طراحی جرثقیل سقفی یکی از مراحل اصلی ساختن یک خط تولید در کارخانه ها می باشد.
در واحدهای تولیدی و کارخانه ها معمولاً مواد اولیه در تناژ بالا، مثلا 10 تن، وارد کارخانه می شود.
از طرفی دیگر گاهی اوقات تولیدات یک کارخانه بسیار سنگین و حجیم هستند؛
مثلا یک کارخانه خودروسازی باید خودروهای تولیدشده و مونتاژ شده را جابجا کند، اینجاست که اهمیت جرثقیل سقفی نمایان می شود.
آشنایی با طراحی جرثقیل سقفی
در واحدهای تولیدی و بخش های صنعتی از نوع خاصی از جرثقیل به نام جرثقیل سقفی (Overhead Crane) استفاده می شود.
این جرثقیل ها معمولا روی دو ستون یا دو تیر نصب می شوند و گیربکس و تابلوی برق جرثقیل نیز در ارتفاع قرار دارند.
به دلیل قرار گرفتن اجزای اصلی جرثقیل در ارتفاع بالا، استفاده از این وسیله در مکان هایی با فضای کوچک بسیار ایده آل است.
جرثقیل سقفی معمولاً بار را بین دو نقطه A و B در جهت افقی و بدون زاویه جابجا می کند.
طراحی جرثقیل سقفی یک فرآیند صنعتی است که بخش های مختلفی دارد.
در این فرآیند یک مهندس طراح با در نظر گرفتن باری که جرثقیل باید جابجا کند و
فضای موجود در کارخانه، ابعاد جرثقیل را محاسبه و مواد اولیه مناسب را انتخاب می کند.
بیشتر بدانید: جرثقیل سقفی تک پل آویز
طراحی و مهندسی اجزای انواع جرثقیل سقفی:
طراحی و مهندسی سازه انواع جرثقیل سقفی بر اساس استاندارد های بین المللی طراحی جرثقیل و رعایت کلیه اصول علمی در طرح و محاسبه انجام میشود.
معتبرترین استانداردهای طراحی انواع جرثقیل سقفی که تمام سازندگان معتبر در سراسر جهان از آن پیروی می کنند CMAA, FEM, ISO می باشد.
شرایط مختلف بهره برداری و بارگذاری تعریف وشبیه سازی میگردد ودر بارگذاریهای بحرانی مواردی نظیر تنش، خستگی، تغییر شکل وجابجایی تحلیل ارتعاشی کمانشی و ناپایداری کنترل میشوند.
پل های جرثقیل از پروفیل های بال پهن و یا بصورت Box حاصل از جوشكاری ورق های استاندارد فولادی ساخته می شود . پل ها طوری طراحی می شوند كه خیز حاصل از ماكزیمم بار كمتر از حد مجاز استاندارد و یا خواسته كارفرما باشد.
درصورت نیاز كارفرما، در مورد جرثقیل های دوپل راهروی سرویس و دسترسی درطول پل با نرده و گارد كف با لحاظ نمودن كلیه مقررات واستانداردها قابل ساخت و تحویل می باشد.
امتیاز استفاده از این راهرو، دسترسی ایمن و آسان به بالابر، كالسكه، موتورهای طولی و تابلوی برق جرثقیل در هنگام عملیات سرویس و نگهداری است. جرثقیل های سقفی این شرکت علیرغم دارا بودن حداقل وزن سازه ، دارای بیشترین حد تحمل، مقاومت و پایداری می باشند.
مشخصات فنی ویژه این جرثقیل ها بهمراه تجهیزات گسترده بصورت استاندارد و اختیاری این محصول را به اولین انتخاب جهت هر كاربردی با بیشترین توانایی تبدیل كرده است.
سازه جرثقیل بصورت نرم افزاری شبیه سازی گشته ورفتار آن در هنگام بارگذاریهای بحرانی مورد ارزیابی قرار می گیرد تا از بروز هرنوع ایراد در محصول نهایی جلوگیری به عمل آید.
بهتر است بدانید: جرثقیل سقفی تک پل
مهم‌ترین فاکتور‌های تأثیرگذار در مشخص‌کردن توان جرثقیل
اجزاء مکانیکی
طراحی و ساخت اجزاء و اتصالات مکانیکی با توجه به وزن سازه و ماکزیمم نیروهای استاتیکی و دینامیکی وارد بر چرخ ها، اتصالات و همچنین تعداد سیکل کاری و بر اساس رسیدن به حداکثر بهره وری و جلوگیری از هرگونه توقف احتمالی جرثقیل صورت میپذیرد.
بالابر بر اساس استاندارد جهانی با توجه به نیاز مشتری و تایید فنی آن صورت میگیرد
شامل : موتورهای بالابر و حرکتی با کلاس حفاظتی IP55 و کلاس عایقی F
ترمز دیسکی دی سی با قابلیت تنظیم شدگی در برابر سقوط و دارای ازادساز دستی که روی گیربکس بالابر قرار می گیرد.
- قلاب و گیره ایمنی دارای استاندارد اروپا با طراحی خاص
- سیم بکسل گالوانیزه دارای گواهی استاندارد اروپا
- لیمیت سوئیچ های حد بالا و پایین با قابلیت اطمینان بالا
- حفاظت الکترومکانیکی در برابر اضافه بار
- ضربه گیرهای لاستیکی
- صفحات متوقف کننده لیمیت سوئیچ های ترولی
همچنین واحد طراحی و محاسبات موظف است زمان دقیق انجام پروژه را محاسبه کند. بدین منظور با هماهنگی کارفرما، گانت چارت پروژه را بر اساس زمان ساخت و نصب جرثقیل تهیه و تنظیم می کند. گانت چارت یکی از ابزار کنترل پروژه است که در آن زمان دقیق و توالی عملیات با درنظرگرفتن عملیات موازی آورده شده است. این نمودار تضمین می کند تا پروژه ساخت و نصب جرثقیل در موعد مقرر آماده و تحویل داده شود.در شکل زیر نمونه ای از گانت چارت پروژه ساخت و نصب جرثقیل آورده شده است.
بیشتر بدانید: تابلو برق صنعتی جرثقیل
تجهیزات الکتریکی
تابلوهای سیستم برقی جرثقیل بر اساس استانداردهای IEC 34-144-157-158-255-269-292N وسری استانداردهای EN 60034 ساخته و طراحی این نوع تابلوها با محاسبه حداکثر جریان اتصال کوتاه قدرت قطع تجهیزاتی همانند کلیدها وفیوزها چک میگردد.
در این نوع محاسبات حداقل جریان اتصال کوتاه نیز محاسبه شده است وپروتکشن های مورد نظر جهت حفاظت تجهیزات و اپراتور در نظر گرفته شده است.
جهت سهولت در راه اندازی سیستم و عیب یابی آن معمولا از کلیدهای MPBC با قدرت قطع 100KA استفاده شده که این نوع کلیدها با توجه به خصوصیت طراحی آنها علاوه بر حفاظت موتور، مسائل مربوط به جریان راه اندازی موتورها را نیز پوشش میدهند.
مسائل مربوط به حفاظت اشخاص درمقابل ولتاز تماسی (48V) طبق استاندارد با استفاده از سیستم ولتاژ کاری پایین (PELV) مدنظر قرار گرفته شده است.
لازم بذکر است با توجه به طول مسیر کابل فرمان در این نوع سیستم مسائل مربوط به ظرفیت خازنی در کنتاکتورها نیز مورد بررسی قرار گرفته و تمهیدات مورد نیاز جهت جلوگیری از ایجاد ولتاژ مازاد بر روی بوبین کنتاکتور در شرایط اضطراری در نظر گرفته شده است.
در ساخت تابلوی برق جرثقیل با توجه به ویژگیهای نوسانی بودن ولتاژ و فرکانس در شبکه برق ایران، تمهیداتی کاملی جهت حفاظت تجهیزات الکتریکی جرثقیل ها بخصوص موتورها در مقابل نوسانات شبکه سراسری در نظر گرفته شده و با بکارگیری قطعات ساخت از گروه اطمینان کاملی از عملکرد تابلوهای برق فراهم گردیده است.
تامین برق جرثقیل بوسیله کابل تخت و یا برای مسیرهایی با طول بیشتر از 50 متر از شین با فرض تغذیه خط از وسط آن صورت خواهد پذیرفت.
بهتر است بدانید:جرثقیل سقفی 50 تن
تجهیزات کنترلی
با استفاده از تمهیدات خاص در طراحی تابلوهای برق سعی شده است در شتابگیریها وترمزگیریها، از وارد آمدن هرگونه تنش اضافی به بار و سازه جلوگیری و نیز حرکت پاندولی بار بطور کامل کنترل گردد.
بهتراست بدانید: استاندارد جرثقیل سقفی
مراحل طراحی جرثقیل سقفی
- محاسبه وزنی که جرثقیل باید جابجا کند.
- محاسبه بارهایی که به جرثقیل وارد می شود.
- ارتفاع و طول جرثقیل متناسب با نوع نیاز کارخانه باید محاسبه شود.
- یک سیم بکسل متناسب با شدت نیروها و شرایط کاری انتخاب شود.
- گیربکس جرثقیل متناسب با قطر سیم بکسل جرثقیل و وزن مورد نیاز انتخاب شود.
- سیستم برق رسانی جرثقیل طراحی شود.
- در تمامی موارد ضریب اطمینان (Safety Factor) دخالت داده شود.
- قطر و ابعاد تیرهای عمودی و افقی محاسبه شوند.
به محاسبه نیروهای وارد بر جرثقیل و انتخاب اجزای تشکیل دهنده متناسب با شرایط، فشار و کلاس کاری جرثقیل، طوری که جرثقیل سقفی در ایده آل ترین شرایط خودش کار بکند، طراحی جرثقیل سقفی گفته می شود.
نقشه ساخت جرثقیل سقفی
سازه جرثقیل با استفاده از نرم افزارهای مرتبط شبیه سازی شده تا تاب آوری جرثقیل در برابر بارهای مختلف مورد ارزیابی قرار گیرد. این واحد با به کارگیری نرم افزار های روز طراحی مانند SolidWorks , Catia , AutoCad اجزای مختلف جرثقیل را طراحی کرده و مدل سه بعدی از هر جزء ارائه می دهد. پس از تحلیل مهندسی آن نقشه نهایی تنظیم گردیده و در اختیار واحد ساخت قرار می گیرد. طراحی و ساخت اجزاء جرثقیل باتوجه به ماکسیمم نیروی وارده بر چرخ ها و همچنین منطبق با استانداردهای جوش و برش برای رسیدن به حداکثر بهره وری و جلوگیری از توقف های احتمالی صورت می گیرد.
بیشتر بدانید: راهنمای خرید جرثقیل سقفی
ویژگی های یک طراحی خوب عبارتند از:
- استحکام سازه و مقاومت در شرایط کاری پرفشار
- طول عمر بالا
- عدم نیاز به تعمیر و نگهداری دائمی
- کارایی و راندمان بالا
- تناسب با فضا و شرایط کاری کارخانه