تويت
جرار
Tractor - Tracteur
الجرّار
الجرّار tractor معدة آلية (مركبة) تؤدي أعمالاً متنوعــة في حالات مختلفــة، تبعاً لتصميمها والغرض منها، والمثال عليها الجرّار الزراعي المستعمل في حراثة التربة وتسويتها وجرفها وبذر البذور ورش الأسمدة بوساطة تجهيزات عمل خاصة تركب عليه وتتلقى حركتها من محركه.
لمحة تاريخية
ظهر أول جرّار في العالم عام 1890 في أمريكة الوسطى، وزُود بمحرك بخاري. وفي عام 1892 صنع الحداد جون فروكليش John Frochlich من ولاية آيوا Iowa في الولايات المتحدة الأمريكية جرّاراً يعمل على البنزين. وفي عام 1901 شرع الشريكان بار C.H.Parr وهارت C.W.Hart من مدينة تشارلز Charles من الولاية نفسها في إنتاج الجرّار على نطاق تجاري، وكانت عجلاته حديدية ذات نتوءات على سطحها الخارجي لتتماسك جيداً مع التربة. وفي الحرب العالمية الأولى تطور الجرّار نحو الأفضل، وأصبح الجرّار الأمريكي الأساس الذي صممت عليه أول دبابة إنكليزية استخدمت في تلك الحرب (الشكل-1).
أنواع الجرّارات ومجال استخدامها
ثمة نوعان أساسيان من الجرّارات هما: الجرّار المزنجر (ذو السلاسل) track tracktor، والجرّار ذو العجلات wheeled tractor، يتفرع عنهما أنواع كثيرة لا حصر لها بحسب تجهيزاتها ومجال استخدامها، كالجر أو الدفع أو الحفر أو إلقاء الحمولات في اتجاهات مختلفة، وسرعات ملائمة، وقد يكون الهيكل القاعدي للجرّار قطعة واحدة أو قطعتين، وجهاز الحركة فيه وحيد المحور أو ثنائي أو ثلاثي المحور.
أما التجهيزات والآليات التي تعمل على الجرّار فقد تكون من أصل التصميم ومثبتة على القاعدة أو تكون قابلة للفك والتركيب ومتعددة الاستخدام، فيكون الجرّار مصمماً للاستخدام المتعدد الأغراض. وأهم الجرّارات المخصصة لمهام محددة القاحط المزنجر bulldozer لجرف التربة، والقاحط ذو العجلات tracks cavator لشق الطرق ونقل التربة، والممهدة grader لتمهيد التربة، والمسوية scraper لتسوية التربة، والحفارة excavator لأعمال الحفر المختلفة (الشكل-2).
تراوح استطاعة الجرّار عامة بين 60 حصانا وأكثر من 400 حصان، وقوة جره الاسمية بين 3 و27 طناً، ووزنه القائم بين 5 أطنان وأكثر من 40 طناً، ويراعى في تصميم الجرّارات استقرارها ومقاومتها للانقلاب والانزلاق في الاتجاهين الجانبي والطولي.
البنية العامة للجرّار ومكوناته
إن البنية العامة للجرّار مشابهة لأي آلية عادية، إنما يميزها منها جملة نقل الحركة اللازمة لنقل القدرة الحركية مع تحويل العزم والسرعة من المحرك إلى أجهزة المسير القائدة كالعجلات أو الزناجير أو إلى الآليات mechanisms والأجهزة devices العاملة في الجرّار مثل أسنان المحراث، سطل الحفر والحَمل، ناعورة الحفارة المتعددة السطول (المغارف) وغيرها. ومن طبيعة عمل الجرّار الحاجة إلى تبديل السرع في حدود 0.5 ـ 0.7كم/سا مع قوى شد أعظمية (عزم) ذات استطاعة ثابتة تقريباً عند قيمتها العظمى.
أما مكونات الجرّار وأجزاؤه فتختلف باختلاف شكله وعمله والغرض منه وفق المؤشرات والمواصفات التصميمية، (الشكل-3).
أنواع التربة التي يعمل عليها الجرّار وصفاتها الفيزيائية والميكانيكية
تحدد التربة التي يعمل عليها الجرّار بالأنواع الثلاثة الرئيسية الآتية:
- تربة جافة صلبة غير متماسكة صعبة القطع.
- تربة رطبة لينة متماسكة سهلة القطع.
- تربة زراعية تضم أجزاء صخرية أحياناً.
وتعد التربة وسطاً أساسياً لعمل الجرّار، وتميز على أساس بنيتها ومعامل قساوتها ومقاومتها للضغط، ويؤخذ معامل القساوة مساوياً الواحد عادة إذا كانت مقاومتها للضغط 1000كغ/سم2.
أما صفاتها الفيزيائية والميكانيكية والمتعلقة بعمل الأجهزة العاملة على الجرّار فهي: الكثافة والرطوبة ومعامل الاحتكاك وزاوية الميل الطبيعي والثابت الديناميكي لقساوة التربة.
طرق تأثير أجهزة عمل الجرّار في التربة
تختلف طرق تأثير أجهزة الجرّار في التربة باختلاف الغاية منها، وأكثرها شيوعاً الطرق الميكانيكية وهي:
- الطرق الساكنة (الستاتيكية): وتكون حركة جهاز العمل فيها على سرعات ثابتة وبطيئة نسبياً.
- الطرق الحركية (الديناميكية): وتكون حركة جهاز العمل فيها على سرعات عالية ومتغيرة.
- الطرق الاهتزازية: وتكون حركة جهاز العمل فيها على سرعات متغيرة بانتــظام، يراوح تواترها بين 50 و200 هرتز (موجات فوق صوتية).
أما أشكال أجهزة العمل الأساسية في الجرّار فكثيرة ومتعددة وأهمها:
- نصل أو شفرة مع سطح لفصل التربة وتقطيعها، كما هي الحال في الحراثة، أو جمع التربة وقحطها وإزاحتها كما في شفرات القاحط أو المسوية.
- نصل مع سطل للغرف أو الحفر أو القشط لجمع التربة المقطوعة، ثم نقلها بالشاحنات.
- دولاب دوار أو ناعورة تدور باستمرار وتقطع التربة كما في الحفارات المتعددة السطول.
تبدأ عملية الحفر بقطع جزء من التربة عن أساسه بإجهادات القص التي تؤدي إلى تكسير الأربطة الداخلية للتربة وفصلها بعضها عن بعض، وهي أهم مرحلة من مراحل الحفر. ويتبع ذلك أعمال إزاحة التربة المقطوعة بقدر طول الشفرة أو السطل وانضغاطها وقلبها إلى داخل الشفرة أو السطل.
الشروط العامة المطلوب توافرها في الجرّار
تلتزم صناعة الجرّارات بمتطلبات وشروط عامة توفرها في إنتاجها، معتمدة على الغرض من الجرّار ونوعية عمله والتجهيزات الثابتة أو القابلة للفك على الجرّار، وأهم هذه الشروط:
- وزن الجرّار الذي يؤثر في تماسكه مع التربة لتحقيق قوى الدفع أو الجر.
- عدد الغيارات في علبة السرعة لتوفير سرعات مختلفة، وتراوح عادة بين ثماني وعشر سرعات.
- جمل توصيل متطورة (كهربائية وهيدروليكية) ملائمة لنقل الحركة إلى أجهزة العمل.
ـ استقرار جيد، ومناورة عالية في أثناء العمل، وقدرة كبير على العمل في مختلف الأراضي.
- وثوقية وتقنية عالية لأجزاء الجرّار وأقسامه ومتانة مقاومته للكسر والتشوه والاهتراء.
- سهولة صيانة الجرّار ومجموعاته وإصلاحها.
- سهولة قيادة الجرّار والتحكم بمجموعاته والتجهيزات العاملة عليه، وتطبيق الأمن الصناعي.
- تمييز مقابض التحكم في الجرّار بألوان متباينة.
- توفير استهلاك الطاقة إلى الحد الأدنى.
- خفض تكلفة الجرّار وثمن مجموعاته وقطع التبديل.
- سهولة نقل الجرّار وملحقاته، أو شحنه أو تنقله ذاتياً.
تطور محرك الجرّار
ظهر في أوائل التسعينات من القرن العشرين محرك جديد للجرّارات أطلق عليه اسم «محرك الدارة المجزأة» split cycle engine والمخطط له أن يحل سنة 2003 مكان المحرك التقليدي المستخدم في مثل هذه المركبات.
ينفرد هذا المحرك بمزايا كثيرة أهمها زيادة عزمه ثلاثة أضعاف عزم المحرك التقليدي بالاستطاعة نفسها، ولذلك سمي أيضاً «محرك العزم». مع أن وزنه وحجمه أقل بمقدار 1/12 من وزن المحرك التقليدي وحجمه. فإذا كان وزن المحرك التقليــدي الذي يركب على الجرّار 120كغ يكون وزن محرك الدارة المجزأة الذي سيركب بدلاً منه 10كغ فقط، وهذا ما يزيد في قدرة الجرّار على العمل، ويسهل تغيير السرع المتكرر للحصول على العزم المطلوب في أثناء العمل مع ثبات الاستطاعة تقريباً.
غسان راغب الجابي
Tractor - Tracteur
الجرّار
الجرّار tractor معدة آلية (مركبة) تؤدي أعمالاً متنوعــة في حالات مختلفــة، تبعاً لتصميمها والغرض منها، والمثال عليها الجرّار الزراعي المستعمل في حراثة التربة وتسويتها وجرفها وبذر البذور ورش الأسمدة بوساطة تجهيزات عمل خاصة تركب عليه وتتلقى حركتها من محركه.
لمحة تاريخية
 |
أنواع الجرّارات ومجال استخدامها
ثمة نوعان أساسيان من الجرّارات هما: الجرّار المزنجر (ذو السلاسل) track tracktor، والجرّار ذو العجلات wheeled tractor، يتفرع عنهما أنواع كثيرة لا حصر لها بحسب تجهيزاتها ومجال استخدامها، كالجر أو الدفع أو الحفر أو إلقاء الحمولات في اتجاهات مختلفة، وسرعات ملائمة، وقد يكون الهيكل القاعدي للجرّار قطعة واحدة أو قطعتين، وجهاز الحركة فيه وحيد المحور أو ثنائي أو ثلاثي المحور.
أما التجهيزات والآليات التي تعمل على الجرّار فقد تكون من أصل التصميم ومثبتة على القاعدة أو تكون قابلة للفك والتركيب ومتعددة الاستخدام، فيكون الجرّار مصمماً للاستخدام المتعدد الأغراض. وأهم الجرّارات المخصصة لمهام محددة القاحط المزنجر bulldozer لجرف التربة، والقاحط ذو العجلات tracks cavator لشق الطرق ونقل التربة، والممهدة grader لتمهيد التربة، والمسوية scraper لتسوية التربة، والحفارة excavator لأعمال الحفر المختلفة (الشكل-2).
 |
البنية العامة للجرّار ومكوناته
إن البنية العامة للجرّار مشابهة لأي آلية عادية، إنما يميزها منها جملة نقل الحركة اللازمة لنقل القدرة الحركية مع تحويل العزم والسرعة من المحرك إلى أجهزة المسير القائدة كالعجلات أو الزناجير أو إلى الآليات mechanisms والأجهزة devices العاملة في الجرّار مثل أسنان المحراث، سطل الحفر والحَمل، ناعورة الحفارة المتعددة السطول (المغارف) وغيرها. ومن طبيعة عمل الجرّار الحاجة إلى تبديل السرع في حدود 0.5 ـ 0.7كم/سا مع قوى شد أعظمية (عزم) ذات استطاعة ثابتة تقريباً عند قيمتها العظمى.
أما مكونات الجرّار وأجزاؤه فتختلف باختلاف شكله وعمله والغرض منه وفق المؤشرات والمواصفات التصميمية، (الشكل-3).
 |
تحدد التربة التي يعمل عليها الجرّار بالأنواع الثلاثة الرئيسية الآتية:
- تربة جافة صلبة غير متماسكة صعبة القطع.
- تربة رطبة لينة متماسكة سهلة القطع.
- تربة زراعية تضم أجزاء صخرية أحياناً.
وتعد التربة وسطاً أساسياً لعمل الجرّار، وتميز على أساس بنيتها ومعامل قساوتها ومقاومتها للضغط، ويؤخذ معامل القساوة مساوياً الواحد عادة إذا كانت مقاومتها للضغط 1000كغ/سم2.
أما صفاتها الفيزيائية والميكانيكية والمتعلقة بعمل الأجهزة العاملة على الجرّار فهي: الكثافة والرطوبة ومعامل الاحتكاك وزاوية الميل الطبيعي والثابت الديناميكي لقساوة التربة.
طرق تأثير أجهزة عمل الجرّار في التربة
تختلف طرق تأثير أجهزة الجرّار في التربة باختلاف الغاية منها، وأكثرها شيوعاً الطرق الميكانيكية وهي:
- الطرق الساكنة (الستاتيكية): وتكون حركة جهاز العمل فيها على سرعات ثابتة وبطيئة نسبياً.
- الطرق الحركية (الديناميكية): وتكون حركة جهاز العمل فيها على سرعات عالية ومتغيرة.
- الطرق الاهتزازية: وتكون حركة جهاز العمل فيها على سرعات متغيرة بانتــظام، يراوح تواترها بين 50 و200 هرتز (موجات فوق صوتية).
أما أشكال أجهزة العمل الأساسية في الجرّار فكثيرة ومتعددة وأهمها:
- نصل أو شفرة مع سطح لفصل التربة وتقطيعها، كما هي الحال في الحراثة، أو جمع التربة وقحطها وإزاحتها كما في شفرات القاحط أو المسوية.
- نصل مع سطل للغرف أو الحفر أو القشط لجمع التربة المقطوعة، ثم نقلها بالشاحنات.
- دولاب دوار أو ناعورة تدور باستمرار وتقطع التربة كما في الحفارات المتعددة السطول.
تبدأ عملية الحفر بقطع جزء من التربة عن أساسه بإجهادات القص التي تؤدي إلى تكسير الأربطة الداخلية للتربة وفصلها بعضها عن بعض، وهي أهم مرحلة من مراحل الحفر. ويتبع ذلك أعمال إزاحة التربة المقطوعة بقدر طول الشفرة أو السطل وانضغاطها وقلبها إلى داخل الشفرة أو السطل.
الشروط العامة المطلوب توافرها في الجرّار
تلتزم صناعة الجرّارات بمتطلبات وشروط عامة توفرها في إنتاجها، معتمدة على الغرض من الجرّار ونوعية عمله والتجهيزات الثابتة أو القابلة للفك على الجرّار، وأهم هذه الشروط:
- وزن الجرّار الذي يؤثر في تماسكه مع التربة لتحقيق قوى الدفع أو الجر.
- عدد الغيارات في علبة السرعة لتوفير سرعات مختلفة، وتراوح عادة بين ثماني وعشر سرعات.
- جمل توصيل متطورة (كهربائية وهيدروليكية) ملائمة لنقل الحركة إلى أجهزة العمل.
ـ استقرار جيد، ومناورة عالية في أثناء العمل، وقدرة كبير على العمل في مختلف الأراضي.
- وثوقية وتقنية عالية لأجزاء الجرّار وأقسامه ومتانة مقاومته للكسر والتشوه والاهتراء.
- سهولة صيانة الجرّار ومجموعاته وإصلاحها.
- سهولة قيادة الجرّار والتحكم بمجموعاته والتجهيزات العاملة عليه، وتطبيق الأمن الصناعي.
- تمييز مقابض التحكم في الجرّار بألوان متباينة.
- توفير استهلاك الطاقة إلى الحد الأدنى.
- خفض تكلفة الجرّار وثمن مجموعاته وقطع التبديل.
- سهولة نقل الجرّار وملحقاته، أو شحنه أو تنقله ذاتياً.
تطور محرك الجرّار
ظهر في أوائل التسعينات من القرن العشرين محرك جديد للجرّارات أطلق عليه اسم «محرك الدارة المجزأة» split cycle engine والمخطط له أن يحل سنة 2003 مكان المحرك التقليدي المستخدم في مثل هذه المركبات.
ينفرد هذا المحرك بمزايا كثيرة أهمها زيادة عزمه ثلاثة أضعاف عزم المحرك التقليدي بالاستطاعة نفسها، ولذلك سمي أيضاً «محرك العزم». مع أن وزنه وحجمه أقل بمقدار 1/12 من وزن المحرك التقليدي وحجمه. فإذا كان وزن المحرك التقليــدي الذي يركب على الجرّار 120كغ يكون وزن محرك الدارة المجزأة الذي سيركب بدلاً منه 10كغ فقط، وهذا ما يزيد في قدرة الجرّار على العمل، ويسهل تغيير السرع المتكرر للحصول على العزم المطلوب في أثناء العمل مع ثبات الاستطاعة تقريباً.
غسان راغب الجابي