اصطلاحات طراحی جرثقیل: راهنمای مبتدیان برای اصطلاحات ضروری

اصطلاحات طراحی جرثقیل، اساس خواندن نقشه‌های مهندسی، انجام محاسبات طراحی و ارائه پیشنهادات فنی را تشکیل می‌دهد. این راهنما اصطلاحات رایجی را معرفی می‌کند که پارامترهای جرثقیل، کلاس‌های کاری، سازه‌های فلزی، بارها و شاخص‌های عملکرد را پوشش می‌دهد.

اصطلاحات کلیدی طراحی جرثقیل: پارامترها و کلاس‌های وظیفه

پارامترهای مکانیزم جرثقیل، عملکرد عملیاتی ماشین‌آلات بالابر را توصیف می‌کنند و مبنایی برای طراحی و انتخاب تجهیزات فراهم می‌کنند. یک رده وظیفه جرثقیل، میزان استفاده از ظرفیت و زمان بالابری و همچنین تعداد چرخه‌های کاری را در نظر می‌گیرد.

۱. ظرفیت بالابری مجاز Gn

ظرفیت بالابری نامی، وزن کل بار یا ماده‌ای است که یک جرثقیل می‌تواند بلند کند، همراه با اتصالات بالابری قابل جدا شدن (به استثنای پخش‌کننده‌های کانتینر) یا لوازم جانبی مانند چنگک‌ها، دستگاه‌های بالابر الکترومغناطیسی و تیرهای بالابر. برای جرثقیل‌های با شعاع متغیر، مانند جرثقیل‌های برجی، جرثقیل‌های کامیونی و جرثقیل‌های پورتال، ظرفیت بالابری نامی با شعاع کاری تغییر می‌کند. ظرفیت بالابری نامی، حداکثر ظرفیت نامی مجاز در شرایط کاری ایمن در حداقل شعاع است.

در کاربرد عادی، «ظرفیت بالابری» عموماً به معنای ظرفیت بالابری نامی است.

برای پشتیبانی از تولید سری و استانداردسازی، یک استاندارد سری با ظرفیت نامی ایجاد شده است (جدول 1-1). منبع به GB783-87 استناد می‌کند و واحد را t می‌دهد. برای ماشین‌آلات بالابری که به تازگی طراحی شده‌اند، ظرفیت نامی بالابری جرثقیل و مکانیزم بالابر کمکی باید با مقادیر سری استاندارد مطابقت داشته باشد. تجهیزات با عملکرد ویژه نیز باید با مقادیر سری استاندارد مطابقت داشته باشند یا تا حد امکان به آنها نزدیک بمانند.

۲. اسپن S

برای یک جرثقیل پل، دهانه، فاصله افقی بین خطوط مرکزی ریل‌های حرکت پل جرثقیل است. این فاصله با S نشان داده می‌شود، اگرچه در گذشته معمولاً از L استفاده می‌شد و با واحد متر (m) اندازه‌گیری می‌شود. دهانه‌های جرثقیل پل برقی دارای یک سری استاندارد ملی هستند (جدول 1-2). شکل 1-1 دهانه جرثقیل را نشان می‌دهد. دهانه یک جرثقیل پل به دهانه ساختمان Sc بستگی دارد. در سری دهانه، افزایش معمولاً 3 متر است.

شکل 1-1 شامل (الف) دهانه جرثقیل و (ب) دهانه جرثقیل با دو ریل است.

۳. گیج K

گیج، که به آن مسیر چرخ نیز گفته می‌شود، به صورت زیر تعریف می‌شود:

• برای یک واگن برقی، این فاصله بین خطوط مرکزی ریل‌های واگن برقی است.
• برای جرثقیل بازویی، این فاصله بین خطوط مرکزی ریل یا بین خطوط مرکزی شیارهای چرخ‌های متحرک است.

۴. فاصله بین دو محور B

فاصله بین دو محور که به آن فاصله محورها نیز گفته می‌شود، فاصله بین خطوط مرکزی تکیه‌گاه جرثقیل یا واگن برقی در امتداد جهت حرکت طولی است. اندازه‌گیری فاصله بین دو محور B به چیدمان چرخ‌های تکیه‌گاه بستگی دارد.

۵. ارتفاع بالابری H، عمق پایین آوردن h و محدوده بالابری D

منبع، فواصل عمودی مربوطه را با استفاده از بالاترین و پایین‌ترین موقعیت‌های کاری اتصال بالابر تعریف می‌کند و موارد زیر را ارائه می‌دهد:

د = ح + ح

در جایی که عمق پایین آوردن وجود ندارد، محدوده بالابری D برابر با ارتفاع بالابری H است. ارتفاع بالابری و عمق پایین آوردن با استفاده از مرکز کاسه قلاب به عنوان نقطه مرجع اندازه‌گیری می‌شوند. برای سایر اتصالات بالابری، مانند چنگک‌ها، پایین‌ترین نقطه در حالت بسته به عنوان مرجع استفاده می‌شود.

۶. سرعت‌های عملیاتی مکانیزم

سرعت عملکرد مکانیزم بسته به مکانیزم جرثقیل متفاوت است:

• سرعت بالا و پایین بردن Vn: سرعت جابجایی عمودی بار نامی در حالت عملیاتی پایدار، که بر حسب متر بر دقیقه اندازه‌گیری می‌شود.
• سرعت حرکت جرثقیل یا پل VR': سرعت حرکت جرثقیل حامل بار نامی خود روی سطح افقی یا ریل در حالت کار پایدار، که بر حسب متر بر دقیقه اندازه‌گیری می‌شود.
• سرعت حرکت واگن برقی Vt': سرعت واگن برقی که بار نامی خود را در حالت کارکرد ثابت در امتداد ریل افقی حمل می‌کند، که بر حسب متر بر دقیقه اندازه‌گیری می‌شود.

۷. بار چرخ

بار چرخ، حداکثر فشار عمودی اعمال شده بر چرخ‌های جرثقیل توسط وزن خود پل، به همراه وزن خود واگن برقی و ظرفیت بالابری نامی آن در زمانی که واگن برقی در موقعیت محدود خود قرار دارد، می‌باشد. این یک مبنای مهم برای طراحی مکانیزم حرکت و ریل‌ها است.

۸. کلاس وظیفه

کلاس وظیفه جرثقیل بر اساس کلاس بهره‌برداری - تعداد کل چرخه‌های کاری در طول عمر طراحی - و وضعیت بار تقسیم می‌شود. این نشان می‌دهد که کار جرثقیل چقدر طاقت‌فرسا است، از جمله اینکه در طول زمان چقدر شلوغ است و چند وقت یکبار بارهای کامل را تحمل می‌کند.

منبع، کلاس‌های کاری را به A1 تا A8 تقسیم می‌کند. مقایسه تقریبی آن برای کار سبک A1 تا A4، برای کار متوسط A5 تا A6، برای کار سنگین A7 و برای کار فوق سنگین A8 است. جدول منبع 1-4 نمونه‌هایی از کلاس‌های کاری جرثقیل را فهرست می‌کند.

اصطلاحات رایج برای سازه‌ها و قطعات فلزی جرثقیل

۱. سازه فلزی جرثقیل

سازه فلزی جرثقیل که به آن سازه فولادی جرثقیل نیز گفته می‌شود، سازه‌ای است که قادر به تحمل بارهای مختلف جرثقیل است. این سازه از صفحات و مقاطع فولادی تشکیل شده است که از مواد فلزی ساخته شده‌اند و با استفاده از جوشکاری، پرچ، پیچ و مهره و سایر روش‌های اتصال، در یک چیدمان سازه‌ای مشخص مونتاژ می‌شوند.

سازه‌های فلزی جرثقیل از اعضای باربر، اعضای غیر باربر و بخش‌های اتصال تشکیل شده‌اند. تیرهای اصلی، تیرهای انتهایی و پایه‌ها اعضای باربر هستند و نیاز به محاسبات مقاومت، سختی و پایداری دارند. راهروها، نرده‌ها و نردبان‌ها اعضای غیر باربر هستند؛ منبع بیان می‌کند که آنها نیازی به محاسبات مقاومت، سختی و پایداری ندارند، اما ایمنی، سهولت استفاده و ارگونومی باید در نظر گرفته شود. اتصالات عمدتاً از جوشکاری و پیچ و مهره استفاده می‌کنند، در حالی که اکنون به ندرت از پرچ استفاده می‌شود.

۲. انواع معمول سازه‌های فلزی

انواع معمول شامل سازه‌های پل، دروازه‌ها، برج‌ها و بازوهای جرثقیل هستند. سازه‌های فلزی جرثقیل از اعضا، صفحات و مقاطعی ساخته می‌شوند که اعضای اصلی مانند تیرهای اصلی، تیرهای انتهایی و پایه‌ها را تشکیل می‌دهند. اعضای مختلف سازه‌های اصلی جرثقیل مانند پل‌ها، دروازه‌ها، برج‌ها و بازوها را تشکیل می‌دهند.

۳. اصطلاحات رایج ساختاری و مؤلفه‌ای

• تیر اصلی: عضو اصلی تحمل‌کننده بار در جرثقیل سقفی یا دروازه‌ای که بار بالابر را حمل می‌کند.
• پا: عضو پشتیبان جرثقیل دروازه‌ای یا جرثقیل کامیونی که به حفظ پایداری کلی عملکرد کمک می‌کند.
• جیب: بازوی ثابت یا تلسکوپی روی جرثقیل بازویی که برای بلند کردن بار و تنظیم شعاع کار استفاده می‌شود.
• مکانیزم بالابر: مکانیزمی که بارها را به صورت عمودی بالا و پایین می‌برد و از موتور، گیربکس، درام، ترمز، قلاب و سایر اجزا تشکیل شده است.
• مکانیسم سفر: مکانیزمی که کل جرثقیل یا واگن برقی را حرکت می‌دهد؛ ممکن است روی ریل نصب شده باشد یا روی ریل نصب نشده باشد.
• مکانیزم چرخش: مکانیزمی که یک بازوی متحرک را حول یک محور عمودی می‌چرخاند، معمولاً در جرثقیل‌های کامیونی، جرثقیل‌های زنجیری و جرثقیل‌های برجی استفاده می‌شود.
• ترمز: وسیله ترمز که برای توقف، محدود کردن سرعت و حفظ ایمنی استفاده می‌شود.
• سوئیچ محدود کننده: وسیله ایمنی که ارتفاع بالابری، مسافت طی شده یا زاویه چرخش را محدود می‌کند تا از حرکت بیش از حد جلوگیری شود.
• محدود کننده اضافه بار: وسیله ایمنی که وقتی بار بلند شده از مقدار مجاز تجاوز کند، به طور خودکار قدرت بلند کردن را قطع می‌کند.

اصطلاحات بار و نیرو

۱. بارهای منظم

بارهای منظمی به طور مکرر در طول عملکرد عادی جرثقیل رخ می‌دهند. این بارها شامل بارهای ثقلی، بارهای اینرسی تولید شده هنگام رانندگی یا ترمز که باعث شتاب یا کاهش سرعت جرثقیل می‌شود، و بارهای ناشی از جابجایی یا تغییر شکل سازه فلزی جرثقیل می‌شوند. این بارها باید هنگام محاسبه و بررسی در برابر شکست مقاومت، ناپایداری الاستیک و شکست خستگی در نظر گرفته شوند.

بارهای منظم شامل موارد زیر است:

• وزن مخصوص بار (PG): نیروی گرانشی سازه فلزی جرثقیل، مکانیزم‌ها، تجهیزات الکتریکی و سایر جرم‌ها.
• بار بالابری دارای امتیاز PQ: نیروی گرانشی کل جرم بلند شده هنگام بلند کردن ظرفیت نامی. هنگامی که ظرفیت بلند کردن زیاد است، وزن اتصال بلند کردن و طناب سیمی باید در نظر گرفته شود.
• بار اینرسی افقی حرکتی PH: نیروی اینرسی افقی تولید شده توسط جرم خود جرثقیل یا واگن برقی و جرم بالابری هنگام حرکت طولی یا عرضی و شتاب‌گیری یا ترمزگیری در صفحه افقی.

۲. بارهای تصادفی

بارهای تصادفی بارهایی هستند که در طول عملیات عادی به طور مکرر رخ نمی‌دهند اما ممکن است گاهی اوقات ایجاد شوند. آنها عمدتاً شامل انواع زیر هستند:

• بار جانبی افقی ناشی از کج شدن Ps: باری که در اثر واکنش هدایت در یک وسیله هدایت، مانند فلنج چرخ یا چرخ راهنمای افقی، هنگامی که جرثقیل یا واگن برقی در حین حرکت طولی یا عرضی کج می‌شود، ایجاد می‌شود.
• بار درجه Pp: مقاومتی که هنگام حرکت جرثقیل یا واگن برقی در امتداد ریل خود به سمت بالا تجربه می‌شود. به نظر می‌رسد عبارت منبع «در امتداد ریل» حاوی یک خطای متنی است و نیاز به بررسی فنی دارد.
• بار باد در حین کار Pw: حداکثر نیروی بادی که یک جرثقیل فضای باز باید در حین کار تحمل کند. منبع همچنین به بارهای ناشی از یخ، برف و دما اشاره می‌کند.

۳. بارهای ویژه

بارهای ویژه بارهایی هستند که در شرایط استثنایی، زمانی که جرثقیل به طور معمول کار نمی‌کند یا از سرویس خارج است، رخ می‌دهند. این بارها عمدتاً شامل انواع زیر هستند:

• بار برخورد کامپیوتر: باری که هنگام برخورد دو جرثقیل مجاور روی یک ریل، یا هنگام برخورد یک جرثقیل با یک ضربه گیر در انتهای ریل ایجاد می‌شود.
• بار واژگونی افقی Psl: برای مثال، در یک جرثقیل استکر، یک جسم یا وسیله جابجایی بار که درون یک قاب راهنمای بالابر صلب یا انتهای پایینی قاب راهنمای صلب حرکت می‌کند، ممکن است با یک مانع برخورد کند و یک نیروی افقی ایجاد کند که تمایل به واژگونی جرثقیل یا چرخ دستی دارد.
• بار لرزه‌ای PE: باری که در اثر زلزله ایجاد شده و بر روی جرثقیل بالابر اعمال می‌شود.
• بار باد خارج از سرویس: حداکثر نیروی بادی که جرثقیل می‌تواند در حالت خارج از سرویس تحمل کند، که با واحد N اندازه‌گیری می‌شود.

بارهای دیگری نیز ممکن است در موقعیت‌های خاص، مانند بارهای فرآیندی، رخ دهند. بار خستگی بار متناوب چرخه‌ای است که سازه در حین کارکرد مکرر جرثقیل متحمل می‌شود و بر عمر مفید تجهیزات تأثیر می‌گذارد.

اصطلاحات شاخص عملکرد

• استحکام، شامل تأیید استحکام خستگی: توانایی یک عضو برای جلوگیری از شکست تحت نیروهای خارجی. مقاومت شامل مقاومت کششی و فشاری، مقاومت خمشی، مقاومت برشی و مقاومت باربری یا لهیدگی است.
• سختی: توانایی محدود کردن تغییر شکل عضو تحت نیروهای خارجی. این شامل سختی استاتیک در جهت‌های عمودی و افقی و همچنین سختی دینامیکی مربوط به کاربرد می‌شود.
• پایداری: توانایی مقاومت در برابر از دست دادن پایداری تحت نیروهای خارجی. این شامل ظرفیت کلی ضد واژگونی، پایداری کلی اعضا و پایداری موضعی می‌شود.
• ضریب ایمنی: حاشیه ایمنی محفوظ در طراحی، که در اینجا به صورت نسبت ظرفیت باربری سازه به بارگذاری واقعی تعریف می‌شود. این حاشیه باید الزامات آیین‌نامه مربوطه را برآورده کند.
• تنش مجاز: حداکثر مقدار تنشی که آیین‌نامه مربوطه اجازه می‌دهد مصالح سازه‌ای در برابر آن مقاومت کند.

خلاصه

این اصطلاحات، اصطلاحات پایه‌ای هستند و اغلب در طراحی جرثقیل استفاده می‌شوند. آن‌ها از تهیه نقشه، محاسبات پارامتر، بحث‌های مربوط به پیشنهاد فنی و مطالعه بیشتر در مورد طراحی سازه و کاربرد کد پشتیبانی می‌کنند.

سیندی

واتس اپ: +86 191 3738 6654

پست الکترونیک: cindywang@hndfcrane.com

من سیندی هستم، با 10 سال سابقه کار در صنعت جرثقیل و انباشته دانش حرفه ای. من جرثقیل های رضایت بخش را برای بیش از 500 مشتری انتخاب کرده ام. اگر در مورد جرثقیل ها نیاز یا سوالی دارید، لطفا با من تماس بگیرید، من از تخصص و تجربه عملی خود برای کمک به شما در حل مشکل استفاده خواهم کرد!