
สารบัญ
เมื่อเลือกซื้ออุปกรณ์ยกสำหรับโรงงานอุตสาหกรรม คำถามที่พบบ่อยที่สุดอย่างหนึ่งคือ เครนเหนือศีรษะหรือเครนแบบโครงเหล็กแบบไหนเหมาะสมกว่ากัน แม้ว่าทั้งสองแบบจะออกแบบมาเพื่อการขนถ่ายวัสดุ แต่ก็มีความแตกต่างกันอย่างมากในด้านโครงสร้าง ข้อกำหนดในการติดตั้ง ต้นทุน และสถานการณ์การใช้งาน การเลือกประเภทที่ไม่ถูกต้องอาจส่งผลให้ต้นทุนโครงการสูงขึ้น การใช้พื้นที่ไม่คุ้มค่า หรือข้อจำกัดในการดำเนินงานในระยะยาว
บทความนี้เขียนขึ้นเพื่อเปรียบเทียบอย่างชัดเจนและเป็นรูปธรรมระหว่างเครนเหนือศีรษะและเครนโครงสร้าง โดยการวิเคราะห์ความแตกต่างที่สำคัญและกรณีการใช้งานทั่วไป เรามุ่งหวังที่จะช่วยให้ผู้ซื้อ วิศวกร และผู้จัดการโครงการสามารถตัดสินใจได้อย่างมีข้อมูลครบถ้วนโดยอิงจากสภาพการใช้งานจริง ไม่ใช่การคาดเดา ไม่ว่าคุณจะวางแผนสร้างโรงงานใหม่หรืออัปเกรดอุปกรณ์ที่มีอยู่ คู่มือนี้จะช่วยคุณในการเลือกโซลูชันเครนที่เหมาะสม
แม้ว่าเครนเหนือศีรษะและเครนโครงเหล็กอาจดูคล้ายกันในแง่ของฟังก์ชันการยก แต่หลักการทางวิศวกรรมของทั้งสองแบบนั้นแตกต่างกันอย่างพื้นฐานในระดับโครงสร้าง การทำความเข้าใจว่าเครนแต่ละชนิดถ่ายโอนน้ำหนักและมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมโดยรอบอย่างไรเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเลือกใช้ที่เหมาะสม ส่วนต่อไปนี้จะเน้นถึงความแตกต่างทางโครงสร้างหลักที่กำหนดประสิทธิภาพ ความเสถียร และความเหมาะสมในการใช้งานในสภาวะต่างๆ
เครนเหนือศีรษะเป็นระบบยกที่ติดตั้งในตำแหน่งสูงภายในโรงงาน โกดัง และสถานประกอบการอุตสาหกรรม เพื่อการขนย้ายวัสดุอย่างมีประสิทธิภาพ เครนจะวิ่งบนรางหรือแทร็กเหนือศีรษะซึ่งโดยทั่วไปจะติดตั้งบนผนังหรือเสาของอาคาร โดยกลไกการยกจะแขวนอยู่จากโครงสร้างสะพาน เนื่องจากเครนเหนือศีรษะอาศัยโครงสร้างของอาคารในการรองรับ จึงให้ความเสถียรในการใช้งานที่ดีเยี่ยมและผสานรวมเข้ากับสายการผลิตและระบบการไหลของวัสดุได้อย่างราบรื่น
ในด้านโครงสร้าง เครนเหนือศีรษะประกอบด้วยคานหลัก มอเตอร์ รอกหรือรอกไฟฟ้า กลไกการเคลื่อนที่สำหรับทั้งแบบสะพานและแบบรถเข็น ตะขอ และระบบเบรก ขึ้นอยู่กับความต้องการในการยก เครนเหนือศีรษะมีให้เลือกทั้งแบบคานเดี่ยวและคานคู่ โดยแบบคานคู่มักใช้สำหรับงานหนักและงานที่มีรอบการทำงานสูง คานหลักมักออกแบบเป็นคานกล่องหรือคานโครงถัก: คานกล่องมีโครงสร้างกลวงและปิดสนิทซึ่งให้ความแข็งแรงและความแข็งแกร่งที่เหนือกว่า ในขณะที่คานโครงถักผลิตจากเหล็กโครงสร้างเชื่อม ทำให้มีน้ำหนักเบาแต่ยังคงรับน้ำหนักได้ดี การทำงานเหนือระดับพื้นดินทำให้เครนเหนือศีรษะใช้พื้นที่ใต้สะพานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดโดยไม่รบกวนอุปกรณ์บนพื้นดิน
เครนเหนือศีรษะได้รับการรองรับโดยโครงสร้างของอาคาร โดยน้ำหนักจะถูกส่งผ่านคานทางวิ่งไปยังเสาและฐานราก การออกแบบที่ยกสูงและผสานเข้ากับตัวอาคารนี้ช่วยให้สามารถดำเนินการยกได้โดยไม่ต้องใช้พื้นที่บนพื้นดิน ทำให้เครนเหนือศีรษะเหมาะอย่างยิ่งสำหรับโรงงานที่มีการจัดวางอุปกรณ์อย่างหนาแน่นและสายการผลิตแบบตายตัว
เนื่องจากเครนทำงานอยู่เหนือระดับพื้น การขนย้ายวัสดุจึงมีประสิทธิภาพสูงและไม่ติดขัด ทำให้สามารถบูรณาการเข้ากับขั้นตอนการทำงานต่อเนื่องและซ้ำซากได้อย่างราบรื่น นอกจากนี้ การไม่มีรางบนพื้นยังช่วยขจัดปัญหาการรบกวนยานพาหนะ บุคลากร และอุปกรณ์ที่ติดตั้งบนพื้นอีกด้วย
ข้อจำกัดหลักของเครนเหนือศีรษะอยู่ที่การพึ่งพาโครงสร้างของอาคาร หากโรงงานไม่ได้ออกแบบมาเพื่อรองรับทางวิ่งของเครนตั้งแต่แรก อาจจำเป็นต้องเสริมความแข็งแรงของโครงสร้างเพิ่มเติม เมื่อติดตั้งแล้ว ระยะห่างระหว่างเสา เส้นทางการเคลื่อนที่ และพื้นที่ใช้งานของเครนจะคงที่ ทำให้ความยืดหยุ่นในการเปลี่ยนแปลงผังในอนาคตลดลง

เครนแบบโครงเหล็กเป็นระบบยกที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการติดตั้งในโครงการต่างๆ และงานขนย้ายของหนักในพื้นที่ที่มีพื้นที่เพียงพอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับการยกของหนักหรือขนาดใหญ่มาก และมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง เช่น อู่ต่อเรือ สถานที่ก่อสร้าง โรงไฟฟ้า และลานเก็บวัสดุ ที่ไม่สามารถจัดหาโครงสร้างอาคารรองรับได้
ในทางโครงสร้าง เครนแบบโครงเหล็กประกอบด้วยคานหลัก ขาตั้งแบบแข็งและ/หรือแบบยืดหยุ่น กลไกการยก ระบบสะพานและรถเข็นสำหรับเคลื่อนที่ และม้วนสายเคเบิล คุณลักษณะทางโครงสร้างที่สำคัญที่สุดของเครนแบบโครงเหล็กคือขาตั้งที่รองรับน้ำหนัก ซึ่งถ่ายเทน้ำหนักลงสู่พื้นโดยตรง แทนที่จะถ่ายเทไปยังตัวอาคาร ทำให้เครนแบบโครงเหล็กมีความเป็นอิสระทางโครงสร้าง ช่วยให้สามารถทำงานได้ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีทางวิ่งเหนือศีรษะ หรือการติดตั้งทางวิ่งนั้นไม่เหมาะสม หรือมีค่าใช้จ่ายสูงเกินไป
ด้วยการออกแบบที่รองรับด้วยขาตั้ง ทำให้เครนแบบโครงเหล็กสามารถใช้งานได้ทั้งในร่มและกลางแจ้ง ติดตั้งบนรางหรือล้อ และเคลื่อนย้ายได้ง่ายกว่าเครนเหนือศีรษะ ความเป็นอิสระทางโครงสร้างนี้ทำให้มีความยืดหยุ่นเป็นพิเศษสำหรับการดำเนินงานตามโครงการ การติดตั้งชั่วคราว และพื้นที่ทำงานเปิดโล่งขนาดใหญ่
โครงสร้างขาเครนแบบเดียวกันที่ให้ความยืดหยุ่นแก่เครนแบบโครงเหล็กก็มีข้อเสียเช่นกัน อาจต้องมีรางพื้นและฐานราก ซึ่งจะเพิ่มงานโยธาและการเตรียมพื้นที่ก่อสร้าง ขาเครนกินพื้นที่บนพื้น อาจรบกวนการจราจรบนพื้นดินและลดพื้นที่ทำงานที่ใช้งานได้ใต้เครนเมื่อเทียบกับระบบเหนือศีรษะ

เครนเหนือศีรษะและเครนโครงเหล็กถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ แต่หลักการใช้งานนั้นไม่สามารถใช้แทนกันได้ รูปทรงโครงสร้าง วิธีการรองรับ และสภาพการติดตั้ง ล้วนเป็นตัวกำหนดว่าเครนแต่ละประเภทเหมาะสมกับการใช้งานในอุตสาหกรรมใดมากที่สุด ในส่วนต่อไปนี้ เราจะนำเสนอภาพการใช้งานเครนเหนือศีรษะและเครนโครงเหล็กในแต่ละอุตสาหกรรม โดยระบุชื่ออุตสาหกรรมไว้อย่างชัดเจน เพื่อแสดงให้เห็นว่าเครนแต่ละประเภทสอดคล้องกับสภาพแวดล้อมการทำงานและข้อกำหนดการใช้งานที่แตกต่างกันในโครงการจริงอย่างไร
ในงานอุตสาหกรรม เครนเหนือศีรษะมักถูกใช้งานในสภาพแวดล้อมภายในอาคารมากกว่า เนื่องจากโครงสร้างอาคารสามารถรองรับทางวิ่งของเครนได้ และต้องการการยกที่มั่นคงและต่อเนื่อง ตัวอย่างการใช้งานทั่วไป ได้แก่ โรงงานผลิต โรงงานแปรรูปเหล็ก โรงงานผลิตรถยนต์ โรงงานผลิตยา และสถานที่ปิดอื่นๆ ที่การใช้พื้นที่ การบูรณาการกระบวนการทำงาน และความต่อเนื่องในการดำเนินงานมีความสำคัญอย่างยิ่ง

การผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม

อุตสาหกรรมเหล็กกล้า

อุตสาหกรรมการรีดเหล็ก

อุตสาหกรรมการจัดการขยะ

อุตสาหกรรมการขนถ่ายแผ่นเหล็กและโปรไฟล์เหล็ก

อุตสาหกรรมยานยนต์

อุตสาหกรรมยา

อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
เครนแบบโครงเหล็กส่วนใหญ่ใช้ในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งและกึ่งเปิดโล่ง ซึ่งต้องเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนขนาดใหญ่ ช่วงความยาวมาก และน้ำหนักมาก โดยไม่ต้องพึ่งพาโครงสร้างอาคาร ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ ลานประกอบชิ้นส่วนสำเร็จรูป โรงงานผลิตคอนกรีตสำเร็จรูป ลานเก็บวัสดุสำหรับโรงรีดเหล็ก โรงงานต่อเรือ ท่าเทียบเรือคอนเทนเนอร์ และโรงงานปิปิโตรเลียมและก๊าซ

อุตสาหกรรมการผลิตชิ้นส่วนสำเร็จรูป

คอนกรีตสำเร็จรูป อุตสาหกรรม

การขนถ่ายวัสดุในโรงรีดเหล็ก

อุตสาหกรรมปิโตรเลียมและก๊าซ

อุตสาหกรรมการต่อเรือ

อุตสาหกรรมการขนส่งตู้คอนเทนเนอร์

อุตสาหกรรมรถไฟ

อุตสาหกรรมห้องปลอดเชื้อ
ในโครงการจริง ต้นทุนรวมของระบบเครนไม่สามารถตัดสินได้จากประเภทของเครนเพียงอย่างเดียว ปัจจัยต่างๆ เช่น สภาพแวดล้อมในการติดตั้ง สภาพโครงสร้าง งานฐานราก และข้อกำหนดด้านการป้องกัน มักมีผลกระทบต่อการลงทุนโดยรวมมากกว่าตัวอุปกรณ์เอง เพื่อให้การเปรียบเทียบมีความเป็นรูปธรรมและเป็นกลางมากขึ้น บริษัท Dafang Crane จึงนำเสนอโครงการจริงสองโครงการที่เกี่ยวข้องกับเครนเหนือศีรษะและเครนแบบโครงสร้างที่มีกำลังยกเท่ากัน ซึ่งช่วยแสดงให้เห็นว่าสภาพการใช้งานมีผลต่อต้นทุนโครงการโดยรวมอย่างไร
| ประเภทเครน | LD เครนเหนือศีรษะคานเดี่ยว | เครนโครงสร้างคานเดี่ยว MH |
|---|---|---|
| สถานการณ์การใช้งาน | ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังน้ำ | ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังน้ำ |
| ความจุ | 10 ตัน | 10 ตัน |
| ช่วง | 28.5 ม. | 28.5 ม. |
| ยกสูง | 10 เมตร | 10 เมตร |
| ระดับการทำงาน | เอ4 | เอ4 |
| แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด | แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 380 โวลต์ | แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 380 โวลต์ |
| ราคา/ดอลลาร์สหรัฐ | 11161 | 26657 |
| เส้นทางการถ่ายโอนโหลด | น้ำหนักจะถูกถ่ายเทไปยังเสาและฐานรากของอาคาร | น้ำหนักทั้งหมดถูกถ่ายเทลงสู่พื้นผ่านขาเครนยก |
| การพึ่งพาโครงสร้างอาคาร | สูง (เป็นประโยชน์เมื่อโครงสร้างพร้อมใช้งานเครน) | ระดับต่ำ (ระบบที่มีโครงสร้างเป็นอิสระ) |
ความสูงของโรงงานในโครงการนี้คือ 14 เมตร ทั้งเครนเหนือศีรษะแบบคานเดี่ยว LD ขนาด 10 ตัน และเครนโครงสร้างแบบคานเดี่ยว MH ขนาด 10 ตัน สามารถนำมาใช้ในโรงงานของโรงไฟฟ้าพลังน้ำได้ และทั้งสองแบบก็ตรงตามข้อกำหนดการใช้งานในระดับเทคนิค
ทั้งสองแบบมีลักษณะเหมือนกันทุกประการในแง่ของน้ำหนักยกสูงสุด ระยะห่างระหว่างเสา (28.5 เมตร) ความสูงในการยก แรงดันไฟฟ้า และสถานการณ์การใช้งาน ดังนั้น ความแตกต่างระหว่างทั้งสองแบบจึงอยู่ที่วิธีการคำนวณต้นทุน ไม่ใช่ความสามารถในการยกเอง ในแง่ของราคา ข้อดีของเครนสะพานมาจากการใช้โครงสร้างโรงงาน น้ำหนักยกจะถูกส่งไปยังเสาและฐานรากของโรงงานโดยตรงผ่านคานราง โดยไม่จำเป็นต้องสร้างรางบนพื้นดินและงานโยธาเพิ่มเติม ทำให้ขอบเขตของโครงการส่วนใหญ่เน้นไปที่การจัดหาและติดตั้งอุปกรณ์ ดังนั้น ภายใต้เงื่อนไขการใช้งานเดียวกัน การลงทุนโดยรวมในเครื่องจักรสะพานจึงต่ำกว่าอย่างมาก ในกรณีนี้ ราคาของอุปกรณ์เครนสะพานอยู่ที่ 11,161 ดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งเหมาะสมกว่าสำหรับสภาพแวดล้อมการบำรุงรักษาภายในอาคารแบบคงที่และระยะยาว
ในทางตรงกันข้าม แม้ในโรงงานเดียวกัน เครนแบบโครงเหล็กก็ยังต้องถ่ายเทน้ำหนักลงสู่ราง P38 บนพื้นผ่านขาค้ำยัน ซึ่งหมายความว่าต้องมีการกำหนดค่าระบบรางบนพื้น การก่อสร้างฐานราก และชิ้นส่วนโครงสร้างเหล็กเพิ่มเติม ปัจจัยเหล่านี้ส่งผลให้ต้นทุนการผลิตและการติดตั้งอุปกรณ์สูงขึ้นโดยตรง ทำให้ราคาของเครนแบบโครงเหล็กภายใต้เงื่อนไขเดียวกันสูงถึง 26,657 ดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งสูงกว่าเครนเหนือศีรษะอย่างมาก
โดยสรุปแล้ว ภายใต้เงื่อนไขที่ว่าความสูงและโครงสร้างของโรงงานเอื้ออำนวย เครนเหนือศีรษะสามารถบรรลุเป้าหมายการทำงานเดียวกันได้ในราคาที่ต่ำกว่า ซึ่งเป็นทางเลือกที่คุ้มค่ากว่า ในขณะที่เครนแบบโครงถักมีต้นทุนที่สูงกว่า แต่แลกมาด้วยอิสระในการปรับโครงสร้างและความยืดหยุ่นทางวิศวกรรม ซึ่งเหมาะสำหรับโครงการที่มีข้อจำกัดในการก่อสร้างหรือความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไปในอนาคต
การเลือกใช้ระหว่างเครนเหนือศีรษะและเครนแบบโครงสร้าง ควรพิจารณาจากสภาพโครงสร้าง สภาพแวดล้อมการใช้งาน และต้นทุนโครงการโดยรวม มากกว่าที่จะพิจารณาจากประเภทของเครนเพียงอย่างเดียว จากมุมมองทางวิศวกรรม การตัดสินใจสามารถเข้าใจได้อย่างชัดเจนผ่านสามมิติต่อไปนี้:
ความแตกต่างพื้นฐานในเชิงโครงสร้างอยู่ที่วิธีการรับน้ำหนัก เครนเหนือศีรษะจะถ่ายเทน้ำหนักผ่านคานทางวิ่งไปยังเสาและฐานรากของอาคาร ทำให้เครนประเภทนี้ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโรงงานเป็นอย่างมาก ในทางตรงกันข้าม เครนแบบโครงเหล็กเป็นระบบที่รองรับด้วยขาและรับน้ำหนักได้ด้วยตัวเอง โดยน้ำหนักจะถูกถ่ายเทโดยตรงไปยังรางบนพื้นหรือฐานราก ความเป็นอิสระทางโครงสร้างนี้ทำให้เครนแบบโครงเหล็กสามารถทำงานได้ในสถานที่ที่อาคารไม่สามารถรองรับทางวิ่งของเครนได้ หรือในกรณีที่การดัดแปลงโครงสร้างทำได้ยาก
ในทางปฏิบัติ เครนเหนือศีรษะมักใช้ในอาคารมากกว่า ในขณะที่เครนแบบโครงสร้างมักใช้กลางแจ้งหรือในพื้นที่กึ่งเปิดโล่ง อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างนี้ไม่ใช่ข้อจำกัดที่ตายตัว เครนแบบโครงสร้างสามารถใช้ในอาคารได้ภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ และเครนเหนือศีรษะอาจดัดแปลงเพื่อใช้กลางแจ้งได้เมื่อโครงสร้างป้องกันและประเภทการใช้งานเอื้ออำนวย สภาพแวดล้อมในการทำงานและข้อกำหนดด้านการใช้งานจะเป็นตัวกำหนดความเหมาะสมในท้ายที่สุด
จากมุมมองด้านต้นทุน การเลือกเครนควรเน้นที่การลงทุนรวมของโครงการ ไม่ใช่แค่ราคาเครนเพียงอย่างเดียว
เครนเหนือศีรษะอาจต้องการการประสานงานด้านโครงสร้างเริ่มต้นที่สูงกว่า แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีต้นทุนตลอดอายุการใช้งานที่ต่ำกว่าในอาคารภายในอาคารที่มีการใช้งานสูงและคงที่ ส่วนเครนแบบโครงเหล็กมักต้องการรางพื้น ฐานราก และมาตรการป้องกันสิ่งแวดล้อม ซึ่งอาจเพิ่มการลงทุนเริ่มต้น แต่ให้ความยืดหยุ่นและความเป็นอิสระทางโครงสร้างในกรณีที่สภาพอาคารมีข้อจำกัด
วีแชท