سیلندرهای هیدرولیک جرثقیل: عملکرد و انتخاب

نقش سیلندرهای هیدرولیک در عملیات جرثقیل

سیلندرهای هیدرولیک جرثقیل قلب مکانیکی تجهیزات بالابر مدرن هستند. آنها به عنوان دستگاه های بالابر اولیه عمل می کنند که به وزنه برداری، انبساط، چرخش و سایر اقدامات مهم اجزای اصلی دست می یابند و مستقیماً کارایی، پایداری و ایمنی عملیات بلند کردن را تعیین می کنند. بدون سیلندرهای هیدرولیک به درستی مهندسی شده، حتی سالم ترین جرثقیل ها از نظر ساختاری نمی توانند فشار هیدرولیک را به حرکت کنترل شده و قدرتمندی که عملیات با بارهای سنگین نیاز دارند، تبدیل کند.

سیلندرهای هیدرولیک در اساسی ترین سطح خود، بر اساس اصل پاسکال عمل می کنند: فشار اعمال شده به یک سیال محدود به طور یکسان در همه جهات منتقل می شود. در شرایط جرثقیل، این بدان معنی است که اجزای هیدرولیکی نسبتا فشرده می توانند نیروهایی را با صدها تن تولید کنند - برای بلند کردن فولاد ساختاری، عناصر بتنی پیش ساخته، ماشین آلات صنعتی و سایر محموله های عظیم که جابجایی آنها با هر وسیله مکانیکی به تنهایی غیرممکن است، کافی است.

آنچه سیلندرهای هیدرولیک جرثقیل را از سیلندرهای صنعتی عمومی متمایز می کند، ترکیبی از نیازهای بار شدید، شرایط عملیاتی دینامیکی و ماهیت حیاتی ایمنی کاربرد است. خرابی در اواسط بالابر فقط تولید را متوقف نمی کند - خطری فوری برای پرسنل و محموله ایجاد می کند. به همین دلیل است که هر سیلندر هیدرولیک مورد استفاده در سیستم های جرثقیل با دقت طراحی و بهینه سازی شده است تا ظرفیت باربری استثنایی، پایداری و قابلیت اطمینان از پایه را داشته باشد.

عملکردهای اصلی: بلند کردن، گسترش و چرخش

جرثقیل های مدرن به سیلندرهای هیدرولیک برای انجام چندین عملکرد متمایز مکانیکی به طور همزمان یا به ترتیب هماهنگ نیاز دارند. درک هر عملکرد روشن می کند که چرا از پیکربندی های مختلف سیلندر در یک پلت فرم جرثقیل استفاده می شود.

وزنه برداری و بالا بردن بوم

سیلندر لوفینگ زاویه بوم را کنترل می کند و بوم را نسبت به بدنه جرثقیل بالا و پایین می کند. این سیلندرها وزن ترکیبی ساختار بوم، بار و نیروهای دینامیکی وارد شده توسط شتاب و باد را تحمل می کنند. سیلندرهای لوفینگ معمولاً طرح‌هایی با سوراخ‌های بزرگ و کوتاه هستند که برای تحمل بارهای فشاری بالا در شرایط نگه‌داری استاتیک برای مدت‌های طولانی - اغلب ساعت‌ها در زمان تعیین بارها در حین ساخت، ساخته می‌شوند.

وظایف توسعه از راه دور

پسوند بوم تلسکوپی توسط سیلندرهای هیدرولیک چند مرحله ای انجام می شود که وظایف توسعه فواصل طولانی را با دقت انجام می دهد. یک جرثقیل متحرک معمولی ممکن است از طول 10 متری تا 50 متر یا بیشتر با استفاده از یک سری مراحل استوانه ای تو در تو، که هر کدام به طور متوالی تحت فشار هیدرولیک گسترش می یابند، گسترش یابد. این سیلندرها به راحتی در شرایط کاری شدید، بارهای سنگین را تحمل می کنند، استحکام ساختاری و حرکت کنترل شده را حتی در حالت امتداد کامل که نیروهای اهرمی روی میله سیلندر و مهر و موم حداکثر هستند، حفظ می کنند.

چرخش و تثبیت کننده بیرونی

عملکردهای چرخشی و چرخشی به جای سیلندرهای خطی از موتورهای هیدرولیک و محرک‌های دوار استفاده می‌کنند، اما سیلندرهای خطی نقش مهمی را در استقرار برون‌گر ایفا می‌کنند. سیلندرهای خروجی به صورت افقی و سپس به صورت عمودی گسترش می یابند تا شاسی جرثقیل را در طول عملیات بلند کردن تثبیت کنند. این اجزا باید در برابر بارگذاری فشاری ناشی از وزن جرثقیل و نیروهای جانبی وارد شده توسط چرخش و قرار دادن بار نامتقارن مقاومت کنند. ظرفیت ناکافی سیلندر موتور محرکه یکی از عوامل اصلی حوادث واژگونی جرثقیل است که نشان می دهد این سیلندرها چگونه مستقیماً ایمنی عملیاتی را تعیین می کنند.

اصول طراحی مهندسی برای قابلیت اطمینان باربری

عملکرد استثنایی سیلندرهای هیدرولیک جرثقیل در شرایط کاری شدید تصادفی اتفاق نمی افتد. این نتیجه از تصمیمات مهندسی سیستماتیک گرفته شده در هر مرحله از فرآیند طراحی و ساخت است. عوامل زیر برای دستیابی به ظرفیت باربری و پایداری مورد نیاز ماشین آلات بالابر نقش اساسی دارند:

• قطر سوراخ و فشار عملیاتی - نیروی خروجی سیلندر حاصل ضرب سطح سوراخ و فشار هیدرولیک است. سیلندرهای جرثقیل معمولاً با فشار 250 تا 350 بار کار می کنند و قطر سوراخ های آن از 80 میلی متر تا بیش از 300 میلی متر بسته به نیاز بار است. مشخص کردن دقیق این پارامترها از کاهش اندازه که منجر به حرکت آهسته یا ناقص می شود و اندازه بیش از حد که باعث هدر رفتن انرژی و اضافه کردن وزن غیر ضروری می شود جلوگیری می کند.
• قطر میله و مقاومت در برابر کمانش - میله پیستون باید در برابر نیروهای کمانش فشاری که هنگام کشیده شدن سیلندر و تحت بار ایجاد می شود مقاومت کند. قطر میله با استفاده از فرمول کمانش اویلر با فاکتورهای ایمنی مناسب، معمولاً 3.5-4.0 برای کاربردهای جرثقیل محاسبه می شود. میله های فولادی با روکش کروم و سخت شده استانداردی برای مقاومت در برابر آسیب سطح و سایش آب بندی هستند.
• تکنولوژی آب بندی و جلوگیری از نشت - مهر و موم های داخلی و خارجی باید دارای فشار هیدرولیک در میلیون ها چرخه و حداکثر دما از -30 درجه سانتیگراد تا بیش از 80 درجه سانتیگراد باشند. سیستم های مهر و موم کامپوزیت پلی اورتان چند لبه و PTFE در سیلندرهای جرثقیل با مشخصات بالا برای دستیابی به نشتی نزدیک به صفر و فواصل خدمات طولانی استفاده می شود.
• بالشتک و کاهش سرعت در پایان ضربه - بدون بالشتک هیدرولیک، سیلندرهایی که به امتداد کامل یا جمع شدن کامل می رسند، فشار ناگهانی را تجربه می کنند که به مهر و موم، درپوش انتهایی و ساختارهای متصل آسیب می رساند. آستین های بالشتک تعبیه شده مایع هیدرولیک را در پایان حرکت به تدریج تخلیه می کنند و سرعت پیستون را به آرامی کاهش می دهند و از ساختار سیلندر و جرثقیل محافظت می کنند.
• درمان سطح و حفاظت در برابر خوردگی - سیلندرهای جرثقیل در طی سالها و دهه ها در فضای باز کار می کنند. روکش کروم سخت روی سطوح میله‌ای، پوشش‌های پرایمر و پلی‌اورتان روی سطوح خارجی و سیالات هیدرولیک بازدارنده خوردگی، همگی به دوام طولانی‌مدت در محیط‌های دریایی، ساحلی و با رطوبت بالا کمک می‌کنند.

انواع سیلندر مورد استفاده در بسترهای مختلف جرثقیل

انواع مختلف جرثقیل نیازهای متمایزی را برای سیلندرهای هیدرولیک خود ایجاد می کنند. جدول زیر پلت فرم های رایج جرثقیل را با تنظیمات سیلندر اولیه و اولویت های عملکرد آنها ترسیم می کند:

هر پیکربندی منعکس کننده نیازهای مکانیکی خاص پوشش کاری آن جرثقیل است. یک جرثقیل سوار بر کامیون که در موقعیت حمل و نقل فشرده جمع می شود، به هندسه سیلندر اساساً متفاوتی نسبت به جرثقیل خزنده ای که بار ساکن را در شعاع ثابت برای ساعت ها نگه می دارد، نیاز دارد. تطبیق مشخصات سیلندر با پلت فرم جرثقیل یک پیش نیاز برای عملکرد مطمئن و ایمن است.

شیوه های نگهداری که از پرسنل و محموله محافظت می کند

حتی قوی‌ترین سیلندرهای هیدرولیک جرثقیل نیز برای حفظ عملکرد خود در طول عمر مفید نیاز به تعمیر و نگهداری ساختاری دارند. از آنجایی که این سیلندرها اجزای حیاتی ایمنی هستند، تعمیر و نگهداری اختیاری نیست - این یک تعهد عملیاتی مستقیم است که عملکرد صاف ماشین‌آلات بالابر را در حین کار تضمین می‌کند و به طور موثر از پرسنل و محموله محافظت می‌کند.

فواصل بازرسی معمول

بررسی های روزانه قبل از بهره برداری باید وضعیت سطح میله، یکپارچگی مهر و موم قابل مشاهده، و عدم وجود مایع هیدرولیک در آب بند میله ها یا اتصالات پورت را تأیید کند. هر گونه نمره گذاری میله، حفره شدن، یا پوسته پوسته شدن کروم باید فورا بررسی شود - آسیب سطحی باعث تسریع سایش آب بندی می شود و می تواند منجر به کاهش فشار ناگهانی تحت بار شود. بازرسی‌های دوره‌ای رسمی در فواصل زمانی مشخص توسط سازنده باید شامل آزمایش فشار، ارزیابی جایگزینی آب‌بند و بررسی ساختاری پین‌های نصب و ضمیمه‌های کلویس باشد.

مدیریت سیالات هیدرولیک

آلودگی مایعات عامل اصلی خرابی زودرس سیل و سایش داخلی سیلندر است. آلودگی ذرات ناشی از اجزای فرسوده یا فیلتراسیون ناکافی به عنوان دوغاب ساینده در داخل سیلندر عمل می کند، آب بندی ها را تخریب می کند و سطح سوراخ را ایجاد می کند. نگهداری سیال هیدرولیک در کلاس تمیزی ISO 16/14/11 یا بهتر - با استفاده از فیلترهای خط برگشت با راندمان بالا و تجزیه و تحلیل نمونه گیری منظم مایعات - تنها موثرترین مداخله تعمیر و نگهداری برای افزایش عمر سرویس سیلندر و کاهش زمان توقف برنامه ریزی نشده است.

حفاظت از میله در هنگام ذخیره سازی و حمل و نقل

هنگامی که جرثقیل ها با سیلندر در حالت جمع شده ذخیره یا حمل می شوند، سطوح میله در داخل بشکه سیلندر محافظت می شود. برای موقعیت‌های کشیده یا نیمه کشیده در حین حمل و نقل، باید از آستین‌های محافظ یا روکش‌های میله پلاستیکی استفاده شود تا از آسیب ضربه و خوردگی ناشی از رطوبت بر روی سطوح کرومی جلوگیری شود. این اقدام احتیاطی ساده از بخش قابل توجهی از خرابی های میدانی که مدت کوتاهی پس از بازگشت جرثقیل به خدمت پس از یک دوره ذخیره سازی رخ می دهد، جلوگیری می کند.

انتخاب سیلندرهای هیدرولیک جرثقیل: معیارهای کلیدی برای تهیه

تهیه سیلندرهای جایگزین یا ارتقاء برای کاربردهای جرثقیل مستلزم ارزیابی ساختاری در برابر الزامات عملیاتی است - نه اینکه صرفاً با ابعاد فیزیکی قطعه خروجی مطابقت داشته باشد. معیارهای زیر باید فرآیند انتخاب را هدایت کنند:

• ظرفیت بار نامی با ضریب ایمنی - تأیید کنید که نیروی خروجی نامی سیلندر در فشار عملیاتی مطابق با الزامات نمودار حداکثر بار جرثقیل است، با حداقل ضریب ایمنی 2.5:1 اعمال شده برای بارهای بالابر دینامیکی
• طول ضربه و هندسه نصب - ضربه باید دقیقاً با دامنه حرکتی طراحی شده جرثقیل مطابقت داشته باشد. انحرافات بر محدودیت‌های زاویه بوم، دامنه گسترش و نسبت‌های مزیت مکانیکی که طراحی اولیه جرثقیل فرض شده است تأثیر می‌گذارد.
• محدوده دمای عملیاتی - تأیید سازگاری مواد مهر و موم با دمای شدید محیط محیط استقرار، به ویژه برای عملیات های قطب شمال یا آب و هوای گرم بیابانی که در آن ترکیبات مهر و موم استاندارد ممکن است خارج از محدوده امتیازی خود عمل کنند.
• گواهی های سازنده و قابلیت ردیابی - برای کاربردهای بلند کردن، سیلندرها باید اسناد گواهی مواد، سوابق تست فشار، و گزارش‌های بازرسی ابعادی را به همراه داشته باشند تا الزامات گارانتی OEM جرثقیل و استانداردهای بازرسی شخص ثالث مانند استانداردهای تعیین شده توسط DNV، Lloyd's یا سازمان‌های استاندارد ملی را برآورده کنند.
• در دسترس بودن قطعات یدکی و کیت مهر و موم - سیلندری که مهر و موم و اجزای سایش آن را نمی توان در مدت زمان قابل قبول تولید کرد، خطر عملیاتی ایجاد می کند. قبل از تعهد به تامین کننده، به ویژه برای طرح های وارداتی یا اختصاصی، وجود قطعات را تایید کنید

سرمایه‌گذاری بر روی سیلندرهای هیدرولیک جرثقیل دارای گواهی و مشخص شده - و حفظ آنها مطابق با استانداردهای مورد نیاز - در نهایت سرمایه‌گذاری در بهره‌وری بالابر بدون وقفه، رعایت مقررات، و ایمنی هر فرد و باری است که از شعاع کاری جرثقیل عبور می‌کند.