وصلة ثلاثية النقاط

وصلة الجر ثلاثية النقاط ( بالإنجليزية البريطانية : three-point linkage ) هي نوع شائع الاستخدام من وصلات الجر لربط المحاريث وغيرها من الأدوات بالجرارات الزراعية أو الصناعية . ^{[ 1 ] [ 2 ]} تشبه النقاط الثلاث إما مثلثًا أو الحرف A. من الناحية الهندسية، تُعد وصلة الجر ثلاثية النقاط أبسط الطرق وأكثرها تحديدًا من الناحية الاستاتيكية لربط جسمين بشكل متين.

تُستخدم وصلة ثلاثية النقاط لربط الآلة الزراعية بالجرار، بحيث يكون اتجاه الآلة ثابتًا بالنسبة للجرار وموضع ذراع الوصلة. ويحمل الجرار جزءًا من وزن الآلة أو كله. أما الآلية الرئيسية الأخرى لربط الحمولة فهي قضيب السحب ، وهو وصلة محورية أحادية النقطة، حيث يتغير موضع الآلة أو المقطورة بالنسبة للجرار.

تتمثل الفائدة الرئيسية لنظام الربط ثلاثي النقاط في نقل وزن ومقاومة الآلة الزراعية إلى عجلات القيادة في الجرار. وهذا يمنح الجرار قوة جرّ أكبر مما كان سيحصل عليه في الظروف العادية، مع ثبات القدرة والوزن واستهلاك الوقود . على سبيل المثال، عندما قدم جرار فورد 9N تصميم هاري فيرغسون للربط ثلاثي النقاط للجرارات الأمريكية المنتجة عام 1939، كان جرارًا خفيفًا واقتصاديًا لزراعة المحاصيل الصفية، ينافس بشكل أساسي جرارات مثل فارمال التي لم تكن مزودة آنذاك بنظام الربط ثلاثي النقاط. بوزن 1.1 طن (2500 رطل) ، كان بإمكان جرار 9N حرث أكثر من 4.9 هكتار (12 فدانًا) في يوم عادي باستخدام محراثين بعرض 360 ملم (14 بوصة ) ، ^{[ 3 ]} متفوقًا بذلك على أداء الجرّ لطراز فارمال F-30 الأثقل والأغلى ثمنًا. ^{[ 3 ]} ومنذ ذلك الحين، أصبحت هذه التقنية، بفضل فائدتها وبساطتها، معيارًا صناعيًا.  

نظام الربط ثلاثي النقاط هو نظام من المكونات التي تشمل النظام الهيدروليكي للجرار، ونقاط التثبيت، وأذرع الرفع، والمثبتات.

تتكون وصلات الجر ثلاثية النقاط من ثلاثة أذرع متحركة. يتم التحكم في الذراعين السفليين - وهما ذراعا رفع وصلة الجر - بواسطة النظام الهيدروليكي، وهما يوفران الرفع والخفض وحتى الإمالة للذراعين. أما الذراع العلوي الأوسط - المسمى بالوصلة العلوية - فهو متحرك، ولكنه عادةً لا يتم تشغيله بواسطة النظام الهيدروليكي للجرار. يحتوي كل ذراع على جهاز تثبيت لتوصيل الأدوات بوصلة الجر.

تحتوي كل وصلة جر على فتحات لتثبيت الأدوات، وللأداة أعمدة تتناسب مع هذه الفتحات. يتم تثبيت الأداة بوضع دبوس على أطراف الأعمدة.

يتحكم المشغل بالنظام الهيدروليكي، وعادةً ما تتوفر مجموعة متنوعة من الإعدادات. غالبًا ما تتضمن أنظمة الربط ثلاثية النقاط الحديثة آلية للتحكم في قوة السحب. في الأنظمة المتقدمة، يتم استشعار قوة السحب للأداة، أي مقدار القوة اللازمة لسحبها، على الوصلة العلوية، ويقوم النظام الهيدروليكي تلقائيًا برفع الأذرع قليلاً عند زيادة قوة السحب وخفضها عند انخفاضها.

توجد خمسة أحجام مختلفة لوصلات السحب، تُسمى فئات. تتميز وصلات السحب من الفئات الأعلى بأذرع رفع أكثر متانة ودبابيس توصيل أكبر. ^{[ 2 ]}

تستخدم وصلات الجر الضيقة (المشار إليها بالحرف "N") حجم الدبوس الخاص بفئة معينة، والمسافة بين الدبابيس الخاصة بفئة أقل منها بدرجة واحدة. هذه الاختلافات شائعة في "وصلات الجر السريعة"، وتسمح للجرارات الكبيرة بربطها بسهولة بالمعدات الزراعية الصغيرة.

قبل أربعينيات القرن العشرين، كان ربط معظم الأدوات الزراعية بالجرارات يتم ببساطة باستخدام قضيب سحب ، على غرار مبدأ وصلة السحب الحديثة . كان قضيب السحب عبارة عن قضيب مسطح به ثقوب، وكانت الأدوات عبارة عن مقطورات مزودة بألسنة تُثبّت بقضيب السحب بواسطة مسمار يمر عبر ثقب. والسبب الرئيسي وراء شيوع هذه الطريقة في الربط هو أنها كانت امتدادًا طبيعيًا لأيام استخدام الأدوات التي تجرها الخيول ، والتي كانت تُسحب كمقطورات بواسطة الحصان أو فريق من الخيول (وغالبًا ما كانت تحتوي على مقعد للسائق). في الواقع، ولعقود خلال ميكنة الزراعة في أوروبا وأمريكا الشمالية، ومع استبدال الجرارات للخيول تدريجيًا، كانت الأدوات الموجودة من عصر الخيول هي ما يسحبه الجرار في كثير من الأحيان. يُعد السحب باستخدام قضيب السحب نظامًا جيدًا وعمليًا للعديد من الأغراض، وقد استمر استخدامه حتى يومنا هذا، لكن وصلة النقاط الثلاث تتفوق عليه في عدة جوانب (موضحة أدناه).

حصل هاري فيرغسون على براءة اختراع نظام الربط ثلاثي النقاط للجرارات الزراعية في بريطانيا عام 1926. لطالما كان من أشد المدافعين عن أهمية تثبيت المحراث بالجرار بشكل محكم. لم تكن الفكرة من ابتكاره، لكنه قاد نشرها على مدار سنوات عديدة من التطوير والشرح والتسويق. خلال العقد الممتد من عام 1916 إلى عام 1926، طوّر أفكاره عبر مراحل مختلفة، ثنائية وثلاثية، ميكانيكية وهيدروليكية، حتى وصل إلى الشكل الحاصل على براءة الاختراع. خلال العقد التالي، واصل شرح وبيع وصلاته ومعداته، بل وأنتج نموذجًا خاصًا به من الجرارات بالتعاون مع شركة ديفيد براون المحدودة عبر شركة فيرغسون-براون . سمح التصميم الهندسي المميز لنظام الربط الذي يربط المحراث بالجرار بتطبيق القوى الناتجة عن المحراث على العجلات الخلفية للجرار. أدى ذلك إلى تحويل مقاومة المحراث إلى قوة دافعة لأسفل على عجلات القيادة، مما مكّن جرار فيرغسون من أن يكون أخف وزنًا وأكثر قدرة على المناورة من نماذج الجرارات الزراعية السابقة ذات قوة الجر والجر المكافئة . ونتيجة لذلك، استطاع جراره العمل على الأراضي الرخوة، مُسببًا ضررًا أقل للتربة مقارنةً بالجرارات الأخرى في ذلك الوقت، كما استطاع إنجاز كميات محددة من العمل في وقت ووقود أقل. استخدم نظام الربط ثلاثي النقاط، الذي يعمل ويُتحكم فيه هيدروليكيًا، قوة سحب الأداة المُركبة للتحكم في عمق الأداة، وبالتالي الحمل على الجرار (التحكم التلقائي في العمق أو التحكم في السحب). إضافةً إلى ذلك، يمنع نظام الربط ثلاثي النقاط الجرار من الانقلاب للخلف على عجلات القيادة إذا اصطدمت الأداة المسحوبة بصخرة أو أي عائق ثابت آخر. وقد طوّر فيرغسون وزملاؤه العديد من الابتكارات لهذا الجهاز (مثل الرفع الهيدروليكي والتحكم في العمق)، مما جعل النظام عمليًا وفعالًا ومرغوبًا فيه. في عام 1938، وبعد ما يقرب من عقدين من محاولات إقناع هنري فورد باستخدام نظام فيرغسون في الجرارات التي تنتجها شركة فورد بكميات كبيرة، نجح فيرغسون أخيرًا في إقناع فورد. وكان الظهور الأول في السوق الأمريكية على نطاق واسع من خلال جرار فورد-فيرغسون 9N في عام 1939.

لم يكن نظام فيرغسون، كما كان يُطلق عليه، مجرد وصلة جر مُحسّنة، بل كان عبارة عن وصلة جر مُدمجة مع مجموعة كاملة من الأدوات المُصممة خصيصًا للاستفادة القصوى من مزاياها. خلال أربعينيات القرن العشرين، كان هذا النظام مُفيدًا وشائعًا للغاية لدرجة دفعت الشركات المُصنّعة الأخرى إلى ابتكار تحسينات مُنافسة لوصلات الجر، والتي يُمكن تسويقها أيضًا على أنها "أنظمة" خاصة بها، مع بعض ميزات نظام فيرغسون على الأقل (مثل سهولة وسرعة ربط وفك وصلة الجر، والتحكم في رفع وخفض الأدوات من مقعد الجرار، والتعامل مع الجرار والأداة كوحدة واحدة بدلًا من زوج مُفصلي). وهكذا، طوّرت شركة إنترناشونال هارفيستر وصلة الجر السريعة (Fast Hitch) وبدأت في الترويج لفكرة "الزراعة بنظام فارمال" (Farmall)، وقدّمت شركة أليس تشالمرز وصلة سناب (Snap-Coupler) التي سمحت للمُشغّل بربط وفك الأدوات دون مغادرة مقعده. وبالمثل، طوّرت شركة جي آي كيس وصلة إيجل (Eagle Hitch)، وسارت شركة جون دير (John Deere) على نفس النهج . لم تكن بعض هذه الأنظمة، ذات نقطة أو نقطتي الربط، مناسبة لرفع المعدات الثقيلة. كما أنها أدت إلى مشكلة عدم التوافق بين ماركات الجرارات والمعدات، مما زاد الضغط على المزارعين نحو احتكار الموردين، وهو ما أثار استياء العديد منهم. خلال الخمسينيات والستينيات، كان على المزارعين في كثير من الأحيان شراء معدات من نفس ماركة جراراتهم لكي يتمكنوا من تركيبها بشكل صحيح أو لتحقيق أفضل النتائج. وإذا احتاج المزارع إلى استخدام ماركة مختلفة من المعدات، فكانت هناك حاجة أحيانًا إلى مجموعة أدوات تكييف، والتي كانت عادةً غير عملية أو غير ملائمة أو غير آمنة. وكان الضغط نحو احتكار الموردين سلاحًا ذا حدين بالنسبة للبائعين. كان ذلك ميزة في الحالات التي شجعت على بيع الأدوات الزراعية (على سبيل المثال، قرر مزارع شراء جرار وأدوات زراعية جديدة ليحل محل أدواته القديمة، متوقعًا زيادة الإنتاجية لتبرير التكلفة)، ولكنه كان عيبًا أيضًا، إذ لم يرَ المزارعون قيمة في وصلة جر جديدة خاصة إذا لم يتمكنوا من شراء أدوات جديدة للاستفادة منها بشكل كامل، أو إذا شعروا بعدم الارتياح لشراء أدوات جديدة في حين أن لديهم بالفعل أدوات صالحة للاستخدام. وقد واجهت شركة فيرغسون هذه المشكلة الأخيرة في المملكة المتحدة وأيرلندا في عشرينيات وثلاثينيات القرن العشرين، كما انطبقت أيضًا على وصلات الجر الخاصة بالمنافسين في أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين.

في ستينيات القرن الماضي، ومع انتهاء صلاحية براءات اختراع هذه التقنية، اتفق مصنّعو الجرارات والمعدات الزراعية على نظام الربط ثلاثي النقاط كنظام قياسي موحد وقابل للتبديل وكامل الميزات لربط المعدات بالجرارات. ومع ظهور وضع الملكية الفكرية غير الحصرية، تمكّن المصنّعون من تطوير النظام وإجراء تعديلات مفيدة عليه. واليوم، اعتمدت جميع الشركات المصنّعة تقريبًا شكلًا موحدًا ^{[ 1 ]} من نظام الربط ثلاثي النقاط الحديث؛ كما توفّر العديد من الشركات مجموعات تحويل آمنة لتحويل أنظمة الربط غير القياسية إلى نظام الربط ثلاثي النقاط.

• قابض تجاوز السرعة
• مأخذ الطاقة

• بريبس، روبرت ن.؛ مورلاند، أندرو (مصور) (1993)، جرارات فارمال: تاريخ جرارات فارمال الدولية من ماكورميك-ديرينغ ، سلسلة تاريخ جرارات المزارع الملونة، أوسولا، ويسكونسن، الولايات المتحدة الأمريكية: إم بي آي، رقم ISBN 978-0-87938-763-1.

• الانحياز إلى الطبيعة - قصة نظام فيرغسون
• المخترع، هاري فيرغسون
• نموذج الربط ثلاثي النقاط