دليل ISO 16625 لاختيار وصيانة أسطوانات حبل السلك والبكرات
نظرة عامة على المعيار: يُعد ISO 16625 «الرافعات — دليل اختيار وصيانة أسطوانات حبل السلك والبكرات» وثيقة فنية إرشادية صادرة عن اللجنة الفنية ISO/TC 96 للرافعات، حيث يحدد بشكل منهجي طرق حساب معايير الاختيار لأسطوانات حبل السلك والبكرات، ومتطلبات المواد، والتفاوتات البعدية لأخاديد الحبل، ومواصفات التركيب والصيانة، ومعايير الإعدام. يُستخدم هذا المعيار بالتزامن مع ISO 4308 — اختيار حبال الأسلاك للرافعات، لضمان سلامة وموثوقية نظام القيادة بحبل السلك في آلية الرفع بالرافعات.
تُعد أسطوانة حبل السلك والبكرات من مكونات ناقل الحركة الأساسية في آلية الرفع بالرافعات، حيث يؤثر اختيارها وصيانتها بشكل مباشر على عمر حبل السلك وسلامة الرفع. فإذا تجاوز انحراف الأبعاد في أخدود الأسطوانة 0.5mm، فقد يؤدي ذلك إلى اضطراب في ترتيب الحبل وتلف موضعي نتيجة الانضغاط؛ كما أن الاهتراء المفرط في مجرى البكرة قد يسبب خروج الحبل عن مجراه وتسارع كسر السلك. يقدم ISO 16625 دليلاً فنياً موحداً لإدارة دورة الحياة الكاملة لهذين المكونين الحاسمين.
اختيار الأسطوانة وتصميم أخدود الحبل
يحدد ISO 16625 طريقة تحديد قطر الأسطوانة D: D ≥ h₁×d (حيث d هو القطر الاسمي لحبل السلك، وh₁ هو معامل قطر الأسطوانة المقابل لفئة التشغيل لآلية الرفع). بالنسبة لآلية الرفع من فئة التشغيل M5، تكون قيمة h₁=18؛ وللفئة M6 تكون h₁=20؛ وللفئة M7 تكون h₁=22.4. على سبيل المثال، في رافعة جسرية من الفئة M5 بقدرة 10t، وباستخدام حبل سلكي بقطر 16mm، يكون الحد الأدنى لقطر الأسطوانة D=18×16=288mm، ويُقرَّب إلى القيمة القياسية 320mm.
فيما يخص أخدود الحبل، يكون عمق الأخدود القياسي h=0.33d~0.40d، والمسافة بين الأخاديد p=d+(2~3)mm، ونصف قطر قاع الأخدود R=0.53d~0.56d. يجب ألا تتجاوز خشونة السطح الداخلي للأخدود Ra≤3.2μm، ويجب أن يخضع قاع وجدران الأخدود لمعالجة التبريد الفوري للوصول إلى صلادة HRC45~50 لمقاومة اهتراء التلامس مع حبل السلك. ويجب ألا يقل ارتفاع الشفة على جانبي الأخدود عن 1.5d (أو 1.0d في حالة وجود جهاز ترتيب الحبل)، لمنع انزلاق الحبل وخروجه من الأخدود.
اختيار البكرة ومتطلبات مجرى البكرة
يتم تحديد قطر دائرة الميل للبكرة Dp (قطر الدائرة التي يمر بها خط مركز حبل السلك) وفق المعادلة Dp ≥ h₂×d. قيم معامل فئة التشغيل للبكرات المصبوبة h₂ هي: M5=20، M6=22.4، M7=25. يتميز مجرى البكرة بمقطع عرضي على شكل حرف U، نصف قطر قاع المجرى R=0.525d~0.550d، وزاوية المجرى 45°~60°. خشونة السطح للجدار الجانبي للمجرى Ra≤6.3μm.
يضع ISO 16625 متطلبات تصنيف مواد البكرات وفقاً لمستوى قوة حبل السلك: عندما تكون مقاومة الشد لحبل السلك ≤1770MPa، يمكن استخدام حديد زهر مرن QT500-7 أو فولاذ مصبوب ZG270-500 للبكرة؛ وعندما تتجاوز مقاومة الشد لحبل السلك 1770MPa (مثل مستوى 1960MPa)، يجب أن يخضع مجرى البكرة للتصلب بالحث الترددي المتوسط للوصول إلى HRC50~55، أو استخدام فولاذ مصبوب من سبيكة ZG35CrMo مع لحام طبقة مقاومة للاهتراء في قاع المجرى. يُفضل استخدام محمل أسطواني كروي مزدوج الصف لمحمل البكرة، مع تفاوت مسموح H7/g6 لضمان دوران سلس.
التركيب ومعايرة التمركز
يتطلب ISO 16625 ألا يتجاوز انحراف التوازي بين محور الأسطوانة ومحور مجموعة البكرات الثابتة 0.5mm/m. يجب ألا يتجاوز استواء سطح تركيب محمل أسطوانة 0.1mm/500mm، ويتم الفحص باستخدام مقياس السماكة. يجب ألا تزيد زاوية انحراف حبل السلك على الأسطوانة (الزاوية بين خط مركز حبل السلك وخط مركز أخدود الحبل) عن 4° (للأسطوانة ذات السطح اللامع) أو 2.5° (للأسطوانة ذات الأخدود الحلزوني). تجاوز الزاوية المسموحة يؤدي إلى انضغاط حبل السلك على شفة الأخدود، وتسريع الاهتراء، وحتى خروج الحبل عن مجراه.
بعد تركيب البكرة، يتم فحص المرونة بالتدوير اليدوي — بكرات فئة M5 وما دون يجب أن تدور بيد واحدة، بينما بكرات فئة M6 فما فوق تعتبر مقبولة إذا أمكن تدويرها بسهولة باستخدام مفتاح رافعة. يجب أن تكون جميع بكرات مجموعة البكرات في مستوى واحد، وألا يتجاوز انحراف استواء مستوى خط مركز مجرى البكرة 1/1000 من المسافة بين البكرات. بعد اكتمال التركيب، يتم إجراء تشغيل تجريبي بدون حمولة لمدة 30 دقيقة للتحقق من انتظام ترتيب حبل السلك وعدم وجود ضوضاء غير طبيعية ناتجة عن الاحتكاك.
كشف الاهتراء ومعايير الإعدام
وفقاً لمعايير الإعدام في ISO 16625 لاهتراء أخدود الأسطوانة: يجب استبدال الأسطوانة عندما يتجاوز مقدار اهتراء سمك جدار الأخدود 20% من السمك الأصلي؛ وإذا ظهر في قاع الأخدود تجويف بعمق ≥1mm أو علامات انضغاط من حبل السلك، فيجب إعادة تشكيل الأخدود على مخرطة (على أن يظل سمك الجدار بعد التشغيل ≥80% من السمك الأصلي).
معايير الإعدام لمجرى البكرة: يجب استبدال البكرة عندما يتجاوز اهتراء قاع المجرى 25% من قطر حبل السلك (على سبيل المثال، عند استخدام حبل سلكي بقطر Φ16mm، يصل عمق اهتراء قاع المجرى إلى 4mm فيُعدّ الحبل مُعدَمًا)؛ ويجب الاستبدال عندما يصل اهتراء الجدار الجانبي للمجرى إلى 30% من السمك الأصلي؛ وفي حالة ظهور شرخ أو كسر في شفة العجلة، يجب الاستبدال الفوري بغض النظر عن حجم الضرر.
التشحيم والصيانة اليومية
يعتمد أخدود الأسطوانة ومجرى البكرة في حالة العمل على شحم سطح حبل السلك للتشحيم الذاتي. يوصي ISO 16625 بتشحيم حبل السلك كل 200 ساعة عمل أو مرة واحدة شهرياً على الأقل (أيهما أقرب)، باستخدام شحم مخصص لحبال الأسلاك خالٍ من الأحماض والمواد الراتنجية (بدرجة لزوجة NLGI 2). يجب تشحيم محمل بكرة كل 500 ساعة تشغيل بشحم أساسه الليثيوم، وعندما تتجاوز حرارة المحمل 70℃، يجب تقصير فترة التشحيم.
محتوى التفتيش الروتيني: الفحص البصري لانتظام ترتيب حبل السلك، ووجود علامات اهتراء لامعة غير طبيعية في الأخدود، وسلاسة دوران البكرة دون ضوضاء غير طبيعية، وعدم ارتخاء مسامير غطاء المحمل. يتم قياس مقدار اهتراء الأخدود مرة كل ثلاثة أشهر باستخدام قدمة ذات ورنية أو قالب قياس، مع توثيق النتائج وتحليل الاتجاهات.
| فئة التشغيل | أسطوانةh₁ | بكرةh₂ | قطر الحبل16mmD | قطر الحبل20mmD |
|---|---|---|---|---|
| M5 | 18 | 20 | ≥288320 | ≥360400 |
| M6 | 20 | 22.4 | ≥320355 | ≥448450 |
| M7 | 22.4 | 25 | ≥358400 | ≥500500 |
الأسئلة الشائعة
س: لماذا لا يترتب حبل السلك بشكل منتظم على الأسطوانة؟
ج: تعود الأسباب الرئيسية إلى أربعة عوامل: ① تتجاوز زاوية انحراف الحبل الحد الأقصى البالغ 2.5° المحدد في ISO 16625، مما يستلزم ضبط موضع بكرة التوجيه أو إضافة جهاز ترتيب الحبل؛ ② دقة تصنيع أخدود الحبل غير كافية، حيث يتجاوز تفاوت المسافة بين الأخاديد نطاق ±0.3mm، ويتطلب ذلك إعادة التشغيل على المخرطة؛ ③ قوة الشد المسبق الأولي غير كافية، فعند تركيب حبل جديد يجب لفه 3-5 لفات تحت شد يعادل 10%~15% من حمولة العمل؛ ④ التواء الحبل السلكي (خاصية متأصلة في الحبال الدوارة)، ويمكن معالجته باستخدام حبل فولاذي مقاوم للدوران أو بإضافة مفصل دوار حر في نهاية الحبل لتحرير عزم الدوران.
س: ما هي العلامات المبكرة لتلف محمل البكرة؟
ج: تشمل العلامات المبكرة: ① سماع ضوضاء غير طبيعية أو صوت "تكتكة" دوري من البكرة أثناء التشغيل بدون حمل؛ ② ارتفاع درجة حرارة غطاء المحمل بشكل ملحوظ مقارنة بالبكرات الأخرى (فرق الحرارة >15℃)؛ ③ الإحساس بمقاومة غير منتظمة أو تعثر عند تدوير البكرة يدويًا؛ ④ تأرجح دوري للحافة الخارجية للبكرة (قيمة الانحراف >0.5mm). عند ظهور أي من هذه المؤشرات يجب إيقاف التشغيل فورًا والفحص باستخدام جهاز تحليل الاهتزازات أو السماعة الطبية للتأكد من حالة المحمل، واستبداله عند الضرورة لتجنب احتكاك الحبل بالبكرة المتوقفة مما قد يؤدي إلى انقطاع الحبل.
س: هل يمكن إصلاح أخدود الأسطوانة في الموقع؟
ج: نعم، ولكن بشروط محددة. عندما يكون عمق التآكل في الأخدود أقل من 2mm، يمكن تسويته في الموقع باستخدام جلاخة زاوية، وبعد التسوية يجب فحص أبعاد الأخدود باستخدام قالب قياس. إذا تجاوز تآكل الأخدود 2mm ولكن سمك الجدار لا يزال أكبر من 80% من السماكة الأصلية، فيجب فك الأسطوانة ونقلها إلى ورشة التشغيل لإعادة تشكيل الأخدود على مخرطة كبيرة. إذا انخفض سمك جدار الأسطوانة بعد إعادة التشغيل بأكثر من 20%، أو زاد قطر الأخدود مما أدى إلى عدم استيفاء معامل قطر الأسطوانة h₁ لمتطلبات فئة التشغيل، فيجب استبدال الأسطوانة بأخرى جديدة. يُحظر إصلاح أخدود الأسطوانة باللحام في الموقع وفقًا لمعيار ISO 16625 — فالمدخلات الحرارية الناتجة عن اللحام تغير صلادة سطح الأخدود وتؤدي إلى خطر التشققات الدقيقة.
س: كيف نختار بين البكرة المدرفلة والبكرة المصبوبة؟
ج: البكرات المصبوبة (من حديد زهر مرن QT500-7 أو فولاذ مصبوب ZG270-500) مناسبة للأقطار الصغيرة والمتوسطة (≤800mm) وسعات الرفع التقليدية، وتتميز بتكلفة تصنيع منخفضة، ويتم ضمان شكل مجرى البكرة من خلال قالب الصب. أما البكرات المدرفلة (من لوح فولاذي Q345B يتم تشكيله بالدرفلة الدورانية) فتتميز بسمك جدار موحد ووزن خفيف، وهي مناسبة للإنتاج الضخم الموحد، لكن دقة أبعاد مجرى البكرة فيها أقل قليلاً من البكرات المصبوبة. يوصي معيار ISO 16625 باستخدام بكرات من الفولاذ المصبوب لفئة التشغيل M6 فما فوق، وعندما يتجاوز قطر حبل السلك 20mm، مع إجراء معالجة تصلب بالحث الترددي المتوسط لمجرى البكرة لإطالة عمره الافتراضي.
