اجهزة تلامس الجرار مع الأرض

المقصود بجهاز تلامس الجرار هي مجموعة أجزاء الجرار التي تتلامس مع سطح التربة والتي بواسطتها يرتكز الجرار علي الأرض ويتحرك عندما تصل قدرة محرك الجرار إلي هذا الجهاز، ويستمد جهاز التلامس حركته من العمود الخارج من جهاز النقل النهائي.

ففي الجرارات ذات العجل يتكون جهاز التلامس من العجلتين الخلفيتين والعجلتين الأماميتين، أما في جرارات الكتينة فيتكون من الكتينة اليمني والكتينة اليسرى.

وأهم أنواع أجهزة التلامس هي:

١- العجل الكاوتش.

٢- الكتينة.

العوامل التي تؤثر علي كفاءة اجهزة التلامس:

* عوامل طبيعية:

مثل نوع التربة ومقدار تماسكها ونسبة رطوبتها ومقدار انحدار سطح الأرض.

* عوامل خاصة بتصميم وتشغيل الجرار، وأهمها:

١- إذا كان الجرار بعجل:

قطر العجلة – عرض العجلة – الوزن الواقع علي العجل الخلفي – نوع البروزات في الإطار الخارجي للعجل – السرعة الأمامية للجرار.

٢- إذا كان الجرار بكتينة:

عرض الكتينة – طول تلامسها مع الأرض – نوع البروزات في الكتينة – السرعة الأمامية للجرار.

اولا: العجلات الكاوتش

منذ زمن بعيد لجأ منتجوا الآلات الزراعية إلى تصنيع الإطارات الكاوتش الهوائية لتلافي عيوب العجلات الحديدية فأصبح استعمال العجل الكاوتش منتشرًا في الجرارات الزراعية للأسباب الآتية:

١- أنه يخفض المقاومة المتطلبة للتحريك (مقاومة التدحرج).

٢- يسمح باستعمال سرعات عالية عند قيامه بأداء الأعمال الخفيفة.

٣- يترتب علي استعماله استهلاكا أقل للوقود.

٤- أقل كبسا للتربة.

المكونات الأساسية لجهاز التلامس الكاوتش:

يتكون العجل الكاوتش من أسطوانة (جانط) مصنوعة من الصلب حافتها مستديرة ومقعرة تحاط بأنبوبة داخلية من المطاط وتغلف بإطار من الكاوتش به بروزات لتتماسك مع التربة وتنفخ الأنبوبة الداخلية بالهواء علي ضغط منخفض يتراوح بين ٠.٨ و ١.٢٠ كيلوجرام علي السنتيمتر المربع (شكل 1).

شكل (1): الإطارات الكاوتش بالجرار

يتركب الإطار الكاوتش (شكلي 2، 3) من الأجزاء التالية:

١. أسلاك التقوية (الخرزة):

وهى عبارة عن حزمه من السلك موجوده داخل الإطار لتثبيت الشفة في الإطار حيث أن كل طبقات الإطار تربط ربط وثيق بهذه الأسلاك والتي توجد على الشفه وتحول دون تغيير شكل شفه الإطار.

٢. طبقات جسم الإطار:

هي عبارة طبقات متعددة من المطاط ينسج القلب الداخلي لها من الخيوط، ويكون قوى بدرجة كافيه ليتحمل ضغط النفخ وكذلك الحمل والواقع عليه والصدمات.

وكل نسيج في كل طبقة يحاط بطبقة مطاطية مرنه، وكل طبقة تلتصق بالتالية لها بطبقة من مادة لاصقة.

وهذه الأنسجة قد تكون من القطن أو من الحرير الصناعي أو النيلون أو من البولي استر ٠٠٠ الخ والحرير والنيلون هما الأكثر شيوعًا.

وتتراوح عدد الطيات لإطارات الجرارات ما بين ٦ الى ١٤ وقد تصل إلى ٢٠ أو أكثر من ذلك لبعض معدات الخدمة الشاقة.

وعادة ما تركب هذه الطيات بزاوية معينة حسب اتجاه الطيات بالنسبة لبعضها ولجانبي الإطار ومنها أنواع عديدة تختلف حسب شكل الطبقات القاعدية بالنسبة لبعضها(شكل 3).

أ. ذات السيور القاعدية:

وفيها يشبه التحزيز شكل السيور وتكون شديدة الاتصال من المنتصف، وهى الطبقة المحيطة بالجسم وتحت طبقة البروزات والمداس وتكون من الجانب الأيمن للإطار إلى الجانب الأيسر(شكل 4 أ).

ب. طبقات قاعدية:

وهى عبارة عن أنسجة يمكن أن تأخذ زوايا أقل من المستخدمة في النوع الأول وهذا الترتيب يعطى لها قوة تماسك وصلابة للحائط الجانبي للإطار ويحسن ويزيد من العمر الافتراضي للبروزات (شكل 4 ب) وبالتالي تحسن من قوة تماسكها مع الأرض.

ج .طبقات ذات السيور القطرية:

وهى عبارة عن أنسجة ملفوفة حول جسم الإطار وتثبت هذه الأحزمة بشدة مع الأسلاك في المنطقة تحت البروزات فتزيد قوة البروزات وبالتالي زيادة تماسكها مع الأرض، ويعتبر هذا النوع من أقوى أنواع الإطارات وأكثرها تحملا (شكل 4 ج).

شكل (2): مقطع في إطار كاوتش خلفي للجرار بدون أنبوب داخلي (تيوبلس)

شكل (3): مكونات الإطار الكاوتش للعجل الخلفي للجرار

شكل (4): شكل بناء أن سجة الإطارات الكاوتش

في بعض الإطارات الكبيرة والتي تتحرك على الأرض وأيضا للمعدات الثقيلة (آلات الخدمة الشاقة) توضع طبقات سلك ما بين البروزات وجسم الإطار ليقلل من احتمالية تعرض الإطار للقطع علاوة على أنه يحفظ البروزات من القطع عند نفخ الإطار وتمنع دخول أي رمال أو غيره إذا حدث قطع في جزء معين من الإطار.

وبعض هذه الإطارات يأخذ العلامة (S W B) على الحائط الجاني للإطار وهذا يعنى أنه إطار مزود بسلك.

٣. الجوانب:

هي عبارة عن غطاء من المطاط مصممة بحيث تكون لينة وان ينثني دون أن تتشقق ويظهر فائدة ذلك عند الدورانات، الصدمات المفاجئة.

٤. البروزات (المداس):

هو الجزء من الإطار الملامس للأرض والذى يقابل الاحتكاك ويزيد من قوة الالتصاق بالأرض ويزيد من عمر الاطار ويقاوم القطع.

ومنه أنواع وأشكال عديدة من حيث الشكل والعمق ولكن بصفة عامة يكون المداس عميق للمعدات الزراعية التي تعمل في الحقل.

٥. الأنبوب الداخلي:

وهو الجزء الداخلي من الإطار والمملوء بالهواء المضغوط والماء.

٦.البطانة:

وهى بطانة للأنبوب الداخلي لتحمية من التلف نتيجة للالتصاق بحافه وجسم الإطار.

٧. الشفه:

وهى جزء منتفخ يحيط بالمجموعة السلكية التي تحيط بالإطار من الخارج ليعمل على ضمان التصاق الكاوتش بالجانب.

في بعض الجرارات الحديثة تستخدم إطارات ليس لها أنبوب داخلي فهي عبارة عن كاوتش متكامل بدون أنبوب داخلي مغطى من الداخل بأسلاك تقوية ويحتاج لخدمة بسيطة لكن بدرجة أعلى من الخبرة والمهارة، ومن أهم مميزاته أنه إذا تعرض للثقب لا يفرغ ما به من هواء مرة واحدة ولكن يأخذ فترة من الوقت تسمح للسائق أن يتحرك لأقرب محطة صيانة دون تلف للإطار أو الجانت المعدني.

طرز الإطارات:

تصنع العديد من الإطارات للمعدات التي تقوم بالعمليات الزراعية لذلك كان من الضروري وضع كود للإطارات (شفره الإطارات)، وهذا النظام للتعرف على المواصفات الفنية لهذا الإطار في اي مكان في العالم، فيكتب على جانب الإطار رقم بجواره حرف من اللغة الإنجليزية (شكل 5 ) وهذا الحرف إما أن يكون (R) وهذا يعنى أنه إطار خلفي ، أو يكون الحرف (F) وهذا يعنى أنه إطار أمامي، أما الرقم فيدل على نظام المداس وهناك جداول تبين تلك المواصفات.

بعض المصانع تضيف حرف (O) بعد رقم التصنيع لتبين أنه من نظام المداس السطحي، يضاف الحرف (C) ليدل على أنه ذو مداس عميق اي أنه يصلح للخدمات في أرض لزجه.

شكل ( 5 ): شكل لبعض الترقيمات على الإطارات الكاوتش(عجل خلفي)

مقاس الإطار:

تختلف مقاسات الإطارات باختلاف استخدامات الجرار ومن الضروري علي كل سائق جرار إن يكون علي علم بمقاسات إطارات جراره.

حيث توضع علي جانبي الإطار الكاوتش أرقام تبين مقاسها وتوضع هذه الأرقام في صورة رقمين مثل (شكل 6 ) حيث يمثل الرقم الاول (٦.٥) عرض الإطار بالبوصة عندما يكون منفوخًا ، بينما يمثل الرقم الثاني ( ٣٢ ) قطر الجانت بالبوصة (وهذا يعنى أن عرض بصمة هذا الإطار ٢٤.٥ بوصه ويركب على جانت قطره ٣٢ بوصة).

شكل ( 6 ): إطار كاوتش خلفي مقاس (٢٤.٥ - ٣٢)

أو يكون مكونًا من ثلاثة أرقام مثل (٣٠-١٤-١٢) فالرقم الأول (٣٠) يعني قطر الجانت، والرقم  الثاني ( ١٤ ) يدل علي ارتفاع الكاوتش فوق الجانت، أما الرقم الثالث ( ١٢ ) فيعني عرض الإطار (شكل 7).

شكل ( 7 ): الأبعاد المستخدمة في تحديد مقاس الإطار

نفخ الاطارات:

يصمم الإطار للعمل مع درجة انتفاخ للحائط الجانبي وتمدد معين للبروزات، ويكون من المفيد الوصول لضغط النفخ المناسب حتى يعطى الخاصية المطاطية للإطار، وتحمله لدرجة الحرارة، وزيادة عمره الافتراضي.

ويوضح شكل ( 8 ) الأشكال المختلفة لحالة الإطار حسب درجة نفخ الإطار، ففي شكل (8 - أ) يكون ضغط نفخ الإطار زائدًا وفي هذه الحالة لا نحصل على تلامس كامل مع الأرض وبالتالي فان وسط المداس فقط هو الذى سيلامس سطح التربة وبالتالي سيتعرض للتآكل، وتكون البروزات معرضة للأخطار عند تصادمها بصخور، أو قطع من المعادن الخ ...

وفي شكل ( 8 - ب) يكون ضغط نفخ الإطار أقل من اللازم وهذا يسبب تآكل للمداس من الجوانب بينما الوسط يظل سليما وتكون شكل البصمة عريضة غير واضحة من المنتصف، ويسبب ذلك رفع درجة الحرارة داخل الإطار مما يؤدى لتلف الانبوب الداخلي ، وقد يسبب كسر للتيلة الداخلية ،وقد يسبب انفصال في طبقات التيلة.

أما شكل ( 8 - ج) فهو يوضح الضغط المناسب للإطار (الضغط الموافق لتوصيات المنتج) حيث تظهر فيه بصمه الإطار واضحة كامله ويتم التلامس الكامل مع سطح الأرض وفي هذه الحالة يكون الإطار مرن بدرجة مناسبة.

شكل( 8 ): شكل تلامس الإطار مع الأرض حسب درجة النفخ داخل للإطار

وقد يرسم على جانب إطار العجلات القائدة سهم يوضح الاتجاه الصحيح للدوران ذلك للحصول على درجة التصاق وتماسك جيد مع التربة وإذا تم التركيب عكس الوضع الصحيح يحدث تآكل سريع للمداس ، ولكن في بعض الحالات حسب ظروف التربة قد يعكس هذا الوضع للحصول على نسبة أعلى من تماسك الإطارات مع التربة أو ليقلل ضغط الإطار على التربة.

قياس ضغط نفخ الإطار:

الضغط الصحيح للإطار يطيل عمر الإطار، ويحسن من استهلاك الوقود كما إنه يعطيك تحكم أحسن أثناء القيادة. المقاس الصحيح للإطار ستجده مكتوب على الإطار نفسه، ويقاس الضغط إما بوحدات الرطل على البوصة المربعة أو الكيلوبسكال. استخدم مقياس الضغط لتقيس نفخ الإطار كل أسبوعين. وللقياس السليم، قس ضغط الإطار وهو بارد.

تتم عملية قياس ضغط نفخ الإطار بحل غطاء صمام النفخ ثم وضع طرف المقياس على الصمام والضغط عليه؛ في حالة سماع صوت تنفيس فإن هذا يدل على تسرب الهواء وعدم دقة القياس.

في حالة ما يكون ضغط نفخ الإطار منخفض يجب زيادة ضغط نفخ الإطار؛ أما في حالة ما يكون ضغط نفخ الإطار مرتفع يجب تسريب الهواء الزائد وذلك عن طريق الضغط على الإبرة بمركز الصمام؛ وبعد إضافة الهواء أو تسريبه يتم قياس ضغط نفخ الإطار مرة أخرى للتأكد من كون الضغط مناسبًا للتشغيل.

انتبه!!!

١.إتبع تعليمات المصنع بدقة عالية عند تثبيت الإطار على العجل على الجانب حتى لا يحدث انفجار يؤدى لأضرار مضاعفة تصل للموت، ولا تحاول أن تثبت الإطار بدون وجود المعدات الخاصة بذلك أو عدم وجود الخبرة الكافية لأداء العمل على الوجه الأكمل.

٢.عدم الزيادة عن الضغط الموصى به حتى لا يسبب تحطم لجسم الإطار.

٣.إطارات الجرارات والآلات الزراعية تعمل معظم وقتها تحت ظروف حقلية مختلفة والتي يسبب فيها تغير ضغط النفخ خل ً لا في قوة الشد (الجر) حيث انه يغير من مساحة الجزء الملامس للأرض.

٤.عند السير على أرض صلبة ( مدكوكه ) لابد من رفع ضغط نفخ الإطار حتى لا تتلف البروزات حيث أنها ستتفلطح وتلتوى للخارج بعيدة عن مركز الحمل، وعلى ذلك في مثل هذه الظروف يوصى بزيادة نفخ العجل إلى أقصى ضغط مسموح به.

٥. لا يفرغ الإطار من الهواء وهو ساخن حيث يزاد الضغط داخل الإطار بزيادة درجة الحرارة وبالتالي لا يمكن الاعتماد على قراءات مقياس الضغط في هذه الحالة.

٦. لو لوحظ أن الضغط في الإطار أقل من الضغط العادي عند التشغيل فأضف هواء ليتساوى ضغط كل من العجلتين على جانبي الآلة ( واختبر النفخ بعد ٣٠ دقيقة من التشغيل للتأكد من أن الإطار غير مثقوب).

٧. من المستحيل قياس ضغط الهواء بالإطار وصمام الهواء ( البلف ) متجه لأسفل ، ولذلك يجب دوران العجل بحيث يكون الصمام لأعلى قبل بداية القياس.

أسباب كبر عجلات الجرار الخلفية عن الأمامية:

١. نظرًا لأن العجل الخلفي للجرار يقوم بدفع الجرار للأمام لذا فإن زيادة قطره يزيد من عزمة علي الدوران ، أما قلة قطر العجل الأمامي فيؤدي إلي سهولة التوجيه وعدم إجهاد السائق.

٢. كلما زاد قطر العجلة الخلفية أدي ذلك إلي زيادة مساحة تلامسها وتماسكها مع الأرض وهذا يؤدي إلي تقليل انزلاق العجلات وبالتالي زيادة القدرة المستفادة من الجرار.

٣. كبر قطر العجلة الخلفية يؤدي الي تقليل مقاومة الدوران التي تقابل الجرار أثناء الحركة وبالتالي زيادة القدرة المستفادة من الجرار أيضًا.

وسائل زيادة تماسك عجلات الجرار مع الأرض:

عندما تكون ظروف التربة غير ملائمة، كما في الأراضي الثقيلة أو الطينية أو الأراضي الغدقة وغير المتماسكة، فأنه في هذه الحالة وتفاديا للانزلاق الغير العادي لعجلات الجرار فإن ة يلزم العمل علي زيادة تماسك عجلات الجرار مع الأرض بإتباع اي من الطرق الآتية:

١- تخفيض ضغط نفخ الإطارات الكاوتش

يفضل تخفيض ضغط نفخ الإطارات الكاوتش للجرارات عن الضغط الع ادي لها في حالة الظروف السيئة للتشغيل إلي حوالي ٠.٨ كجم/سم٢، وينتج عن هذا التخفيض في الضغط زيادة مساحة تلامس الإطارات مع الأرض بسبب انبعاجها وكذا زيادة عدد البروزات المتلامسة مع الأرض، ويترتب علي ذلك مزيد من التماسك مع التربة.

ويراعي إعادة ضغط هواء العجلات ثانية إلي معدله الطبيعي عندما تزول الظروف السيئة للتشغيل.

وفي بعض الأحيان عندما تكون الأرض رخوة قليلة التماسك يمكن استخدام زوج من العجل الكاوتش الخلفي بدلا من عجلة واحدة في كل جانب، وبذلك تزداد مساحة التلامس مع الأرض وبالتالي عدد البروزات المتماسكة ( شكل 9).

شكل ( 9 ): استخدام زوج من العجل الكاوتش

٢- استعمال جنازير أو كباشات خاصة حول العجلات:

من طرق زيادة تماسك العجلات مع الأرض استخدام عجلات خاصة من الحديد تركب بجانب عجلات الكاوتش وتثبت علي صرة كل عجلة، وهذه العجلات الحديد بها كباشات مدببة من الصلب تبرز عند الاستعمال وتنكمش عند عدم الحاجة اليها لان ذلك يساهم في زيادة تماسك عجلات الجرار مع الأرض أو استعمال جنازير تلف حول العجلات ( شكل 10).

شكل ( 10 ): استعمال الجنازير أو الكباشات لزيادة تماسك العجلات مع الأرض

٣- زيادة الوزن علي العجلات الخلفية:

ونظرًا لأن قوة الشد علي قضيب الجر تتناسب إلي حد ما مع مقدار الثقل علي العجل الخلفي، فمن الطرق السهلة التي تؤدي الي زيادة الوزن علي العجلات الخلفية هي تركيب أقراص ثقيلة من حديد الصهر علي كل عجلة (شكل 11 ) أو اللجوء إلي ملء الأنابيب الداخلية للإطارات الكاوتش بالماء حتي ثلثي سعتها والثلث الباقي بالهواء المضغوط (شكل 12).

ويتراوح الوزن الإضافي للعجلات من ٥٠ الي ١٠٠ كيلوجرام لكل عجلة في الجرارات الكبيرة. وأهمية ملء أنابيب الكاوتش الداخلية للعجلات بالماء والهواء لا تقتصر علي زيادة وزن العجلات الخلفية وبالتالي الي زيادة تماسكها مع الأرض، بل يؤدي أيضا الي التقليل من اهتزازات الجرار – وخاصة عند تشغيله في الأراضي الوعرة أو علي سرعات عالية – هذا فضلا عن رخص تكاليف هذه الطريقة.

شكل ( 11 ): أقراص حديد علي العجلات لزيادة الوزن على العجل الخلفي

شكل ( 12 ): ملء الأنابيب الداخلية لإطارات الكاوتش بالماء

٤- استعمال جهاز تعطيل الجهاز الفرقي بالجرار (جهاز الغرس):

من الطرق المستعملة في تخليص جرار إنغرست احدي عجلاته في مكان غير متماسك التربة، اللجوء الي استخدام فرملة الجهاز الفرقي (جهاز الغرس) والذي يجبر العمودين النصفين علي الدوران معا وبسرعة واحدة مما يمنع انزلاق عجلة بالنسبة للأخرى، فهذا الجهاز يعالج الفرق بين التماسك للعجلتين والذي يحدث في ظروف كثيرة، الا أن هذه الطريقة لا يمكن استخدامها الا عند السير في خط مستقيم فقط وليس عند الدوران في المنحنيات.

وحسب الحالة، يمكن استعمال طريقة أو أكثر من الطرق المذكورة، وفي حالة اختيار أي طريقة من طرق زيادة التماسك سالفة الذكر يجب مراعاة الكفاءة في أداء الجرار وسرعة التركيب والفك وسهولة الاستعمال ورخص تكاليف العملية.

ثانيا: الكتينة

يرتكز الجرار ذو الكتينة علي الأرض بواسطة كتينتين من الحديد وبعرض كاف بدلا من أن يرتكز علي الأرض بواسطة العجل ، والغرض الأساسي من الكتينة هو توزيع ثقل الجرار علي أكبر مساحة حتي يقل مقدار ضغطه علي الأرض.

مكونات جهاز التلامس بالجرار الكتينة:

يتكون جهاز تلامس بالجرار الكتينة من الأجزاء الأساسي الآتية والمبينة بشكل (13):

١- عجلتين مسننتين خلفيتين تعرفان بعجلتي القدرة، وهي التي تستمد حركتها من العمودين النصفين، وتعرف كل منها بعجلة (الأسبروكت).

٢- عجلتين أماميتين، وتعرف كل منها بعجلة (الأيدلر).

٣- كتينه علي هيئة جنزير تعشق في كل من العجلة الخلفية وتمر حول العجلة الأمامية المقابلة لها، كما ترتكز الكتينة علي بكرات تحميل سفلية وعلوية.

٤- جهاز ضبط شد الكتينة ، وبه يمكن ازاحة عجلة ( الأيدلر ) الي الأمام أو الي الخلف حسب مقدار الشد المطلوب.

وعندما تتحرك عجلة الجر تشد الكتينة المعشقة بها فتدور حول العجلة الأمامية دافعة الجرار الي الأمام أو الي الخلف حسب توجيه السائق.

هذا وتستند الكتينة علي عدد من البكرات، تسمي بالبكرات العليا والبكرات السفلي حسب وضعها، وتدور هذه البكرات حول محاور مثبته بهيكل الجرار.

وتوزع الكتينة وزن الجرار علي مساحة كبيرة – وهي مساحة الجزء الملامس للكتينتين مع الأرض ، ويترتب علي زيادة مساحة التلامس قلة ضغط الجرار علي التربة وانخفاض نسبة الانزلاق وزيادة كفاءة الجر.

ومركز ثقل هذا النوع من الجرارات منخفض الارتفاع بالنسبة لجرارات العجل، ولذا كان أصلح الجرارات للمناطق الجبلية عامة وفي اجتياز المرتفعات والمنخفضات والقنوات دون خوف من انقلاب الجرار، ويكثر استخدام الجرارات ذات الكتينة في المناطق الآتية:

١- المناطق الجبلية.

٢- المناطق التي تكثر فيها المستنقعات.

٣- مناطق استصلاح الأراضي في عمليات التسوية وتشوين الجسور وشق القنوات.

مقارنة بين الجرارات ذات لعجلات الكاوتش والجرارات ذات الكتينة

شكل (13) المكونات الاساسية لجهاز التلامس في الجرارات الكتينة

المصدر:

أ.د يوسف فرج شاروبيم، م. كمال محمد نافع، هندسة وميكنة زراعية (2009-2010)، للصف الثاني للمدارس الثانوية الزراعية، مجال استصلاح الاراضي والميكنة الزراعية، جمهورية مصر العربية.