اجزای ساختاری ضروری جرثقیل توضیح داده شده است

در این مقاله، اجزای ساختاری ضروری موجود در جرثقیل‌های مدرن را مرور می‌کنیم، نحوه تعامل آنها را به عنوان یک سیستم توضیح می‌دهیم و استانداردهای مواد و تولید را که تجهیزات قابل اعتماد را از تجهیزاتی که تحت فشار از کار می‌افتند جدا می‌کنند، برجسته می‌کنیم.

بوم: بازوی باربر اولیه

بوم قابل مشاهده ترین و دارای تنش مکانیکی ساختاری در هر جرثقیل است. از بدنه جرثقیل به سمت بیرون کشیده می شود تا قلاب را روی بار قرار دهد و باید ترکیب کامل بار برداشته شده، وزن مرده خود و نیروهای دینامیکی ایجاد شده توسط نوسان یا فشار باد را حمل کند.

اکثر بوم های جرثقیل از الف استفاده می کنند ساخت بخش جعبه - یک نمایه مستطیلی یا مربعی توخالی - زیرا این هندسه نسبت مقاومت به وزن عالی را ارائه می دهد. ضخامت دیواره و درجه فولاد مطابق با ظرفیت نامی جرثقیل کالیبره شده است. برای جرثقیل های خزنده که در محدوده 100 تا 500 تن کار می کنند، بخش های بوم معمولاً از فولاد کم آلیاژ با مقاومت بالا (HSLA) با قدرت تسلیم بین 690 مگاپاسکال و 960 مگاپاسکال .

شکست بوم تقریباً همیشه به یکی از سه علت منشأ می‌گیرد: درجه ناکافی مواد، کیفیت ضعیف جوش در اتصالات مقطع، یا ترک‌های خستگی ایجاد شده در نقاط تمرکز تنش. به همین دلیل است که صفحات تقویت کننده در مناطق پر تنش مانند اتصال پین پاشنه و اتصالات اسپلیس میانی جوش داده می شوند.

بوم شبکه در مقابل بوم تلسکوپی

دو نوع بوم غالب کاربردهای متفاوتی دارند:

• توری بوم می کند - در جرثقیل های خزنده و جرثقیل های چرخه کاری بزرگ استفاده می شود. دسترسی بیشتر (تا 120 متر در ماشین‌های بزرگ) و مقاومت در برابر خستگی بهتر را ارائه می‌دهد زیرا تنش در چندین عضو وتر و مورب توزیع می‌شود.
• بوم های تلسکوپی - در جرثقیل های متحرک و تمام زمینی استفاده می شود. بخش ها برای حمل و نقل فشرده داخل یکدیگر می لغزند، اما تنش های محلی بالاتری را در رابط داخلی/خارجی سیلندر ایجاد می کنند، که نیاز به کنترل تلرانس دقیق در طول ساخت دارد.

دکل و دروازه: کنترل زاویه بوم و لحظه بار

دکل (که گاهی اوقات قاب A یا دکل پشتی نامیده می شود) در ارتباط با خطوط آویز برای کنترل زاویه بوم و خنثی کردن لحظه واژگونی ایجاد شده در هنگام بلند شدن بار در شعاع قابل توجهی کار می کند. در جرثقیل های خزنده، ارتفاع دکل یک عامل کلیدی در تعیین حداکثر مقادیر مجاز بار نمودار است.

یک دکل بلندتر مولفه عمودی نیروی آویز را افزایش می دهد و بار فشاری روی بوم را کاهش می دهد. افزایش 10 درصدی در ارتفاع دکل می تواند امکان افزایش متناظر در بار مجاز در شعاع های بلندتر را فراهم کند به همین دلیل است که سازندگان جرثقیل چندین پیکربندی دکل را برای یک ماشین پایه ارائه می کنند.

از نظر ساختاری، دکل ها باید هم در برابر بارهای فشاری (ناشی از کشش آویز) و هم در برابر بارهای خمشی (ناشی از نیروهای باد خارج از صفحه) مقاومت کنند. بخش های جعبه فولادی جوش داده شده یا بخش های لوله دایره ای هر دو مورد استفاده قرار می گیرند که دومی سفتی پیچشی بهتری را ارائه می دهد.

جدول چرخشی: رابط چرخشی

میز چرخان (که به آن سکوی دوار یا قاب بالابر نیز گفته می شود) سکوی ساختاری است که بوم، دکل، وزنه تعادل، ماشین آلات بالابر و کابین روی آن نصب می شود. از طریق یک یاتاقان حلقه چرخان با قطر بزرگ به زیرشاخه متصل می شود و امکان چرخش 360 درجه را فراهم می کند.

این جزء برخی از پیچیده ترین بارگذاری های هر بخش ساختاری جرثقیل را تجربه می کند. در طول عملیات لیفت و چرخش، باید به طور همزمان:

• بار عمودی را از پین پاشنه بوم به حلقه چرخان منتقل کنید
• در لحظه واژگونی که می‌خواهید دستگاه را به جلو بچرخانید واکنش نشان دهید
• واکنش وزنه تعادل را به عقب منتقل کنید تا لحظه بارگذاری متعادل شود
• گشتاور درایو چرخشی را بدون اعوجاج پشتیبانی کنید

با توجه به این پیچیدگی، میزهای چرخان معمولاً به عنوان سازه های فولادی جوش داده شده با تارهای سفت کننده داخلی ساخته می شوند. دقت ابعاد بسیار مهم است: سطح نصب حلقه چرخشی باید با تلورانس های تنگ صاف باشد (معمولا ± 0.5 میلی متر بر روی قطر کامل حلقه ) برای جلوگیری از توزیع ناهموار بار بلبرینگ، که سایش را تسریع می کند و می تواند منجر به خرابی یاتاقان شود.

ما تولید می کنیم قطعات ساختاری فولاد کربنی میز چرخان جرثقیل خزنده طراحی شده برای مطابقت با این استانداردهای دقیق، طراحی شده برای سازگاری با پلت فرم های جرثقیل اصلی.

چارچوب مسیر: پایه و اساس ثبات

برای جرثقیل های خزنده، قاب مسیر (که به آن بدنه یا قاب زیرین نیز گفته می شود) پایه ساختاری است که کل بار جرثقیل - وزن ماشین به اضافه بار بلند شده - را از طریق مسیرهای خزنده به داخل زمین توزیع می کند. این به معنای واقعی کلمه پایه ای است که هر چیز دیگری بر آن استوار است.

قاب مسیر باید رسیدگی کند فشارهای تحمل زمین که معمولاً از 60 کیلو پاسکال تا 150 کیلو پاسکال متغیر است بسته به اندازه و پیکربندی جرثقیل. مجموعه‌های خزنده چپ و راست را از طریق یک بدنه مرکزی، که شامل ساختار X-frame یا H-frame است که بارها را از حلقه چرخان به هر دو مسیر منتقل می‌کند، به هم متصل می‌کند.

خواسته های کلیدی طراحی در چارچوب مسیر

• سفتی پیچشی - هنگامی که یک مسیر در زمینی بالاتر از دیگری قرار دارد، فریم می پیچد. سفتی ناکافی باعث ناهماهنگی در حلقه چرخان و سایش زودرس می شود.
• مقاومت در برابر ضربه - سفر بر روی زمین ناهموار بارهای ضربه ای ایجاد می کند که قاب باید بدون تغییر شکل دائمی آن را جذب کند.
• زندگی خستگی - فریم های آهنگ معمولاً ده ها هزار ساعت کار را جمع می کنند. جزئیات جوش در غلظت های تنش باید برای یک دسته خستگی تعریف شده طراحی شوند.

ما قطعات ساختاری فولاد کربنی قاب مسیر جرثقیل خزنده با روش های جوشکاری کنترل شده و عملیات حرارتی پس از جوش در مواردی که برای کاهش تنش باقیمانده و افزایش طول عمر لازم است، تولید می شوند.

سیستم ضد وزن: مدیریت لحظه بار

هیچ جرثقیلی نمی تواند بار را در شعاع بدون ایجاد لحظه واژگونی در مورد محور واژگونی بلند کند. سیستم وزنه تعادل این لحظه را با قرار دادن جرم قابل توجهی در پشت جرثقیل جبران می کند. در جرثقیل های خزنده بزرگ، بسته های وزنه تعادل می توانند وزن کنند 200 تن یا بیشتر و اغلب در دال های مدولار مونتاژ می شوند تا تغییرات پیکربندی را برای نیازهای مختلف بالابر امکان پذیر کنند.

اجزای ساختاری درگیر در سیستم وزنه تعادل عبارتند از:

• سینی وزنه مقابل - سینی فولادی ساختاری که صفحات وزنه را روی میز چرخان نگه می دارد و قرار می دهد
• دکل سوپرلیفت - در جرثقیل های بزرگ، یک دکل اضافی که به سمت عقب امتداد می یابد که اجازه می دهد وزنه تعادل به جای قرار گرفتن بر روی میز چرخان معلق شود و ظرفیت بار در شعاع های طولانی به طور چشمگیری افزایش یابد.
• براکت ها و پین های اتصال - اتصالات پین با تحمل بالا که باید در برابر برش و خمش تحت بار وزنه کامل مقاومت کنند.

مقایسه اجزای اصلی سازه بر اساس تابع

قاب ماشین آلات بالابر و ساختار نصب وینچ

در حالی که درام بالابر و موتور وینچ اجزای مکانیکی هستند، قاب ساختاری که آنها را روی میز چرخان نصب می کند به همان اندازه حیاتی است. در طول بالا بردن، طناب سیم روی درام به سمت بالا کشیده می شود و نیروی واکنشی ایجاد می کند که از طریق قاب نصب به ساختار میز چرخان منتقل می شود. یک قاب نصب ضعیف یا فرسوده به درام اجازه می دهد تحت بار خم شود، سایش طناب را تسریع کرده و دقت بالابر را کاهش می دهد. .

قاب های بالابر معمولاً از صفحه فولادی سازه ای با اتصالات پیچی یا جوشی به میز چرخان ساخته می شوند. صفحات گست در نقاط اتصال برای جلوگیری از ایجاد ترک در غلظت های تنش موضعی پس از عملیات طولانی مدت ضروری هستند.

درجه بندی فولاد سازه و کیفیت جوش: چرا آنها بیشتر از آنچه فکر می کنید اهمیت دارند

دو جرثقیل با ابعاد یکسان و ظرفیت نامی یکسان بسته به درجه فولاد و کیفیت جوش مورد استفاده در ساخت سازه آنها می توانند عمر مفید بسیار متفاوتی داشته باشند. این نکته ای است که ما می بینیم که توسط خریدارانی که عمدتاً روی قیمت تمرکز می کنند دست کم گرفته می شود.

مقایسه عملی زیر را در نظر بگیرید:

صرفه جویی در وزن در سطح بوم و دکل بسیار ارزشمند است: هر کیلوگرم حذف شده از بوم می تواند مستقیماً به ظرفیت بالابری اضافی تبدیل شود با کاهش بار مرده در انتهای بازوی لحظه ای. این یک ملاحظه جزئی نیست - در جرثقیل بوم مشبک بزرگ، بهینه سازی درجه فولاد بوم می تواند چندین درصد به نمودار بار نامی اضافه کند.

در سمت جوش، تفاوت بین یک روش جوش تایید شده و یک روش جوش تایید نشده نه در راه اندازی اولیه، بلکه پس از 3000 تا 5000 ساعت کار، زمانی که ترک های خستگی در انگشتان جوش ضعیف ظاهر می شوند، ظاهر می شود. جوش های با نفوذ کامل در اتصالات بحرانی، همراه با آزمایش بصری و غیر مخرب (NDT)، استانداردی است که سازندگان معتبر قطعات سازه ای از آن پیروی می کنند.

هنگام تامین قطعات ساختاری جرثقیل به چه نکاتی توجه کنیم؟

اگر اجزای ساختاری را برای بازسازی جرثقیل، جایگزینی OEM یا ساخت ماشین سفارشی تامین می‌کنید، در اینجا سؤالات مهمی وجود دارد که باید از هر تأمین‌کننده بپرسید:

1. گواهی مواد — آیا تأمین‌کننده می‌تواند گواهی‌های آسیاب برای ورق فولادی مورد استفاده، تأیید درجه، شماره حرارت و نتایج آزمایش مکانیکی ارائه دهد؟
2. صلاحیت جوشکاری - آیا جوشکاران دارای گواهینامه استاندارد بین المللی (به عنوان مثال، ISO 9606، AWS D1.1) هستند؟ آیا روش های جوش (WPS/PQR) مستند و در دسترس هستند؟
3. تحمل های ابعادی — تلورانس های اعلام شده برای رابط های بحرانی ( سوراخ های پین، سطوح نصب، صافی فلنج) چیست؟
4. بازرسی NDT - آیا جوش ها با آزمایش اولتراسونیک (UT) یا بازرسی ذرات مغناطیسی (MPI) بازرسی می شوند؟ آیا گزارش بازرسی با هر جزء ارائه می شود؟
5. درمان سطحی - چه سیستم حفاظتی در برابر خوردگی اعمال می شود و آیا الزامات محیطی محل کار شما را برآورده می کند؟

تأمین‌کننده‌ای که نمی‌تواند به وضوح به این سؤالات پاسخ دهد، بدون توجه به قیمت باید با احتیاط رفتار کرد. خرابی‌های سازه‌ای در جرثقیل‌ها پیامدهای ایمنی دارند که هیچ برنامه زمان‌بندی پروژه یا صرفه‌جویی در بودجه نمی‌تواند آن را توجیه کند.

ما به عنوان سازنده قطعات ساختاری ماشین آلات سنگین، طیف کاملی از قطعات ساختاری فولاد کربن جرثقیل - از جمله قاب‌های مسیر، میزهای چرخشی و اجزای بوم - ساخته شده با رویه‌های مستند با قابلیت ردیابی مواد و سوابق بازرسی ارائه شده به‌عنوان استاندارد.

ملاحظات تعمیر و نگهداری که با طراحی سازه شروع می شود

طراحی سازه ای خوب، تعمیر و نگهداری را پیش بینی می کند. قطعات باید برای دسترسی طراحی شوند - پورت های بازرسی در بخش های جعبه توخالی، سوراخ های تخلیه برای جلوگیری از تجمع آب، و سطوح رنگ شده که امکان تشخیص ترک را در طول بازرسی بصری فراهم می کند. قاب‌های مسیر، به‌ویژه، باید دارای پوشش‌های بازرسی در اتصالات بدنه باشند که معمولاً ترک‌خوردگی ناشی از خستگی آغاز می‌شود.

یک برنامه بازرسی ساختاریافته برای اجزای ساختاری جرثقیل معمولاً شامل موارد زیر است:

• بازرسی بصری هر 250 ساعت کار - وجود ترک، آسیب رنگ، خوردگی و تغییر شکل در تمام اتصالات جوش داده شده را بررسی کنید
• بررسی ابعاد پین و سوراخ هر 1000 ساعت - سایش را در تمام پایه های محوری اندازه گیری کنید و تأیید کنید که قطر سوراخ در محدوده خدمات است
• بازرسی NDT at known high-stress locations every 2,000 hours - به خصوص اتصالات پاشنه بوم، جوش های میز چرخان و اتصالات قاب X-frame
• بررسی ساختاری کامل قبل از تعمیرات اساسی یا تایید مجدد - معمولاً هر 5 سال یا پس از هر رویداد اضافه بار

گرفتن ترک در حال توسعه در مرحله بازرسی بصری، کسری از هزینه تعمیر را پس از انتشار ترک از طریق صفحه یا جوش، هزینه می‌کند. تعمیر و نگهداری سازه هزینه ای ندارد - مقرون به صرفه ترین بیمه موجود برای تجهیزات بالابر سنگین است.