جرثقیل های هیدرولیک چگونه کار می کنند ؟

بارش شدید باران و طغیان بسیاری از رودخانه ها در منطقه شارلوت ایالت کارولینای شمالی باعث شد که پل محل عبور قطار بر روی رودخانه لیتل شوگر را نیز آب ببرد و سبب شود که دیزل لوکوموتیو قطار به داخل رودخانه سقوط کند . تصور کنید که این دیزل با وزن حدود ۱۸۷ تن را نمی توان به سادگی از رودخانه بیرون کشید . بعد از فروکش کردن آب ، تیم کمکهای اضطراری با کمک گرفتن از ۳ جرثقیل هیدرولیکی : ۵۰۰ تن ، ۳۰۰ تن و ۱۷۵ تن توانستد که آن را از رودخانه بیرون بکشد و روی قطار باربری قرار دهد .

کرین های هیدرولیک ، اصول طراحی بسیار ساده ای دارند ولی می توانند قدرت یک غول را داشته باشند کاری که جز از عهده این کرین ها از عهده وسیله دیگری بر نمی آید . این دستگاهها می توانند در ظرف چند دقیقه تیرآهن های یک پل چندین تنی را که بر روی یک بزرگراه در حال نصب است بلند کرده و جابجا کنند ؛ تجهیرات سنگینی را که برای نصب و برپایی یک کارخانه مورد نیاز است جابجا و بلند نمایند و یا با نصب ستونهایی در کنار ساحل امکان نصب خانه و تاسیسات ساحلی را فراهم آورند . یا از انواع جرثقیل های کامیونی : تراک کرین برای بلند کردن و جابجایی اجسام سنگین و جابجا نمودن آنها استفاده کرد .

هنگامی که مشغول تماشای کار کردن یک کرین هیدرولیک هستید به سختی می توانید باور کنید که چگونه ممکن است که چنین دستگاهی دهها تن بار را به این آسانی و راحتی جابجا می کند . البته کرین ها هیدرولیک از نظر ظرفیت بلند کردن بار با هم متفاوت هستند و بر همین اساس هم نام آنها را اتنخاب می کنند مثلا کرین ۴۰ تن و نظایر آن .

در اینجا شما با چگونگی طرز کار یک کرین و اینکه چطور بارهای به این سنگینی را جابجا می کند آشنا می شوید :

همه چیز در موردجرثقیل های هیدرولیک :

اگر با طرز کار ماشینهای هیدرولیک آشنایی داشته باشید ، می دانید که این نوع دستگاهها بر اساس یک قانون ساده کار می کنند :

یعنی انتقال نیرو از یک نقطه به نقطه دیگر و از طریق یک سیال .

اغلب ماشین های هیدرولیک از یک سیال غیر قابل فشرده شدن incompressible fluid استفاده می کنند یعنی مایعی که حداکثر چگالی خود را دارد . روغن یکی از سیالات غیر قابل فشرده شدن است و برای استفاده در ماشین های هیدرولیک و از جمله کرین های هیدرولیک مناسب می باشد . در یک سیستم ساده هیدرولیک ، هنگامی که پیستون فشاری را بر روی روغن اعمال می کند ، روغن تمامی این فشار وارده را به پیستون دیگری منتقل می کند و باعث حرکت دادن آن می شود .

فشار لازم برای حرکت پیستون توسط یک پمپ هیدرولیک تامین می شود . معمولا در سیستم های هیدرولیک فشار مورد نیاز را توسط یک یا دو پمپ هیدرولیک تامین می کنند .

این پمها انواع مختلفی دارند از جمله :

• پمپ با جابجایی متغیر : Variable-displacement pump

• پمپ چرخ دنده ای : Gear pump

اغلب کرین تراک های هیدرولیکی از دو پمپ چرخ دنده ای استفاده می کنند که بصورت توام با هم کار می کنند و روغن هیدرولیک را تحت فشار قرار می دهند . هنگامی که نیاز به افزایش فشار وجود دارد ، اپراتور دستگاه یک پدال پایی را فشار می دهد تا پمپ سریع تر کار کند .

در پمپ های چرخ دنده ای تنها روشی که می توان از طریق آن فشار پمپ را افزایش داد این است که دور موتور را بالا ببرند و موتور با حداکثر توان کار کند .

در یک کرین هیدرولیک ۷۰ تن معمولا از یک موتور دیزل : ۷/۱۲ لیتری برای تولید توانی حدود ۳۶۵ اسب بخار استفاده می شود .

این موتور به ۳ پمپ چرخ دنده ای دو تایی به شرح زیر متصل می شود :

– پمپ اصلی : Main pump

این پمپ باعث حرکت جکی می شود که بوم کرین را بالا و پائین می کند ضمن اینکه قسمت های کشویی بوم تلسکوپی را بیرون آورده یا داخل می برد . این پمپ اصلی قادر است که فشاری معدال ۳۵۰۰ پی اس آی را تولید کند (حدود ۲۳۳ کیلوگرم بر سانتی متر مربع ) . فشاری که این پمپ اصلی تولید می کند بیشتر از فشار دو پمپ دیگر است چون باید قطعات سنگین تری را حرکت دهد .

– پمپ متعادل کننده فشار فرمان : Pilot pressure counterweight pump

کرین های هیدرولیک از وزنه هایی در قسمت عقبی اتاق خود استفاده می کنند که باعث پایداری کرین شده و از واژگون شدن آن جلوگیری کند این وزنه ها را می توان با استفاده از جک های هیدرولیک برداشت یا اضافه کرد پمپ متعادل کننده می تواند تا ۱۴۰۰ پی اس آی فشار ایجاد کند .

– پمپ مخصوص فرمان و بیرون و داخل رفتن شاخکها : Steering/outrigger pump

برای کنترل فرمان و شاخکها هم از یک پمپ مخصوص استفاده می شود . شاخکها که در چهار طرف کرین نصب شده اند برای ایجاد پایداری بیشتر و ثبات کرین به هنگام بلند کردن بار مورد استفاده قرار می گیرند . چون فعالیت فرمان کرین و بیرون آمدن شاخکها بطور همزمان صورت نمی گیرد به همین جهت از یک پمپ برای هر دوی آنها استفاده شده است . این پمپ ۱۶۰۰ پی اس آی فشار ایجاد می کند .

 

بخشهای مختلف یک کرین هیدرولیک :Parts of a Hydraulic Truck Crane

اگر تمام چیزها ی یک کرین با هیدرولیک شروع و به آن خاتمه می یابد اما چیزهای دیگری هم وجود دارد که باید از انها هم نام ببریم . قطعاتی که برای بلند کردن بار ضروری هستند .

 

در اینجا بخش های اساسی جرثقیل های هیدرولیک نام برده شده است :

· بوم Boom

· بازوی جرثقیل Jib

· چرخ دنده بزرگ زیر اتاق که باعث چرخش آن می شود : Rotex gear

· شاخکها : Outriggers

· وزنه ها ی متعادل کننده : Counterweights

· کابل های فولادی تقویت شده : Reinforced-steel cable

· قلاب : Hook

قابل تشخیص ترین و بارزترین قسمت یک کرین ، همان بوم آن است . که بازویی است فولادی برای بلند کردن و نگهداری بارهایی که باید جابجا شوند . و درست در منطقه پشت اتاق راننده قرار گرفته و یکی از قطعات اساسی کرین است و به جرثقیل این امکان را می دهد که بارها ی برداشته شده را تا دهها متر بالا ببرد و جابجا نماید .

اغلب کرین های هیدرولیک دارای بومی هستند که چندین کشو دارد و بصورت تلسکوپی بیرون می آید . مثلا کرین ماشینی ۷۰ تن دارای سه بوم کشویی است . و این بوم ، طولی حدود ۷/۳۸ متر ( ۱۲۷ فوت ) دارد . بعضی از انواع بوم ها در قسمت انتهایی خود دارای یک ساختار شبکه مانند هستند که به آن : jib می گویند . این بازوها چیزی حدود ۶۷ فوت ( ۴/۲۰ متر ) طول دارند و به این ترتیب باعث می شوند که کل طول بوم کرین به ۱۹۴ فوت ( ۱/۵۴ متر ) برسد هنگامی که کرین باری را بلند می کند ، بخش های کشویی (تلسکوپی ) بیرون می آیند تا ارتفاع مورد نیاز برای جابجای بار را تامین کنند .

کابل فولادی تقویت شده : این کابل بر روی قرقره ای که در پشت اتاق راننده وجود دارد پیچیده شده است و و با بیرون آمدن بوم و بازوی کرین ؛ این سیم هم از روی قرقره باز شده و بیرون می آید . معمولا هوک کرین ها از طریق چندین کابل مهار شده است و هر یک از این کابل ها قادرند که باری حداکثر تا ۱۴ هزار پوند ( حدود ۶۳۵۰ کیلوگرم ) را تحمل کنند و به این ترتیب یک کرین ۷۰ تن هیدرولیکی با استفاده از ۱۰ کابل می تواند در مجموع ۱۴۰ هزار پوند (۶۳۵۰۳ کیلوگرم ) یا همان حدود ۷۰ تن را تحمل نماید . این لایه های کابل با بوم بیرون می آیند به یک گوی فلزی با وزن ۲۸۵ پوند (۱۲۹ کیلو ) متصل هستند که باعث می شود هنگامیکه باری توسط هوک بلند نشده است این کابل ها بصورت شق و کشیده شده قرار داشته باشند .

 

برای اینکه امکان مانور دادن کرین به هنگام بلند کردن بار، وجود داشته باشد لازم است که بوم کرین بتواند به بالا و پائین و چپ و راست و در جهات مختلف چرخش نماید . به همین زیر اتاق راننده یک چرخ دنده بزرگ Rotex gear قرار داده شده است که بر روی یک یاتاقان چرخنده واقع شده است و می تواند در هر دقیقه دو دور بچرخد (۲ rpm ) . چرخش این چرخ دنده از طریق یک موتور هیدرولیک دو جهته صورت می گیرد که این موتور در روی اتاق راننده قرار دارد و برای اینکه صدمه نبیند در یک محفظه فلزی قرار داده شده است و گردش آن با استفاده از یک پدال هیدرولیک پایی در اتاق راننده کنترل می شود .