دليل اختيار عارضة I للرافعة الكهربائية (0.5t-20t)
الخلاصة الأساسية: يتطلب اختيار عارضة I للرافعة الكهربائية استيفاء شرطين في آن واحد: عرض الجناح (لمطابقة عرض مسار العربة) وقوة الانحناء (لتحمل سعة الرفع + الوزن الذاتي للرافعة). وفقًا للمعيار 05G359-3: سعة 0.5t تستخدم I16~I22a (بمسافة بين نقطتي الرفع 4.2~9m)، وسعة 1t تستخدم I16~I25a، وسعة 2t تستخدم I22a~I32a، وسعة 3t تستخدم I32a~I40a، وسعة 5t تستخدم I50a، وسعة 10t تستخدم I56a~I63a (جميعها تشمل الوزن الذاتي للرافعة). سعتا 16t/20t خارج نطاق هذا الجدول، وتتطلبان حسابًا منفصلًا وفقًا للمعيار GB 50017. بعد الاختيار، يجب إجراء التحقق من القوة والانحراف.
تُركّب الرافعة الكهربائية على سكة حديد I وتتحرك عليها، لذا فإن صحة اختيار العارضة تؤثر مباشرة على سلامة التشغيل وعمر المعدات. فإذا كان الاختيار أصغر من اللازم — قد تتعرض العارضة للانحناء والتشوه بسبب عدم كفاية قدرة التحمل، وقد تصل الأمور إلى خطر السقوط؛ وإذا كان الاختيار أكبر من اللازم — ينتج عنه هدر في التكلفة، وقد يؤدي اتساع الجناح إلى عدم تطابق عربة الرافعة مع السكة. بناءً على خبرة كيلود للصناعات الثقيلة الممتدة في تصنيع وتركيب الرافعات الكهربائية، نعرض فيما يلي المواصفات الموصى بها لعارضة I لكل سعة رفع، مع شرح منطق التحقق المعتمد في الاختيار، لمساعدة المستخدم على اتخاذ القرار الصحيح من المرة الأولى.
جدول مقارنة اختيار عارضة I للرافعات الكهربائية حسب سعة الرفع
يوضح الجدول التالي المواصفات الموصى بها لعارضة I للرافعات الكهربائية من النوع CD1/MD1 ضمن البحر المعياري (6~12m). يجب أن يخضع الاختيار النهائي للتحقق من القوة والانحراف بناءً على البحر، وسعة الرفع، والوزن الذاتي للرافعة، ومعامل الحمل الديناميكي. مادة العارضة هي Q235B (المعيار الوطني للفولاذ المدلفن على الساخن يتوفر فقط بمادة Q235).
مصدر البيانات: 05G359-3 «سكك معدات النقل المعلقة» الجدول الأول، ينطبق على الرافعات الكهربائية بسعة رفع ≤10t، مع سكة مستقيمة بسيطة الارتكاز.
| عارضة Iالطراز | الجناحالعرض(mm) | مقطع عرضيالارتفاع(mm) | 05G359-3 المسموححمولة مركزةالقيمة المميزة [F] (kN) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| l=4.2m | l=4.8m | l=5.4m | l=6.0m | l=7.5m | l=9.0m | |||
| I16 | 88 | 160 | 12.24 | 10.30 | 7.94 | 6.22 | 3.52 | 1.97 |
| I18 | 94 | 180 | 15.13 | 13.87 | 11.86 | 9.37 | 5.45 | 3.22 |
| I20a | 100 | 200 | 18.05 | 16.65 | 15.44 | 13.61 | 8.08 | 4.96 |
| I22a | 110 | 220 | 23.06 | 20.16 | 18.79 | 17.56 | 11.92 | 7.51 |
| I25a | 116 | 250 | 27.73 | — | — | 22.57 | 18.10 | 11.68 |
| I28a | 122 | 280 | — | — | — | 26.27 | 21.51 | 16.80 |
| I32a | 130 | 320 | 33.20 | 31.49 | — | 33.20 | 29.19 | 23.18 |
| I36a | 136 | 360 | 39.03 | 37.17 | — | 39.03 | 34.40 | 28.93 |
| I40a | 142 | 400 | 41.54 | 39.72 | — | 41.54 | 37.24 | 33.61 |
| I45a | 150 | 450 | 53.92 | 48.69 | — | 53.92 | 45.84 | 41.65 |
| I50a | 158 | 500 | 65.79 | 63.15 | — | 65.79 | 58.70 | 54.15 |
| I56a | 166 | 560 | 110.3 | 71.76 | — | 110.3 | 68.01 | 62.42 |
| I63a | 176 | 630 | 116.2 | 115.8 | — | 116.2 | 115.1 | 72.69 |
ملاحظة: ① l = البحر المحسوب للسكة (أي المسافة بين نقطتي الرفع)؛ ② [F] يشمل الوزن الذاتي للرافعة الكهربائية + الحمولة المقدرة؛ ③ "—" تعني أن هذا الشرط غير مدرج في المخطط (عدم كفاية التحمل أو عدم اقتصادية)؛ ④ نطاق تطبيق 05G359-3 ≤ 10t للرافعات الكهربائية، بينما يتطلب حمولة 16t/20t حسابًا منفصلاً.
توصية الاختيار وفقًا لمعيار 05G359-3 (رافعة من نوع CD1)
| رافعةالحمولة بالطن | الحمولة الإجماليةFk(kN) | نقطة رفعالمسافة بين4.2m | نقطة رفعالمسافة بين6.0m | نقطة رفعالمسافة بين7.5m | نقطة رفعالمسافة بين9.0m |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.5t | 5.6 | I16 | I16 | I20a | I22a |
| 1t | 11.2 | I16 | I20a | I22a | I25a |
| 2t | 21.7 | I22a | I25a | I32a | I32a |
| 3t | 32.9 | I32a | I32a | I36a | I40a |
| 5t | 54.0 | I50a | I50a | I50a | I50a |
| 10t | 106.9 | I56a | I56a | I63a | خارج النطاق |
| 16t* | 170.7 | تجاوز05G359-3خارج النطاق،يجب وفقًا لـGB 50017حساب منفصل | |||
| 20t* | 213.9 | تجاوز05G359-3خارج النطاق،يجب وفقًا لـGB 50017حساب منفصل | |||
ما هي عارضة I المناسبة لرافعة كهربائية 0.5 طن؟
وفقًا للمعيار 05G359-3، يُوصى باستخدام I16 إلى I22a. الحمولة الإجمالية للرافعة الكهربائية 0.5 طن تبلغ حوالي 5.6 كيلو نيوتن (شاملة الوزن الذاتي). لمسافة بين نقاط الرفع 4.2 متر يمكن استخدام I16 ([F]=12.24kN)، و6.0 متر يمكن استخدام I16 ([F]=6.22kN)، و7.5 متر يتطلب I20a ([F]=8.08kN)، و9.0 متر يتطلب I22a ([F]=7.51kN). عرض الجناح 88-110 مم متوافق مع عربة الرافعة. عارضة 16# (I16) هي الحد الأدنى من المواصفات، ومادة العارضة Q235B، ويجب تثبيت مصد نهاية في نهاية السكة.
ما هي عارضة I المناسبة لرافعة كهربائية 1 طن؟
وفقًا للمعيار 05G359-3، يُوصى باستخدام I20a إلى I25a. الحمولة الإجمالية للرافعة الكهربائية 1 طن تبلغ حوالي 11.2 كيلو نيوتن (شاملة الوزن الذاتي). لمسافة بين نقاط الرفع 4.2 متر يمكن استخدام I16 ([F]=12.24kN > 11.2kN)، و6.0 متر يتطلب I20a ([F]=13.61kN)، و7.5 متر يتطلب I22a ([F]=11.92kN)، و9.0 متر يتطلب I25a ([F]=11.68kN). عرض الجناح 100-116 مم.
ما هي عارضة I المناسبة لرافعة كهربائية 2 طن؟
وفقًا للمعيار 05G359-3، يُوصى باستخدام I22a إلى I32a. الحمولة الإجمالية للرافعة الكهربائية 2 طن تبلغ حوالي 21.7 كيلو نيوتن (شاملة الوزن الذاتي). لمسافة بين نقاط الرفع 4.2 متر يمكن استخدام I22a ([F]=23.06kN)، و6.0 متر يمكن استخدام I25a ([F]=22.57kN)، و7.5 متر يتطلب I32a ([F]=29.19kN)، و9.0 متر يتطلب I32a ([F]=23.18kN). عرض الجناح 110-130 مم.
ما هي عارضة I المناسبة لرافعة كهربائية 3 طن؟
وفقًا للمعيار 05G359-3، يُوصى باستخدام I32a إلى I40a. الحمولة الإجمالية للرافعة الكهربائية 3 طن تبلغ حوالي 32.9 كيلو نيوتن (شاملة الوزن الذاتي). لمسافة بين نقاط الرفع 4.2 متر يمكن استخدام I32a ([F]=33.20kN)، و6.0 متر يمكن استخدام I32a ([F]=33.20kN)، و7.5 متر يتطلب I36a ([F]=34.40kN)، و9.0 متر يتطلب I40a ([F]=33.61kN). رافعة 3 طن تقع ضمن عتبة المعدات الخاصة، ويجب أن يتم تركيب السكة بواسطة جهة مؤهلة.
ما هي عارضة I المناسبة لرافعة كهربائية 5 طن؟
وفقًا للمعيار 05G359-3، يُوصى باستخدام I50a. الحمولة الإجمالية للرافعة الكهربائية 5 طن تبلغ حوالي 54.0 كيلو نيوتن (شاملة الوزن الذاتي). لمسافة بين نقاط الرفع 4.2 متر يمكن استخدام I50a ([F]=65.79kN)، و6.0 متر يمكن استخدام I50a ([F]=65.79kN)، و7.5 متر يمكن استخدام I50a ([F]=58.70kN)، و9.0 متر يمكن استخدام I50a ([F]=54.15kN). عرض جناح I50a هو 158 مم وارتفاع المقطع 500 مم، ويجب التأكد من توافق مقياس عربة الرافعة.
ما هي عارضة I المناسبة لرافعة كهربائية 10 طن؟
وفقًا للمعيار 05G359-3، يُوصى باستخدام I56a إلى I63a. الحمولة الإجمالية للرافعة الكهربائية 10 طن تبلغ حوالي 106.9 كيلو نيوتن (شاملة الوزن الذاتي). لمسافة بين نقاط الرفع 4.2 متر يمكن استخدام I56a ([F]=110.3kN)، و6.0 متر يمكن استخدام I56a ([F]=110.3kN)، و7.5 متر يتطلب I63a ([F]=115.1kN)، و9.0 متر يتجاوز نطاق المخطط.
ما هي عارضة I المناسبة لرافعة كهربائية 16 طن/20 طن؟
هذا يتجاوز نطاق تطبيق 05G359-3، ويتطلب حسابًا منفصلاً. الحمولة الإجمالية لرافعة 16 طن تبلغ حوالي 170.7 كيلو نيوتن، ولرافعة 20 طن حوالي 213.7 كيلو نيوتن. الحل الموصى به: ① زيادة نقاط الرفع لتقليل المسافة إلى 3-4 متر؛ ② استخدام مقطع عرضي ملحوم على شكل I مركب؛ ③ أو اختيار عارضة H مع التحقق بشكل منفصل. يجب أن يتم تصميم السكة بواسطة مهندس مؤهل في تصميم الهياكل الفولاذية، وفقًا للمعيار GB 50017-2017.
طريقة التحقق من اختيار عارضة I
لا يمكن الاعتماد على جدول المقارنة بالحمولة فقط عند اختيار عارضة I، بل يجب إجراء التحقق الميكانيكي. المؤشرات الثلاثة الأساسية للتحقق هي قوة الانحناء، إجهاد القص، والانحراف.
معادلات التحقق
عزم الانحناء الأقصى: Mmax = μ × (Q + G0) × L / 4 (حمولة مركزة، عارضة بسيطة؛ μ=1.05 هو المعامل الديناميكي، GB 50017-2017)
إجهاد الانحناء: σ = Mmax / Wx ≤ f (العارضة المدرفلة على الساخن متوفرة فقط بفولاذ Q235B، f=215MPa؛ Q355B يستخدم للمقاطع المركبة الملحومة)
انحراف منتصف الامتداد: fmax = (Q + G0) × L³ / (48 × E × I) ≤ L/600 (الرافعة الكهربائية بوضع التشغيل الخفيف والمتوسط، والرافعة اليدوية تأخذ L/400)
حيث: Q=سعة الرفع المقدرة (N)، G₀=الوزن الذاتي للرافعة والعربة (N)، L=البحر (مم)، Wx=معامل المقطع (مم³)، E=معامل المرونة (2.06×10⁵MPa)، I=عزم القصور الذاتي (مم⁴)
مثال: رافعة كهربائية 5 طن (الوزن الذاتي 500 كجم، الحمولة الإجمالية 5.5 طن ≈ 53900 نيوتن، المعامل الديناميكي μ=1.05)، مسافة نقاط الرفع وفقًا لمعيار 05G359-3 هي 4.2 متر (4200 مم)، تم اختيار عارضة I50a (Wx=1860×10³مم³، I=46500×10⁴مم⁴). الحساب يعطي Mmax=1.05×53900×4200/4=59.4×10⁶ نيوتن·مم، σ=59.4×10⁶/1860×10³=31.9MPa ≤ 215MPa. الانحراف f=1.05×53900×4200³/(48×2.06×10⁵×46500×10⁴)=0.46مم، وL/600=7.0مم، فالانحراف مقبول. ملاحظة: المعادلة أعلاه هي نموذج مبسط للحمولة أحادية النقطة، بينما الرافعة الكهربائية الفعلية تسير على عجلتين، لذا يُفضل استخدام نموذج الحمولة المزدوجة أو الرجوع مباشرة إلى جدول [F] في 05G359-3 للاختيار الدقيق.
تنبيه هام
• المواصفات المذكورة أعلاه هي قيم مرجعية للرافعة الكهربائية القياسية من الطراز CD1/MD1، ويجب التحقق من رسومات تركيب الرافعة قبل الاختيار
• تشير مسافة نقطة الرفع إلى المسافة بين قضيبَي التعليق المتجاورين، ويمكن زيادة طول السكة بالكامل بإضافة نقاط رفع إضافية
• الانحراف المسموح في تركيب السكة: الاستقامة ≤1.5mm/m، الاستواء ≤L/1000، انحراف عرض المسار ±3mm
• يجب أن تتجنب وصلات عارضة I منطقة منتصف الامتداد، وتتطلب خطوط اللحام فحصًا كاملًا بنسبة 100% بالموجات فوق الصوتية
• بالنسبة للسكك المعلقة، يجب التحقق من قوة قضيب التعليق وقدرة تحمل هيكل السقف في نفس الوقت
• يجب أن يتم تركيب السكة للمعدات الخاصة (≥3t والارتفاع ≥2m) بواسطة جهة مؤهلة
الأسئلة الشائعة
س: هل تتوفر عارضة I بمادة Q355B؟
ج: العارضة I المدرفلة على الساخن (GB/T 706-2016) متوفرة فقط بمادة Q235B، بقوة خضوع ≥235MPa، وقوة تصميم الانحناء f=215MPa. إذا تجاوز إجهاد الحساب 215MPa، يجب ترقية طراز العارضة I بدلاً من تغيير المادة. تُستخدم Q355B للمقاطع المركبة الملحومة أو عارضة H.
س: ماذا لو كان البحر (الامتداد) للعارضة I غير كافٍ؟
ج: عندما يتجاوز الامتداد نطاق التطبيق، يمكن اتباع الحلول التالية: ① ترقية طراز العارضة I؛ ② استخدام مقطع مركب ملحوم بدلاً من ذلك؛ ③ تقصير المسافة بين قضبان التعليق لإضافة نقاط دعم؛ ④ إضافة عمود دعم في منتصف الامتداد. بالنسبة للحلين ③ و④، يجب إعادة تقييم قدرة تحمل هيكل مبنى المصنع.
س: هل يمكن استبدال عارضة I بعارضة H؟
ج: لا يُنصح بالاستبدال المباشر. الجناح في عارضة I مائل (1:6~1:10)، وسطح سير عجلة الرافعة الكهربائية مصمم وفقًا لميل جناح عارضة I. استخدام عارضة H بدلاً منها يؤدي إلى تلامس خطي بين العجلة والجناح، مما يسرّع اهتراء العجلات ويسبب عدم استقرار في التشغيل. تبقى عارضة I هي الخيار الأول.
س: ماذا لو تجاوزت المسافة بين نقاط الرفع 9m؟
ج: يغطي المعيار 05G359-3 حدًا أقصى يبلغ 9.0m. إذا تم تجاوز ذلك، يمكن اتباع الحلول التالية: ① إضافة نقطة رفع وسيطة في منتصف الامتداد لتقليل المسافة؛ ② استخدام عارضة مقطع مركب ملحوم بدلاً من العارضة I المدرفلة على الساخن؛ ③ اعتماد نظام التعليق المزدوج. الحل ① هو الأقل تكلفة، لكن يجب التحقق من قدرة تحمل هيكل السقف.
