
• کاویتاسیون: کار کردن پمپ با روغن کم یا وجود هوا در سیستم.
• گرمای بیش از حد: از بین رفتن خاصیت روانکاری روغن و تماس فلز با فلز.

۲. صفحه پیستون یا کفشک (Piston Shoe Plate)

• شرح قطعه: پیستون‌ها به تنهایی روی صفحه زاویه‌گیر (Swash Plate) حرکت نمی‌کنند. انتهای هر پیستون توسط یک مفصل کروی به یک “کفشک” (Piston Shoe) متصل است. این کفشک‌ها که سطحشان از آلیاژ برنجی ساخته شده، روی سطح فولادی و صیقلی صفحه زاویه‌گیر می‌لغزند.
• جنس: آلیاژ برنج/برنز با مقاومت بسیار بالا در برابر سایش و فشار.
• وظیفه:
• انتقال حرکت رفت و برگشتی از صفحه زاویه‌گیر به پیستون‌ها.
• ایجاد یک لایه فیلم روغن (Hydrodynamic Lubrication) بین خود و صفحه زاویه‌گیر برای به حداقل رساندن اصطکاک و سایش.
• نگه داشتن پیستون‌ها در تماس دائمی با صفحه زاویه‌گیر.
• علائم خرابی:
• کنده شدن یا خراشیدگی سطح برنجی کفشک‌ها: این اولین و شایع‌ترین نشانه خرابی است.
• جدا شدن کفشک از پیستون: منجر به خرابی فاجعه‌بار و انهدام کامل پمپ می‌شود.
• تغییر رنگ به دلیل گرمای بیش از حد.
• دلایل خرابی:
• دقیقاً مشابه دلایل خرابی بلوک سیلندر: روغن آلوده، کاویتاسیون، و گرمای بیش از حد.

(تصویر شماتیک اجزای داخلی پمپ پیستونی: 1-بلوک سیلندر، 2-پیستون و کفشک، 3-صفحه زاویه‌گیر، 4-صفحه سوپاپ)

بخش دوم: “بالانسر” (Balancer) – صفحه زاویه‌گیر و سیستم کنترل آن

اصطلاح “بالانسر” در اینجا به طور مستقیم به یک قطعه واحد اشاره ندارد، بلکه به مکانیزم صفحه زاویه‌گیر (Swash Plate) و سیستم کنترلی آن اطلاق می‌شود که وظیفه تنظیم دبی (جریان) خروجی پمپ را بر عهده دارد. به این دلیل به آن “بالانسر” می‌گویند که با تغییر زاویه، میزان کورس پیستون‌ها را “بالانس” و تنظیم می‌کند.بالانسر و برنجی پمپ مادر بیل مکانیکی کوماتسو PC200-7

۱. صفحه زاویه‌گیر (Swash Plate)

• شرح قطعه: یک صفحه فولادی بسیار سنگین و صیقلی که می‌تواند حول یک محور بچرخد و زاویه خود را نسبت به محور چرخش بلوک سیلندر تغییر دهد. این قطعه خود نمی‌چرخد، بلکه زاویه می‌گیرد.
• وظیفه:
• تعیین میزان کورس (طول حرکت رفت و برگشتی) پیستون‌ها.
• زاویه صفر: وقتی صفحه کاملاً عمود بر محور شفت است، پیستون‌ها حرکتی ندارند و دبی پمپ صفر است (حالت استندبای).
• حداکثر زاویه: وقتی صفحه بیشترین زاویه را دارد، پیستون‌ها حداکثر کورس را طی می‌کنند و پمپ حداکثر دبی را تولید می‌کند.
• با کنترل زاویه این صفحه، کامپیوتر دستگاه (کنترلر) می‌تواند دقیقاً به میزان روغنی که اپراتور با جوی استیک‌ها درخواست می‌کند، پاسخ دهد.
• علائم خرابی:
• ایجاد شیار یا خط و خش روی سطح: به دلیل خرابی کفشک‌های پیستون.
• خوردگی یا آسیب به پین‌های محور (Pivot Pins): باعث لقی و عملکرد نادرست صفحه می‌شود.

۲. سیستم کنترل (Servo Piston & Linkage)

• شرح قطعه: زاویه صفحه زاویه‌گیر توسط یک پیستون سروو (Servo Piston) کنترل می‌شود. این پیستون با فشار روغن گرفته شده از رگلاتور پمپ، به جلو یا عقب حرکت کرده و از طریق یک سیستم اهرم‌بندی (Linkage)، زاویه صفحه زاویه‌گیر را کم یا زیاد می‌کند.
• وظیفه: این سیستم دستورات الکتریکی یا هیدرولیکی را از رگلاتور (Regulator) پمپ دریافت کرده و آن را به یک حرکت مکانیکی برای تغییر زاویه صفحه زاویه‌گیر تبدیل می‌کند. این سیستم “بالانسر” یا متعادل‌کننده واقعی عملکرد پمپ است.
• علائم خرابی:
• پاسخ کند یا تأخیر در عملکرد ادوات: اگر پیستون سروو یا اهرم‌بندی آن گیرپاژ کند یا نشتی داخلی داشته باشد، پمپ نمی‌تواند به سرعت دبی خود را افزایش یا کاهش دهد.
• عدم توانایی در رسیدن به حداکثر قدرت یا سرعت: اگر سروو نتواند صفحه را به حداکثر زاویه برساند.
• نوسان در حرکت جک‌ها: به دلیل عملکرد نامنظم سروو.

نتیجه‌گیری و ارتباط قطعات

• “برنجی‌ها” (بلوک سیلندر و کفشک‌ها) بخش تولید کننده جریان و فشار هستند. سلامت آن‌ها بازدهی پمپ را تعیین می‌کند.
• “بالانسر” (صفحه زاویه‌گیر و مکانیزم کنترل آن) بخش تنظیم کننده دبی است. سلامت آن سرعت و دقت عملکرد دستگاه را تعیین می‌کند.

خرابی یکی از این بخش‌ها به سرعت باعث آسیب به دیگری می‌شود:

• اگر “برنجی‌ها” خراب شوند، ذرات فلزی کنده شده وارد سیستم شده و به رگلاتور و پیستون سروو آسیب می‌زنند و “بالانسر” را از کار می‌اندازند.
• اگر “بالانسر” (سیستم سروو) گیر کند و پمپ را در حالت دبی بالا نگه دارد، حتی زمانی که نیازی نیست، باعث افزایش دمای شدید و استهلاک سریع “برنجی‌ها” می‌شود.

بنابراین، هنگام تعمیر پمپ مادر بیل PC200-7، تکنسین باید تمام این مجموعه یعنی بلوک سیلندر، پیستون و کفشک‌ها، صفحه سوپاپ (Valve Plate)، صفحه زاویه‌گیر، و مکانیزم سروو را به دقت بازرسی و در صورت نیاز تعویض یا تعمیر کند. هرگونه کوتاهی در بازرسی یکی از این بخش‌ها، منجر به شکست زودهنگام پمپ تعمیر شده خواهد شد.بالانسر و برنجی پمپ مادر بیل مکانیکی کوماتسو PC200-7