تعتمد متطلبات تصميم واختيار وقبول المكابح الواردة في هذه المقالة بشكل أساسي على المعايير الوطنية التالية: البند 5.8 المتعلق بمتطلبات تصميم المكابح في معيار ISO 4301 / FEM 1.001 «مواصفة تصميم الرافعات»، وبنود اختبار وقبول المكابح في معيار ISO 4306 «مواصفة وطرق اختبار الرافعات»، بالإضافة إلى أحكام الفحص النموذجي في معيار GB/T 30220-2013 «مكابح آلات الرفع».

ما هي المكونات الرئيسية لنظام الكبح في الرافعة الكهربائية؟

يعتمد نظام الكبح في الرافعة الكهربائية على هيكل محرك دوار مخروطي بكابح، وهي السمة الأساسية التي تميزه عن المحركات الصناعية العادية. يتكون نظام الكبح بالكامل من 6 مكونات رئيسية:

① محرك دوار مخروطي: يكون التجويف الداخلي للعضو الثابت والسطح الخارجي للعضو الدوار مخروطيي الشكل (زاوية المخروط عادة بين 3 و5 درجات). عند مرور التيار، تنشأ قوة جذب مغناطيسية محورية تعمل على ضغط نابض الفرامل مما يسمح بإزاحة محورية للعضو الدوار بمقدار 2~4 مم، فينفصل قرص الاحتكاك عن سطح الكبح ويعمل المحرك بشكل طبيعي.

② نابض الفرامل: مثبت في الطرف الخلفي لعمود العضو الدوار، ويوفر قوة دفع محورية. عند انقطاع التيار، تختفي القوة المغناطيسية، وتعمل قوة النابض على دفع العضو الدوار للعودة إلى وضعه، مما يجعل بطانة الاحتكاك تلتصق بسطح الكبح بإحكام لتوليد عزم الكبح. تتناسب قوة الشد المسبق للنابض مع سعة الحمولة، حيث تبلغ حوالي 80~120 نيوتن للرافعة سعة 0.5 طن، وحوالي 200~350 نيوتن للرافعة سعة 10 أطنان.

③ بطانة الاحتكاك (قرص الاحتكاك): مثبتة على السطح الخلفي للعضو الدوار، ومصنوعة من مادة احتكاك مركبة أساسها الأسبستوس، بمعامل احتكاك لا يقل عن 0.35. يتراوح سمك بطانة الاحتكاك عادة بين 8~12 مم (للقطعة الجديدة)، ويجب استبدالها عندما يتجاوز الاهتراء حد 3 مم.

④ سطح الكبح (عجلة الفرامل): مثبت على الغطاء الخلفي للمحرك، ويعمل مع بطانة الاحتكاك لتكوين زوج الاحتكاك. مصنوع من حديد الزهر HT200 أو الفولاذ Q235، وبخشونة سطح Ra لا تزيد عن 3.2 ميكرومتر.

⑤ صامولة قفل الضبط: مثبتة في الطرف الخلفي لعمود العضو الدوار، وتستخدم لضبط خلوص الفرامل. يؤدي الدوران في اتجاه عقارب الساعة إلى تقليل الخلوص (زيادة إحكام الكبح)، بينما يؤدي الدوران عكس اتجاه عقارب الساعة إلى زيادة الخلوص (تخفيف الكبح).

⑥ عجلة الفرامل المروحية: مدمجة في الطرف الخلفي للعضو الدوار، وتجمع بين وظيفة التبريد والتهوية ووظيفة سطح الكبح، حيث تتبدد الحرارة الناتجة عن الكبح عبر شفرات المروحة.

وفقًا للبند 5.8 من معيار ISO 4301 / FEM 1.001 «مواصفة تصميم الرافعات»، يجب أن يكون مكبح آلية الرفع قادرًا على التعشيق تلقائيًا عند انقطاع التيار، وألا يقل عزم الكبح عن 1.5 ضعف عزم الحمولة المقدرة. تم تصميم نظام الكبح في جميع رافعات كيلود للصناعات الثقيلة وفقًا لهذا المعيار، حيث لا يقل عامل أمان الكبح عن 1.75.

طريقة تركيب وتشغيل فرامل الرافعة الكهربائية في 5 خطوات ومعيار خلوص الفرامل

يعد ضبط فرامل الدوار المخروطي من أكثر العمليات شيوعًا في تركيب وصيانة الرافعات الكهربائية. فيما يلي الطريقة القياسية المكونة من 5 خطوات والتي تم التحقق منها من قبل الفريق الفني لكيلود للصناعات الثقيلة، مع تحديد معاملات ومعايير فحص واضحة لكل خطوة.

الخطوة الأولى: إيقاف التشغيل بانقطاع التيار والتأكد من حالة السلامة

افصل مصدر الطاقة الرئيسي وعلّق لافتة تحذيرية «قيد الصيانة»، وتأكد من أن ذراع التحكم في وضع الإيقاف. أنزل الخطاف إلى الأرض أو منصة الدعم، وتأكد من تحرير الحمولة بالكامل. استخدم ملتيميتر للتحقق من انقطاع التيار عن الدائرة الرئيسية ودائرة التحكم. لا يجوز تخطي هذه الخطوة، فإجراء الضبط مع وجود تيار كهربائي قد يؤدي إلى حوادث سلامة خطيرة.

الخطوة الثانية: فك الغطاء الخلفي للمروحة

استخدم مفتاح ربط مناسب لفك 3~4 مسامير التثبيت للغطاء الخلفي للمروحة، وبعد إزالة الغطاء ستظهر نابض الفرامل وصامولة قفل الضبط وعجلة الفرامل المروحية. احتفظ بالمسامير والحشيات التي تم فكها لتجنب فقدانها. إذا كانت هناك حشية مانعة للتسرب بين الغطاء وغطاء المحرك، فافحص سلامتها واستبدلها إذا كانت تالفة.

الخطوة الثالثة: ضبط صامولة القفل للتحكم في خلوص الفرامل

استخدم مفتاح ربط خطافيًا أو مفتاح أنابيب لتثبيت صامولة قفل الضبط. يؤدي الدوران في اتجاه عقارب الساعة (عند النظر من الطرف الخلفي للمحرك) إلى تقليل الإزاحة المحورية للعضو الدوار، مما يقلل الخلوص بين بطانة الاحتكاك وسطح الكبح ويزيد من إحكام الكبح. أما الدوران عكس اتجاه عقارب الساعة فيزيد الخلوص ويخفف الكبح. يجب ألا يتجاوز مقدار الضبط في كل مرة ربع دورة، وبعد الضبط قم بتشغيل المحرك لفترة قصيرة تتراوح بين 2~3 ثوانٍ ثم افصل التيار، واترك العضو الدوار ليعود لوضعه الطبيعي قبل قياس الخلوص.

الخطوة الرابعة: قياس خلوص الفرامل بمقياس السماكة (المعيار 0.5~1.5 مم)

استخدم مقياس السماكة (مقياس السمك) لقياس الخلوص بين بطانة الاحتكاك وسطح الكبح في 4 نقاط متساوية التوزيع على المحيط. الخلوص القياسي هو 0.5~1.5 مم، ويجب ألا يتجاوز الفرق بين النقاط الأربع 0.2 مم. يؤدي الخلوص الصغير جدًا (أقل من 0.5 مم) إلى احتكاك وسخونة زائدة أثناء التشغيل وتسريع اهتراء بطانة الاحتكاك. أما الخلوص الكبير جدًا (أكثر من 1.5 مم) فيؤدي إلى تأخر زمن الاستجابة للكبح، وضعف عزم الكبح، وتجاوز مقدار انزلاق الحمولة المقدرة للحد المسموح. إذا كان الخلوص غير متساوٍ، فافحص ما إذا كان مقعد النابض مائلًا أو إذا كانت بطانة الاحتكاك تعاني من اهتراء غير متساوٍ.

الخطوة الخامسة: الاختبار بدون تحميل وقبول التحميل الكامل

بعد توصيل التيار، قم أولاً بإجراء 3 دورات رفع وخفض بدون تحميل، وتأكد من عدم وجود ضوضاء غير طبيعية أو احتكاك أو دخان من المكبح. ثم قم بتحميل الحمولة المقدرة، وارفع الخطاف إلى ارتفاع حوالي 1 متر عن الأرض وعلقه، وبعد فصل التيار قم بقياس مقدار انزلاق الخطاف خلال دقيقة واحدة، والحد القياسي لا يتجاوز 80 مم. أخيرًا، قم بإجراء اختبار الفرامل بالحمولة الساكنة بمقدار 1.25 ضعف الحمولة المقدرة، مع التعليق لمدة 10 دقائق دون أي انزلاق. بعد اكتمال الضبط، أعد تركيب الغطاء الخلفي للمروحة وأحكم ربط المسامير. توصي كيلود للصناعات الثقيلة بتعبئة بطاقة سجل صيانة نظام الكبح بعد كل عملية ضبط، مع توضيح تاريخ الضبط وقيم الخلوص المقاسة واسم المشغل.

تتوافق إجراءات الضبط المذكورة أعلاه مع متطلبات الاختبار الوظيفي للمكابح في معيار ISO 4306 «مواصفة وطرق اختبار الرافعات»، كما تلبي أحكام الفحص الدوري لمكابح آلية الرفع المنصوص عليها في لائحة TSG 51-2023 «اللوائح الفنية للسلامة لمعدات الرفع».

جدول مقارنة معاملات 4 أنواع من مكابح الرافعة الكهربائية

رافعة علوية صناعية من كيلود - حلول رفع موثوقة للمنشآت الصناعية

في بيئة العمل الصناعية الحديثة، تُعد كفاءة وسلامة عمليات الرفع عاملاً حاسماً في استمرارية الإنتاج. تقدم كيلود سلسلة متكاملة من الرافعات العلوية المصممة وفق أحدث المعايير الدولية، لتلبية متطلبات التشغيل في المصانع وورش الصيانة ومحطات الطاقة ومنشآت البنية التحتية في منطقة الخليج. تجمع رافعاتنا بين المتانة الفائقة، والتقنيات الذكية للتحكم الدقيق، وأعلى مستويات الأمان، مما يجعلها الخيار الأمثل للمشاريع التي تتطلب موثوقية تشغيلية عالية.

معايير واشتراطات تركيب وفحص نظام الكبح للرافعة الكهربائية

المعاملات الأساسية لنظام كبح الرافعة الكهربائية (6 بيانات رئيسية)

7 مشاكل شائعة في ضبط فرامل الرافعة الكهربائية وحلولها

المشكلة الأولى: استمرار انزلاق الفرامل وانزلاق الحمولة بعد الضبط

تحليل الأسباب: تآكل قرص الكبح إلى أقل من 3 مم يؤدي إلى ضعف قوة الكبح. وجود زيوت أو ماء على سطح قرص الكبح يقلل من معامل الاحتكاك. إجهاد نابض الفرامل يؤدي إلى انخفاض قوة الشد المسبق.

الحلول: استبدال قرص الكبح (معامل احتكاك قرص الكبح الأصلي من كيلود للصناعات الثقيلة لا يقل عن 0.38). تنظيف سطح قرص الكبح وقرص الكبح باستخدام الأسيتون أو منظف متخصص. قياس الطول الحر للنابض، وإذا كان أقصر من الطول الأصلي بأكثر من 10% فيجب استبداله.

المشكلة الثانية: دخان ورائحة احتراق أثناء تشغيل المكبح

تحليل الأسباب: خلوص الفرامل صغير جدًا (أقل من 0.5 مم) مما يسبب احتكاكًا مستمرًا بين قرص الكبح وقرص الكبح. نابض الفرامل صلب جدًا أو قوة الشد المسبق كبيرة جدًا. التشغيل المتكرر بحركة تدريجية يسبب ارتفاع حرارة المكبح بشكل مستمر.

الحلول: إيقاف التشغيل فورًا للتبريد، وإعادة ضبط خلوص الفرامل إلى 0.8~1.2 مم. التحقق من مطابقة طراز نابض الفرامل مع المحرك. إذا تجاوز ارتفاع حرارة المكبح 60 كلفن، يجب تبريده إجباريًا لمدة 30 دقيقة قبل الاستخدام.

المشكلة الثالثة: صعوبة دوران صامولة القفل أو تلف الخيط

تحليل الأسباب: تآكل الخيط بسبب الصدأ. تشوه الخيط نتيجة استخدام قوة مفرطة في الضبط السابق. الاهتزاز المستمر يؤدي إلى التصاق صامولة القفل بنهاية العمود.

الحلول: رش WD-40 أو مزيل الصدأ وتركه لمدة 15 دقيقة، ثم الطرق الخفيف حول الصامولة ومحاولة الدوران؛ إذا كان الخيط تالفًا، يجب استبدال عمود الدوار أو الصامولة. توصي كيلود للصناعات الثقيلة بوضع كمية صغيرة من شحم ثاني كبريتيد الموليبدينوم على الخيط قبل كل ضبط لمنع الصدأ.

المشكلة الرابعة: خلوص الفرامل غير متساوٍ حول المحيط

تحليل الأسباب: تآكل غير متساوٍ لقرص الكبح (أحد الجانبين أسمك من الآخر). ميلان قاعدة نابض الفرامل. تجاوز التفاوت المسموح في انحراف سطح قرص الكبح.

الحل: استخدم مؤشرًا قرصيًا لفحص انحراف سطح مكبح القرص، ويجب ألا يتجاوز 0.05 مم؛ إذا كان تآكل وسادة المكبح غير متساوٍ، يجب استبدالها بالكامل (لا يُسمح باستبدال جزء فقط). تحقق من تثبيت مقعد النابض في مكانه، وإذا لزم الأمر أضف حشية ضبط للتسوية.

المشكلة الخامسة: الأداء طبيعي عند عدم التحميل لكن المكبح يفشل عند التحميل

تحليل السبب: قوة نابض الفرامل غير كافية، فعند عدم التحميل يكفي الكبح بالكاد، لكن عند زيادة الحمولة لا يكفي عزم الكبح. معامل احتكاك وسادة المكبح ينخفض عند درجات الحرارة المرتفعة (ظاهرة التلاشي الحراري).

الحل: استبدل بنابض فرامل عالية الصلابة من كيلود للصناعات الثقيلة. اختر وسادات مكبح مقاومة للحرارة العالية (درجة حرارة العمل لا تقل عن 250 درجة مئوية). تحقق من مطابقة الحمولة المقدرة للرافعة الكهربائية مع مواصفات المكبح.

المشكلة السادسة: ضوضاء غير طبيعية مزعجة في مكبح رافعة كهربائية جديدة

تحليل السبب: عدم كفاية التآكل الأولي بين وسادة المكبح وقرص المكبح. وجود صدأ أو نتوءات على سطح قرص المكبح. صلادة وسادة المكبح أعلى من اللازم.

الحل: أول 50 عملية كبح للرافعة الجديدة هي فترة تآكل أولي، والضوضاء الخفيفة ظاهرة طبيعية؛ افحص سطح قرص المكبح وأزل النتوءات. إذا استمرت الضوضاء بعد فترة التآكل الأولي، تحقق من أن صلادة وسادة المكبح ضمن الحد المسموح (صلادة شور 70~90HD).

المشكلة السابعة: تعشيق الفرامل في الشتاء عند درجات الحرارة المنخفضة وعدم القدرة على التشغيل

تحليل السبب: درجات الحرارة المنخفضة تؤدي إلى تجمد الشحم وزيادة مقاومة الحركة المحورية للعضو الدوار. تجمد أو تكون صقيع على سطح وسادة المكبح يزيد من قوة الاحتكاك الساكن.

الحل: عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أقل من -10 درجات مئوية، قم بتشغيل المحرك للتسخين المسبق لمدة 5~10 دقائق قبل بدء التشغيل؛ اختر شحمًا للدرجات المنخفضة (درجة حرارة التشغيل من -40 إلى 120 درجة مئوية). تحقق من عمل شريط التسخين (إذا كان مزودًا به) بشكل طبيعي.

تم التحقق من تشخيصات وحلول الأسئلة الشائعة أعلاه وتراكمت في مركز خدمة ما بعد البيع في كيلود للصناعات الثقيلة. قراءة ذات صلة: كيفية فحص تشوه خطاف الرافعة والشقوق وزيادة فتحة الخطاف؟ 6 أنواع من الأسباب التشخيصية و5 معايير للاستبعاد، للتعرف على مواصفات صيانة خطاف الرافعة الآمنة. يُنصح موظفو الصيانة بإنشاء سجل لأعطال نظام الكبح، وتوثيق كل ظاهرة عطل وسببه وإجراءات المعالجة، لتسهيل الفحص السريع لاحقًا.

إجابات احترافية عن الأسئلة الشائعة حول مكبح الفرامل في الرافعات الكهربائية