دليل المعيار الفني GB/T 36152-2018 لعجلات الرافعات

يُعد المعيار GB/T 36152-2018 المعيار المتخصص لتصميم وتصنيع وقبول عجلات الرافعات، حيث يحدد الأنواع والأبعاد، والمعالجة الحرارية للمواد، ومعايير مداس العجلة والشفة، بالإضافة إلى شروط الفحص والإعدام. تُعتبر عجلة السير مكونًا أساسيًا في آلية سير الرافعة، إذ تؤثر جودتها بشكل مباشر على استقرار التشغيل والعمر الافتراضي للآلة بأكملها.

أنواع العجلات وسلسلة الأبعاد

يصنف المعيار GB/T 36152-2018 عجلات الرافعات حسب نوع الشفة إلى: عجلة مزدوجة الشفة (توجد الشفة على الجانبين، مناسبة للسكك القياسية، وهي النوع الأكثر شيوعًا في الرافعات الجسرية والقنطرية، حيث توجه الشفة العجلة على السكة وتمنع انحرافها)، وعجلة أحادية الشفة (توجد الشفة على جانب واحد فقط، مناسبة للحالات التي يوجد فيها جدار جانبي على أحد جانبي السكة أو لبعض عجلات العربات، وتتميز ببنية أبسط)، وعجلة بدون شفة (تُستخدم بالتزامن مع أسطوانة توجيه أفقية، ومناسبة للرافعات القنطرية ذات البحر الكبير لتقليل القوى الجانبية الناتجة عن الانحراف). كما يصنفها حسب نوع سطح السير إلى: مداس أسطواني (سطح السير أسطواني، وهو الأكثر استخدامًا، ويناسب جسر الرافعة والعربة في الرافعات الجسرية والبوابة) ومداس مخروطي (يحتوي سطح السير على ميل بنسبة 1:10 أو 1:20، حيث يعمل السطح المخروطي على محاذاة الأعمدة تلقائيًا ويحسن من احتكاك حافة العجلة بالسكة).

يحدد المعيار نطاق أقطار العجلات: من Φ200mm إلى Φ1250mm بإجمالي 28 مقاسًا (200، 250، 315، 350، 400، 450، 500، 560، 630، 710، 800، 900، 1000، 1120، 1250 وغيرها)، ويتم تحديد عرض سطح تلامس العجلة بناءً على قطر العجلة ونوع السكة.

المواد والمعالجة الحرارية

متطلبات المعيار لمواد العجلات: يُوصى باستخدام 65Mn أو 60Si2Mn أو 42CrMo (بعد التصلد الكامل والتقسية، يجب أن تصل صلادة مداس العجلة والشفة إلى الحدود المطلوبة). 65Mn – المادة الأكثر استخدامًا لعجلات الرافعات، تتميز بصلادة جيدة ومقاومة تآكل عالية، صلادة سطح السير HB300~380 وصلابة الحافة HB280~360. 60Si2Mn – مادة فولاذ النوابض للعجلات، مرونة ومقاومة إجهاد أفضل من 65Mn، مناسبة لعجلات الرافعات التي تتحمل حمل الصدمة الكبير، صلادة سطح السير HB320~400. 42CrMo – مادة فولاذ سبائكي للعجلات، أفضل الخصائص الميكانيكية الشاملة وأفضل صلادة، مناسبة للرافعات الثقيلة والعجلات ذات القطر الكبير (Φ≥800mm)، صلادة سطح السير HB340~420.

يحدد المعيار عمق الطبقة المصلدة السطحية – يجب ألا يقل عمق الطبقة المصلدة لمداس العجلة والشفة عن 15mm (يجب أن تظل الصلادة ≥HB260 عند عمق 15mm)، لضمان عدم فشل العجلة بسرعة بسبب عدم كفاية الصلادة الداخلية بعد الاهتراء الطويل. بعد التصلد الكامل، يجب إجراء عملية التقسية لإزالة إجهادات التبريد وضبط الصلادة إلى النطاق المحدد.

عجلات رافعات كيلود للصناعات الثقيلة تُصنع وفقًا للمعيار GB/T 36152 باستخدام فولاذ 65Mn مع تصلد سطح السير، بينما تستخدم المعدات الرئيسية عجلات من فولاذ سبائكي 42CrMo.

أبعاد مداس العجلة والشفة

يحدد المعيار تفاوتات الأبعاد الحرجة للعجلات بالتفصيل: تفاوت قطر العجلة – تفاوت التصنيع للقطر الاسمي هو h9 (للتركيبات الدقيقة) أو h11 (للاستخدام العام). تفاوت عرض سطح تلامس العجلة – التسامح البعدي للعرض هو ±0.5mm (بعد التشغيل). ارتفاع الشفة – ارتفاع الشفة من جانب واحد h≥20mm (لقطر العجلة ≤500mm) أو h≥25mm (لقطر العجلة >500mm).

سمك الشفة – سمك جذر الشفة b≥16mm (D≤500mm) أو b≥20mm (D>500mm). الانحراف الشعاعي لمداس العجلة – يجب ألا يتجاوز الانحراف الشعاعي لسطح السير بالنسبة للفتحة المرجعية 0.1% من قطر العجلة وبحد أقصى 0.5mm. الانحراف الوجهي للعجلة – يجب ألا يتجاوز الانحراف الوجهي للسطح الداخلي للشفة بالنسبة للفتحة المرجعية 0.15% من قطر العجلة وبحد أقصى 0.8mm.

يمكن أن يؤدي الانحراف الوجهي المفرط إلى انحراف العجلة على السكة وتآكل شفة العجلة. عرض تلامس العجلة مع السكة – يجب أن يكون عرض سطح تلامس العجلة أكبر من عرض السطح العلوي للسكة بمقدار 10~20mm، لضمان وجود مساحة تلامس كافية دائمًا في ظل اختلافات البحر وعرض المسار.

متطلبات توافق العجلة مع السكة

يضع المعيار متطلبات أساسية لتوافق العجلة مع السكة: نوع السكة – يجب أن تعمل العجلة بالتزامن مع أنواع السكك التالية: سكك حديدية P38, P43, P50, P60 أو سكك خاصة بالرافعات QU70, QU80, QU100, QU120 (وفقًا لـ YB/T 5055). يجب أن يكون عرض سطح تلامس العجلة أكبر من عرض السطح العلوي للسكة المقابلة بمقدار (10~20mm). تفاوت عرض المسار – يجب ألا يتجاوز تفاوت عرض مسار جسر الرافعة ±5mm (عندما يكون البحر ≤30m) أو ±8mm (عندما يكون البحر >30m).

يجب ألا يتجاوز فرق الارتفاع بين السكتين في نفس المقطع العرضي 10mm. دقة تركيب العجلة – يجب ألا يتجاوز الانحراف الأفقي للعجلة (الزاوية بين محور العجلة وخط مركز السكة في المستوى الأفقي) 0.4mm/m (أي انحراف ≤0.4mm لكل متر طول). الانحراف الرأسي (الزاوية بين محور العجلة والمستوى الأفقي في المستوى الرأسي) يجب ألا يتجاوز 0.2mm/m.

يؤدي الانحراف المفرط إلى ضعف تلامس العجلة مع السكة – حيث يسبب احتكاك حافة العجلة بالسكة، واهتراء غير طبيعي للشفة، وزيادة مقاومة السير. كما يشترط المعيار ألا يتجاوز فرق قطر العجلة بين عجلات الرافعة الواحدة 0.1% من القطر الاسمي للعجلة (أي فرق قطر ≤0.5mm لعجلة Φ500mm)، لتحقيق توزيع متوازن للأحمال على جميع العجلات.

الفحص والإعدام

شروط الفحص والإعدام للعجلات وفقًا للمعيار: اختبار القبول في المصنع — يجب فحص كل عجلة من حيث الأبعاد (القطر، العرض، ارتفاع الشفة، سمك الشفة، تفاوت مسموح للانحراف الشعاعي والمحوري)، واختبار الصلادة (ثلاث نقاط على سطح السير وثلاث نقاط على الشفة)، والفحص البصري (يجب ألا يكون هناك شرخ أو مسامية أو عيوب صب أو شوائب الخبث). اختبار النوع — يشمل اختبار الخصائص الميكانيكية (قوة الشد ومقاومة الصدم)، وكشف عمق الطبقة المصلدة (على مقطع العجلة بطريقة الصلادة أو طريقة البنية المجهرية)، واختبار الكلال. تُعدّ العجلة للإعدام في الحالات التالية: اهتراء سطح السير — إذا بلغت كمية التآكل على مداس العجلة 15% من السمك الأصلي لسطح السير (مثلًا: عجلة بقطر Φ500mm بسمك أصلي لسطح السير حوالي 60mm، يجب استبدالها عند تآكلها إلى 51mm).

تآكل الشفة — إذا قلّ السمك المتبقي للشفة من جهة واحدة عن 50% من السمك الأصلي، تُعدّ العجلة للإعدام. التقشر على سطح السير — إذا تجاوز عمق التقشر بالإجهاد 2mm أو تجاوزت المساحة المتقشرة 15% من مساحة سطح السير، تُعدّ العجلة للإعدام. ظهور شرخ في العجلة — أي شرخ مهما كان حجمه يمنع استمرار الاستخدام ويستلزم الاستبدال.

اهتراء موضع محمل العجلة — إذا أدى اهتراء تجويف المحمل إلى تجاوز الخلوص التشغيلي ضعف التفاوت المسموح الأصلي، يجب استبدال العجلة.

الأسئلة الشائعة