معايير تصميم آلية حركة عربة الرافعة الجسرية وفق GB/T 26473-2011
المواصفة القياسية GB/T 26473-2011 «الرافعة الجسرية — آلية حركة العربة» هي المعيار الفني المتخصص لآلية سير العربة. تحدد المواصفة سلسلة مقاييس العربة، وسرعة الحركة، ووضع القيادة، وتوزيع العجلات، ومتطلبات مصدات التوقف.
المواصفة GB/T 26473-2011 هي المعيار الفني المتخصص لآلية حركة العربة في الرافعات الجسرية، وتستخدم بالتزامن مع المواصفة GB/T 26472 الخاصة بآلية حركة الجسر. تتولى آلية حركة العربة نقل الحمولة عرضيًا عبر بحر العارضة الرئيسية، وتؤثر خصائص أدائها بشكل مباشر على دقة التموضع وكفاءة التشغيل للرافعة. تنطبق المواصفة على تصميم وتصنيع وقبول آلية حركة العربة في الرافعات الجسرية الكهربائية. تعتمد آلية حركة العربة من كيلود للصناعات الثقيلة على التحكم بالسرعة عبر التردد مع توجيه بالعجلات الأفقية، مما يضمن حركة سلسة وفعالية ممتازة في الحماية من احتكاك حافة العجلة بالسكة.
هيكل آلية حركة العربة ومكوناتها
تتكون آلية حركة العربة من هيكل العربة، ومجموعة العجلات، ووحدة القيادة، ومصدات التوقف. هيكل العربة هو مكوّن هيكلي ملحوم من الفولاذ يحمل آلية الرفع وآلية حركة العربة، ويُصنع عادةً من ألواح فولاذية من الدرجة Q235B أو Q355B، ويُخضع لعملية تلدين كاملة لإزالة الإجهاد المتبقي من اللحام قبل تشغيل أسطح التركيب. تحدد المواصفة سلسلة المسافات بين مراكز سكة العربة (مقياس العربة): 1000mm، 1250mm، 1500mm، 1750mm، 2000mm، 2250mm، و2500mm — أي 7 مستويات معيارية. يُحدد اختيار المقياس بناءً على سعة الرفع: للرافعات من 5 إلى 10 أطنان يكون المقياس 1000–1500mm، وللرافعات من 16 إلى 32 طنًا 1500–2000mm، وللرافعات من 50 إلى 100 طن 2000–2500mm. أي انحراف في المقياس — سواء بالزيادة أو النقصان — يؤثر سلبًا على استقرار حركة العربة وتوزيع حمولة العجلات بشكل متساوٍ.
تعتمد آلية حركة العربة عادةً أسلوب القيادة المنفصلة، حيث يدفع محركان منفصلان عجلتي الجانبين، مع ضمان تزامن الحركة على الجانبين عبر مزامنة كهربائية. يُستخدم في العربة عادةً مخفض سرعة عمودي مركّب أو مخفض سرعة أفقي، يُثبت على حامل خاص في هيكل العربة. محرك العربة إما محرك دوار مخروطي بكابح أو محرك غير متزامن بمحول تردد؛ الأول مزود بوظيفة كبح ذاتية ومناسب للتشغيل المتكرر مع التوقف والانطلاق، بينما يتيح الثاني تحكمًا سلسًا في السرعة عبر محول التردد مما يقلل تأرجح الحمولة. عمود الإدارة في العربة قصير ولا يحتاج دعامات وسيطة، لكن دقة محاذاة القارنات عالية، ويجب ألا يتجاوز انحراف المحورية 0.1mm.
يأتي توزيع عجلات العربة بنوعين: عجلة أحادية الحافة وعجلة مزدوجة الشفة. العجلة أحادية الحافة مناسبة للعربات الخفيفة حيث تكون استقامة السكة جيدة، بينما توفر العجلة مزدوجة الشفة توجيهًا أفضل وحماية أعلى من الخروج عن السكة، مما يجعلها مناسبة للرافعات المتوسطة والكبيرة. يجب ألا تقل صلادة سطح سير العجلة عن HB280، وألا يتجاوز انحراف قطر سطح السير ±0.5%D (حيث D هو قطر العجلة). بعد التركيب، يجب أن تتلامس العجلات مع السكة بشكل متساوٍ على طولها الكامل، وألا يتجاوز طول مناطق عدم التلامس الموضعية 200mm.
سرعة حركة العربة وتكوين القيادة
تحدد المواصفة سرعة حركة العربة: للعربات من 5 إلى 10 أطنان 20–30m/min، وللعربات من 16 إلى 32 طنًا 15–25m/min، وللعربات فوق 50 طنًا 10–20m/min. تكون سرعة حركة العربة عادةً أعلى من سرعة حركة الجسر، لأن مسافة سير العربة أقصر (نظرًا لمحدودية عرض البحر)، لذا يلزم سرعة أعلى لرفع كفاءة التشغيل. يُضبط زمن التسارع عند الانطلاق عمومًا في نطاق 2–4 ثوانٍ، ويجب التحكم في تباطؤ الكبح ضمن 0.3–0.5m/s²، لتجنب التوقف المفاجئ الذي يسبب تأرجحًا كبيرًا للحمولة.
يتطلب اختيار قدرة محرك دفع العربة دراسة شاملة لحمولة عجلة العربة، ومقاومة الحركة، وقوة التسارع. تُحسب الحمولة المقدرة للعجلة = (الوزن الذاتي للعربة + سعة الرفع المقدرة) ÷ عدد العجلات. تشمل مقاومة الحركة مقاومة احتكاك محامل العجلات ومقاومة الاحتكاك المتدحرج بين مداس العجلة والسكة، وتُقدَّر عمومًا بنسبة 1.5%–2.0% من حمولة العجلة عند الحمل الكامل. تُحسب قوة التسارع بناءً على الكتلة عند الحمل الكامل ومقدار التسارع. يجب أيضًا مراعاة تصحيح الارتفاع عن سطح البحر ودرجة الحرارة المحيطة عند الاختيار — فعندما يتجاوز الارتفاع 1000m أو تتجاوز درجة الحرارة المحيطة 40°C، ينبغي زيادة قدرة المحرك بشكل مناسب. عند اعتماد التحكم بالسرعة عبر التردد، يُنصح بترك هامش قدرة يتراوح بين 15% و20%.
توافق سكة العربة مع العجلات
تحدد المواصفة استخدام سكك خفيفة من السلسلة P لسكة العربة، وعادةً ما تكون P24 أو P38. يجب تثبيت السكة بشكل متين على عارضة حمل السكة، مع وضع لوحة مرنة (حشية مطاطية أو راتنجية) بسماكة 5–8mm بين السطح السفلي للسكة وعارضة الحمل، لتخميد الاهتزازات وضبط استواء السكة. تُوصل وصلات السكة باستخدام لوحات وصل (فش plates)، بحيث لا يتجاوز فرق الارتفاع عند الوصلة 0.5mm ولا يتجاوز الخلوص 2mm. تتراوح المسافة بين ألواح تثبيت السكة عادةً بين 500 و600mm، ويجب ربط الألواح بشكل متساوٍ مع الالتزام بقيم عزم الربط وفقًا لمتطلبات الرسومات التصميمية. يجب ألا يتجاوز انحراف استقامة السكة ±2mm على طولها الكامل. بعد تركيب السكة، يُفحص استقامتها بطريقة السلك الفولاذي، مع قياس الانحراف في كل مقطع وضبطه تدريجيًا لضمان تلامس متساوٍ للعجلات على كامل الطول.
في العربة ذات الأربع عجلات، تُحسب الحمولة النظرية لكل عجلة = (Q + وزن العربة) ÷ 4، بينما تتطلب العربة ذات الثماني عجلات استخدام عارضة توزيع (عارضة موازنة) لضمان توزيع متساوٍ للحمل على جميع العجلات. تُوصَل عارضة التوزيع بهيكل العربة عبر دبوس مفصلي، وعند وجود تفاوتات طفيفة في استواء السكة، يمكن للعارضة أن تتأرجح بحرية لضمان تلامس جميع العجلات مع السكة بالتساوي. يجب أن تكون صلابة عارضة التوزيع كافية بحيث لا يتجاوز انحرافها تحت الحمولة القصوى للعجلة 1/500 من بحر العارضة. تُثبت العجلات الأفقية (عجلات التوجيه) على جانبي هيكل العربة وتتلامس مع الجانب الجانبي للسكة، مما يمنع بفعالية احتكاك حافة العجلة بالسكة والانحراف الجانبي. يجب ضبط الخلوص بين العجلة الأفقية والجانب الجانبي للسكة في نطاق 2–4mm؛ فالخلوص الصغير جدًا يسرّع تآكل الحافة، بينما لا يوفر الخلوص الكبير حماية كافية من الانحراف.
جدول مقارنة معاملات آلية حركة العربة
يلخّص الجدول التالي معاملات مقياس العربة وسرعتها وتكوين عجلاتها لمختلف درجات سعة الرفع، لتسهيل الاختيار والتصميم.
| سعة الرفع | عرض المسارmm | سرعة العربة | عجلة السيرالعدد | وضع القيادة |
|---|---|---|---|---|
| 5~10t | 1000~1500 | 20~30m/min | 4 | قيادة منفصلة |
| 16~32t | 1500~2000 | 15~25m/min | 4 | قيادة منفصلة |
| 50~100t | 2000~2500 | 10~20m/min | 8 | قيادة منفصلة |
مصد التوقف وجهاز الأمان
يجب تركيب ممتص صدمات العربة على طرفي العارضة الرئيسية، لامتصاص طاقة الاصطدام عند وصول العربة إلى أقصى حدود حركتها. يتوفر ممتص الصدمات بثلاثة أنواع: ممتص صدمات مطاطي، وممتص صدمات زنبركي، وممتص صدمات هيدروليكي. يتميز الممتص المطاطي ببساطة هيكله وانخفاض تكلفته، وهو ينطبق على الحالات التي تبلغ فيها سرعة حركة العربة ≤30م/دقيقة. أما الممتص الزنبركي فيتميز بشوط امتصاص كبير وقدرة عالية على امتصاص الطاقة، وهو مناسب للعربات متوسطة السرعة. ويتميز الممتص الهيدروليكي بخصائص امتصاص قابلة للضبط وعدم الارتداد، مما يجعله مناسبًا للسرعات العالية أو التطبيقات التي تتطلب ثباتًا عاليًا. يجب ألا تقل سعة امتصاص ممتص الصدمات عن الطاقة الحركية الناتجة عن اصطدام العربة بسرعتها الاسمية. ويجب تثبيت ممتص الصدمات بشكل متين، بحيث يقع خط مركزه في نفس المستوى الرأسي لخط مركز عجلة العربة، مع ألا يتجاوز الانحراف 3مم.
يجب تزويد طرفي سكة العربة بكابح (مصد توقف)، على ألا يقل ارتفاعه عن ثلث قطر عجلة السير. وعند تلامس ممتص صدمات العربة مع مصد التوقف، يجب أن يكون مفتاح حد سير العربة قد سبق أن عمل وفصل مصدر الطاقة. ويجب تركيب مفتاح حد السير على طرفي العارضة الرئيسية، بحيث يعمل بشكل موثوق على مسافة لا تقل عن 500مم من أقصى موضع للعربة. وبعد عمل المفتاح، يجب أن تتوقف العربة على مسافة لا تقل عن 200مم من ممتص الصدمات. يجب فحص مفتاح الحد شهريًا للتأكد من موثوقية عمله. بالنسبة للرافعات المستخدمة في الهواء الطلق، يجب أن تكون العربة مزودة أيضًا بغطاء المطر وماسحة للسكة، لمنع تراكم المياه أو دخول الأجسام الغريبة التي قد تؤثر على سلامة حركة العربة.
الأسئلة الشائعة حول حركة العربة
س: ما هي السرعة النموذجية لحركة العربة؟
ج: عادةً ما تكون سرعة حركة العربة أسرع من سرعة جسر الرافعة لزيادة كفاءة التشغيل. تبلغ السرعة للعربات من 5 إلى 10 أطنان حوالي 20-30 م/دقيقة، وللعرابات من 16 إلى 32 طنًا حوالي 15-25 م/دقيقة، وللعرابات التي تزيد عن 50 طنًا حوالي 10-20 م/دقيقة. يتيح التحكم بالسرعة عبر التردد تحقيق سرعات عالية مع توقف دقيق وسلس.
س: ما هو الطراز المستخدم لسكة العربة؟
ج: توصي المعيار باستخدام سكك خفيفة من سلسلة P، وعادةً ما يتم استخدام P24 أو P38. يجب تثبيت السكة بشكلمتين على عارضة حمل السكة الخاصة بالعربة، كما يجب تسوية وصلة السكة وصقلها بشكل جيد.
س: ما هي المتطلبات الخاصة لتوزيع عجلات العربة الثماني؟
ج: يجب أن تكون العربة ذات الثماني عجلات مزودة بعارضة توزيع (عارضة توازن) لضمان توزيع الحمل بالتساوي على جميع العجلات. ويجب أن تكون عارضة التوزيع موصولة بهيكل العربة عبر وصلة مفصلية، لضمان تلامس جميع العجلات مع السكة بشكل متساوٍ.
س: ما هي الأعطال الشائعة في حركة العربة؟
ج: أكثر الأعطال شيوعًا هو احتكاك حافة العجلة بالسكة. تشمل الأسباب الرئيسية: تجاوز انحراف استقامة سكة العربة للحدود المسموحة، أو زيادة ميل تركيب العجلات عن الحد المسموح، أو وجود فرق كبير في قطر العجلتين المتقابلتين. يُعد الفحص الدوري للسكة والعجلات الإجراء الوقائي الأساسي لتجنب هذه المشكلة.
