طراحی جرثقیل سقفی

مقدمه :

در ابتدا تصمیم گرفتیم که برای شروع پروژه سری به چند شرکت که دارای این نوع جرثقیل هستند بزنیم و از افراد مطلع کمک بگیریم . بعد از آشنایی اولیه به سراغ اینترنت رفتیم و توانستیم اطلاعات قابل قبولی جمع آوری کنیم ؛ که اسامی سایتهای مورد استفاده در مراجع آمده است .

با تحقیقات به عمل آمده فهمیدیم که 4 نوع جرثقیل سقفی یا over head crane وجود دارد که عبارتند از :

1-  Top Running (Double Girder Crane)

2-  Top Running (Single Girder Crane)

3-  Under Running (Single Girder Crane)

4-  Top Runner

لازم بذکر است که بدلیل خلاقیت مهندسین در بازار ایده هایی جدید هر روزه در زمینة صنایع گوناگون به چشم می خورد که علم مکانیک نیز بی بهره نبوده و مدل Top Runner در حقیقت یک خلاقیت در مدلهای قبلی است .

با این سرعت در پیشرفت و تکنولوژی بعید نیست که تا چندی دیگر مدلهای کاملاً جدید دیگری نیز وارد بازار شود .

لازم می دانم که در مورد هر یک از انواع over head crane  ها توضیح کوتاهی داده شود :

ابتدا به نوع اول می پردازم که در کشور ما به نام دو پله یا دو پل معروف است . این جرثقیل در جا به جایی اجسام خیلی سنگین به کار می رود حتی تا 150 تن را نیز می تواند بلند کند .

و...

خلاصه :

برای آغاز محاسبات از طراحی سیم بکسل شروع کردیم محاسبات را از 3 روش انجام دادیم و قطر طناب بیشتر را به عنوان قطر مبنا در نظر گرفتیم ، سپس به محاسبة قطر طبلک و قرقره ها ، طول طناب و جنس مناسب برای قرقره ها پرداختیم ، پس از محاسبة جرم طناب ، طول طبلک را نیز بدست آوردیم .

آنگاه به طراحی و انتخاب موتور گیربکس پرداختیم ، موتور ها را از شرکت موتوژن انتخاب کردیم و با توجه به دور موتور گیربکس را طراحی نمودیم .

سپس به طراحی تیر عرضی پرداختیم ، برای طراحی بدترین حالت را در نظر گرفتیم و خمش وخیز تیر را حساب کردیم ، سپس تکیه گاه متحرک تیر عرضی (ارابه) را طراحی کردیم در طراحی این قسمت وزن تیر عرضی را که به صورت بار گسترده مشخص می شود در نظر گرفتیم .

بعد از آن تیر طولی را طراحی کردیم و برای طراحی بدترین حالت ممکن را در نظر گرفتیم .

پس از آن طراحی غلتکها و محور های آنها که برای جا به جایی موتور روی تیر عرضی و تکیه گاه متحرک تیر عرضی بر روی تیر طولی لازم است را انجام دادیم و سپس بلبرینگهای مورد نیاز را انتخاب کردیم .

در آخر موتور لازم برای حرکت روی تیر طولی را انتخاب کردیم و محاسبات را با طراحی اتصالات که شامل طراحی پیچها و طراحی جوش تیر عرضی به ارابه است به پایان بردیم .

در پایـان دوباره متذکـر می شـوم که نـوع جـرثـقـیل طـراحـی شـدة ما Top Running Single Girder یا تک پل از بالا متحرک می باشد .

طراحی وانتخاب سیم بکسل :

سیم بکسل را از نوع F.C 6×24 و Grade 1770 انتخاب می کنیم چونکه محیط سرپوشیده است و وضمناً این نوع طناب بیشترین کاربرد را برای بلند کردن در Crane های سبک و متوسط دارد ، همچنین انعطاف پذیری و مقاومت به سایش آن خوب است .

برای حفظ تعادل و زیاد نشدن قطر طناب از 4 قرقره متحرک استفاده می کنیم تا با بهره گیری از مزیت مکانیکی این قرقره ها و ارتفاع سوله بتوانیم اندازه طول سیم بکسل را بدست آوریم .

برای بلند کردن بار از قلاب مناسب استفاده می کنیم ، تعداد سیکلها و همچنین توان جا به جایی بار در یک ماشین بالابر با سرعت عمل و زمان بلند کردن و زمین گذاشتن بار تعیین می شود و اغلب این زمان بارگیری و برداشت بار از زمان خالص جا به جا کردن بار بیشتر است به این خاطر از نظر اقتصادی مهم است که وسائل برداشت بار طوری طراحی شوند که در کوتاهترین مدت بار مورد نظر را بلند کنند .

ما از قلاب سـاده استفاده می کنیـم کـه بـرای بـارهـای مفـید تـا250 تـن استـانـدارد شـده اند شماره استاندارد Din 15401 از آلمان غربی شامل قلابهای بالابرهای دستی و ماشینی است .

با در نظر گرفتن تعداد مثلاً ، تا 18 سیکل ( برای بعضی شرایط که Crane مجبور است در 1 ساعت چندین سیکل کار کند ) برای قلاب طبق جدول زیر داریم :

و....

طراحی و انتخاب بلبرینگ برای چرخهای کالسکه :

با توجه به اینکه بار محوری ناچیز و تقریباً صفر است و بار به صورت شعاعی بر چرخ اعمال می گردد ، برای این قسمت بلبرینگ شیار عمیق ( Deep groove ball )انتخاب می شود .

 برای محاسبه ؛  ویسکوزیته روغن را در دمای 30c برابر  در نظر می گیریم ، دمای کاری 35c و قابلیت اعتماد 99% ، 30 سیکل کاری در طی روز برای جرثقیل در نظر می گیریم و عمر یاتاقان را 10 سال فرض می کنیم .

سرعت حرکت خطی کالسکه  است ، قطر چرخ کالسکه 315 میلی متر است ، قطر محور که در قسمت قبل طراحی شد 50 میلی متر بدست آمد .و...

و...

طراحی اتصالات :

اتصال تیر عرضی به ارابه :

برای اتصال دادن تیر عرضی به ارابه ، ابتدا به تیر عرضی یک ورق فولادی جوش می دهیم و سپس ورقه را به ارابه پیچ می کنیم .

ضخامت ورق فولادی را 3 میلی متر در نظر می گیریم .

طراحی پیچها :

با توجه به اینکه اثر ممان خمش در مقابل برش نا چیز است از ممان خمش صرفنظر می کنیم و طراحی را بر اساس برش پیچها انجام می دهیم .

جنس پیـچ فولادی اسـت ، نـوع M24 در کلاس 8.8 ایـزو متـریـک انتـخاب شده و دارای  می باشند ، اتصال دائم و ضریب اطمینان نیز 3 در نظر گرفته شده است ، داریم :

و...