شرح المعيار التقني JB/T 10559-2006 «مخمدات الصدمات المستخدمة في آلات الرفع»

JB/T 10559-2006 هو المعيار الصناعي الخاص بمخمدات الصدمات المستخدمة في آلات الرفع، ويحدد تصنيفات المخمدات الزنبركية والهيدروليكية ومخمدات البولي يوريثان، بالإضافة إلى معاييرها الفنية وقواعد فحصها. يُعد المخمد آخر جهاز حماية يمنع الرافعة من الاصطدام بحاجز نهاية السكة.

تصنيف المخمدات ومبدأ عملها

تصنف المواصفة القياسية JB/T 10559-2006 المخمدات إلى أربع فئات رئيسية وفقًا لمبدأ العمل والمواد المستخدمة: مخمدات الصدمات الزنبركية — تستخدم التشوه المرن للزنبرك الحلزوني لامتصاص طاقة التصادم، وتتميز ببساطة هيكلها وعدم تأثرها بدرجة الحرارة، وقوة استعادة منخفضة (يعود الزنبرك إلى وضعه الأصلي ببطء بعد انتهاء عملية التخميد)، وهي مناسبة للرافعات الجسرية العادية التي تبلغ سرعة حركتها 1.5 م/ث أو أقل. يبلغ مسار التخميد النموذجي لمخمد الصدمات الزنبركي 100~600 مم، وتكون قوة التخميد متناسبة مع مقدار الانضغاط (خاصية خطية). مخمدات هيدروليكية — تستغل تأثير التخميد الناتج عن مرور السائل (الزيت الهيدروليكي) عبر فتحة التضييق لامتصاص الطاقة، وتتميز بقدرة امتصاص كبيرة، وكبح سلس، وقوة تخميد شبه ثابتة (خصائص غير خطية)، وهي مناسبة للحالات التي تتطلب سرعة حركة أعلى (أكبر من 1.5 م/ث) أو قوة صدم منخفضة.

تنقسم المخمدات الهيدروليكية، حسب هيكلها، إلى نوعين: نوع المكبس ونوع العمود. المخمدات المصنوعة من البولي يوريثان — تستغل التشوه الانضغاطي غير الخطي للمادة المرنة البولي يوريثانية لامتصاص الطاقة، وتتميز بهيكلها المدمج ووزنها الخفيف وسهولة تركيبها ومقاومتها الممتازة للعوامل الجوية، وهي أكثر أنواع المخمدات انتشارًا في الوقت الحالي. المخمدات المطاطية — تستفيد من التشوه المرن للمواد المطاطية لامتصاص الطاقة، وتتميز ببساطة هيكلها وتكلفتها المنخفضة، لكنها تتمتع بقدرة امتصاص طاقة منخفضة وتتأثر بشدة بدرجة الحرارة، ولا تصلح إلا للرافعات الصغيرة التي لا تتجاوز سرعة حركتها 0.7 م/ث.

المواصفات الفنية واختيار الطراز

تحدد المواصفة المعايير الأساسية لاختيار المخمدات: الطاقة المقننة الممتصة — وهي أقصى طاقة حركية للتصادم التي يجب أن يمتصها المخمد خلال مسافة الشوط المقننة، ووحدتها هي كيلوجول (kJ)، ويجب حسابها بشكل شامل بناءً على كتلة الرافعة وسرعة التشغيل وتسارع الكبح. المسافة الاسمية للتخميد — وهي المسافة التي يقطعها المخمد من الحالة الحرة إلى حالة الانضغاط القصوى، ووحدة القياس هي المليمتر (mm). قوة التخميد الاسمية — وهي أقصى قوة رد فعل يولدها المخمد عند نهاية المسافة الاسمية للتخميد، ووحدة القياس هي كيلو نيوتن (kN).

تنص المعايير على أن حاجز نهاية الرافعة (قاعدة تركيب المخمد) يجب أن يتحمل 1.5 ضعف قوة التخميد المقدرة للمخمد دون حدوث تشوه دائم. معادلة حساب اختيار نوع المخمد: E=0.5×m×v²×η (حيث E هي الطاقة المطلوب امتصاصها، وm هي كتلة الرافعة (أو العربة)، v هي سرعة التصادم (تتراوح عادةً بين 70% و85% من السرعة التشغيلية المقدرة)، وη هو معامل تصحيح الطاقة الحركية (يتراوح عادةً بين 1.0 و1.25)). عند اختيار نوع المخمد، يجب ألا تقل الطاقة المقدرة التي يمتصها المخمد عن 1.25 ضعف الطاقة المحسوبة — وهو هامش الأمان.

تأتي رافعات شركة «كرويد للصناعات الثقيلة» مزودة بشكل قياسي بمخمدات صدمات من البولي يوريثان، ويمكن تزويدها اختياريًا بمخمدات صدمات هيدروليكية وفقًا لمتطلبات المستخدم لتلبية متطلبات التخميد في حالات التشغيل عالية السرعة.

تركيب وتوزيع المخمدات

تحدد المعايير متطلبات مبدئية لتركيب وموضع المخمدات: عدد المثبتات — يجب تركيب ما لا يقل عن مثبتين على كل مسار (واحد على كل طرف من طرفي الرافعة)؛ وبالنسبة للرافعات الجسرية التي يبلغ طولها 30 مترًا أو أكثر، يُوصى بتركيب مثبتين على كل طرف من طرفي الرافعة (بإجمالي 4 مثبتات) لتقليل الحمل غير المتوازن في حالة الاصطدام من جانب واحد. ارتفاع التركيب — يجب أن يكون خط الوسط للمصد متوافقًا مع السطح العلوي للسكة (أو ارتفاع التصادم لمركز الحاجز)، على ألا يتجاوز الانحراف ±10 مم، وذلك لمنع تلف المصد الناتج عن التصادم المائل. قاعدة التركيب — يجب تركيب المصد على عناصر هيكلية متينة، ويجب أن تكون قاعدة التركيب قادرة على تحمل قوة التصادم وأحمال الصدمات.

يجب أن تلامس المصدات الموجودة على الطرفين حاجز الطرف في الوقت نفسه (لا يُسمح بأن يلامس أحد الجانبين الحاجز أولاً)، وإلا فإن ذلك سيؤدي إلى ظهور عزم انحراف مما يتسبب في احتكاك العجلات بالسكة أو خروجها عن المسار. يجب أن تكون سطح التلامس بين المصد وحاجز الطرف مستوياً وعمودياً، وفي حالة عدم انتظام التلامس، يجب تعديل سطح الحاجز. عند استخدام المخمدات في العربات الصغيرة — حيث يتم تركيب مخمد واحد على كل طرف من طرفي العربة — يجب أن يكون موضع المخمد على خط الوسط لمسار العربة.

كما توصي المواصفة بتركيب مفتاح حد حول المخمد — وعندما يتم ضغط المخمد إلى 75% من المسافة المحددة، يجب أن يقوم مفتاح الحد بقطع التيار الكهربائي عن آلية التشغيل، مما يوفر حماية مزدوجة كهربائية وميكانيكية.

الفحص واختبار الأداء

تشمل بنود فحص المخمدات المنصوص عليها في المعيار ما يلي: فحص المظهر الخارجي — يجب ألا يحتوي السطح الخارجي للمخمد على عيوب مثل الشقوق أو الفقاعات أو الثقوب الناتجة عن الانكماش أو الحواف الزائدة. فحص الأبعاد — يجب أن تتوافق أبعاد التثبيت الخارجية للمخمد مع متطلبات المخططات، وأن لا تقل درجة التفاوت عن IT14. اختبار الضغط الساكن — يجب تطبيق قوة تخميد تبلغ 1.5 ضعف القوة الاسمية على المخمد والحفاظ عليها لمدة 5 دقائق، وبعد إزالة الضغط يجب ألا يظهر على المخمد أي تشوه دائم أو تلف (يجب ألا يكون هناك تشوه متبقي في المخمدات الزنبركية، ويجب ألا يتجاوز التشوه المتبقي في مخمدات البولي يوريثان/المطاط 3%).

اختبار الصدم — يتم تثبيت المخمد على منصة الاختبار، ثم يتم صدمه بسرعة تبلغ 1.1 ضعف السرعة التشغيلية المحددة، وقياس مسافة التخميد ومنحنى قوة التخميد، ولا ينبغي أن يتعرض المخمد لأي تلف. اختبار درجة الحرارة — يجب إخضاع المخمدات المصنوعة من البولي يوريثان والمطاط لاختبار الضغط الساكن بعد تركها لمدة 4 ساعات في بيئة تتراوح درجة الحرارة فيها بين -20 درجة مئوية و+50 درجة مئوية، مع استمرار استيفائها لمتطلبات الأداء. اختبار التعب — يتم ضغط المخمد واستعادته بشكل متواصل 1000 مرة عند مسافة التشغيل المقدرة 75%، ثم يتم فحص التغيرات في أداء المخمد (يجب ألا يتجاوز انخفاض قوة التخميد في مخمدات البولي يوريثان والمطاط بعد التعب 15%).

صيانة واستبدال المخمدات

النقاط الأساسية المقترحة في المعايير لصيانة المخمدات: المخمدات الزنبركية — يجب فحص الزنبرك بانتظام للتأكد من عدم وجود تشوه دائم أو كسر ناتج عن الإجهاد (يجب استبدال الزنبرك إذا انخفض طوله الحر بأكثر من 5%)، والتأكد من عدم وجود تآكل شديد على سطح الزنبرك (يجب استبداله في حالة وجود تآكل بعمق يزيد عن 0.5 مم). المخمدات الهيدروليكية — فحص الزيت الهيدروليكي للتأكد من عدم وجود تسرب، ومن أن مستوى السائل يتوافق مع المتطلبات. بعد الاستخدام المطول للمخمدات الهيدروليكية، تتآكل الأجزاء المانعة للتسرب وتفقد فعاليتها مما يؤدي إلى تسرب الزيت؛ وعند اكتشاف التسرب، يجب استبدال الأجزاء المانعة للتسرب أو المخمد بأكمله على الفور.

مخمدات البولي يوريثان — افحص سطح المادة المرنة بحثًا عن أي تشققات (لا تؤثر التشققات السطحية الدقيقة على الاستخدام، ولكن يجب استبدال الشقوق التي يتجاوز عمقها 3 مم)، حيث يتعرض البولي يوريثان للتقادم والتصلب وفقدان المرونة عند التعرض الطويل للأشعة فوق البنفسجية (يُنصح باستبدال مخمدات الصدمات المصنوعة من البولي يوريثان المستخدمة في الهواء الطلق مرة كل 2 إلى 3 سنوات). مخمدات الصدمات المطاطية — يتوسع المطاط أو يلين بسرعة في بيئة ملوثة بالزيت، ويجب استبداله فورًا عند ملاحظة أن الجسم المطاطي قد أصبح لينًا أو لزجًا أو ظهرت فقاعات على سطحه. يجب استبدال جميع المخمدات فور ظهور تشققات أو كسور أو تشوهات دائمة أو علامات تقادم واضحة أثناء الاستخدام — ففي حالة تعطل المخمد، ستصطدم الرافعة بالحدود النهائية بأقصى سرعة، مما قد يؤدي في الحالات الشديدة إلى خروج الماكينة عن مسارها أو تلف هيكلها.