جک سازه‌ای دنده‌ای و چرخ‌دنده: محدودیت‌های سایش، بازخورد شیب، و آزمون سقوط

باله‌بر احداثی یکی از کم‌شمار ماشین‌آلاتی است که در آن شکستن دندانهٔ چرخ‌دنده موجب مرگ افراد می‌شود. این تنها واقعیت، نحوهٔ مشخص‌سازی، بازرسی و تعویض دنده‌ای و شیاری را تغییر می‌دهد و دلیل آن را که اعداد نگهداری ذکرشده در این مقاله به‌جای حدود سایش درصدی که در سایر بخش‌های انتقال توان رایج است، ابعاد مطلق هستند، توضیح می‌دهد.

ما دنده‌ها و شیارها را برای این حوزه تأمین می‌کنیم و پرسش‌هایی که از سوی سازندگان باله‌بر و تیم‌های نگهداری محلی دریافت می‌کنیم همیشه سه مورد زیر هستند: زمانی که شیار فرسوده می‌شود، بازخورد (بکلش) مناسب چقدر است و دستگاه ایمنی و چرخ‌دندهٔ محرک چگونه بار را بین خود تقسیم می‌کنند. در ادامه پاسخ‌ها همراه با اعداد واقعی آورده شده‌اند.

استاندارد اِن ۱۲۱۵۹ چه مواردی را تنظیم می‌کند

استاندارد اروپایی EN 12159، استاندارد بالابر ساختمانی برای انتقال افراد و مواد با قفسه‌های هدایت‌شدهٔ عمودی است. این استاندارد شامل بالابرهايی می‌شود که به‌صورت دائمی یا موقت نصب می‌گردند، سطوح فرود مشخصی را خدمت‌رسانی می‌کنند، دارای راننده یا کنترل خودکار هستند و در اماکن ساخت‌وساز برای انتقال افراد و کالاها به‌کار می‌روند.

این استاندارد از نظر تجاری اهمیت دارد، زیرا هر بالابری که در منطقهٔ اقتصادی اروپا عرضه شود باید این استاندارد را رعایت کند. این الزام به تأمین‌کنندگان قطعات نیز منتقل می‌شود: جنس دنده‌ریل، کیفیت دندانه‌ها و قابلیت ردیابی آن‌ها همگی بخشی از پروندهٔ ماشین محسوب می‌شوند.

در آمریکای شمالی معادل این استاندارد، ANSI/ASSE A10.4 با عنوان «بالابرهايی برای افراد و آسانسورهای کارکنان در اماکن ساخت‌وساز و تخریب» است. این سندی متفاوت با ساختاری متفاوت است و لازم به ذکر است که استاندارد ISO 16368 که گاهی در این زمینه ارجاع داده می‌شود، در واقع به پلتفرم‌های بالابر حرکت‌پذیر می‌پردازد نه بالابرهايی با ستون صعودی. این دو مرجع قابل جایگزینی نیستند.

سیستم محرک: ماژول ۸ و چند دنده‌چرخ‌دنده

بالابرهايی از ردهٔ استاندارد SC به‌صورت معمول کار می‌کنند ماژول ۸ رک‌ها. این موضوع در سند‌های سازنده اصلی که ما از آن‌ها استفاده می‌کنیم، برای هر دو پینیون محرک و پینیون دستگاه ایمنی یکسان است.

سرعت فعال‌شدن دستگاه ایمنی تقریباً ۳۰ تا ۴۰ درصد بالاتر از سرعت بلندکردن نامی است.

یک سیستم محرک نوعی SC200/200 از دو یا سه مجموعه موتور، اتصال‌دهنده، کاهش‌دهنده و پینیون تشکیل شده است که همه آن‌ها به یک رک مشترک گیر می‌کنند؛ در حالی که پینیون دستگاه ایمنی روی یک شفت جداگانه قرار دارد. توان موتور در جداول سازنده اصلی به صورت «۱۶٫۵ کیلووات × ۲» یا «۲۴ کیلووات × ۳» ذکر شده است که مستقیماً تعداد واحدهای محرک نصب‌شده را نشان می‌دهد. پینیون دستگاه ایمنی دارای ۱۵ دندانه در پیکربندی رایج SAJ30/SAJ40 است، هرچند نسخه‌های ۱۲ دندانه نیز وجود دارند.

رک‌ها به صورت بخش‌هایی نصب می‌شوند که با پیچ به هر بخش از ستون متصل می‌شوند؛ بنابراین یک ستون ۱۰۰ متری از انباشتگی رک‌های پیوسته تشکیل شده است. کیفیت اتصال (جوینت) تعیین‌کننده این است که آیا پینیون به‌صورت نرم و بدون لرزش از محل اتصال عبور می‌کند یا در هر اتصال ضربه می‌خورد.

بازخورد (بکلش): نه یک ترجیح، بلکه یک مشخصه فنی

اینجا جایی است که بیشتر مشکلات محلی آغاز می‌شوند.

دستورالعمل سازنده اصلی به‌صورت صریح عواقب اشتباه بودن این تنظیم را بیان می‌کند:

اگر بازخورد (بکلش) خیلی کوچک یا خیلی بزرگ باشد، منجر به تداخل در تماس دندانه‌ها، ارتعاش و صدای غیرعادی می‌شود و حتی ممکن است باعث آسیب به دستگاه ایمنی شود.

اگر تنظیم خیلی سفت باشد، دندانه‌ها به هم برخورد کرده، گرم می‌شوند و روی هم قرار می‌گیرند. اگر خیلی شل باشد، دندهٔ پینیون به جای غلتیدن به‌سوی تماس، به هر سطح جانبی دندانه ضربه می‌زند؛ این دقیقاً همان عامل ایجاد صدای چکشی در بالابرها با نگهداری نامناسب است و همچنین عامل افزایش سریع سایش رک می‌باشد.

هندسهٔ تماس توسط غلطک‌های راهنما تعیین می‌شود، نه پیچ‌های رک. اگر غلطک‌ها ساییده شده باشند، پینیون در فاصلهٔ مرکزی نادرستی قرار می‌گیرد و هیچ تنظیمی از رک نمی‌تواند این مشکل را رفع کند. به همین دلیل، حدود سایش ذکرشده در ادامه شامل غلطک‌ها نیز می‌شوند.

حد سایش: اعدادی که واقعاً جایگزینی قطعه را الزامی می‌کنند.

تیم‌های محلی معمولاً درخواست درصد سایش می‌کنند. اما داده‌های خدماتی سازنده اصلی به این شکل کار نمی‌کنند؛ بلکه ابعاد مطلق و روش اندازه‌گیری جداگانه‌ای برای هر قطعه ارائه می‌دهند.

حد سایش دندهٔ پینیون، اندازه‌گیری‌شده به‌صورت طول عمود مشترک روی دو دندانه.

پینیون محرک ، اندازه‌گیری‌شده روی دو دندان با میکرومتر نرمال مشترک:

اينه ۱٫۳ میلی‌متر سایش مجاز، تقریباً ۳٫۵ درصد از اندازهٔ تازه. این درصد بر اساس محاسبهٔ حسابی دو عدد منتشرشده به‌دست آمده است؛ خود دستورالعمل فقط مقادیر میلی‌متری را ذکر کرده و شما نیز باید در اندازه‌گیری‌ها در مقابل همین مقادیر میلی‌متری عمل کنید.

رَک : اندازه‌گیری‌شده با یک میلهٔ استاندارد گرد با قطر ۱۸ میلی‌متر و یک کالیپر لغزنده. سوزن اندازه‌گیری در فضای بین دندان‌ها قرار می‌گیرد و شما تا یک نقطه مرجع اندازه می‌گیرید. توجه داشته باشید که این بررسی به‌صورت نوع «بله/خیر» نسبت به یک مقدار مشخص در نقشه سازنده اصلی برای بالابر خاص شما انجام می‌شود؛ بنابراین حد مجاز را از مستندات ماشین خود استخراج کنید، نه اینکه مقداری عمومی را پیش‌فرض در نظر بگیرید.

چرخ کرم (در گیربکس محرک):

غلطک‌های راهنما، ستون‌های برش ۷۶ میلی‌متری:

برای بالابرها با سرعت بالا و کنترل شده با فرکانس، بعد A در حالت نو ۸۰ میلی‌متر و حد مجاز آن ۷۵ میلی‌متر است و بعد B در حالت نو ۷۸٫۵ میلی‌متر و حد مجاز آن ۷۶ میلی‌متر است. برای ستون‌های با مقطع ۸۹ میلی‌متر، بعد A در حالت نو ۷۸ میلی‌متر و حد مجاز آن ۷۳ میلی‌متر است.

شیار شعاعی محور دستگاه ایمنی این دستگاه دارای سازوکار تحریک جایگزینی خود است و بیشترین احتمال را دارد که از آن صرف‌نظر شود، زیرا برای آن نیاز به فیکسچر است. یک تکیه‌گاه اندازه‌گیری را تقریباً ۱٫۰ میلی‌متر بالاتر از چرخ‌دنده ثابت کنید، شیار را تا قله دندانه اندازه‌بگیرید، سپس بدون چرخاندن چرخ‌دنده آن را با یک اهرم بلند کنید و دوباره اندازه‌بگیرید. تفاوت این دو مقدار، شیار شعاعی است.

اگر شیار بیش از ۰٫۶ میلی‌متر باشد، دستگاه جلوگیرنده سقوط را جایگزین کنید.

قابل تنظیم نیست. جایگزین شود.

دستگاه ایمنی و سرعت تحریک آن

دستگاه ایمنی تدریجی SAJ قطعه‌ای است که قفس سقوط‌کننده را متوقف می‌کند. این دستگاه توسط مؤسسه تحقیقات علوم ساختمان شانگهای توسعه یافته و در سال ۱۹۸۹ مورد تأیید وزارت ساخت‌وساز قرار گرفت و طراحی آن از آن زمان به‌عنوان استاندارد بخش محسوب می‌شود.

از نظر مکانیکی، این دستگاه از یک چرخ‌دندهٔ پینیون تشکیل شده که یک مکانیزم گریز از مرکز را به حرکت درمی‌آورد: جرم‌های غیرمرکزی، فنر پروانه‌ای، مخروط خارجی و درام مخروطی داخلی. هنگامی که سرعت از مقدار تعیین‌شده بیشتر شود، جرم‌ها به‌سمت بیرون پرتاب می‌شوند، مخروط درگیر می‌شود و دستگاه قفس را در برابر دنده‌ای که قبلاً با آن درگیر شده، ترمز می‌کند.

بارهای اسمی ترمز بر اساس مدل:

رابطهٔ مهندسی مفید بین سرعت نامی بالابر و سرعتی است که دستگاه در آن واقعاً فعال می‌شود. از جداول مشخصات بالابر سازنده اصلی (OEM):

بنابراین نقطهٔ فعال‌شدن تقریباً ۳۰ تا ۴۰ درصد بالاتر از سرعت نامی قرار دارد. یک منبع مستقل صنعتی محدودهٔ کلی را بین ۱٫۲ تا ۱٫۴ برابر سرعت نامی اعلام کرده است که با این مقدار همخوانی دارد.

فاصلهٔ واکنش، یعنی فاصلهٔ طی‌شده از زمانی که دستگاه به توقف کابین واکنش نشان می‌دهد، به‌صورت زیر مشخص شده است: ۰٫۱۵ تا ۱٫۰ متر در راهنمای سازنده. تأمین‌کنندهٔ دستگاه‌های ایمنی مقدار ۰٫۳ تا ۱٫۲ متر را (بدون در نظر گرفتن سقوط آزاد) ذکر می‌کند. در هر صورت، قفسه‌ای که در محدودهٔ یک متر متوقف شود، به‌درستی عمل می‌کند.

دستگاه‌های دوتایی باید هماهنگ باشند. در مواردی که دو دستگاه ایمنی نصب شده‌اند، الزام سازنده این است که تفاوت سرعت فعال‌شدن آن‌ها بیش از ۰٫۰۵ متر بر ثانیه هم در زمان بازنشانی و هم در زمان تعویض باشد. آن‌ها را همیشه به‌صورت جفت تعویض کنید.

آزمون سقوط: هر سه ماه یک‌بار

این تنها الزام قانونی است که بیشترین احتمال را دارد در محل اجرا نشود.

هر بالابری که برای اولین بار استفاده می‌شود یا پس از انتقال به مکان دیگری ساخته می‌شود، قبل از استفادهٔ عادی باید تحت آزمون سقوط با بار اسمی قرار گیرد. پس از شروع استفادهٔ عادی، این آزمون هر سه ماه یک‌بار انجام می‌شود تا ایمنی بالابر تضمین گردد.

سه منبع مستقل بر فاصلهٔ زمانی سه‌ماهه توافق دارند؛ یکی از آن‌ها افزوده است: «یا هر ۱۰۰۰ ساعت کارکرد، هر کدام زودتر اتفاق افتاد».

این آزمون اجرا می‌شود در بار کامل مشخص‌شده ، با خروج تمامی افراد از قفسه و استفاده از جعبه دکمه تست سقوط اختصاصی که به پریزی در پایین جعبه کنترل قفسه متصل می‌شود. دو محدودیت عملی که ارزش آگاهی از آن را دارد:

· هیچ دو تست سقوطی درون 15 دقیقه — دستگاه گرم می‌شود.

· دستگاه ایمنی دارای عمر مفید مؤثر پنج ساله است و نیازمند بازرسی سالانه تعویض دوره‌ای دارد، صرف‌نظر از میزان استفاده. برنامه‌های نگهداری سازنده اصلی (OEM) حداقل یک بار در هر سه سال — بسته به شرایط — را برای تعویض توصیه می‌کنند.

روغن‌کاری هر ۱۲۰ ساعت کاری با روغن گریس لیتیومی درجه دو انجام می‌شود.

نصب: درجه پیچ و گشتاور

پیچ‌ها و بولت‌های نگهدارنده رک و ماست از رده استاندارد ۸٫۸ هستند به‌صورت پیش‌فرض. مقادیر گشتاور برای هر اتصال در دفترچه راهنمای جک‌برقی ارائه شده و بسته به اندازه بولت و اینکه سطح آغشته به روی و خشک باشد یا نه، تغییر می‌کند. از جداول عمومی گشتاور استفاده نکنید؛ زیرا مقادیر گشتاور اتصالات ماست به‌طور خاص متناسب با طراحی بخش‌های مربوطه تعیین شده‌اند.

آنچه از عدد دقیق گشتاور مهم‌تر است، بازرسی مجدد است. بولت‌های ماست در هفته‌های اول کار، هنگامی که سازه در جای خود نشسته و ثابت می‌شود، شل می‌شوند و شل‌بودن اتصال رک به‌صورت خطای پیچ (pitch error) در محل اتصال نمایان می‌شود که دندانه‌های پینیون در اثر آن ضربه می‌خورند.

انتخاب تأمین‌کننده رک برای این بخش

سه عامل رکی را که به‌درستی کار می‌کند از رکی که مشکل ایجاد می‌کند، جدا می‌سازد:

۱. هندسه یکنواخت در اتصالات. هر اتصال، نقطه‌ای بالقوه برای بروز خطای پیچ است. رک‌هایی که به‌صورت یک ست کامل برش داده و پرداخت شده‌اند، عملکرد بهتری نسبت به رک‌هایی دارند که از موجودی تصادفی انتخاب شده‌اند.

۲. یکنواختی سختی در طول رک. نقاط نرم زودتر و به‌صورت موضعی فرسوده می‌شوند و فرسایش موضعی همان چیزی است که رک را از حد مجاز اندازه‌گیری عبور می‌دهد، درحالی‌که بقیه میله کاملاً سالم است.

۳. مواد و عملیات حرارتی مستند‌شده. برای دستگاه‌هایی که تحت استاندارد EN 12159 قرار می‌گیرند، این اطلاعات در پرونده فنی ثبت می‌شوند؛ و تأمین‌کننده‌ای که نتواند این اسناد را تهیه کند، مشکل انطباق برای سازنده جک ایجاد می‌کند.

ما در کارخانه خودمان، رک‌های ماژول ۸ را برای این کاربرد تولید می‌کنیم و برش و عملیات حرارتی آن‌ها نیز درون کارخانه انجام می‌شود؛ این امر امکان حفظ هندسه اتصال را در سرتاسر یک دسته تضمین می‌کند.

پرسش‌های رایج

آیا می‌توانم فقط بخش‌های ساییده‌شده رک را تعویض کنم؟

بله، و این روشی رایج است، به شرطی که رک جایگزین از نظر ماژول، کیفیت دندانه و هندسه نصب با رک موجود یکسان باشد. خطاهای گام در محل اتصال‌ها معمولاً زمانی رخ می‌دهند که رک‌هایی از منابع مختلف روی یک ستون نصب شوند.

قطر پینیون در دو دندان برابر ۳۶٫۲ میلی‌متر است. آیا این پینیون باید دور ریخته شود؟

خیر. حد مجاز ۳۵٫۸ میلی‌متر است؛ بنابراین مقدار ۳۶٫۲ میلی‌متر هنوز در محدوده قابل استفاده قرار دارد، اما تنها ۰٫۴ میلی‌متر از زمان تعویض فاصله دارد. لذا بهتر است تعویض آن را برنامه‌ریزی کنید و منتظر بازرسی بعدی نمانید.

چرا دستگاه ایمنی دارای پینیون جداگانه‌ای است و از پینیون محرک استفاده نمی‌کند؟

چون باید در زمان خرابی سیستم رانش، از جمله هنگامی که دندهٔ محور رانش شکسته می‌شود یا گیربکس از کار می‌افتد، عمل کند. استقلال هدف اصلی است.

آیا بازهٔ آزمون رهاکردن از ارتفاع برای سه ماه قابل مذاکره است اگر بالابر به‌صورت سبک استفاده شود؟

سازندهٔ اصلی تجهیزات (OEM) مدت سه ماه پس از شروع استفادهٔ عادی را تعیین کرده است. برخی راهنمایی‌های صنعتی گزینهٔ جایگزین ۱۰۰۰ ساعت را نیز اضافه می‌کنند و زودترین یکی از این دو مورد اعمال می‌شود. مقررات محلی ممکن است سخت‌گیرانه‌تر باشند. سه ماه را به‌عنوان حالت پیش‌فرض در نظر بگیرید و مقررات منطقهٔ خود را بررسی کنید.

چقدر بازخورد (بکلش) باید تنظیم کنم؟

مقدار آن را از راهنمای بالابر مربوط به مدل خاص خود استخراج کنید. قاعدهٔ کلی این است که نباید آنقدر سفت باشد که مانع عملکرد شود و نباید آنقدر شل باشد که اجازهٔ ضربه را بدهد. اگر در زیر بار صدای ضربهٔ چکشی می‌شنوید، یا بیش‌ازحد شل است یا غلطک‌های راهنما ساییده شده‌اند.

آیا رک ساییده‌شده می‌تواند دستگاه ایمنی را آسیب بزند؟

بله، این امکان وجود دارد. دندهٔ پینیون دستگاه ایمنی با همان رک درگیر می‌شود. بازخورد بیش‌ازحد ناشی از سایش رک، باعث می‌شود پینیون دستگاه ایمنی نیز با درگیری نامناسب کار کند و سازندهٔ اصلی تجهیزات (OEM) به‌طور خاص هشدار داده است که بازخورد نادرست می‌تواند به این دستگاه آسیب برساند.

شرکت تیان‌جین هائورونگشنگ یه تجهیزات برقی محدود، از سال ۲۰۰۸ قطعات دنده‌ای از جمله رک‌ها، پینیون‌ها و اجزای انتقال قدرت را تولید کرده‌است. ما رک‌های ماژول ۸ و پینیون‌های متناظر آن‌ها را برای کاربردهای بالابر ساختمانی عرضه می‌کنیم که در کارخانهٔ خودمان برش زده و عملیات حرارتی روی آن‌ها انجام شده تا هندسهٔ اتصال در تمام قطعات یک دسته یکسان باقی بماند. طرح بخش ماست و بار اسمی را برای ما ارسال کنید تا قیمت‌گذاری یک ست متناظر ارائه دهیم.