محاسبه هوشمند و قابل اعتماد بار چرخ جرثقیل: ایجاد ایمنی، افزایش عملکرد و کسب آرامش خاطر

محاسبه بار چرخ جرثقیل گامی کلیدی در فرآیند طراحی و انتخاب جرثقیل است. محاسبه دقیق بار نه تنها به طور مستقیم بر ایمنی و قابلیت اطمینان جرثقیل تأثیر می‌گذارد، بلکه به عمر مفید تجهیزات و هزینه‌های نگهداری نیز مربوط می‌شود. در عمل، بار چرخ توسط اثرات ترکیبی وزن خود جرثقیل، وزن بار برداشته شده، بارهای دینامیکی و عوامل محیطی ایجاد می‌شود. بنابراین، برای انجام محاسبه دقیق بار، لازم است فرم ساختاری جرثقیل، شرایط کاری و حالت عملیاتی و سایر عوامل در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که چرخ‌ها می‌توانند تحت شرایط کاری مختلف به طور ایمن و پایدار عمل کنند.

محاسبه بار چرخ جرثقیل 

باری که چرخ‌های جرثقیل تحمل می‌کنند هیچ ارتباطی با بار سیستم محرک مکانیزم حرکتی ندارد و می‌توان آن را مستقیماً با توجه به شرایط تعادل بار خارجی جرثقیل به دست آورد. بار چرخ جرثقیل سقفی شامل حداکثر بار چرخ و حداقل بار چرخ است. حداکثر بار چرخ جرثقیل سقفی، بار چرخ چرخ بزرگ است زمانی که واگن برقی کاملاً پر شده نزدیک به موقعیت حد تیر انتهایی است و حداقل بار چرخ، بار چرخ چرخ بزرگ یک انتهای دهانه است زمانی که واگن برقی در وسط دهانه تخلیه می‌شود.

حداکثر بار چرخ (بار کامل) = (G-G1)/n + (Q+G1)*(L-L1)/n*L 

حداقل بار چرخ (بدون بار) = (G-G1)/n + G1*L1/n*L 

• G = وزن کل جرثقیل (شامل چرخ دستی) (T) 
• G1 = وزن واگن برقی (T) 
• Q = ظرفیت بالابری نامی (T) 
• L = طول دهانه بر حسب متر 
• n = تعداد چرخ‌های جرثقیل 
• L1 = حداقل فاصله (برحسب T) از خط مرکزی قلاب تا خط مرکزی تیرک حداقل فاصله از خط مرکزی قلاب تا خط مرکزی تیرک انتهایی (متر) 

انتخاب و تأیید چرخ جرثقیل 

نحوه انتخاب چرخ‌ها با توجه به بار جرثقیل و نحوه تأیید اینکه آیا چرخ‌ها می‌توانند بار را حمل کنند یا خیر 

۱. تعیین بار محاسبه خستگی چرخ‌ها: 

محاسبه بار خستگی چرخ‌ها با استفاده از حداکثر و حداقل فشار چرخ جرثقیل قابل تعیین است و فرمول محاسبه PC به شرح زیر است:

• PC - بار محاسبه خستگی چرخ (نیوتن)؛ 
• پ_حداکثر — حداکثر فشار چرخ (نیوتن) هنگامی که جرثقیل به طور عادی کار می‌کند؛ 
• پ_دقیقه — حداقل فشار چرخ (نیوتن) هنگامی که جرثقیل به طور عادی کار می‌کند؛ 
• در تعیین P_حداکثر و پ_دقیقهضرایب بار دینامیکی و ضرایب ضربه مکانیزم‌های بالابر و عملیاتی برابر با ۱ در نظر گرفته می‌شوند. 

برای جرثقیل سقفی، هنگامی که جرثقیل واگن برقی با بار نامی خود تا حد مجاز در یک طرف در حال کار است، فشار چرخ بزرگ در نزدیکی سمت واگن برقی P است._حداکثرفشار زیاد چرخ در سمت بدون بار و دور از سمت واگن برقی، P است._دقیقهبرای جرثقیل سقفی، هنگامی که بار نامی جرثقیل واگن برقی به موقعیت حد یک طرف می‌رسد، فشار چرخ در نزدیکی سمت واگن برقی P است._حداکثرفشار چرخ بدون بار از کنار چرخ دستی برابر با P است._دقیقهبرای جرثقیل‌های بازویی، فشار چرخ زیر بوم در حداکثر دامنه بار کامل P است._حداکثرو فشار چرخ زیر بوم در حداقل دامنه بی‌باری، P است._دقیقه.

۲. محاسبه‌ی مقاومت تماس آج چرخ:

۲.۱ فشار مجاز چرخ برای تماس با خط:

پ_ج≤K₁×D×L×C₁×سی₂

• پ_سی —- بار محاسبه خستگی چرخ (نیوتن)؛ 
• ک₁ —– ثابت تنش تماس خطی مجاز (N/mm2) مربوط به ماده، مطابق جدول 1 انتخاب شده است؛ 
• قطر چرخ D —– (میلی‌متر)؛ 
• L—— طول تماس مؤثر چرخ و ریل؛ 
• سی₁—– ضریب سرعت، مطابق جدول ۲ انتخاب شده است؛ 
• سی₂—– ضریب سطح کار، مطابق جدول ۳ انتخاب شده است؛

جدول ضرایب محاسبه (جدول 1):

یادداشت:

1. σ_ب استحکام کششی ماده (N/mm²);

۲. چرخ‌های فولادی عموماً باید عملیات حرارتی شوند، سختی آج توصیه می‌شود HB=300~380 باشد و عمق لایه کوئنچ ۱۵ میلی‌متر تا ۲۰ میلی‌متر باشد. در تعیین مقدار مجاز، σ_ب زمانی گرفته می‌شود که ماده تحت عملیات حرارتی قرار نگرفته باشد؛

3. هنگامی که مواد چرخ از آهن شکل پذیر استفاده می کند. σ_ب.≥500N/mm² مواد، K₁, ک₂ مقدار با توجه به σ انتخاب می شود_ب.=500 نیوتن بر میلی متر².

جدول ضرایب محاسبه (جدول ۲):

جدول ضرایب محاسبه (جدول ۳):

۲.۲ فشار مجاز چرخ برای تماس نقطه‌ای:

• پ_سی —- بار محاسبه خستگی چرخ (نیوتن)؛ 
• ک₂ —– ثابت تنش تماس نقطه‌ای مجاز مربوط به ماده (N/mm2)، مطابق جدول 1 انتخاب شده است؛ 
• R —– شعاع انحنا، شعاع انحنای چرخ و شعاع انحنای مسیر با مقدار بزرگتر (میلی‌متر) را در نظر بگیرید. 
• M —— با توجه به سطح بالایی مسیر و شعاع انحنای چرخ نسبت (r/R)، طبق جدول 4 انتخاب شده؛ 
• سی₁ —– ضریب سرعت، مطابق جدول ۳ انتخاب شده است؛ 
• سی₂ —– ضریب سطح کار، مطابق جدول ۴ انتخاب شده است؛

جدول ضرایب محاسبه (جدول ۴):

یادداشت:

۱. مقادیر m با درون‌یابی محاسبه می‌شوند وقتی r/R مقدار دیگری باشد؛

2. r مقدار کوچک شعاع انحنای سطح تماس است

محاسبات فوق می‌تواند برای تأیید صحت چرخ‌ها با قطرهای تعیین‌شده، به منظور تعیین حداکثر ظرفیت حمل بار مؤثر چرخ‌ها و معقول بودن ابعاد (قطر چرخ‌ها، ابعاد چرخ‌ها و تناسب مسیر و غیره) مورد استفاده قرار گیرد.

جدول حداکثر فشار مجاز چرخ برای مجموعه چرخ‌های وسایل نقلیه بزرگ:

جدول حداکثر فشار مجاز چرخ برای مجموعه چرخ‌های ترولی:

توجه: این مقدار جدول با توجه به جنس چرخ محاسبه شده است: ZG310-570، HB320؛ اگر جنس چرخ از ZG50MnMo باشد، محور چرخ از ۴۵، HB = 228 ~ 255 باشد، حداکثر فشار مجاز چرخ را می‌توان تا 20% افزایش داد؛ 

Q - ظرفیت بالابری جرثقیل؛ 

G — وزن خالص جرثقیل.

محاسبه بار چرخ جرثقیل، کار اساسی برای اطمینان از ایمنی، پایداری و دوام جرثقیل است. با محاسبه دقیق بار چرخ، می‌توان طراحی جرثقیل را بهینه کرد و مواد و فرآیند تولید مناسب را انتخاب کرد و در نتیجه عملکرد کلی تجهیزات را بهبود بخشید. در مجموع، محاسبه بار چرخ جرثقیل یک پروژه پیچیده اما حیاتی است که باید از طریق تجزیه و تحلیل و محاسبه دقیق محقق شود.

خطرات پنهان چرخ‌های جرثقیل که مطابق با استاندارد نیستند 

چرخ‌های جرثقیل که مطابق با استاندارد نباشند، تأثیر جدی بر عملکرد، ایمنی و استفاده طولانی مدت از تجهیزات خواهند داشت که در جنبه‌های زیر آشکار می‌شود: 

۱. افزایش خطرات ایمنی

• شکستگی یا خرابی چرخ: اگر جنس چرخ مطابق با استاندارد نباشد، ممکن است نتواند بار معمول جرثقیل را تحمل کند و مستعد شکستگی یا ساییدگی جدی باشد. این امر مستقیماً ایمنی اپراتور را تهدید می‌کند، به خصوص در صورت بار زیاد یا عملیات سریع که ممکن است منجر به حوادث شود.
• انحراف یا خروج ریل از ریل: چرخ‌های بی‌کیفیت ممکن است منجر به تماس ضعیف بین چرخ‌ها و ریل شوند و باعث انحراف یا خروج جرثقیل از ریل شوند و خطر تصادفات را افزایش دهند.

۲. افزایش ساییدگی و آسیب

• سایش ناهموار: اگر کیفیت چرخ ها مطابق استاندارد نباشد، ممکن است عیوبی روی سطوح آنها مانند سختی ناهموار یا ساختار ناهموار وجود داشته باشد که منجر به سایش ناهموار می شود. این سایش ناهموار، آسیب دیدن چرخ و ریل را تسریع کرده و هزینه های نگهداری را افزایش می دهد.
• سایش بیش از حد: چرخ‌های بی‌کیفیت ممکن است در طول استفاده طولانی مدت خیلی سریع ساییده شوند و منجر به تغییر در ابعاد چرخ شده و بر پایداری و دقت عملکرد جرثقیل تأثیر بگذارند.

۳. تأثیرگذاری بر عملکرد عملیاتی

• عدم تعادل و لرزش: چرخ‌های بی‌کیفیت ممکن است باعث شوند جرثقیل به طور ناهموار حرکت کند و لرزش و سر و صدای بیش از حد ایجاد کند که بر راندمان عملیاتی و راحتی تأثیر می‌گذارد. لرزش طولانی مدت همچنین ممکن است باعث آسیب به سایر اجزای مکانیکی (مانند یاتاقان‌ها، موتورها و غیره) شود.
• توزیع بار ناهموار: مشکلات کیفی چرخ‌ها ممکن است منجر به توزیع بار ناهموار، به ویژه در جرثقیل‌هایی با پیکربندی‌های مختلف چرخ، شود. این امر بر ظرفیت بار و راندمان کاری تجهیزات تأثیر می‌گذارد و در نتیجه جرثقیل قادر به عملکرد کارآمد و پایدار نخواهد بود.

۴. کاهش عمر تجهیزات

• فرسودگی و خرابی زودهنگام: مواد و سازه‌های چرخ بی‌کیفیت ممکن است باعث شود که آنها بیشتر در معرض خستگی، خوردگی و سایر آسیب‌ها قرار گیرند و در نتیجه عمر کلی جرثقیل کوتاه شود. بر این اساس، تعداد دفعات تعویض چرخ افزایش می‌یابد و در نتیجه هزینه‌های نگهداری اضافی ایجاد می‌شود.
• تسریع فرسودگی سایر اجزا: چرخ‌های بی‌کیفیت ممکن است منجر به فرسودگی زودرس سایر اجزای حیاتی جرثقیل (مانند سیستم محرک، سیستم ریلی، قلاب‌ها و غیره) شوند که این امر دشواری و هزینه نگهداری را افزایش می‌دهد.

۵. افزایش هزینه‌های نگهداری و بهره‌برداری

• تعمیرات مکرر: چرخ‌های بی‌کیفیت منجر به نیاز بیشتر تجهیزات به تعمیرات، تعویض یا کالیبراسیون می‌شوند که نه تنها هزینه‌های عملیاتی را افزایش می‌دهد، بلکه ممکن است منجر به افزایش زمان از کارافتادگی تجهیزات نیز شود و بر بهره‌وری تأثیر بگذارد.
• تعویض زودهنگام: چرخ‌های بی‌کیفیت ممکن است نتوانند از پس بار زیاد در درازمدت برآیند و در نتیجه نیاز به تعویض زودهنگام داشته باشند و هزینه‌های نگهداری و تعویض قطعات را افزایش دهند.

۶. تأثیر بر پایداری کلی سیستم

• آسیب به سیستم انتقال قدرت: مشکلات کیفی چرخ‌ها ممکن است منجر به عملکرد غیرطبیعی سیستم انتقال قدرت، مانند سایش زودرس یا آسیب به موتور، کاهنده سرعت و سایر اجزا شود و در نتیجه بر پایداری و عملکرد کل سیستم جرثقیل تأثیر بگذارد.
• آسیب به سیستم ریل: برخورد چرخ‌های بی‌کیفیت به سیستم ریل ممکن است منجر به آسیب یا تغییر شکل ریل شود که به نوبه خود بر پایداری تجهیزات تأثیر می‌گذارد و ممکن است نیاز به تعمیر و تعویض مکرر ریل را ایجاد کند.

اقدامات پیشگیرانه:

• کنترل کیفیت دقیق: اطمینان حاصل کنید که مواد اولیه و فرآیندهای تولید چرخ با استانداردهای صنعتی مطابقت دارند، تأمین‌کنندگان باکیفیت و قابل اعتماد را انتخاب کنید و بازرسی‌ها و آزمایش‌های دقیقی انجام دهید.
• بازرسی و نگهداری منظم: چرخ‌های جرثقیل را مرتباً بررسی کنید تا ساییدگی و ترک‌های احتمالی را به موقع تشخیص داده و برای نگهداری و تعویض لازم اقدام کنید.
• طراحی و انتخاب معقول: چرخ‌هایی با مشخصات مناسب مطابق با شرایط کاری جرثقیل انتخاب کنید تا از تحمل بار و محیط کاری مورد انتظار اطمینان حاصل شود.

کریستال

کارشناس نصب جرثقیل

با 8 سال تجربه در سفارشی کردن تجهیزات بالابر، به بیش از 10000 مشتری با سوالات و نگرانی های قبل از فروش خود کمک کرد، اگر هر گونه نیاز مرتبط دارید، لطفا با من تماس بگیرید!

واتس اپ: +86 199 1373 9708

پست الکترونیک: krystalli@kscranegroup.com