حساب حمولة عجلات الرافعة بطريقة ذكية وموثوقة: بناء آمن، وتعزيز الأداء، والحصول على راحة البال

يُعد حساب حمولة عجلات الرافعة خطوةً أساسيةً في عملية تصميمها واختيارها. لا يؤثر الحساب الدقيق للحمل مباشرةً على سلامة وموثوقية الرافعة فحسب، بل يرتبط أيضًا بعمر خدمة المعدات وتكاليف الصيانة. عمليًا، يتولد حمل العجلات من خلال التأثيرات المُجتمعة لوزن الرافعة الذاتي، ووزن الحمولة المرفوعة، والأحمال الديناميكية، والعوامل البيئية. لذلك، لإجراء حساب دقيق للحمل، من الضروري مراعاة الشكل الهيكلي للرافعة، وظروف العمل، ونمط التشغيل، وعوامل أخرى، لضمان عمل العجلات بأمان وثبات في مختلف ظروف العمل.

حساب حمولة عجلات الرافعة 

لا علاقة للحمل الذي تتحمله عجلات الرافعة بحمل نظام دفع آلية التشغيل، بل يُحسب مباشرةً وفقًا لظروف توازن الحمل الخارجي للرافعة. يشمل حمل عجلات الرافعة العلوية المتحركة الحد الأقصى والحد الأدنى. أقصى حمل لعجلة الرافعة العلوية المتحركة هو حمل العجلة الكبيرة عندما تكون العربة المحملة بالكامل قريبة من حد العارضة الطرفية، وأدنى حمل هو حمل العجلة الكبيرة في أحد طرفي الامتداد عند تفريغ العربة في منتصف الامتداد.

أقصى حمل للعجلة (الحمل الكامل) = (G-G1)/n + (Q+G1)*(L-L1)/n*L 

الحد الأدنى لحمل العجلة (بدون تحميل) = (G-G1)/n + G1*L1/n*L 

• G = الوزن الإجمالي للرافعة (بما في ذلك العربة) (T) 
• G1 = وزن العربة (T) 
• Q = قدرة الرفع المقدرة (T) 
• L = الامتداد بالمتر 
• n = عدد العجلات على الرافعة 
• L1 = الحد الأدنى للمسافة (بالطن) من خط مركز الخطاف إلى خط مركز العارضة النهائية الحد الأدنى للمسافة من خط مركز الخطاف إلى خط مركز العارضة النهائية (م) 

اختيار عجلة الرافعة والتحقق منها 

كيفية اختيار العجلات وفقًا لحمل الرافعة وكيفية التحقق مما إذا كانت العجلات قادرة على الحمل 

1. تحديد حمل حساب التعب للعجلات: 

يمكن تحديد حمل حساب التعب PC للعجلات من خلال الحد الأقصى والأدنى لضغط عجلة الرافعة، والصيغة لحساب PC هي كما يلي:

• كمبيوتر شخصي - حساب حمل تعب العجلة (نيوتن)؛ 
• ص_الأعلى - أقصى ضغط للعجلة (نيوتن) عندما تعمل الرافعة بشكل طبيعي؛ 
• ص_دقيقة - الحد الأدنى لضغط العجلات (نيوتن) عندما تعمل الرافعة بشكل طبيعي؛ 
• في تحديد P_الأعلى و ب_دقيقة، يتم أخذ معاملات الحمل الديناميكية ومعاملات التأثير لآليات الرفع والتشغيل على أنها 1. 

بالنسبة لرافعة السفر العلوية، عندما تعمل رافعة العربة بحملها المقدر إلى موضع الحد على جانب واحد، يكون ضغط العجلة الكبيرة بالقرب من جانب العربة P_الأعلى; ضغط العجلة الكبيرة على الجانب غير المحمل بعيدًا عن جانب العربة هو P_دقيقةبالنسبة لرافعة السفر العلوية، عندما يصل الحمل المقدر لرافعة العربة إلى حد أحد الجانبين، يكون ضغط العجلة بالقرب من جانب العربة هو P_الأعلى; ضغط العجلة التي تم تفريغها بعيدًا عن جانب العربة هو P_دقيقةبالنسبة للرافعات الذراعية، يكون ضغط العجلة تحت ذراع أقصى سعة للحمل الكامل هو P_الأعلى؛ وضغط العجلة تحت ذراع الحد الأدنى لسعة عدم التحميل هو P_دقيقة.

2. حساب قوة ملامسة مداس العجلة:

2.1 ضغط العجلة المسموح به عند اتصال الخط:

ص_ج≤ك₁×د×ل×ج₁×ج₂

• ص_ج —- حساب حمل تعب العجلة (نيوتن)؛ 
• ك₁ —– ثابت إجهاد خط التلامس المسموح به (نيوتن/مم2) المتعلق بالمادة، والمختار وفقًا للجدول 1؛ 
• د —– قطر العجلة (مم)؛ 
• L—— طول التلامس الفعال بين العجلة والمسار؛ 
• ج₁—– معامل السرعة، تم اختياره وفقًا للجدول 2؛ 
• ج₂—– معامل مستوى العمل، المختار وفقًا للجدول 3؛

جدول عوامل الحساب (الجدول 1):

ملاحظات:

1. ص_ب هي قوة الشد للمادة (N/mm²);

٢. عادةً ما تُعالَج العجلات الفولاذية حراريًا، ويُوصى بأن تكون صلابة المداس HB=٣٠٠~٣٨٠، وأن يتراوح عمق طبقة التبريد بين ١٥ و٢٠ مم. لتحديد القيمة المسموح بها، σ_ب يتم أخذها عندما لا يتم معالجة المادة بالحرارة؛

3. عندما تستخدم مادة العجلة حديد الدكتايل. σ_ب.≥500N/مم² مادة، ك₁, ك₂ يتم تحديد القيمة وفقًا لـ σ_ب= 500 نيوتن/مم².

جدول عوامل الحساب (الجدول 2):

جدول عوامل الحساب (الجدول 3):

2.2 ضغط العجلة المسموح به عند نقطة التلامس:

• ص_ج —- حساب حمل تعب العجلة (نيوتن)؛ 
• ك₂ —– ثابت الإجهاد المسموح به لنقطة التلامس المرتبطة بالمادة (نيوتن/مم2)، المختار وفقًا للجدول 1؛ 
• R —– نصف قطر الانحناء، خذ نصف قطر انحناء العجلة ونصف قطر انحناء المسار ذي القيمة الأكبر (مم)؛ 
• م —— حسب السطح العلوي للمسار ونصف قطر انحناء العجلة بالنسبة (r/R)، وفقًا للجدول 4 المحدد؛ 
• ج₁ —– معامل السرعة، تم اختياره وفقًا للجدول 3؛ 
• ج₂ —– معامل مستوى العمل، المختار وفقًا للجدول 4؛

جدول عوامل الحساب (الجدول 4):

ملاحظات:

1. يتم حساب قيم m عن طريق الاستيفاء عندما تكون r/R قيمة أخرى؛

2. r هي القيمة الصغيرة لنصف قطر انحناء سطح التلامس

يمكن استخدام الحسابات أعلاه للتحقق من صحة العجلات ذات الأقطار المحددة، وذلك لتحديد أقصى قدرة حمل فعالة للعجلات ومعقولية الأبعاد (قطر العجلات، وأبعاد العجلات وملاءمة المسار، وما إلى ذلك).

جدول أقصى ضغط مسموح به للعجلات لمجموعات عجلات المركبات الكبيرة:

جدول الضغط الأقصى المسموح به لعجلات العربات:

ملحوظة: يتم حساب قيمة الجدول هذه وفقًا لمادة العجلة: ZG310-570، HB320؛ إذا كانت مادة العجلة مع ZG50MnMo، ومحور العجلة مع 45، HB = 228 ~ 255، فيمكن زيادة الحد الأقصى المسموح به لضغط العجلة بمقدار 20%؛ 

س – قدرة رفع الرافعة؛ 

ج - ثقل الرافعة.

يُعد حساب حمولة عجلات الرافعة العمل الأساسي لضمان سلامتها واستقرارها ومتانتها. من خلال الحساب الدقيق لحمولة العجلات، يُمكن تحسين تصميم الرافعة، واختيار المواد المناسبة وعملية التصنيع، مما يُحسّن الأداء العام للمعدات. إجمالاً، يُعد حساب حمولة عجلات الرافعة مشروعًا معقدًا ولكنه حيوي، ويجب إنجازه من خلال تحليل وحساب دقيقين.

المخاطر الخفية لعجلات الرافعة التي لا تفي بالمعايير 

إن عجلات الرافعة التي لا تتوافق مع المعايير ستسبب تأثيرًا خطيرًا على أداء المعدات وسلامتها واستخدامها على المدى الطويل، والذي يتجلى في الجوانب التالية: 

1. زيادة المخاطر الأمنية

• كسر أو عطل العجلات: إذا لم تكن مادة العجلات مطابقة للمعايير، فقد لا تتحمل الحمل الطبيعي للرافعة، وتكون عرضة للكسر أو التآكل الشديد. هذا يُهدد سلامة المُشغّل بشكل مباشر، خاصةً في حالات التحميل العالي أو التشغيل السريع، مما قد يؤدي إلى وقوع حوادث.
• انحراف المسار أو خروجه عن مساره: قد تؤدي العجلات دون المستوى المطلوب إلى ضعف الاتصال بين العجلات والمسار، مما يتسبب في انحراف الرافعة أو خروجها عن مسارها، مما يزيد من خطر وقوع الحوادث.

2. زيادة التآكل والتلف

• تآكل غير متساوٍ: إذا لم تكن جودة العجلات مطابقة للمعايير، فقد تظهر عيوب في أسطحها، مثل عدم تساوي صلابتها أو بنيتها، مما يؤدي إلى تآكل غير متساوٍ. هذا التآكل غير المتساوي يُسرّع تلف العجلات والجنزير، ويزيد من تكاليف الصيانة.
• التآكل المفرط: قد تتآكل العجلات دون المستوى المطلوب بسرعة كبيرة أثناء الاستخدام طويل الأمد، مما يؤدي إلى تغييرات في أبعاد العجلات والتأثير على استقرار ودقة تشغيل الرافعة.

3. التأثير على الأداء التشغيلي

• عدم التوازن والاهتزاز: قد تؤدي العجلات ذات الجودة الرديئة إلى عدم توازن حركة الرافعة، مما يُولّد اهتزازًا وضوضاء مفرطين، مما يؤثر على كفاءة التشغيل وراحة التشغيل. كما قد يُسبب الاهتزاز طويل الأمد تلفًا لمكونات ميكانيكية أخرى (مثل المحامل والمحركات، إلخ).
• توزيع غير متساوٍ للحمل: قد تؤدي مشاكل جودة العجلات إلى توزيع غير متساوٍ للحمل، خاصةً في الرافعات متعددة العجلات. يؤثر ذلك على سعة التحميل وكفاءة تشغيل المعدات، مما قد يؤدي إلى عدم قدرة الرافعة على العمل بكفاءة وثبات.

4. انخفاض عمر المعدات

• الشيخوخة المبكرة والتلف: قد تؤدي مواد وهياكل العجلات غير القياسية إلى زيادة تعرضها للتعب والتآكل والأضرار الأخرى، مما يُقصّر من عمر خدمة الرافعة. وبالتالي، سيزداد تكرار استبدال العجلات، مما يؤدي إلى تكاليف صيانة إضافية.
• تسريع تآكل المكونات الأخرى: قد تؤدي العجلات دون المستوى المطلوب إلى تآكل مبكر لمكونات الرافعة المهمة الأخرى (على سبيل المثال، نظام القيادة، ونظام السكك الحديدية، والخطافات، وما إلى ذلك)، مما سيزيد من صعوبة وتكلفة الصيانة.

5. زيادة تكاليف الصيانة والتشغيل

• الإصلاحات المتكررة: ستؤدي العجلات دون المستوى المطلوب إلى حاجة المعدات إلى إصلاحات أو استبدال أو معايرة أكثر تكرارًا، وهو ما لا يؤدي إلى زيادة تكاليف التشغيل فحسب، بل قد يؤدي أيضًا إلى زيادة وقت تعطل المعدات، مما يؤثر على الإنتاجية.
• الاستبدال المبكر: قد لا تتمكن العجلات ذات الجودة المنخفضة من التعامل مع متطلبات التحميل العالية على المدى الطويل، مما يؤدي إلى الحاجة إلى الاستبدال المبكر وزيادة تكاليف الصيانة واستبدال الأجزاء.

6. التأثير على استقرار النظام بشكل عام

• تلف نظام النقل: قد تؤدي مشاكل جودة العجلات إلى تشغيل غير طبيعي لنظام النقل، مثل التآكل المبكر أو تلف المحرك والمخفض والمكونات الأخرى، وبالتالي التأثير على استقرار وقابلية تشغيل نظام الرافعة بأكمله.
• تلف نظام المسار: قد يؤدي تأثير العجلات دون المستوى المطلوب على نظام المسار إلى تلف أو تشوه المسار، مما يؤثر بدوره على استقرار المعدات وقد يتطلب إصلاح المسار واستبداله بشكل متكرر.

الإجراءات الوقائية:

• مراقبة الجودة الصارمة: التأكد من أن مواد العجلات وعمليات الإنتاج تتوافق مع معايير الصناعة، واختيار الموردين الموثوق بهم للجودة، وإجراء عمليات تفتيش واختبارات مفصلة.
• التفتيش والصيانة الدورية: قم بفحص عجلات الرافعة بانتظام لاكتشاف التآكل والشقوق المحتملة في الوقت المناسب لإجراء الصيانة والاستبدال اللازمين.
• تصميم واختيار معقول: اختر العجلات ذات المواصفات المناسبة وفقًا لظروف عمل الرافعة لضمان قدرتها على تحمل الحمل وبيئة العمل المتوقعة.

كريستال

خبير تصنيع المعدات الأصلية للرافعات

مع 8 سنوات من الخبرة في تخصيص معدات الرفع، ساعدت أكثر من 10,000 عميل في الإجابة على أسئلتهم واهتماماتهم قبل البيع، إذا كانت لديك أي احتياجات ذات صلة، فلا تتردد في الاتصال بي!

واتساب: +86 199 1373 9708

بريد إلكتروني: krystalli@kscranegroup.com