اختبار أداء ممتص صدمات الرافعة وفق GB/T 22416-2008

المواصفة GB/T 22416-2008 مكافئة للمواصفة ISO 12100-4:2003، وهي مواصفة متخصصة بممتصات صدمات الرافعات. تُركّب ممتصات الصدمات على طرفي سكة الجسر وسكة العربة، لامتصاص الطاقة الحركية الناتجة عن اصطدام آلية السير بنهاية السكة بشكل غير متوقع، ومنع التصادم الصلب بين الرافعة والحاجز الطرفي. تنطبق المواصفة على اختيار وقبول ممتصات الصدمات لآلية حركة الجسر والعربة في أنواع الرافعات المختلفة: الجسرية، القنطرية، البرجية، وذات قاعدة البوابة.

تصنيف ممتصات الصدمات وأنواعها الهيكلية

تصنّف المواصفة ممتصات الصدمات إلى ثلاثة أنواع أساسية حسب مبدأ العمل. ممتص الصدمات المطاطي — يستخدم التشوه المرن للمطاط لامتصاص طاقة الاصطدام، وهو الأبسط هيكليًا والأقل تكلفة، وينطبق على الرافعات بسرعة تشغيل ≤30م/دقيقة. يمكن أن يكون سطح الاصطدام للممتص المطاطي مستويًا أو منحنيًا، ويُستخدم المطاط الطبيعي أو مطاط النيوبرين، بصلادة شور A65~80. ممتص الصدمات الزنبركي — يستخدم التشوه المرن للنابض الحلزوني لامتصاص الطاقة، ويتميز بشوط امتصاص كبير وامتصاص طاقة أعلى، وينطبق على الرافعات متوسطة السرعة (30~60م/دقيقة). مادة النابض هي 60Si2Mn أو 50CrV، ويجب أن تلبي خصائص الصلابة وعمر الكلال للنابض متطلبات التصميم. ممتص الصدمات الهيدروليكي — يستخدم قوة التخميد الناتجة عن مرور الزيت الهيدروليكي عبر فتحة الخنق لامتصاص الطاقة، وتتميز خصائص امتصاصه بأنها قابلة للضبط، دون ارتداد، وبكبح سلس، وينطبق على السرعات العالية (>60م/دقيقة) أو التطبيقات التي تتطلب سلاسة عالية.

تحدد المواصفة الأبعاد الأساسية ومتطلبات التركيب لمختلف أنواع ممتصات الصدمات. يجب تثبيت قاعدة تركيب الممتص بشكل آمن باللحام أو بمسامير على نهاية العارضة الطرفية أو العارضة الرئيسية للرافعة، ويجب أن تتمتع القاعدة بقوة كافية لتحمل أقصى قوة اصطدام. يجب أن يتماشى الخط المركزي للممتص مع الخط المركزي للحاجز المُصطدم، وألا يتجاوز الانحراف المركزي للتركيب 5مم. يجب أن يكون سطح التلامس بين الممتص والحاجز مستويًا، وألا تقل مساحة التلامس عن 80% من مساحة الواجهة الأمامية للممتص. يجب أن يكون ارتفاع الممتصّين المثبّتين على نفس الجانب من الرافعة متطابقًا، وألا يتجاوز فرق الارتفاع 3مم. يجب أن تبرز الواجهة الأمامية للممتص عن أقصى نقطة بارزة في الرافعة (مثل لوح نهاية العارضة الطرفية) بما لا يقل عن 100مم، لضمان تلامس الممتص مع الحاجز قبل أي جزء آخر.

طريقة حساب سعة امتصاص الصدمات

تُعد سعة امتصاص الصدمات المعلمة الأساسية في اختيار ممتص الصدمات. تحدد المواصفة أن سعة الامتصاص الاسمية E يجب ألا تقل عن الطاقة الحركية Ek الناتجة عن اصطدام الرافعة بسرعتها الاسمية. Ek=0.5×m×v²، حيث m هي كتلة الاصطدام (لكامل جسر الرافعة أو الكتلة الإجمالية للعربة)، وv هي السرعة الاسمية للتشغيل. نظرًا لأن السرعة تنخفض بعد تفعيل محدد الحد في التشغيل الفعلي، تسمح المواصفة بحساب سرعة الاصطدام بنسبة 85% من السرعة الاسمية (أي v الفعالة = 0.85×v الاسمية). بالنسبة لعدة رافعات تعمل على نفس السكة، يجب أيضًا مراعاة حالة تصادم رافعتين — تكون كتلة الاصطدام هي مجموع كتلتي الرافعتين، وتُحسب وفقًا للفرق الاتجاهي لسرعتيهما.

تخضع علاقة شوط امتصاص الصدمات S وقوة الكبح F لمبدأ حفظ الطاقة: E=F×S×η، حيث η هي كفاءة امتصاص الصدمات (0.6~0.7 للمطاطي، 0.7~0.8 للزنبركي، 0.8~0.95 للهيدروليكي). كلما زاد شوط الامتصاص، قلت قوة الكبح، وكان حمل الصدمة على الرافعة والممتص نفسه أصغر. لكن الشوط محدود بمساحة التركيب — يجب ألا يتجاوز شوط ممتص صدمات الجسر ربع طول العارضة الطرفية، وألا يتجاوز شوط ممتص صدمات العربة عُشر طول العارضة الرئيسية. يُنصح بترك هامش سعة يتراوح بين 15%~20% عند اختيار الممتص، لمواجهة الحالات العرضية التي قد تتجاوز فيها سرعة التشغيل الفعلية السرعة الاسمية. بالنسبة للرافعات الخارجية، يجب أيضًا مراعاة تأثير حمل الرياح في حساب سعة الامتصاص.

طريقة الاختبار ومتطلبات القبول

تحدد المواصفة القياسية متطلبات اختبار النموذج واختبار القبول في المصنع لممتصات الصدمات. يجب أن يشمل اختبار النوع: اختبار سعة الامتصاص — يتم فيه استخدام كتلة تصادم ذات كتلة اسمية لضرب ممتص الصدمات بسرعة اسمية على منصة الاختبار، مع قياس شوط امتصاص الصدمات ومنحنى قوة الكبح للتحقق من أن الطاقة الممتصة تتوافق مع قيمة التصميم. كما يجب إجراء اختبار الهشاشة على البارد لممتص الصدمات المطاطي (بعد الحفظ عند درجة حرارة -20℃ لمدة 4 ساعات، يجب ألا يظهر أي شرخ عند التصادم). ويتطلب ممتص الصدمات الزنبركي إجراء اختبار الكلال — بعد 100000 دورة تحت الانضغاط الاسمي، يجب ألا يحدث تشوه دائم أو كسر في النابض. أما ممتص الصدمات الهيدروليكي فيتطلب اختبار التسرب — الحفاظ على الضغط الاسمي لمدة 30 دقيقة دون أي تسرب، مع ألا يتجاوز تغير خصائص الامتصاص ±15% في نطاق درجة حرارة -20~+60℃.

يتم إجراء اختبار القبول في المصنع وحدة بوحدة: الفحص البصري — التأكد من خلو السطح من الشروخ والنتوءات والعيوب الواضحة؛ فحص الأبعاد — مطابقة الأبعاد الخارجية ومسافات فتحات التركيب للرسومات؛ فحص الشوط — الضغط اليدوي إلى أقصى شوط ثم التأكد من العودة الحرة. أما اختبار القبول في الموقع بعد التركيب فيجب أن يؤكد: موضع التلامس ومحاذاة الأعمدة بين ممتص الصدمات والكتلة المانعة، ومسافة بروز الواجهة الأمامية لممتص الصدمات عن لوح نهاية العارضة الطرفية (يجب ألا تقل عن 100mm)، وعزم ربط مسامير التركيب وإجراءات منع الارتخاء. قبل أول استخدام لممتص الصدمات الهيدروليكي، يجب تفكيك مسمار الحد العلوي لتصريف الهواء المتسرب أثناء النقل. تقوم شركة كيلود للصناعات الثقيلة بتجهيز ممتصات الصدمات المناسبة كمعيار قياسي عند تسليم الرافعات من المصنع، مع معايرة كل عنصر على حدة أثناء التركيب.

جدول المقارنة لمعايير اختيار ممتص الصدمات

يلخص الجدول التالي معايير الأداء الأساسية وظروف التشغيل المناسبة للأنواع الثلاثة من ممتصات الصدمات، ليكون مرجعًا لمعايير الاختيار.

الفحص اليومي وصيانة ممتصات الصدمات

تحتاج ممتصات الصدمات إلى فحص وصيانة دورية لضمان أدائها الموثوق. يجب إجراء الفحص اليومي لكل وردية عمل عبر الفحص البصري لمظهر ممتص الصدمات بحثًا عن أي خلل — مثل تشققات أو تشوه دائم في ممتص الصدمات المطاطي، أو كسر السلك أو انحراف في نابض ممتص الصدمات الزنبركي، أو تسرب زيت في ممتص الصدمات الهيدروليكي. كما يجب فحص شد مسامير التركيب شهريًا، مع استخدام مفتاح عزم لفحص ما لا يقل عن 50% من المسامير. ويُجرى الفحص الدوري لشوط امتصاص الصدمات وزمن العودة كل ثلاثة أشهر — وذلك بدفع ممتص الصدمات يدويًا أو بسرعة منخفضة إلى أقصى شوط ثم تحريره، حيث يجب أن يعود تلقائيًا إلى وضعه الأصلي بالكامل. يجب ألا يتجاوز زمن العودة ثانيتين لممتص الصدمات المطاطي، وثانية واحدة للزنبركي، و3 ثوانٍ للهيدروليكي.

تختلف فترة الاستبدال حسب نوع ممتص الصدمات وبيئة التشغيل. ففي البيئات الداخلية العادية، يُنصح باستبدال ممتص الصدمات المطاطي كل 3 إلى 5 سنوات، بينما تُقلص المدة إلى 2-3 سنوات في البيئات الخارجية أو بيئة عالية الحرارة. أما العمر الافتراضي لنابض ممتص الصدمات الزنبركي فيُصمم عادةً لتحمل 100000 دورة ضغط، ويجب استبداله عند تجاوز هذا العدد أو عند اكتشاف شرخ في النابض. بالنسبة لممتص الصدمات الهيدروليكي، يجب استبدال مانع التسرب والزيت الهيدروليكي كل 3 سنوات. كما يجب إجراء فحص شامل فور تعرض ممتص الصدمات لأي اصطدام فعلي — فحتى لو لم تظهر أضرار خارجية واضحة، قد يكون الهيكل الداخلي قد تضرر. يجب استبدال ممتص الصدمات المطاطي إذا تجاوز انضغاطه بعد الاصطدام 50% من طوله الأصلي أو ظهرت عليه تشققات. ويجب استبدال ممتص الصدمات الزنبركي إذا حدث تشوه دائم أو انخفض الارتفاع الحر بنسبة تتجاوز 5% بعد الاصطدام. أما ممتص الصدمات الهيدروليكي فيجب استبداله إذا ظهر تسرب أو تغير ملحوظ في خصائص امتصاص الصدمات بعد الاصطدام.

الأسئلة الشائعة حول ممتصات الصدمات