การวิเคราะห์แรงยกของรถเข็น: อธิบายแรง 3 ประการสำหรับวิศวกรอุปกรณ์ยก

สำหรับวิศวกรซ่อมบำรุงที่กำลังตรวจสอบเครนเหนือศีรษะขนาด 5 ตัน แรงที่ยึดรถเข็นให้อยู่กับที่บนคานสะพานไม่ได้เป็นเพียงตัวเลขทางวิชาการเท่านั้น รถเข็นรอกจะต้องรับแรงสามแรงในแบบฝึกหัดสถิตศาสตร์ทั่วไป ได้แก่ น้ำหนักของตัวรถเข็น น้ำหนักที่แขวนจากตะขอ และแรงดึงของตัวขับเคลื่อนเคลื่อนที่ ความสมดุลระหว่างแรงทั้งสามนี้จะตัดสินว่ารถเข็นอยู่ในแนวเดียวกันหรือไม่ แคร่ท้ายรับน้ำหนักมากเกินไปหรือไม่ และมอเตอร์เคลื่อนที่มีแรงบิดเพียงพอที่จะสตาร์ทและหยุดอย่างราบรื่นหรือไม่ การทำให้เครื่องชั่งถูกต้องเป็นขั้นตอนแรกในการเลือกระบบรถเข็นที่เชื่อถือได้

สิ่งที่กองกำลังทั้งสามเป็นตัวแทนอย่างแท้จริงในรถเข็นรอก

ในแบบจำลองแรงระนาบอย่างง่าย รถเข็นจะถูกมองว่าเป็นวัตถุแข็งภายใต้แรงสามแรงที่เกิดขึ้นพร้อมกัน อย่างแรกคือน้ำหนักของตัวรถเข็น รวมถึงชุดรอก โครง และเครื่องจักรสำหรับการเดินทาง ประการที่สองคือการดึงแนวตั้งของโหลดที่แขวนลอยซึ่งส่งผ่านเชือกลวดหรือโซ่ ประการที่สามคือแรงขับในแนวนอนหรือแรงเบรกที่ใช้โดยกลไกการเคลื่อนที่เพื่อเคลื่อนรถเข็นไปตามสะพานเครน

แต่ละส่วนประกอบเหล่านี้มีแหล่งที่มาทางกายภาพที่แท้จริงบนเครนเหนือศีรษะ มุมที่แรงผลักดันกระทำ ซึ่งมักแสดงเป็น α ในปัญหาในตำราเรียน แสดงถึงทิศทางของแรงที่ใช้สัมพันธ์กับแนวนอน ในทางปฏิบัติ มุมนี้ขึ้นอยู่กับวิธีการกำหนดเส้นทางแรงดึง และวิธีเชื่อมต่อรถเข็นเข้ากับตัวกั้นสะพานและส่วนท้าย

• น้ำหนักของตัวเองของรถเข็นมักจะน้อยที่สุดในสามแรง แต่ยังคงมีส่วนช่วยในการรับน้ำหนักของล้อ
• น้ำหนักบรรทุกที่แขวนลอยเป็นแรงแนวตั้งที่โดดเด่นและขับเคลื่อนการเลือกความจุของรอก
• แรงผลักดันจะต้องเพียงพอที่จะเอาชนะแรงต้านการหมุน ความเฉื่อย และแรงเบรกที่อาจเกิดขึ้นได้

วิธีมาตรฐานในการแก้ปัญหาสามกำลัง

เมื่อทราบทิศทางและขนาดของแรงแล้ว วิธีแก้ปัญหาจะเป็นไปตามขั้นตอนมาตรฐานสำหรับระบบแรงที่เกิดขึ้นพร้อมกันในระนาบเดียวกัน การตั้งค่ามักจะเริ่มต้นด้วยการหาแรงแต่ละอันให้เป็นส่วนประกอบ x และ y หากใช้แรง P ที่มุม α กับแนวนอน แรง A กระทำในแนวนอน และแรง B กระทำในแนวตั้งลง สมการสมดุลจะตรงไปตรงมา:

จากทิศทาง x: P cos α A = 0

จากทิศ y: P sin α − B = 0

การแก้สมการทั้งสองนี้ทำให้ P = B / บาป α และ A = − B cot α เครื่องหมายลบบน A บ่งบอกว่าแรงในแนวนอนต้องตรงข้ามกับองค์ประกอบแนวนอนของ P เพื่อให้รถเข็นยังคงอยู่ในสภาวะสมดุล

ตารางด้านล่างแสดงการเปลี่ยนแปลงของแรงที่ต้องการ P เมื่อมุม α เปลี่ยนแปลง โดยใช้โหลดแนวตั้ง B 400 ปอนด์เป็นอินพุต ตัวเลขที่แน่นอนมีความสำคัญน้อยกว่าแนวโน้มที่แสดงให้เห็น: มุมที่เล็กลงต้องใช้แรงผลักดันที่มากขึ้น และมุมที่ใหญ่ขึ้นจะเปลี่ยนการกระจายน้ำหนักบนรางเครน

ความหมายโดยนัยในทางปฏิบัติคือการเปลี่ยน α แม้แต่ 10 องศาสามารถเปลี่ยนขนาดของแรงผลักดันที่ต้องการได้เกือบ 20 เปอร์เซ็นต์ นี่คือเหตุผลว่าทำไมจึงต้องกำหนดมุมอย่างระมัดระวังตั้งแต่เริ่มต้น ไม่ใช่ถือเป็นสิ่งที่คิดภายหลัง

วิธีการวิเคราะห์แนะนำการเลือกส่วนประกอบ

เมื่อแรงได้รับการแก้ไขแล้ว โหลดที่เกิดขึ้นจะกลายเป็นอินพุตการออกแบบสำหรับชิ้นส่วนกลไกของรถเข็น โหลดล้อแนวตั้งเป็นอินพุตหลักสำหรับการเลือกส่วนท้ายของเครน แรงขับเคลื่อนในแนวนอนจะกำหนดแรงบิดของมอเตอร์ขับเคลื่อนที่ต้องการและพิกัดของบล็อกล้อของเครน น้ำหนักบรรทุกแบบแขวนบวกกับเอฟเฟกต์ไดนามิก จะเป็นตัวกำหนดพิกัดความจุของรอก

ในระบบเครนจริง รถขนส่วนท้ายถูกผลิตขึ้นโดยมีฐานล้อและเส้นผ่านศูนย์กลางรางที่กำหนดไว้เพื่อให้ตรงกับน้ำหนักบรรทุกที่คาดหวัง การเลือกส่วนท้ายมาตรฐานโดยไม่ตรวจสอบการเชื่อมต่อกับโครงรถเข็นและความสามารถในการรับน้ำหนักล้อที่คำนวณไว้ เป็นสาเหตุหนึ่งของความล้มเหลวทางกลไกที่พบบ่อย เมื่อรถเข็นถูกแรงทั้งสามแรงที่อธิบายไว้ในการวิเคราะห์แบบคงที่ แคร่ท้ายจะมีส่วนแบ่งปฏิกิริยาในแนวตั้งมากที่สุด นี่คือสาเหตุที่กลุ่มผลิตภัณฑ์ส่วนท้ายรถเครนของ TBM ได้รับการออกแบบด้วยส่วนเสริมและลูกปืนล้อที่แข็งแกร่งเพื่อรองรับการผสมผสานแรงในแนวตั้งและแนวนอน

เครนท้ายรถสำหรับระบบรถเข็นพร้อมส่วนเสริม ออกแบบมาสำหรับการรวมแรงในแนวตั้งและแนวนอนที่หนักหน่วง แคร่สุดท้ายนี้รองรับสะพานเครนและกลไกการเคลื่อนที่ ให้ความเสถียรและความทนทานสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรม ดูผลิตภัณฑ์ →

ข้อควรพิจารณาเชิงปฏิบัตินอกเหนือจากสมดุลสถิต

สมดุลสถิตเป็นจุดเริ่มต้น ไม่ใช่คำตอบสุดท้าย ขีดจำกัดปริมาณการทำงาน ปัจจัยด้านความปลอดภัย และการแบ่งประเภทหน้าที่ ล้วนมีอิทธิพลต่อการออกแบบอุปกรณ์ว่าปลอดภัยสำหรับการทำงานในแต่ละวันหรือไม่ สำหรับรอกสลิงไฟฟ้าอเนกประสงค์ มักใช้มาตรฐาน FEM ของยุโรปหรือการจัดประเภทหน้าที่เทียบเท่า เช่น ISO M3 ถึง M5 เพื่อกำหนดว่ารอกสามารถทำงานได้กี่ชั่วโมงต่อวันที่น้ำหนักบรรทุกที่กำหนด ปัจจัยหน้าที่นี้ไม่ได้เกิดขึ้นโดยพลการ โดยส่งผลต่อขนาดของเบรก เกรดของลวดสลิง และความจุความร้อนของมอเตอร์

ปัญหาแรงสามแรงไม่ได้คำนึงถึงการแกว่งของน้ำหนักบรรทุก แรงลมบนเครนกลางแจ้ง หรือผลกระทบของรันเวย์ที่มีความลาดเอียง น้ำหนักบรรทุกเพิ่มเติมเหล่านี้ต้องได้รับการพิจารณาในการออกแบบโดยรวมของระบบรถเข็น ต้องประเมินบล็อกล้อทั้งสำหรับโหลดคงที่และแรงในแนวนอนที่มาจากการขับขี่และการเบรก เมื่อรถเข็นเร่งความเร็วหรือหยุด ความเฉื่อยของสิ่งของจะส่งแรงในแนวนอนเพิ่มเติมซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของปัญหาคงที่ในตำราเรียน แรงพิเศษนี้จะต้องถูกดูดซับโดยหน้าแปลนล้อและแทร็ก บล็อกล้อเครนของ TBM ผลิตขึ้นด้วยล้อที่ชุบแข็งด้วยหน้าแปลนและแบริ่งแบบปิดผนึกเพื่อให้ทนต่อการรับน้ำหนักด้านข้างซ้ำๆ

บล็อกล้อเครนที่ทนทานพร้อมล้อชุบแข็งแบบแปลน บล็อกล้อนี้สร้างขึ้นด้วยโลหะผสมเหล็กความแข็งแรงสูงและแบริ่งแบบปิดผนึก ทนทานต่อการรับน้ำหนักด้านข้างจากการเร่งความเร็วและการเบรก ทำให้มั่นใจได้ถึงการเคลื่อนที่ของเครนที่ราบรื่นและแม่นยำ ดูผลิตภัณฑ์ →

การสร้างระบบรถเข็นที่ปลอดภัยด้วยการยก TBM

จากมุมมองของส่วนประกอบ ปัญหาสามแรงจะเข้าสู่ทุกขั้นตอนของระบบรถเข็น แคร่ท้ายจะต้องรับน้ำหนักของล้อ บล็อกล้อต้องรองรับแรงเคลื่อนที่ในแนวนอน และต้องเลือกรอกสลิงด้วยความสามารถในการยกและความเร็วที่ถูกต้อง TBM Lifting สร้างรอกสลิงไฟฟ้ามาตรฐานเหนือห้องบน SHA7 และรอกคานคู่ SHA8 ที่มีโครงสร้างแบบยุโรปที่ให้อัตรากำลังการผลิตที่ชัดเจนสำหรับการใช้งานรถเข็นอุตสาหกรรม ที่ ช่วงรอกสลิงไฟฟ้า มีขนาดโดยคำนึงถึงเส้นทางการบรรทุกของรถเข็นและปฏิกิริยาของล้อ ดังนั้นจุดเชื่อมต่อส่วนประกอบจึงได้รับการออกแบบตั้งแต่เริ่มต้นเพื่อรองรับแรงที่คำนวณได้

เมื่อคุณระบุระบบรถเข็น ให้เริ่มต้นด้วยแผนผังแรงจริงของการติดตั้งของคุณ กำหนดน้ำหนักบรรทุกที่แขวนลอย มวลรถเข็น โครงร่างราง และมุมในการดึงของกลไกการขับเคลื่อน ด้วยอินพุตพื้นฐานเหล่านี้ การคำนวณแบบคงที่จะทำให้มีช่วงภาระการทำงานที่ชัดเจน จากนั้นจับคู่น้ำหนักบรรทุกเหล่านั้นกับรอกและชุดส่วนประกอบส่วนท้ายของรถที่สร้างขึ้นเพื่อหน้าที่และมาตรฐานความปลอดภัยเดียวกัน

รอกสลิงไฟฟ้ามาตรฐาน SHA7-Headroom รอกนี้มาพร้อมกับมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงและการแปลงความถี่เพื่อการทำงานที่ราบรื่น เหมาะสำหรับการขนถ่ายวัสดุในการผลิตเครื่องจักร การประกอบยานยนต์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ ดูผลิตภัณฑ์ →

รถยกจะต้องเผชิญกับแรงสามแรงในปัญหาสถิตยศาสตร์แบบคลาสสิกนี้ แต่มูลค่าที่แท้จริงของการคำนวณนั้นมาเมื่อนำไปใช้กับการออกแบบและการเลือกอุปกรณ์การยกจริง วิธีการวิเคราะห์ที่คุณใช้ในการแก้ไขปัญหาการบรรทุกเป็นวิธีเดียวกับที่กำหนดว่ารถเข็นจะวิ่งได้อย่างราบรื่น วางแนวบนราง และอายุการใช้งานที่ออกแบบไว้หรือไม่ ด้วยการจับคู่โซลูชันด้านแรงกับรอกที่ได้รับการจัดอันดับอย่างเหมาะสม แคร่ข้างท้าย และบล็อคล้อ คุณสามารถหลีกเลี่ยงความล้มเหลวที่มีค่าใช้จ่ายสูงซึ่งมาจากส่วนประกอบที่มีขนาดเล็กกว่าปกติได้ หากต้องการคำนวณแรงตามรูปแบบรถเข็นและเครนเฉพาะของคุณ โปรดติดต่อ ทีมเทคนิคของ TBM .