دليل اختيار الرافعة القنطرية: معايير تصميم MG وMH
نظام اختيار الرافعة الداعمة (الأرجل) القنطرية. يتضمن اختيار الرافعة القنطرية خمسة محاور رئيسية: معاملات الطرازات MH وMG وMHL وMHE وMHZ، واختيار العارضة الرئيسية بين الصندوقية والشبكية، وتصميم الرافعات بأشكال L وC وA، ونظام تزويد الطاقة لآلية السير، والتكوين القياسي للسلامة. يجمع هذا المقال 21 دراسة تقنية حول الرافعات القنطرية، ويستعرض بشكل منهجي كامل مراحل المعرفة بدءًا من مقارنة الطرازات والتصميم الهيكلي وتكوين السلامة وصولًا إلى قبول التركيب، مع تغطية معايير ISO 4301 / FEM 1.001 وGB/T 14406 وغيرها، لمساعدة المستخدمين على الاختيار العلمي والتكوين الأمثل.
الهيكل العام للرافعة القنطرية
الرافعة القنطرية (وتُعرف أيضًا باسم الرافعة الجسرية أو الرافعة البوابة) هي معدات رفع تتحرك على سكة أرضية عبر عربات سير، بإطار بوابي يحمل العارضة الرئيسية. تتكون الرافعة القنطرية من أربعة مكونات رئيسية: العارضة الرئيسية، والرافعة، وآلية سير الجسر، وآلية الرفع (الونش). تمتد العارضة الرئيسية بين الرافعتين، وتُثبَّت عربات السير أسفل الرافعات للتحرك على السكة، بينما تتحرك آلية الرفع (رافعة كهربائية أو عربة) أفقيًا على العارضة الرئيسية، مما يحقق مناولة المواد في الأبعاد الثلاثة. تُصنَّف حسب عدد العارضات إلى عارضة رئيسية واحدة وعارضتين رئيسيتين مزدوجتين، وحسب شكل الرافعة إلى L وC وA والمعلقة جانبيًا، وحسب الاستخدام إلى عامة، ومخلبية، ومقاومة للانفجار، وللحاويات، وغيرها.
تصنيف الطرازات ومعاملات التشغيل
نوع MH هو رافعة قنطرية بونش كهربائية، بسعة رفع تتراوح بين 1 و20 طنًا وبحر يصل إلى 35 مترًا. تستخدم رافعة كهربائية كآلية رفع، وتتميز ببنية بسيطة ووزن ذاتي منخفض وتكلفة اقتصادية، مما يجعلها مناسبة للعمليات المتقطعة والمتوسطة والخفيفة.
نوع MG هو رافعة قنطرية بعربة، بسعة رفع تتراوح بين 5 و50 طنًا وبحر يتراوح بين 18 و50 مترًا. تعتمد على آلية رفع بعربة، وتوفر ارتفاع رفع أكبر وفئة تشغيل أعلى، مما يجعلها مناسبة للعمليات المتكررة والمتوسطة والثقيلة.
نوع MHL هو رافعة قنطرية بعارضة جانبية، بسعة رفع تتراوح بين 1 و20 طنًا وبحر يصل إلى 35 مترًا. تكون العارضة الرئيسية مزاحة إلى جانب الرافعة، مما يوفر خلوصًا جانبيًا أكبر، وهو مثالي لمناولة المواد الطويلة مثل الفولاذ والأنابيب والأخشاب.
نوع MHE هو رافعة نصف قنطرية، بسعة رفع تتراوح بين 1 و16 طنًا وبحر يصل إلى 30 مترًا. تستند إحدى الرافعتين على سكة أرضية بينما تُعلَّق الأخرى على العارضة الداعمة (كابولي) عمود مبنى المصنع، وهي مناسبة للمواقع التي تعاني من قيود المساحة على أحد الجانبين.
نوع MHZ هو رافعة قنطرية بمخلب، بسعة رفع تتراوح بين 5 و20 طنًا وبحر يصل إلى 35 مترًا. مزودة برافعة كهربائية وآلية رفع بمخلب، وهي مثالية لتحميل وتفريغ المواد السائبة وعمليات الالتقاط.
نوع MHhs هو رافعة قنطرية بسلسلة يدوية، بسعة رفع تتراوح بين 0.5 و10 أطنان وبحر يصل إلى 20 مترًا. تستخدم رافعة سلسلة يدوية بدلًا من الرافعة الكهربائية، وهي مناسبة للمواقع التي لا تتوفر فيها الكهرباء والبيئات المقاومة للانفجار.
| الطراز | آلية الرفع | سعة الرفع (الحمولة)(t) | البحر (المسافة بين الرافعتين)(m) | مجالات الاستخدام |
|---|---|---|---|---|
| نوع MH | رافعة كهربائية | 1~20 | ≤35 | خفيف ومتوسط,تشغيل متقطع |
| نوع MG | العربةنوع | 5~50 | 18~50 | متوسط وثقيل,تشغيل عالي التردد |
| نوع MHL | رافعة كهربائية | 1~20 | ≤35 | عبور المواد الطويلة بالتعليق الجانبي |
| نوع MHE | رافعة كهربائية | 1~16 | ≤30 | مبنى المصنعنصف بوابة جانبية |
| نوع MHZ | رافعة كهربائية+مخلب | 5~20 | ≤35 | تحميل وتفريغ البضائع السائبة,إمساك |
| نوع MHhs | رافعة سلسلة يدوية | 0.5~10 | ≤20 | بدونمصدر الطاقة/مقاوم للانفجارموقع |
تصميم هيكل العارضة الرئيسية
تُعد العارضة الرئيسية العنصر الإنشائي الأساسي في الرافعة القنطرية، حيث يؤثر شكلها الهيكلي بشكل مباشر على الوزن الذاتي للرافعة وصلابتها وتكلفة تصنيعها. تشمل الهياكل الشائعة للعارضة الرئيسية العارضة الصندوقية والعارضة الشبكية. تتكون العارضة الصندوقية من لوحي شفة علوي وسفلي ولوحي ويب جانبيين ملحومين معًا لتشكيل صندوق مغلق، وتتميز بصلابة الالتواء والانحناء العالية، وتقنية تصنيع ناضجة، وهي مناسبة لمختلف الأحجام والبحور من الرافعات القنطرية، وتُعد حاليًا الشكل الأكثر استخدامًا للعارضة الرئيسية. أما العارضة الشبكية فتُبنى باستخدام زوايا فولاذية أو أنابيب فولاذية ملحومة في هيكل شبكي فراغي، وتتميز بوزن ذاتي خفيف ومقاومة رياح منخفضة وتوفير في الفولاذ، وهي مناسبة بشكل خاص للرافعات القنطرية الخارجية ذات البحور الكبيرة (أكثر من 35 مترًا) والمناطق المعرضة للرياح القوية، لكن تقنية تصنيعها معقدة وتتطلب جودة عالية للحامات في العقد.
في السنوات الأخيرة، ظهرت أشكال جديدة للعارضة الرئيسية مثل العارضة المركبة والعارضة على شكل حرف U في التطبيقات الهندسية. تجمع العارضة المركبة بين العارضة الصندوقية والوصلات العرضية الشبكية، مما يوازن بين الصلابة والاقتصاد. بينما يتميز المقطع العرضي للعارضة على شكل حرف U بفتحة علوية، مما يسهل ترتيب ممرات الصيانة الداخلية. عند اختيار شكل العارضة الرئيسية، يجب مراعاة عوامل مثل سعة الرفع والبحر وفئة التشغيل وبيئة الاستخدام وتكلفة التصنيع. لمزيد من التفاصيل، يمكنك الرجوع إلى تحليل مقارن لأشكال العارضة الرئيسية للرافعات القنطرية.
تصميم هيكل الرافعة (الأرجل الداعمة)
تعتبر الرافعة (الأرجل الداعمة) المكون الرئيسي الذي يربط العارضة الرئيسية بآلية السير على الأرض، ويحدد شكلها الهيكلي الاستقرار العام للرافعة ومساحة الاستخدام. بناءً على الخصائص الهندسية للشكل الخارجي، تنقسم الرافعات بشكل أساسي إلى ثلاثة أنواع: النوع L والنوع C والنوع A. يتميز النوع L ببنية بسيطة وتصنيع سهل وأقل تكلفة، ويستخدم على نطاق واسع في الرافعات القنطرية ذات الحمولات الصغيرة والمتوسطة. أما النوع C فيوفر خلوصًا أكبر للمرور العرضي من خلال تصميم ناتئ يجعل الجزء السفلي من الرافعة ينحني للداخل، وهو مناسب للأماكن التي تحتاج فيها الرافعات الشوكية أو المركبات إلى المرور بين الأرجل. ويستخدم النوع A هيكلًا مثلثيًا ثابتًا، ويتميز بقدرة عالية على مقاومة الأحمال الجانبية، وهو مناسب للرافعات القنطرية ذات البحور الكبيرة أو الحمولات العالية أو في المناطق المعرضة للرياح القوية.
تتعلق طريقة توصيل الرافعة بالعارضة الرئيسية أيضًا، فهناك التوصيل الصلب والتوصيل المفصلي. التوصيل الصلب بسيط، لكن الرافعة تتحمل عزم انحناء كبير. بينما يسمح التوصيل المفصلي بتحرير انتقال عزم الانحناء بين الرافعة والعارضة الرئيسية، مما يحسن حالة الإجهاد للرافعة، وهو مناسب للرافعات ذات البحور الكبيرة. يجب أن يؤخذ تصميم واختيار الرافعة بالاعتبار بالتنسيق مع هيكل العارضة الرئيسية والبحر وحمولة العجلة وأساس السكة. للحصول على تفاصيل تصميم الرافعة، راجع شرح تفصيلي لاختيار ومعاملات تصميم رافعات الرافعات القنطرية.
آلية السير ونظام التغذية الكهربائية
تشمل آليات السير في الرافعة القنطرية آلية حركة الجسر وآلية حركة العربة (الرافعة الصغيرة). تتكون آلية حركة الجسر من محرك دفع ومخفض سرعة ومكبح ومجموعة عجلات وسكة، وتقوم بتحريك الرافعة بالكامل طوليًا على طول سكة الأرض. أما آلية حركة العربة فمثبتة على العارضة الرئيسية وتقوم بتحريك الحمولة عرضيًا على طول العارضة. تنقسم طريقة دفع آلية السير إلى دفع مركزي ودفع منفصل: يستخدم الدفع المركزي محركًا واحدًا لنقل الحركة إلى العجلات على الجانبين عبر عمود الإدارة، وهو مناسب للرافعات الصغيرة ذات البحر ≤ 30 مترًا. بينما يستخدم الدفع المنفصل محركًا أو أكثر مستقلين على كل جانب، وتضمن المزامنة عبر نظام التحكم الكهربائي، وهو مناسب للرافعات ذات البحور الكبيرة.
تنقسم طرق التغذية الكهربائية بشكل أساسي إلى ثلاثة أنواع: التغذية عبر خط التغذية (التماس الكهربائي)، التغذية عبر بكرة الكابل، والتغذية عبر سلسلة الجر (الكابل الجر). خط التغذية مناسب للأماكن الداخلية أو الخارجية ذات السكة الثابتة، ويوفر تغذية موثوقة وسهولة في الصيانة. بكرة الكابل مناسبة للتطبيقات ذات البحور الكبيرة أو مسافات الحركة الطويلة، حيث يتم لف الكابل وفكه تلقائيًا للتغذية. سلسلة الجر مناسبة لتغذية العربة أو تغذية الجسر لمسافات قصيرة، وتتميز بمرونة عالية وترتيب مضغوط. عند اختيار طريقة التغذية، يجب مراعاة بيئة الاستخدام (داخلي/خارجي، مقاوم للانفجار/عادي) ومسافة التشغيل وميزانية التكلفة.
أجهزة السلامة والمعايير القياسية
بما أن الرافعة القنطرية تعتبر من المعدات الخاصة، يجب تجهيزها بجميع أجهزة السلامة اللازمة وفقًا للمعايير الوطنية. تشمل أجهزة السلامة: محدد الحمل الزائد، جهاز منع التصادم، مفتاح حد السير، جهاز مقاومة الرياح والانزلاق (مشبك السكة، جهاز الإرساء، إسفين السكة)، مقياس شدة الرياح، جهاز الحماية من الخروج عن السكة، ممتص الصدمات، مفتاح التوقف الطارئ، وجهاز الإنذار الصوتي والضوئي. من بينها، يعتبر محدد الحمل الزائد إلزاميًا، حيث يقوم بفصل طاقة الرفع تلقائيًا وإصدار إنذار صوتي وضوئي عندما يتجاوز حمل الرفع 105% من سعة الرفع المقدرة. يجب أيضًا تجهيز الرافعات القنطرية الخارجية بمقياس شدة الرياح وجهاز مقاومة الرياح والانزلاق لضمان مقاومة الانزلاق الناتج عن حمل الرياح في حالة عدم العمل.
يخضع تصميم وتصنيع وتركيب وفحص الرافعات القنطرية للعديد من المعايير واللوائح الوطنية والصناعية. تشمل المعايير الرئيسية: معيار ISO 4301 / FEM 1.001 (الموافق لـ ISO 4301 / FEM 1.001) لتصميم الرافعات، ومعيار GB/T 14406 (الموافق لـ FEM 1.001) للرافعات القنطرية العامة، ومعيار GB/T 28264 — نظام مراقبة وإدارة السلامة لآلات الرفع، ولائحة TSG Q5001-2009 لقواعد إدارة استخدام آلات الرفع، ومعيار GB 6067.1 (الموافق لـ ISO 12480) لقواعد السلامة لآلات الرفع. للحصول على شرح مفصل حول تكوين أجهزة السلامة، يمكنك الرجوع إلى مواصفات تكوين أجهزة السلامة للرافعات القنطرية.
محدد الحمل الزائد
يفصل طاقة الرفع تلقائيًا ويطلق إنذارًا صوتيًا وضوئيًا عندما تصل الحمولة إلى ≥ 105% من سعة الرفع المقدرة. إلزامي التكوين.
جهاز مقاومة الرياح والانزلاق
مشبك السكة / جهاز الإرساء / إسفين السكة. إلزامي للرافعات القنطرية الخارجية لمنع الانزلاق الناتج عن حمل الرياح في حالة عدم العمل.
مقياس شدة الرياح
يراقب سرعة الرياح لحظيًا، ويطلق تحذيرًا تلقائيًا ويقوم بتفعيل الكبح ضد الرياح عند تجاوز العتبة المحددة. إلزامي للرافعات الخارجية.
مفتاح حد السير
محدد ارتفاع الرفع، ومفاتيح حد سير الجسر والعربة، لمنع تجاوز الحدود وحوادث الاصطدام العلوي.
خطوات اختيار الرافعة القنطرية ونقاط التركيب الأساسية
يجب أن تبدأ عملية اختيار الرافعة القنطرية بتحديد متطلبات التشغيل بدقة: تحديد سعة الرفع (شاملة وزن الرفع)، والبحر (عرض المسار)، وارتفاع الرفع، وفئة التشغيل (A3~A8)، وبيئة الاستخدام (داخلية/خارجية، نطاق درجة الحرارة، متطلبات مقاومة الانفجار) وغيرها من المعاملات الأساسية. بناءً على سعة الرفع وفئة التشغيل، يتم اختيار نوع آلية الرفع: للأحمال الخفيفة والتردد المنخفض، تُستخدم الرافعة الكهربائية (نوع MH)، بينما للأحمال الثقيلة والتردد العالي، يُستخدم نظام العربة (نوع MG). كما يُحدد شكل الرافعة وفقًا للمساحة المتاحة وطبيعة المواد: الشكل L للأغراض العامة، والشكل C لمرور الشاحنات، والشكل A للامتدادات الكبيرة ومقاومة الرياح.
تشمل نقاط مراقبة الجودة الرئيسية أثناء التركيب: الوصول بقوة الخرسانة لقاعدة السكة إلى 100% من القيمة التصميمية قبل بدء التركيب؛ ألا يتجاوز انحراف استقامة السكة على كامل الطول 5 مم، وألا يتجاوز انحراف عرض المسار ±3 مم؛ ضبط التحدب للعارضة الرئيسية ضمن نطاق L/1000 ±10%؛ ألا يتجاوز انحراف تعامد الرافعة H/1000؛ مقاومة عزل النظام الكهربائي ≥1 ميجا أوم، ومقاومة التأريض ≤4 أوم. بعد اكتمال التركيب، يجب إجراء اختبار تشغيل بدون حمولة (لمدة ≥30 دقيقة)، واختبار ثابت بالحمولة المقدرة، واختبار حمل ديناميكي بمقدار 1.1 ضعف الحمولة المقدرة. يمكن الرجوع إلى إجراءات تركيب وتشغيل الرافعات القنطرية للحصول على التفاصيل الكاملة.
المراجع: معيار ISO 4301 / FEM 1.001 «مواصفة تصميم الرافعات»، معيار GB/T 14406-2011 «الرافعات القنطرية العامة»، معيار GB/T 28264-2017 «نظام مراقبة وإدارة السلامة لآلات الرفع»، لائحة TSG Q5001-2009 «قواعد إدارة استخدام آلات الرفع»
الأسئلة الشائعة حول الرافعات القنطرية
س: ما الفرق بين الرافعة القنطرية من نوع MH ونوع MG؟
ج: يستخدم نوع MH رافعة كهربائية كآلية رفع، مما يجعله بسيطًا في البنية، خفيف الوزن، ومنخفض التكلفة، ومناسبًا للتطبيقات الخفيفة والمتوسطة بقدرة رفع تتراوح من 1 إلى 20 طنًا. بينما يستخدم نوع MG آلية رفع بعربة، مما يوفر ارتفاع رفع أكبر وفئة تشغيل أعلى، وهو مناسب للتطبيقات المتوسطة والثقيلة بقدرة رفع تتراوح من 5 إلى 50 طنًا. توصي الشركة باختيار نوع MH للأحمال الخفيفة والتردد المنخفض، ونوع MG للأحمال الثقيلة والتردد العالي.
س: ما هي أجهزة الأمان ضد الرياح الإلزامية للرافعات القنطرية الخارجية؟
ج: وفقًا لمتطلبات معيار ISO 4301 / FEM 1.001 ولائحة TSG Q5001، يجب تزويد الرافعات القنطرية الخارجية بمشبك السكة أو جهاز الإرساء لمنع الانزلاق بفعل الرياح في حالة عدم التشغيل، بالإضافة إلى مقياس شدة الرياح لمراقبة سرعة الرياح لحظيًا، وإصدار إنذار عند بلوغ السرعة القيمة المضبوطة مع تفعيل الكبح ضد الرياح تلقائيًا. يُنصح أيضًا بتجهيز الرافعات الكبيرة والمتوسطة (≥20 طنًا) بنظام ربط إضافي ضد الرياح.
س: ما هي متطلبات أساس سكة الرافعة القنطرية؟
ج: يجب أن تفي قاعدة السكة بمتطلبات قدرة التحمل، ويجب ألا يقل سمك الأساس الخرساني عن 200 مم مع تسليح بشبكة فولاذية مزدوجة الاتجاه. تتراوح المسافة بين عوارض السكة (النائمات) بين 600 و800 مم، ويُستخدم سكة من نوع P43 أو P50. يجب ألا تزيد مقاومة تأريض السكة عن 4 أوم. بالنسبة للرافعات القنطرية ذات العجلات المطاطية، يجب أن تكون الأرضية صلبة ومستوية، مع قدرة تحمل لا تقل عن 10 طن/م².
س: لماذا يُصمم رافعة الرافعة القنطرية أحيانًا بشكل جانبي (غير متمركز)؟
ج: في التصميم الجانبي (نوع MHL)، يتم إزاحة العارضة الرئيسية إلى جانب واحد من الرافعة، مما يوفر خلوصًا أكبر على الجانب الآخر، مما يسهل مرور المواد الطويلة (مثل الفولاذ، الأنابيب، والأخشاب) من الجانب. في هذا التكوين، تتحمل الرافعة عزوم انحناء لا مركزية كبيرة، مما يتطلب تقوية خاصة لمقطع الرافعة والتحقق من ثباتها الكلي ضد الانقلاب. وبالتالي، فإن التصميم والتصنيع أكثر تعقيدًا وتكلفة أعلى قليلاً مقارنة بالتصميم المتمركز.
