تُعدّ المحامل عنصرًا ميكانيكيًا أساسيًا في سلسلة الصناعات التحويلية. فهي لا تقتصر وظيفتها على تقليل الاحتكاك فحسب، بل تدعم الأحمال، وتنقل الطاقة، وتحافظ على دقة التموضع، مما يُعزز كفاءة تشغيل المعدات. يبلغ حجم سوق المحامل العالمي حوالي 40 مليار دولار أمريكي، ومن المتوقع أن يصل إلى 53 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2026، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 3.6%.
يمكن اعتبار صناعة المحامل صناعة تقليدية تهيمن عليها الشركات، وقد ظلت تعمل بكفاءة لعقود. في السنوات القليلة الماضية، برزت بعض التوجهات الصناعية، الأكثر ديناميكية من ذي قبل، والتي قد تلعب دورًا هامًا في تشكيل مستقبل هذه الصناعة خلال هذا العقد.
فيما يلي النقاط الرئيسية المتعلقة بالبحث والتطوير في مجال المحامل وتوجهات التطوير المستقبلية:
1. التخصيص
في الصناعة (وخاصة صناعتي السيارات والطيران)، يتزايد استخدام "المحامل المتكاملة"، حيث أصبحت المكونات المحيطة بالمحامل جزءًا لا يتجزأ منها. وقد طُوّر هذا النوع من المحامل لتقليل عدد مكونات المحمل في المنتج النهائي. وبالتالي، يُسهم استخدام "المحامل المتكاملة" في خفض تكاليف المعدات، وزيادة الموثوقية، وتسهيل التركيب، وإطالة عمر الخدمة. ويتزايد الطلب على "الحلول المصممة خصيصًا للتطبيقات" بشكل ملحوظ عالميًا، مما حفّز اهتمام العملاء بشكل كبير. ويتجه قطاع صناعة المحامل نحو تطوير محامل خاصة جديدة. لذلك، يُقدّم موردو المحامل محامل مُصممة خصيصًا لتلبية المتطلبات الخاصة للآلات الزراعية، وشواحن التوربو في السيارات، وغيرها من التطبيقات.
2. التنبؤ بالعمر ومراقبة الحالة
يستخدم مصممو المحامل برامج محاكاة متطورة لتحسين مطابقة تصميم المحامل مع ظروف التشغيل الفعلية. تتمتع برامج الحاسوب والتحليل المستخدمة حاليًا في تصميم وتحليل المحامل بدقة هندسية عالية، حيث يمكنها التنبؤ بأداء المحامل وعمرها الافتراضي وموثوقيتها، وتتجاوز دقة التنبؤ مستوى ما كان عليه قبل عشر سنوات، مما يُغني عن إجراء تجارب أو اختبارات ميدانية مكلفة ومستهلكة للوقت. ومع تزايد الطلب على الأصول الحالية لزيادة الإنتاج وتحسين الكفاءة، تزداد أهمية فهم متى تبدأ المشاكل بالظهور. قد تكون أعطال المعدات غير المتوقعة مكلفة ولها عواقب وخيمة، مما يؤدي إلى توقفات غير مخطط لها في الإنتاج، واستبدال قطع غيار باهظة الثمن، ومشاكل تتعلق بالسلامة والبيئة. يتيح نظام مراقبة حالة المحامل مراقبة ديناميكية لمختلف معايير المعدات، مما يساعد على اكتشاف الأعطال قبل حدوثها. ويعمل مصنّعو المعدات الأصلية للمحامل باستمرار على تطوير "محامل ذكية" مزودة بوظائف استشعار. تُمكّن هذه التقنية المحامل من إرسال معلومات عن ظروف تشغيلها باستمرار من خلال أجهزة استشعار داخلية تعمل بالطاقة ووحدات إلكترونية لجمع البيانات.
3. المواد والطلاء
حتى في ظل ظروف العمل القاسية، تُطيل المواد المتطورة عمر المحامل. يستخدم قطاع صناعة المحامل حاليًا مواد لم تكن متوفرة بسهولة قبل بضع سنوات، مثل الطلاءات الصلبة والسيراميك وأنواع الفولاذ الخاصة الجديدة. تُحسّن هذه المواد الأداء والكفاءة بشكل كبير. في بعض الحالات، تسمح مواد المحامل الخاصة بتشغيل المعدات الثقيلة بكفاءة دون الحاجة إلى مواد تشحيم. كما تُمكّن هذه المواد، إلى جانب ظروف المعالجة الحرارية المحددة والهياكل الهندسية، من تحمّل درجات الحرارة القصوى وظروف التصنيع القاسية، مثل التلوث بالجسيمات والأحمال الشديدة.
شهدت السنوات القليلة الماضية تسارعاً ملحوظاً في تحسين ملمس سطح عناصر التدحرج ومجاريها، فضلاً عن إضافة طبقات مقاومة للتآكل. فعلى سبيل المثال، يُعدّ تطوير الكرات المطلية بكربيد التنجستن، المقاومة للتآكل والتآكل الكيميائي، إنجازاً هاماً. وتُناسب هذه المحامل ظروف الإجهاد العالي والصدمات القوية والتشحيم المنخفض ودرجات الحرارة المرتفعة.
مع استجابة صناعة المحامل العالمية لمتطلبات تنظيم الانبعاثات، ومعايير السلامة المتزايدة، والمنتجات الأخف وزنًا ذات الاحتكاك والضوضاء الأقل، وتوقعات الموثوقية المحسّنة، وتقلبات أسعار الصلب العالمية، يبدو أن الإنفاق على البحث والتطوير قرار استراتيجي لريادة السوق. إضافةً إلى ذلك، تواصل معظم المؤسسات التركيز على التنبؤات الدقيقة بالطلب ودمج الرقمنة في عمليات التصنيع لاكتساب ميزة تنافسية عالمية.
تاريخ النشر: 6 يوليو 2020