ما هو حذاء الفرامل؟ فحمات فرامل الطبلة (تيل) في المركبات الثقيلة

يكشف الرسم البياني على منصة اختبار الفرامل لمقطورة داخلة إلى الفحص الفني المشكلة من النظرة الأولى: فقوة الكبح الصادرة من إحدى العجلات أدنى بوضوح من قوة العجلة المقابلة لها. وعند فك الطبلة تتضح الصورة؛ فمن بين الحذاءين العاملين على المحور نفسه يبدو أحدهما شبه جديد، بينما نزلت فحمات الآخر حتى رؤوس البرشام. صحيح أن الفحمات انتهت، لكن السؤال الحقيقي هو لماذا انتهت فحمات هذا الحذاء وحده. ففي فرامل الطبلة للمركبات التجارية الثقيلة لا تعد فحمات الفرامل قطعة قائمة بذاتها؛ بل هي السطح الأخير في سلسلة ترتبط فيها بالجسم المعدني الذي يضغطها على الطبلة، وبعمود الكامة S الذي يفرد هذا الجسم، وبذراع الضبط الذي يدير الكامة، وبحجرة الفرامل الهوائية. ويتناول هذا الدليل الحذاء في فرامل الطبلة للشاحنات ورؤوس القاطرات والحافلات والمقطورات بوصفه جزءًا من هذه السلسلة: الفرق بين الجسم المعدني ومادة الاحتكاك، والتثبيت بالبرشام مقابل التثبيت باللصق، وقراءة أنماط التآكل، والاختيار بين إعادة التبطين والاستبدال الكامل، والفحص بعد التركيب.

كيف تعمل فرامل الطبلة في المركبات الثقيلة، وأين يقع الحذاء في هذا الترتيب؟

تستمد فرامل الطبلة اسمها من القطعة المصبوبة ذات الشكل الجرسي التي تدور مع العجلة. ويتم الكبح بواسطة حذاءين يضغطان على السطح الداخلي لهذه الطبلة من الداخل؛ ولذلك فالاسم الفني لهذا التصميم هو فرامل الأحذية المتمددة داخليًا. وتتحول الطاقة الحركية للمركبة إلى حرارة بين سطح الاحتكاك والطبلة، ثم تنتقل عبر كتلة الطبلة إلى الهواء. ولا يؤدي النظام بأكمله سوى هذه المهمة الواحدة؛ وكل قطعة أخرى فيه موجودة لتضغط الحذاء على الطبلة في اللحظة الصحيحة وبالقوة الصحيحة وبالزاوية الصحيحة.

في المركبات التجارية الثقيلة لا تتولد قوة الضغط بالنظام الهيدروليكي بل بالهواء المضغوط. فعند الضغط على الدواسة يرسل صمام الفرامل الهواء إلى الحجرة، فيدفع الهواء الغشاء، ويدير قضيب الدفع ذراع الضبط، ويدير ذراع الضبط عمود الكامة S، فتفرد الكامة ذات المقطع S في طرف العمود بكرتي الحذاءين نحو الخارج، وتستقر أسطح الاحتكاك على الطبلة. وعند تحرير الدواسة يفرغ الهواء، وتسحب نوابض الإرجاع الحذاءين إلى الداخل، ويتكون من جديد خلوص صغير بين الطبلة والفحمات. وحجم هذا الخلوص هو أهم ضبط يحدد سرعة استجابة الفرامل وما إذا كان الحذاء يحتك بالطبلة أم لا.

وتستخدم فرامل الركن وفرامل الطوارئ الحذاءين نفسيهما، لكنها تستمد القوة من مصدر آخر: فالنابض القوي داخل الحجرة الزنبركية يعمل عند انقطاع ضغط الهواء ويضغط الحذاءين ميكانيكيًا على الطبلة. أي أن فرامل الخدمة وفرامل الركن وفرامل الطوارئ في مجموعة فرامل الطبلة تتقاسم سطح الاحتكاك نفسه؛ ولذلك لا يؤثر تآكل الفحمات في مسافة التوقف فحسب، بل يؤثر مباشرة أيضًا في قدرة المركبة على الثبات في المنحدر.

والفرامل القرصية تؤدي العمل نفسه؛ ويظهر الفرق في طريقة نقل القوة وفي إدارة الحرارة. وقد تناولنا في المقارنة بين الفرامل القرصية وفرامل الطبلة أسباب تفضيل كل من النظامين على محاور بعينها في المركبات الثقيلة، ونقاط قوة كل منهما وضعفه. أما هذا الدليل فيبقى في جانب الطبلة، ويركز على الحذاء، وهو القطعة الأكثر استهلاكًا والأكثر تعرضًا لسوء الفهم في النظام.

والخلاصة التي يقدمها الجدول هي أن العيب الذي يقرأ على الحذاء لا يكون في الغالب عيبًا في الحذاء نفسه، بل عيبًا في القوة الواصلة إليه أو في الهندسة التي يستقر عليها.

ما الفرق بين حذاء الفرامل وفحمات الفرامل؟

حذاء الفرامل هو الجسم المعدني المقوس الذي يحمل مادة الاحتكاك ويضغطها على الطبلة؛ أما فحمات الفرامل فهي مادة الاحتكاك المثبتة على السطح الخارجي للحذاء، والتي تستهلك بالتآكل. وفي الميدان تستخدم الكلمتان غالبًا بالمعنى نفسه؛ فعندما يقال «استبدلنا الفحمات» يقصد عادة الطقم الكامل مع الأحذية. أما من الناحية الفنية فهما قطعتان منفصلتان: فالحذاء حامل إنشائي يمكن، إذا صين على نحو صحيح، أن يستخدم طوال عمر أكثر من طقم فحمات، بينما الفحمات مادة استهلاكية تنتهي في كل دورة صيانة.

ولهذا التمييز نتيجتان عمليتان. الأولى في جانب الشراء: إذ إن «طقم الفحمات» و«طقم الأحذية مع الفحمات» و«الحذاء بدون فحمات» منتجات مختلفة؛ ويجب عند الطلب تحديد المطلوب منها بوضوح. والثانية في جانب التشخيص: إذ يجب التمييز بين العطل الصادر من الجسم والعطل الصادر من مادة الاحتكاك. فإذا كان تآكل السطح منتظمًا فالمشكلة في الاستهلاك؛ أما إذا تآكل السطح من حافة واحدة أو تشقق أو انحنى الجسم فالمشكلة في هندسة الجسم الحامل، ولا يحلها تجديد الفحمات وحده.

مم يتكون جسم الحذاء؟

جسم الحذاء بنية مقوسة تصنع بلحام قطع من الصاج أو من المصبوبات. ويسمى السطح الخارجي المواجه للطبلة صفيحة التبطين؛ وعليها تستقر الفحمات. وتحت صفيحة التبطين يوجد ضلع واحد أو ضلعان يمنحان الحذاء مقاومة الانحناء؛ وفي أحذية المركبات الثقيلة يفضل عادة التصميم ذو الضلعين، لأن قوة الكبح لا تحاول فرد الحذاء بل ثنيه. وفي أحد الطرفين يوجد مقعد بكرة الكامة، وفي الطرف الآخر محمل الدبوس؛ ويستقر الحذاء على الطبلة بمرونة بين هاتين النقطتين.

والخاصية الحاسمة في الجسم ليست رقمًا واحدًا، بل هندسته بأكملها: نصف قطر صفيحة التبطين، وتوازي الأضلاع، ومحاذاة محوري مقعد البكرة ومحمل الدبوس، واستواء صفيحة التبطين. فإذا اختلت إحدى هذه القيم لم يستقر الحذاء على الطبلة تمامًا، فتصغر مساحة التلامس، ويرتفع الضغط على وحدة المساحة، وتنتهي الفحمات أسرع كثيرًا مما ينبغي. وفي الجسم الذي تعرض للسخونة الزائدة أو لصدمة، أو عمل مدة طويلة على رؤوس البرشام، يكون احتمال اختلال هذه الهندسة مرتفعًا.

فحمات مثبتة بالبرشام وفحمات ملصوقة: الفرق بين طريقتي التثبيت

تثبت الفحمات على الحذاء بإحدى طريقتين. ففي التثبيت بالبرشام توجد على الفحمات ثقوب غاطسة؛ وتمرر مسامير برشام من النحاس أو النحاس الأصفر أو الألومنيوم عبر هذه الثقوب وتكبس على صفيحة التبطين في الحذاء على منضدة برشمة خاصة. ويبقى رأس البرشام تحت سطح الفحمات، أي أن جزءًا من السماكة يكون غير قابل للاستخدام منذ البداية. أما في التثبيت باللصق فتربط الفحمات بسطح صفيحة التبطين المجهز بمادة لاصقة مقاومة لدرجات الحرارة العالية، وتعالج تحت حرارة وضغط متحكم فيهما؛ فلا ثقوب ولا برشام.

وتختلف الطريقتان في سلوكهما. ففي التثبيت بالبرشام يمكن أن تنثني الفحمات قليلًا بين نقاط البرشام؛ فيحاول السطح أن يستقر حتى لو لم تكن الطبلة تامة الاستدارة، ويخرج الغبار والفتات عبر الفراغات المحيطة بالبرشام. وفي المقابل تقتصر السماكة القابلة للاستخدام على المسافة حتى رأس البرشام؛ فعندما تنزل الفحمات إلى رأس البرشام يبدأ تلامس المعدن بالمعدن، وقد يصبح سطح الطبلة خردة في وقت قصير.

وفي التثبيت باللصق يمكن استخدام سماكة الفحمات بكاملها، ويكون توزيع الضغط أكثر انتظامًا، وتبقى المادة متماسكة حتى في الفحمات الرقيقة لأن الثقوب لا تضعفها. ونقطة ضعف هذه الطريقة هي الحرارة: فالمادة اللاصقة مصممة لنطاق معين من درجات الحرارة، وفي الفرامل التي تحتك باستمرار أو تعرضت للسخونة الزائدة مرارًا يضعف الربط، وقد تنتفخ الفحمات وتنفصل من طرفها. كما أن اللصق لا يمكن إجراؤه في الميدان؛ فهو عملية تصنيع تتطلب فرنًا وآلة كبس وتجهيزًا دقيقًا للسطح.

لا توجد إجابة واحدة عن سؤال أيهما أفضل؛ فالإجابة الصحيحة هي الطريقة التي صممت لها مجموعة الفرامل في المركبة. وفي فرامل الطبلة ذات الكامة S في المركبات الثقيلة يشيع التثبيت بالبرشام لأنه يتيح استخدام فحمات سميكة وإعادة التبطين في الورشة معًا. ومعيار القرار ليس تفضيلًا مبنيًا على السماع، بل مواصفة OE المقابلة لرمز المحور ومجموعة الفرامل.

كيف يتحرك الحذاء في آلية الكامة S؟

تستمد الكامة S اسمها من شبه مقطعها بحرف S. فكلما دار عمود الكامة ارتفعت البكرات الموجودة في طرفي الحذاءين على هذا المقطع، فيبتعد الحذاءان أحدهما عن الآخر وينفرجان نحو الطبلة. وأهم خاصية في المقطع أنه يغير نسبة القوة إلى الحركة المنقولة إلى الحذاء كلما تقدمت زاوية الدوران: فيتحقق في البداية إغلاق سريع للخلوص حتى التلامس الأول، ثم قوة متزايدة بعد التلامس.

وللكامة S أثر جانبي حاسم: فهي تفرد الحذاءين بإزاحة متساوية. إذ يتحرك الحذاءان نحو الخارج بالمقدار نفسه، لكن قوة رد الفعل العائدة من الطبلة لا تكون متساوية فيهما. ولذلك لا يتباين تقاسم الحمل بين الحذاءين في الفرامل ذات الكامة S بالحدة نفسها التي نراها في بعض التصميمات العاملة بأسطوانة هيدروليكية؛ ومع ذلك فإن قدرًا من التفاوت أمر طبيعي، ويظهر أثره في التآكل.

وكلما تآكلت الفحمات احتاجت الكامة إلى دوران أكبر حتى يصل الحذاء إلى الطبلة. والدوران الأكبر يعني أن قضيب دفع الحجرة يقطع مسافة أطول. وهذه المسافة، أي الشوط، هي أكثر قياسات الحالة عملية مما يمكن إجراؤه دون فك الطبلة. ومع طول الشوط يزداد زمن الاستجابة، وتنزاح منطقة عمل مقطع الكامة؛ وبعد حد معين لا تكفي القوة التي تستطيع الحجرة توليدها للكبح المطلوب. وذراع الضبط التلقائي موجود تحديدًا لمنع ذلك: فهو يرصد التآكل عند كل كبح ويبقي الخلوص عند القيمة التصميمية.

ذراع الضبط وجلب عمود الكامة والحجرة وجانب الصمامات سلسلة تعمل معًا؛ ومصدر عدم التوازن الذي يظهر على الحذاء يكون في الغالب في هذه السلسلة. وقد تناول دليل تشخيص أعطال الفرامل الهوائية خطوة بخطوة ترتيب التشخيص من العرض إلى السبب في الجانب الهوائي، والتمييز بين الأعطال الناتجة عن الصمامات والحجرات والخطوط؛ وهو أول ما يجب الرجوع إليه عندما يكون تآكل الحذاء غير طبيعي.

الحذاء الأمامي والحذاء الخلفي: مفهوم الحذاء الأولي والثانوي

لا يؤدي الحذاءان المضغوطان داخل طبلة دوارة العمل نفسه. فبحسب اتجاه دوران الطبلة تجعل قوة الاحتكاك أحد الحذاءين يزداد انضغاطًا على الطبلة؛ بينما تحاول القوة نفسها إبعاد الآخر عن السطح. ويسمى الأول الحذاء ذاتي التعزيز أو القائد أو الأولي؛ ويسمى الثاني الحذاء الثانوي أو التابع. ويزيد تأثير التعزيز الذاتي كسب القوة في الفرامل، لكنه في الوقت نفسه يستهلك سطح ذلك الحذاء بسرعة أكبر.

وعندما ترجع المركبة إلى الخلف تتبادل الأدوار: فالحذاء الأولي في الاتجاه الأمامي يتصرف كالحذاء الثانوي في الاتجاه الخلفي. ولذلك يتوقع في المركبة التي تسير في الغالب إلى الأمام فرق معتدل في التآكل بين الحذاءين، ولا يعد ذلك وحده عطلًا. أما ما يعد عطلًا فهو أن يصبح الفرق واضحًا؛ فإذا كان أحد الحذاءين يستهلك بسرعة تبلغ أضعاف سرعة الآخر بوضوح، فالسبب لم يعد التصميم، بل الآلية نفسها.

وعمليًا تراعى ثلاث نقاط. ففي بعض مجموعات الفرامل لا يكون الحذاءان متطابقين؛ إذ قد يختلف طول الفحمات أو سماكتها أو ترتيب ثقوبها، ولذلك يجب الانتباه عند التركيب إلى اتجاه كل حذاء وموضعه حتى لا يركب معكوسًا أو في غير مكانه. ويجب ألا يبدل موضعا الحذاءين بغرض «معادلة» التآكل؛ فعندما يستقر سطح متآكل على الطبلة في الاتجاه المعاكس تزداد مساحة التلامس سوءًا. وأخيرًا، إذا ركب طقم جديد دون العثور على سبب فرق التآكل، فإن الفرق نفسه يعود سريعًا في الأحذية الجديدة.

كيف تؤثر هندسة الحذاء في قوة الكبح؟

تحدد قوة الكبح ثلاثة عوامل: قوة الضغط المطبقة على الطبلة، ومعامل الاحتكاك، ونصف القطر الذي تطبق عنده القوة. ويؤثر الحذاء مباشرة في اثنين منها. إذ تحدد مساحة التلامس وتوزيع الضغط مقدار ما يتحول فعلًا إلى عمل من قوة الضغط نفسها؛ أما توافق نصف القطر فيحدد موضع تكون هذه المساحة.

عندما يستقر حذاء جديد على سطح الطبلة تمامًا يتحقق توزيع للضغط متساوٍ تقريبًا على طول الفحمات. أما إذا لم يتوافق نصف القطر فتنشأ حالتان نموذجيتان. فإذا كان نصف قطر الحذاء أصغر من نصف قطر الطبلة بدأ التلامس أولًا عند طرفي الفحمات، وبقيت المنطقة الوسطى دون تلامس، وتركز الحمل كله في شريطين ضيقين. وإذا كان نصف قطر الحذاء أكبر من نصف قطر الطبلة بدأ التلامس هذه المرة في الوسط وبقي الطرفان دون تلامس. وفي الحالتين تكون قوة الكبح في البداية منخفضة ودرجة الحرارة الموضعية مرتفعة؛ فيتزجج السطح، وتطيل هذه الفترة المؤقتة، التي تستمر حتى يستقر الحذاء، مسافة توقف المركبة.

والعامل الحاسم الثاني هو صلابة جسم الحذاء. فأثناء الكبح لا يدفع الحذاء نحو الخارج فحسب، بل يحاول أيضًا أن ينثني بفعل سحب الطبلة له؛ ويحد تصميم الأضلاع من هذا الانثناء. فإذا نشأ في الجسم تشوه دائم بعد السخونة الزائدة اتخذ الحذاء تحت الحمل شكلًا مختلفًا: فالجسم الذي يبدو سليمًا وهو بارد قد يضغط على الطبلة من حافة واحدة وهو ساخن. وهذا عيب لا يكشف بسهولة بالقياس، لكنه يقرأ بوضوح في نمط التآكل.

المعايير ومراجع للاستزادة

يخضع هذا الموضوع لقواعد تجهيز المركبات التجارية المزودة بالفرامل الهوائية. ففي الولايات المتحدة يحدد المعيار الفيدرالي للفرامل الهوائية FMVSS 121 (49 CFR 571.121) خزانات الهواء والحماية والتوقيت التي يجب أن يوفرها النظام المطابق، بينما تطبق أوروبا الحدود المكافئة الواردة في اللائحة رقم 13 الصادرة عن اللجنة الاقتصادية لأوروبا التابعة للأمم المتحدة (UNECE). وللاطلاع على التفاصيل، راجع المرجع المصور المتاح على airbrakecompressor.com. وتحقق دائمًا من القيم المحددة وفق التشريعات السارية وبيانات الخدمة الصادرة عن الشركة المصنعة للمركبة.

وفي تركيا ينظم التشريع الوطني الموضوع نفسه: إذ ترد الأسس المتعلقة بتجهيزات الفرامل في المركبات ومطابقتها الفنية في لائحة المرور على الطرق البرية، بينما يرد سندها القانوني في قانون المرور على الطرق البرية رقم 2918.

ماذا تكشف أنماط التآكل؟ قراءة سطح الحذاء

يحمل الحذاء المفكوك على سطحه سجل تاريخ الفرامل في المركبة. فطريقة تآكل السطح تكشف في الغالب عن القطعة المعيبة قبل جهاز القياس. ولذلك لا ينبغي رمي الأحذية فور فكها، بل يجب تقييمها بوضع الحذاءين جنبًا إلى جنب ومقارنتهما بالعجلة المقابلة على المحور نفسه.

والسبب المشترك لمعظم الأنماط هو الحرارة. فكلما ارتفعت درجة الحرارة أطلقت المادة الرابطة في مادة الاحتكاك غازات، وتكونت على السطح طبقة رقيقة، وانخفض الاحتكاك مؤقتًا؛ وتسمى هذه الحالة، التي يقل فيها التباطؤ رغم ضغط السائق على الدواسة حتى القاع، تلاشي الفرامل. وتؤدي السخونة الزائدة المتكررة إلى تصلب السطح ولمعانه، وفي مرحلة متقدمة إلى تشققات حرارية وتفتت. والذي يولد الحرارة في الغالب ليس كبحًا عنيفًا واحدًا، بل الاستخدام المتواصل للفرامل في المنحدرات الطويلة؛ ولذلك فإن الاستخدام الصحيح لوسائل الإبطاء، مثل فرامل المحرك والمبطئ (Retarder) إن وجد، يطيل عمر الحذاء مباشرة.

عند العثور على نمط غير طبيعي لا يكون استبدال الحذاء وحده هو الحل؛ فالنمط الذي لم يزل سببه يعود بالشكل نفسه في الطقم الجديد.

سماكة الفحمات وحد التآكل وموعد الاستبدال

لا يوجد عدد كيلومترات واحد يحدد موعد استبدال الفحمات. فالعمر تحدده طبيعة الطريق والحمولة وأسلوب القيادة واستخدام وسائل الإبطاء ومدى حداثة ضبط الفرامل؛ وقد يبلغ عمر الفحمات في إحدى مركبتين تعملان على الخط نفسه ضعف عمرها في الأخرى. ولذلك يعتمد على القياس بدلًا من التقويم.

وفي الميدان تستخدم ثلاثة معايير معًا. الأول هو قياس السماكة مباشرة من فتحة المعاينة في صفيحة القاعدة أو بعد فك الطبلة؛ ويتحدد الحد في التثبيت بالبرشام بعمق رأس البرشام والحد الأدنى للسماكة الذي تحدده الشركة المصنعة، وفي التثبيت باللصق بالحد الأدنى للسماكة فقط. والثاني هو قياس الشوط لقضيب دفع الحجرة؛ وهو عماد الفحص الدوري لأنه يمكن إجراؤه دون فك الطبلة. والثالث هو موضع مؤشر التآكل في التصميمات المزودة به.

تأتي الأعراض بعد القياس، لكنها إذا ظهرت فلا ينبغي التأخر: فصوت الاحتكاك المعدني عند الكبح، وازدياد شوط الدواسة، وانحراف المركبة إلى جانب واحد، وسخونة صرة العجلة، وعدم قدرة المركبة على الثبات في المنحدر كما كانت من قبل، كلها تحذيرات نموذجية. وقد تناول دليل متى تستبدل فحمات الفرامل بالتفصيل ما يحدد عمر مادة الاحتكاك، ومعنى كل عرض من الأعراض، وكيفية تخطيط فترة الاستبدال؛ أما هذا الدليل فيعنى بالقرار الذي يتخذ بعد بلوغ حد السماكة.

إعادة تبطين الحذاء أم استبداله بالكامل؟

عندما تنتهي الفحمات يكون أمامك طريقان. الأول إعادة التبطين، أي استخدام الجسم المعدني الحالي، ونزع الفحمات القديمة وتثبيت فحمات جديدة مكانها بالبرشام. والثاني الاستبدال الكامل بطقم أحذية جاهز ركبت فحماته في المصنع. وكلاهما صحيح في الظروف المناسبة؛ أما الخطأ فهو اتخاذ القرار بحكم العادة دون تقييم الظروف.

ومنطق إعادة التبطين أن الجسم قطعة إنشائية يمكن، إذا صينت على نحو صحيح، أن تستخدم طوال عمر أكثر من طقم فحمات. لكن ذلك مشروط بفحص الجسم. فقبل إعادة التبطين يجب الإجابة عن الأسئلة التالية: هل حوفظ على نصف قطر صفيحة التبطين واستوائها؟ وهل توجد شقوق في لحامات الأضلاع؟ وهل اتخذت ثقوب البرشام شكلًا بيضاويًا؟ وهل تآكلت محامل الدبوس والبكرة؟ وهل رقق الصدأ مقطع صفيحة التبطين؟ وهل يوجد تغير في اللون أو تشوه بسبب السخونة الزائدة؟ فإذا كانت نتيجة فحص واحد فقط من هذه الفحوص سلبية، كانت إعادة التبطين توفيرًا قصير العمر ومحفوفًا بالمخاطر.

والمعيار العملي هو: إذا كان تاريخ الجسم معروفًا، ولم يتعرض للسخونة الزائدة أو لصدمة، وكانت الورشة التي ستجري إعادة التبطين تقيس وتحتفظ بسجلات، فإن إعادة التبطين منطقية. أما إذا كان تاريخ الجسم مجهولًا، أو عمل وقد نزلت فحماته إلى رؤوس البرشام، أو حفر أخاديد في الطبلة، أو ظهر على سطحه تغير حراري في اللون، فالاستبدال الكامل أكثر أمانًا. وفي الطريقين كليهما لا يجوز إغفال أمر واحد: القرار يتخذ بشأن الحذاء، أما الفحص فيجرى لمجموعة الفرامل كلها.

قطر الطبلة وخراطتها وتوافق الحذاء

يعمل الحذاء والطبلة كزوج واحد؛ وتجديد أحدهما مع تجاهل الآخر يستهلكهما معًا في وقت قصير. وتعرف الطبلات بقيمتي القطر الداخلي والعرض، ولكل طبلة حد أقصى للقطر الداخلي تحدده الشركة المصنعة. وعندما تتكون على السطح الداخلي أخاديد أو درجات أو فقدان للاستدارة أو تموج خفيف، يمكن خراطة الطبلة حتى هذا الحد؛ فإذا تجاوزته أصبحت خردة.

وللخراطة ثمن. فكلما كبر القطر قلت سماكة جدار الطبلة؛ وتخفض السماكة المتناقصة أمرين معًا: القدرة على امتصاص الحرارة ومقاومة التشوه. فالطبلة المرققة تسخن أسرع في الكبح الشديد، وتتمدد أكثر عندما تسخن، ويختل تلامسها مع الحذاء عندما تتمدد. ولذلك لا تعد الخراطة مجرد إصلاح، بل هي استهلاك لجزء من عمر الطبلة.

وفي جانب التوافق هناك نقطتان حاسمتان. الأولى أن القطر الداخلي للطبلة بعد الخراطة يكبر، فلا يستقر الحذاء الجديد ذو نصف القطر القياسي على السطح تمامًا؛ إذ يتركز التلامس في المرحلة الأولى عند الطرفين وتطول فترة الاستقرار. وفي بعض التطبيقات توجد خيارات فحمات بسماكة مزيدة مصممة لهذا الفرق؛ ويجب التحقق من إمكانية استخدامها من مواصفة OE. والثانية أن الطبلات يجب أن تخرط أو تستبدل دائمًا كزوج على مستوى المحور؛ فاختلاف القطر الداخلي بين طبلتي المحور نفسه يؤدي إلى توليد الجانبين قوتين مختلفتين وإلى انحراف المركبة عند الكبح.

تأثير نوابض الإرجاع وآلية الضبط في عمر الحذاء

أكثر أجزاء الفرامل تعرضًا للإغفال هي أرخصها. فنابض الإرجاع مكلف بفصل الحذاء عن الطبلة عند تحرير الفرامل، ويحدث هذا الانفصال ضمن خلوص صغير جدًا. فإذا تعرض النابض للكلال أو انكسر لم يعد الحذاء تمامًا؛ وظلت الفحمات تلامس الطبلة ملامسة خفيفة مستمرة. ولا يشعر السائق بهذا التلامس، لكنه يولد حرارة، ويبدأ التزجج، ويستهلك الفحمات في عمر أقل كثيرًا من المتوقع. والنتيجة الثانية للحذاء الذي يحتك هي الزيادة الصامتة في استهلاك الوقود.

والجزء الثاني الذي يحدد الخلوص هو آلية الضبط. فذراع الضبط التلقائي يتقدم عند كل كبح بمقدار التآكل فيبقي الخلوص ثابتًا. وعندما تنحشر الآلية قد تخطئ في الاتجاهين: فإذا لم تضبط بما يكفي طال الشوط وانخفضت قوة الكبح، وإذا أفرطت في الضبط زال الخلوص واحتك الحذاء باستمرار. و«الضبط» بإدارة الذراع التلقائي يدويًا مرة بعد مرة يضر بالترس الداخلي ويخفي العطل الحقيقي؛ فالضبط اليدوي يستخدم فقط لإجراء التركيب الذي تحدده الشركة المصنعة. والعامل الثالث هو جلب عمود الكامة: فعندما يتسع خلوص الجلبة ينحرف العمود جانبًا، ولا يستطيع إعطاء الحذاءين حركة متساوية، فتبدأ إحدى الفحمات بالتآكل من حافتها.

القطع التي تجدد مع استبدال الحذاء

بمجرد فك الطبلة يكون الجزء الأكبر من أجرة العمل قد صرف بالفعل؛ وتأجيل القطع الصغيرة في الداخل يعني دفع أجرة العمل نفسها مرة أخرى بعد بضعة أشهر. ولذلك يجب التخطيط لاستبدال الحذاء لا بوصفه استبدال قطعة واحدة، بل بوصفه تجديدًا للمجموعة كاملة.

• نوابض الإرجاع ونوابض التثبيت: لا يمكن رؤية الكلال بالعين؛ فتجدد كطقم كامل عند كل استبدال للحذاء.
• دبوس الحذاء وجلبه وعناصر التثبيت: إذا تعذر الدوران الحر فلن يستقر الحذاء على الطبلة بشكل صحيح.
• بكرات الكامة وورداتها: تستبدل إذا ظهر على سطحها تسطح أو انحشار، وتركب في مقعدها بشكل صحيح.
• جلب عمود الكامة S ومانعات التسرب: يقاس الخلوص المحوري والشعاعي؛ وإذا وجد خلوص يجرى إصلاح شامل لمجموعة العمود.
• الطبلة: يفحص القطر الداخلي وحالة السطح وسطح التثبيت؛ وإذا تجاوزت الحد تستبدل على مستوى المحور.
• مانع تسرب صرة العجلة وتشحيم المحمل: لأن التسرب يقضي على الفحمات، يجدد مانع التسرب إذا كان مشكوكًا فيه، ويضبط المحمل وفق إجراء OE.
• ذراع الضبط: تفحص وظيفة الضبط في الذراع التلقائي؛ وإذا وجد انحشار يفضل الاستبدال على الإصلاح.
• حجرة الفرامل وقضيب الدفع: يفحص الغشاء والجسم والشوكة وخلوص الدبوس؛ وإذا كان الشوط غير طبيعي يبحث عن مصدره.

خطوات استبدال الحذاء والفحص بعد التركيب

الترتيب التالي إطار عام لفرامل الطبلة ذات الكامة S في المركبات الثقيلة. أما عزوم الربط وقيم الخلوص وإجراء ضبط المحمل وطريقة تحرير نابض الركن فهي خاصة بكل مركبة، وتؤخذ من دليل خدمة OE.

1. ضع المركبة على أرض مستوية وصلبة، وثبت العجلات بمصدات العجلات، وأمّن نظام الهواء بالطريقة التي تحددها الشركة المصنعة، وحرر الحجرة الزنبركية ميكانيكيًا.
2. فك العجلة، وافحص مجموعة الفرامل والسطح الداخلي لصفيحة القاعدة بالعين قبل غسلها؛ فآثار الزيت وتوزع غبار التآكل وآثار الاحتكاك تكشف قبل الفك أكثر مما تكشفه بعده.
3. اعمل بمعدات الوقاية الشخصية المناسبة، ولا تنفخ غبار الفرامل بالهواء المضغوط؛ بل استخدم جهازًا لالتقاط الغبار أو الطريقة الرطبة.
4. فك الطبلة، وافحص سطحها الداخلي بحثًا عن الأخاديد والدرجات والبقع الحرارية والشقوق؛ وقس القطر الداخلي وقارنه بحد الخراطة الذي تحدده الشركة المصنعة.
5. فك النوابض وعناصر التثبيت بالأداة المناسبة، وأخرج الحذاءين، ثم ضعهما جنبًا إلى جنب وسجل نمط التآكل.
6. افحص حرية حركة عمود الكامة وخلوصه المحوري ومقاعد البكرات؛ وافحص الدبوس والجلب وجددها عند الحاجة. وإذا وجد تسرب من مانع تسرب صرة العجلة فأزل مصدره قبل تركيب الفحمات.
7. أمسك الأحذية الجديدة بأيد نظيفة، ولا تدع الشحم أو الزيت أو مواد التنظيف تلوث سطح الاحتكاك؛ وضع طبقة رقيقة من الشحم من النوع المسموح به فقط على النقاط التي تسمح بها الشركة المصنعة.
8. ركب الحذاءين في الاتجاه والموضع الصحيحين، وركب النوابض وعناصر التثبيت الجديدة، وتحقق من استقرارهما تمامًا على طرفي الدبوس والبكرة.
9. ركب الطبلة، واربط مجموعة العجلة وفق عزم الربط والترتيب اللذين تحددهما الشركة المصنعة؛ وفي التصميمات التي تتطلب ضبط المحمل نفذ إجراء OE.
10. اضبط خلوص الفرامل بالإجراء الذي تحدده الشركة المصنعة؛ ولا تجبر ذراع الضبط التلقائي يدويًا خارج إجراء التركيب.
11. املأ النظام بالهواء المضغوط، وافحص التسربات، وأعد نابض الركن إلى وضعه الطبيعي، وقس أشواط الحجرات لكل محور وقارن بينها.
12. اختبر المركبة بسرعة منخفضة، وتحقق من أن الفرامل تمسك بانتظام، ومن عدم وجود انحراف أو صوت احتكاك، ومن دوران العجلة بحرية عند تحرير الفرامل.
13. نفذ قيادة ترويض متحكم فيها؛ واترك السطح يستقر بكبح خفيف ومتوسط الشدة دون كبح عنيف متتالٍ.
14. إن أمكن، خذ قياسًا للقوة لكل محور على منصة اختبار الفرامل، وسجل بيانات الاستبدال في ملف المركبة: تعريف الطقم المركب، وحالة الطبلة، والشوط المقاس، وعدد الكيلومترات.

انضباط الصيانة وموقع الحذاء في سلسلة الفرامل

الحذاء هو القطعة التي تنعكس عليها نتيجة عمل نظام فرامل الطبلة. فالقوة المتولدة في الجانب الهوائي، والحركة المنقولة في الجانب الميكانيكي، والهندسة المحفوظة في مجموعة العجلة، كلها تتجمع في النهاية في الطريقة التي تضغط بها الفحمات على الطبلة. ولذلك فإن كل عرض يقرأ على الحذاء يقدم في الواقع معلومات عن السلسلة كلها، ويبنى برنامج الصيانة الصحيح أيضًا على السلسلة لا على القطعة.

والانضباط الذي ينجح في الميدان بسيط. ففي الصيانة الدورية يقاس الشوط لكل محور ويسجل. وتقاس سماكة الفحمات من فتحة المعاينة أو عند الفك، ويقارن جانبا المحور نفسه. ويفحص سطح الطبلة عند كل استبدال للحذاء. وتراجع موانع تسرب صرة العجلة وجلب عمود الكامة والنوابض كلما فتحت الطبلة. ويجعل استخدام وسائل الإبطاء في المنحدرات جزءًا من تدريب السائقين. والأهم من ذلك كله أنه عند العثور على نمط تآكل غير طبيعي لا يكتفى باستبدال القطعة والمضي، بل يستمر البحث حتى يعرف السبب.

وأخيرًا يجب تذكر الحد المشترك لكل المعايير الواردة في هذا الدليل: فقد تتطلب مركبتان من الشركة المصنعة نفسها وبالحمولة نفسها قيمًا مختلفة تمامًا للخلوص والسماكة وعزم الربط بسبب اختلاف المحور ومجموعة الفرامل. والمرجع في القرار دائمًا هو أحدث وثائق خدمة OE المطابقة لرمز الشاسيه والمحور في المركبة؛ وهذا النص لا يحل محل تلك الوثائق، بل يقدم الإطار اللازم لقراءتها قراءة صحيحة.

ومن العوامل التي تسرع التآكل المبكر أيضًا حالة الصفيحة الواقية التي تعزل مجموعة الأحذية عن أوساخ الطريق؛ ويمكنك الرجوع إلى دليلنا عن واقي الغبار للفرامل / غطاء الغبار للاطلاع على هذه القطعة.

فئة المنتجات ذات الصلة: نظام الفرامل

الدليل الرئيسي: الفرامل القرصية أم فرامل الطبلة؟ مقارنة في المركبات الثقيلة