معيار GB/T 24809.1-2009 لبكرات الرافعات: المتطلبات العامة
GB/T 24809.1-2009 «الرافعات — البكرات — الجزء 1: المتطلبات العامة» هو المعيار الأساسي لتصميم وتصنيع وقبول بكرات الرافعات. يحدد المعيار، المطابق للمواصفة ISO 4309:2004 (MOD)، النوع الهيكلي والمعاملات الأبعادية ومتطلبات المواد وقواعد الفحص لبكرات حبال الأسلاك، وينطبق على بكرات حبال الأسلاك المستخدمة في آليات الرفع وآليات تغيير ميل الذراع في مختلف أنواع الرافعات.
يُعد GB/T 24809.1-2009 المعيار الأساسي لتصميم وتصنيع وقبول بكرات الرافعات، حيث يحدد النوع الهيكلي للبكرة، ومعاملات شكل المجرى، ومعالجة المواد الحرارية، وشروط الفحص والإعدام. تعمل البكرة كموجه ومغير لاتجاه حبل السلك، وتؤثر دقة مجرى الحبل ومقاومة التآكل بشكل مباشر على العمر الافتراضي لحبل السلك.
النوع الهيكلي للبكرة ومعاملاتها
يصنف GB/T 24809.1-2009 بكرات الرافعات حسب النوع الهيكلي إلى: بكرة أحادية المجرى (لتوجيه أو تغيير اتجاه حبل سلكي واحد)، وبكرة متعددة المجاري (حيث يتشارك حبلان سلكيان أو أكثر في نفس جسم البكرة، وتشيع في آليات الرفع ذات معامل التضاعف الكبير، مثل مجموعة بكرات الرفع الرئيسي في الرافعات القنطرية)، وبكرة ملحومة (يتكون جسم البكرة وشفة العجلة من لوح فولاذي ملحوم، وتتميز بخفة الوزن وسهولة التصنيع، وتناسب الرافعات الخفيفة والمتوسطة)، وبكرة مصبوبة (مصبوبة كقطعة واحدة، وتتميز بقوة ومقاومة تآكل أعلى، وتناسب الرافعات الثقيلة).
تحدد المواصفة القطر الاسمي للبكرات من D=200mm إلى D=2500mm في 30 سلسلة مواصفات. تُعد النسبة بين قطر البكرة وقطر حبل السلك D/d المعامل الأكثر أهمية في تصميم البكرة — حيث تنص المواصفة على أن D/d≥20 للرافعات ذات الاستخدام العام؛ وD/d≥25 للرافعات ذات فئة التشغيل A6 فما فوق؛ وD/d≥30 للرافعات المخصصة لرفع ونقل المعدن المنصهر. تؤثر هذه النسبة بشكل مباشر على عمر الكلال الانحناءي لحبل السلك — فكلما زادت النسبة، قل إجهاد الانحناء على حبل السلك، وزاد العمر الافتراضي.
شكل مجرى البكرة وأبعاده
تفرض المواصفة متطلبات صارمة على شكل مجرى البكرة: نصف قطر قاع الأخدود R — يجب أن يحقق نصف قطر قاع أخدود الحبل في البكرة R=(0.525~0.550)d (حيث d هو القطر الاسمي لحبل السلك)، وعند استخدام البكرة كبكرة موازنة (في الحالات التي لا يحدث فيها انزلاق نسبي لحبل السلك)، يمكن تقليل R إلى (0.515~0.535)d. عمق المجرى — يجب أن يحقق عمق مجرى البكرة h≥1.5d (لضمان عدم قفز حبل السلك من المجرى أثناء التشغيل). زاوية المجرى الجانبية — تبلغ الزاوية بين جدارَي مجرى البكرة عادة 60° (لحبال الأسلاك القياسية)، وتُستخدم زاوية 45° عندما تكون زاوية انحراف حبل السلك كبيرة لمنع احتكاك الحبل بالجدار الجانبي للمجرى.
تنص المواصفة أيضًا على أن خشونة سطح مجرى البكرة يجب ألا تتجاوز Ra≤6.3μm، ويجب ألا تحتوي أسطح المجاري المصبوبة على مسامية أو رمل أو شروخ، ويجب أن تخضع خطوط اللحام في البكرات الملحومة للفحص غير المتلف (MT أو PT). تفاوت قطر قاع مجرى البكرة هو H9 (للتطبيقات التي تتطلب دقة عالية في قطر حبل السلك) أو H11 (للاستخدام العام).
المواد والمعالجة الحرارية
تحدد المواصفة متطلبات مواد البكرة على النحو التالي: البكرة المصبوبة — مادة لا تقل عن حديد زهر رمادي HT200 (لظروف التشغيل العامة) أو فولاذ مصبوب ZG270-500 (للأحمال العالية أو ظروف الصدمات). البكرة الملحومة — يُستخدم فولاذ Q235B أو Q345B لجسم البكرة، ويمكن استخدام لوح فولاذي مقاوم للتآكل أو إدراجات من الفولاذ المصبوب لشفة العجلة. يجب أن يخضع سطح مجرى الحبل في البكرة للمعالجة التصلدية — يجب أن تبلغ صلادة سطح مجرى البكرة المصبوبة ≥HB190 (حديد زهر رمادي) أو ≥HB230 (فولاذ مصبوب)، مع عمق الطبقة المصلدة ≥2mm. يمكن ترسيب طبقة سبيكة مقاومة للتآكل على مجرى البكرة الملحومة (بصلادة HRC45~55) وتشغيلها سطحيًا إلى الأبعاد المحددة. توصي المواصفة أيضًا بإجراء اختبار الاتزان الديناميكي للبكرات — عندما يكون قطر البكرة D≥500mm وسرعة الدوران n≥200r/min، يجب ألا يتجاوز مقدار عدم الاتزان القيمة المحددة.
تُصمم وتُصنع بكرات الرافعات الجسرية والرافعات القنطرية من إنتاج كيلود للصناعات الثقيلة وفقًا لمعيار GB/T 24809.1، مع فحص الأبعاد الحرجة بكرةً بكرة لضمان سلاسة تشغيل حبل السلك.
هيكل شفة البكرة ومبيت المحمل
تحدد المواصفة هيكل شفة البكرة: شفة مصمتة — تُستخدم البكرات الصغيرة التي يبلغ قطرها D≤400mm شفة مصمتة، لبساطة الهيكل وسهولة التصنيع. شفة قرصية — تُستخدم البكرات التي يبلغ قطرها D=400~1000mm هيكلًا قرصيًا بفتحات تخفيف الوزن، لتقليل الوزن مع الحفاظ على القوة. شفة قضيبية — تُستخدم البكرات الكبيرة التي يبلغ قطرها D≥1000mm قضبانًا موزعة بالتساوي لربط شفة العجلة بمحور البكرة، وتتميز بأخف وزن وأفضل تهوية، وتناسب البكرات الكبيرة في الرافعات القنطرية ورافعات حاويات الرصيف.
متطلبات التحكم في موضع محمل البكرة: يجب تركيب محمل دوار (محمل كريات عميق أو محمل أسطواني كروي) في البكرة، مع تركيب انتقالي H7/k6 بين مبيت المحمل ومحور البكرة؛ يجب تشحيم المحمل بانتظام (شحم الليثيوم أو شحم الليثيوم بالضغط الأقصى)، على ألا تتجاوز فترة التشحيم 500 ساعة عمل. يجب ألا يتجاوز الانحراف الشعاعي للبكرة 0.1% من قطر قاع مجرى البكرة، وألا يتجاوز الانحراف الوجهي 0.15%.
الفحص والإعدام
تحدد المواصفة الحالات التي يجب فيها إعدام البكرة: كمية التآكل في مجرى الحبل — يجب إعدام البكرة عندما يصل تآكل قطر قاع مجرى البكرة إلى 25% من قطر حبل السلك (أي Dتآكل≥0.25d). بالنسبة للبكرات المصبوبة، عند ظهور شرخ في قاع المجرى — لا يجوز الاستمرار في استخدام البكرة عند وجود أي شرخ، ويجب إعدامها واستبدالها فورًا. تلف شفة العجلة — عندما يتجاوز عرض النقص الموضعي في شفة العجلة 50% من عمق مجرى الحبل.
كسر القضيب — يجب اعتبار كسر أي قضيب من قضبان البكرة فشلًا خطيرًا، ويتم إعدام البكرة بالكامل. عند تلف المحمل مما يؤدي إلى عدم سلاسة دوران البكرة أو انحشارها، يجب استبدال المحمل قبل إعادة الاستخدام. بعد إعدام البكرة، يجب استبدالها في أزواج (يتم استبدال جميع البكرات في نفس مجموعة البكرات في وقت واحد لضمان تناسق الأبعاد)، حيث يؤدي خلط البكرات الجديدة والقديمة إلى توزيع غير متساوٍ للقوى على حبل السلك بين البكرات.
فترة الفحص — يجب إجراء الفحص البصري للبكرات كل 3 أشهر، والفحص الأبعادي (قطر قاع المجرى، وعمق المجرى، والانحراف الشعاعي) كل 12 شهرًا.
| معامل | الاستخدام العام | الخدمة الشاقة(A6~A8) | المعدن المنصهر |
|---|---|---|---|
| D/dالحد الأدنىالقيمة | 20 | 25 | 30 |
| قاع الأخدودR | (0.53~0.55)d | (0.525~0.55)d | (0.53~0.55)d |
| عمق الأخدودh | ≥1.5d | ≥1.5d | ≥1.5d |
| المادة | HT200/Q235B | ZG270-500/Q345B | ZG270-500/Q345B |
| صلابة مجرى الحبل | ≥HB190 | ≥HB230 | ≥HB230 |
| الإعدامحد التآكل | 25%d | 25%d | 20%d |
الأسئلة الشائعة
س: ما هي المعايير المحددة لمعاملات أخدود الحبل في بكرة الرافعة؟
ج: تحدد المواصفة المعايير الرئيسية لأخدود البكرة على النحو التالي: يجب أن يكون نصف قطر مجرى الحبل (R) ما بين 0.53 إلى 0.56 من قطر حبل السلك (يُنصح بـ 0.55). يجب أن يكون عمق مجرى الحبل (h) ≥ 1.5 ضعف قطر حبل السلك (≥ 2.5 ضعف للبكرات ذات المجرى العميق). يجب أن يتراوح عرض قاعدة مجرى الحبل (b) بين 1.6 و 1.8 ضعف قطر حبل السلك، بما يسمح بمرور الحبل بحرية دون اهتزاز جانبي. زاوية ميل الجدران الجانبية للمجرى (زاوية فتحة الفم) تكون بين 30° و 45°. الهدف من هذه المعايير هو ضمان دوران سلس وتماس جيد لحبل السلك داخل مجرى البكرة. كما تنص المواصفة على ضرورة تزويد قاعدة مجرى البكرة بفتحات أو قنوات تصريف للمياه (خاصة للرافعات الخارجية).
س: ما هي متطلبات نسبة قطر البكرة إلى قطر حبل السلك (D/d)؟
ج: تحدد المواصفة نسبة قطر البكرة (D، مقاساً عند قاعدة مجرى الحبل) إلى قطر حبل السلك (d) وفقاً لفئة تشغيل الرافعة: للفئات A1 إلى A4 (الخدمة الخفيفة) D/d ≥ 16، وللفئات A5 إلى A6 (الخدمة المتوسطة) D/d ≥ 20، وللفئات A7 إلى A8 (الخدمة الشاقة) D/d ≥ 25. بالنسبة للرافعات المخصصة لرفع ونقل المعدن المنصهر، يجب أن تكون D/d ≥ 25 بغض النظر عن فئة التشغيل. كلما زادت نسبة D/d، زاد نصف قطر انحناء حبل السلك على البكرة، مما يقلل إجهاد الانحناء بين حبال الحبل — من منظور عمر الكلال، فإن بكرة بنسبة D/d=25 تحسن عمر كلال حبل السلك بحوالي 3 إلى 5 مرات مقارنة ببكرة بنسبة D/d=16.
س: متى يلزم استبدال بكرة الرافعة بسبب تآكل مجرى الحبل؟
ج: تحدد المواصفة معايير الإعدام للبكرة على النحو التالي: يجب الاستبدال الفوري عندما يصل تآكل سمك جدار مجرى الحبل إلى 15% من السمك الأصلي. كما يجب الاستبدال عندما يصل تآكل قطر قاعدة مجرى الحبل إلى 20% من قطر حبل السلك (حيث يؤدي ذلك إلى "غوص" الحبل بشكل مفرط في المجرى، مما يزيد من سوء زاوية التماس مع جدران المجرى). في حالة ظهور شرخ أو تقشر أو حفر بعمق يتجاوز 1 مم على سطح المجرى، يجب الاستبدال بغض النظر عن كمية التآكل. يجب الاستبدال الفوري للبكرة في حالة تشوه أو تكسر شفة العجلة. طريقة القياس: يُستخدم مقياس متخصص (ملقط مع قدمة ذات ورنية) لقياس قطر قاعدة المجرى وسمك الجدار، ويجب إجراء القياس مرة واحدة على الأقل كل ثلاثة أشهر.
س: كيف تتم الصيانة اليومية للبكرات أثناء الاستخدام؟
ج: تشمل نقاط الصيانة اليومية للبكرات: 1) التشحيم — تُشحم البكرات ذات المحمل الدوار بدهن الليثيوم كل ثلاثة أشهر، بينما تُشحم البكرات ذات المحمل الانزلاقي بزيت تشحيم أسبوعياً؛ 2) التنظيف — إزالة الأوساخ والصدأ من مجرى البكرة شهرياً؛ 3) فحص المحاذاة — فحص الوضع المحوري للبكرة على العمود كل ثلاثة أشهر للتأكد من محاذاة خط مركز مجرى الحبل لجميع البكرات مع اتجاه حبل السلك (الانحراف المسموح ≤ 2 مم)؛ 4) فحص الشفة — تفقد شفة العجلة بحثاً عن أي تشوه أو شرخ؛ 5) مرونة الدوران — تدوير البكرة يدوياً للتأكد من دورانها بحرية دون تعليق أو ضوضاء غير طبيعية. توفر كيلود للصناعات الثقيلة دليل صيانة للبكرات مع كل معداتها، يوضح بوضوح فترة الفحص ومتطلبات التشحيم لكل نوع من البكرات.
