يُعد سن الجرافة أحد أكثر أجزاء الحفارة عرضةً للتلف، وهو يشبه سن الإنسان، إذ يتكون من سن ومحولات متصلة بدبوس ومثبت. وبسبب تآكل الجرافة، يصبح السن غير صالح للاستخدام، ولا يمكن استبداله إلا بعد التأكد من سلامته.

1- بنية ووظيفة أسنان الجرافة
بحسب قاعدة سن الجرافة. عمومًا، يوجد نوعان من أسنان الجرافات في الحفارات: التركيب المباشر والتركيب العرضي. يعني التركيب المباشر أن محور الدوران مُثبّت عموديًا على الوجه الأمامي لسن الجرافة؛ أما التركيب الأفقي فيعني أن محور الدوران مُثبّت بشكل متوازٍ على الوجه الأمامي لسن الجرافة.
(تركيب رأسي/ أفقي)

نوع التركيب الرأسي: يتميز بسهولة الفك والتركيب المباشر من الأعلى مع مساحة عمل واسعة. أثناء الحفر، يتعرض مسمار السن المثبت مباشرةً لضغط المواد المحفورة. في حال كانت قوة الحفر كبيرة، قد لا تكفي قوة تثبيت الزنبرك الصاعد، مما قد يؤدي إلى سقوط مسمار السن.

لذلك، يُستخدم نوع التركيب الرأسي بشكل عام في الحفارات ذات الأحجام الأصغر والحمولة المنخفضة.

النوع ذو التركيب الأفقي: يصعب فكه، ومساحة العمل الجانبية ضيقة، ويتطلب جهدًا أكبر. عند فك سن واحد من سني الجرافة، يجب استخدام أدوات خاصة ذات قضيب طويل. أثناء الحفر، لا يتعرض الجزء الأمامي من دبوس الترس العرضي لضغط المواد المحفورة، ويمكنه تحمل قوة الحفر. لكن زنبرك التمدد، عند استخدامه مع قوة جانبية ترددية، يكون عرضة للتآكل والتلف، مما يؤدي إلى سقوط دبوس السن.

لذلك، يتم استخدام التركيب الأفقي بشكل عام في قوة الحفر التي تزيد عن 20 طنًا على الحفارة.

بحسب الاستخدام، تُصنّف أسنان جرافات الحفارات بيئيًا إلى أسنان صخرية (لخام الحديد والحجر وغيرها)، وأسنان حفر (لحفر التربة والرمل وغيرها)، وأسنان مخروطية (لمناجم الفحم). كما أن شكل أسنان الجرافات يختلف باختلاف العلامات التجارية للحفارات.

(سن صخري/سن أرضي/سن مخروطي)

لماذا تُركّب الحفارات أسنان الجرافة؟ مع وجود هذا العدد الكبير من أسنان الجرافة، يمكننا أيضًا أن نرى:

1. حماية الجرافة بأكملها. أسنان الجرافة هي أجزاء قابلة للتآكل، لأن الجرافة تتعرض للتآكل أثناء التشغيل، وبالاقتران مع أسنان الجرافة، فإنها تحمي الجرافة إلى حد ما.

2. اجعل العملية أكثر تعقيداً. بالنسبة للعمليات الدقيقة، من المستحيل إنجازها بدون أسنان الجرافة.

3. سهولة الحفر والتجريف. أسنان الجرافة مخروطية الشكل، والأسنان والمسافة بينها عبارة عن فراغ، مما يجعل قوة الجرافة بأكملها وسطح العمل صغيرين، وبالتالي يزداد الضغط، ويصبح العمل أكثر سلاسة.

4. يمكنه أن يخفف الضغط على الآلة بأكملها بعد حفر الأشياء الصعبة.

2- شراء أسنان الجرافة
عموماً، توجد اختلافات بين أسنان الجرافات المصبوبة والمطروقة. فأسنان الجرافات المطروقة تتميز بمقاومة أعلى للتآكل وصلابة أكبر. ويبلغ عمرها الافتراضي ضعف عمر أسنان الجرافات المصبوبة تقريباً، بينما يبلغ سعرها حوالي 1.5 ضعف سعر أسنان الجرافات المصبوبة.
صب أسنان الجرافة: يُطلق على عملية الصب اسم صب المعدن السائل في تجويف الصب الذي يتوافق مع شكل القطعة، ثم تبريد المعدن السائل وتصلبه للحصول على القطع أو الخامة. وتكون الخواص الميكانيكية ومقاومة التآكل وعمر الخدمة للمسبوكات أقل من تلك الخاصة بالمشغولات المطروقة.
تشكيل أسنان الجرافة: تُستخدم آلات التشكيل بالضغط على قطعة معدنية خام خاصة، تُبثق عند درجة حرارة عالية لتنقية المادة البلورية في المشغولة، مما يُنتج تشوهًا لدنيًا يُكسبها خصائص ميكانيكية محددة. بعد التشكيل، تتحسن بنية المعدن، مما يضمن لأسنان الجرافة المُشكّلة خصائص ميكانيكية جيدة، ومقاومة أكبر للتآكل، وعمرًا أطول.
بالطبع، عند شراء أسنان الجرافة، نحتاج أيضًا إلى معرفة نوع طراز أسنان الجرافة المستخدمة في أي بيئة عمل.
تُستخدم أسنان الجرافة المسطحة في أعمال الحفر العامة، والرمال المفككة، وما شابه. أما أسنان الجرافة من نوع RC فتُستخدم لحفر الصخور الصلبة الضخمة، بينما تُستخدم أسنان الجرافة من نوع TL عادةً لحفر طبقات الفحم الضخمة.
بالإضافة إلى ذلك، في عملية التشغيل الفعلية، يفضل معظم الناس أسنان الجرافة التقليدية ذات الفتحة الدائرية. يقترح المحرر الصغير عدم استخدام هذا النوع من الأسنان بشكل عام، واستخدام أسنان الجرافة ذات الفتحة المسطحة بدلاً منه، لأن أسنان الجرافة ذات الفتحة الدائرية تتآكل مع مرور الوقت، مما يزيد من مقاومة الحفر ويؤدي إلى هدر الطاقة، بينما تحافظ أسنان الجرافة ذات الفتحة المسطحة على سطحها الحاد أثناء التآكل، مما يقلل من مقاومة الحفر ويوفر الوقود.

3- صيانة أسنان الجرافة وإطالة عمر الخدمة المقترح

1. أثناء استخدام أسنان الجرافة في الحفارة، تكون الأسنان الخارجية أسرع بنسبة 30% من الأسنان الداخلية المتآكلة. بعد فترة من الزمن، يمكن استبدال الأسنان الداخلية والخارجية.
2. أثناء التشغيل، يجب أن يكون سائق الحفارة عموديًا على وجه العمل عند الحفر تحت أسنان الجرافة لتجنب كسر أسنان الجرافة بسبب زاوية الميل المفرطة.
3. لا تقم بتحريك ذراع الحفار من جانب إلى آخر في حالة وجود مقاومة كبيرة، حيث أنه من السهل كسر أسنان الجرافة وقاعدة الأسنان بسبب القوة الزائدة على الجانبين الأيمن والأيسر، دون مراعاة تصميم القوة على الجانبين الأيمن والأيسر.
4- عندما تتآكل قاعدة السن بنسبة 10% بعد التوصية باستبدال قاعدة السن، فإن تآكل قاعدة السن بشكل كبير جدًا يجعل هناك فجوة كبيرة بين أسنان الجرافة، مما يؤدي إلى خلل في التنسيق بين أسنان الجرافة وقاعدة السن، وتغير نقطة القوة، مما يتسبب في كسر أسنان الجرافة نتيجة لتغير نقطة القوة.