آشنایی با جرثقیل ها و انواع و اقسام آن ها
در این مقاله آموزشی، در مورد انواع و اقسام جرثقیل ها صحبت خواهیم کرد و به صورت کامل با جرثقیل ها و اجزای آن ها، از صفر تا صد آشنا خواهیم شد. در این مقاله، هر آنچه لازم است در مورد جرثقیل ها بدانید را در اختیار شما قرار خواهیم داد. در این مقاله، به پرسش های زیر پاسخ داده خواهد شد:
1 – جرثقیل چیست و چه کاربردی دارد؟
2 – انواع جرثقیل کدامند و کاربرد هر یک از آن ها چیست؟
3 – اجزای یک جرثقیل کدامند و ارتباط میان آن ها چگونه است؟
لطفا تا پایان این مقاله آموزشی با ما همراه شوید و در صورتیکه پاسخ مورد نظر خود را دریافت نکردید، با مشاوران ما تماس بگیرید تا شما را به صورت کامل راهنمایی کنند!
فهرست مطالب
جرثقیل چیست؟
جرثقیل (Crane) سازه ای فولادی به همراه مجموعه ای از ابزارهای مکانیکی و الکتریکی است که به منظور حمل و نقل اجسام سنگین در سه راستای طولی (عقب و جلو)، عرضی (چپ و راست) و ارتفاعی (بالا و پائین) در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. عمدتا از جرثقیل ها برای حمل و نقل اجسامی استفاده می شود که جابه جایی آن ها، فراتر از توانایی نیروی بدنی انسان ها است.
مزایای جرثقیل ها
می دانیم که بخش عمده پیشرفت صنعتی بشر، با تکیه بر طراحی و به کارگیری تجهیزات مدرن بوده است. از جمله مهمترین این تجهیزات، می توان به جرثقیل ها اشاره نمود که به گسترش شهرها و صنایع مختلف کمک بسیاری می کنند. امروزه کمتر صنعتی را می توان یافت که به نوعی به جرثقیل ها وابسته نباشد. علت این موضوع نیز کارایی بالا و انعطاف پذیری این تجهیزات در برآورده ساختن نیازهای مختلف صنایع بوده است. برخی از مهمترین مزایای استفاده از جرثقیل ها عبارتند از:
1 – انعطاف پذیری در طراحی و کاربرد
2 – افزایش سرعت حمل و نقل، بارگیری و تخلیه کالاها و محصولات
3 – افزایش سرعت تولید محصولات در کارخانه ها و صنایع تولیدی
4 – حمل و نقل اجسام سنگین که جابه جایی آن ها به وسیله انسان مقدور نیست.
5 – ایمنی بسیار بالا در کار با اجسام سنگین وزن
6 – استفاده به منظور تعمیر تجهیزات و ماشین آلات سنگین وزن
7 – مقرون به صرفه بودن
کاربرد جرثقیل ها
مزایای استفاده از جرثقیل ها موجب استفاده روزافزون آن ها در صنایع مختلف شده است، به طوری که جرثقیل ها را می توان در تمامی نقاط شهرها و محیط های صنعتی مشاهده نمود. از مهمترین کاربردهای جرثقیل ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
1 – صنعت ساختمان
کاربرد جرثقیل در صنعت ساختمان، بسیار گسترده است و تمامی سازه های غول پیکر که در شهرها و محیط های صنعتی مشاهده می شوند، با بهره گیری از جرثقیل ها ساخته و نصب شده اند. از مهمترین کاربردهای جرثقیل ها در صنعت ساختمان سازی می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- ساخت نیروگاه ها، کارخانه ها و کارگاه های صنعتی، خطوط راه آهن، پل ها، سدها، بزرگراه ها و …
- ساخت اجزای سازه های فلزی و جابه جایی، بارگیری و تخلیه آن ها
- حمل، نقل و نصب اجزای سازه فلزی در محل احداث
- حمل و نقل مواد و مصالح ساختمانی و انتقال آن ها به طبقات مختلف سازه
- نصب سازه های بتنی و بتن ریزی سازه ها
2 – صنایع نفتی و پتروشیمی
حمل و نقل، بارگیری و تخلیه مواد اولیه و تجهیزات
3 – صنایع دریایی و کشتی سازی
در صنایع دریایی و کشتی سازی، از جرثقیل ها برای موارد زیر استفاده می شود:
- حمل و نقل و نصب دستگاه ها و تجهیزات صنعتی
- حمل و نقل و نصب دکل های نفتی و سازه های دریایی
- حمل و نقل و بارگیری کالاها، محصولات و کانتینرها در بنادر و تخلیه آن ها
4 – صنایع تولیدی، خودروسازی و هواپیماسازی
در صنایع تولیدی و خودروسازی، از جرثقیل ها برای موارد زیر استفاده می شود:
- حمل و نقل و نصب دستگاه ها و تجهیزات صنعتی
- انتقال مواد اولیه به خط تولید و تغذیه دستگاه ها و تجهیزات
- مونتاژ قطعات
اجزای تشکیل دهنده جرثقیل ها
جرثقیل ها، به طور کلی، شامل چند بخش اصلی هستند:
الف) سازه جرثقیل: اسکلت و شاکله تشکیل دهنده جرثقیل که عمدتا از فولاد یا آلیاژهای آن ساخته می شود (البته در موارد خاص، اسکلت جرثقیل ها از چوب نیز ساخته می شود که مورد نظر ما نیست). سازه جرثقیل، خود از بخش های مختلفی مانند باندها و ریل های حرکت و همچنین پل های حمل کننده اجزای جرثقیل تشکیل شده است.
ب) تجهیزات الکتریکی: تجهیزاتی که عمدتا به منظور تامین و کنترل نیروی محرکه جرثقیل به کار می روند. از مهمترین اجزای الکتریکی به کار رفته در جرثقیل ها می توان به موتورهای محرکه ارتفاعی و طولی، سیستم های برق رسانی و سیستم های کنترل اشاره نمود.
ج) تجهیزات مکانیکی: تجهیزاتی که به منظور تعامل با اجزای الکتریکی جرثقیل و همچنین بسته بندی و نگهداری بار به کار می روند. از مهمترین اجزای مکانیکی یک جرثقیل می توان به کالسکه و سیستم مهار، نگهداری و حمل بار شامل قرقره، قلاب، کابل، زنجیر و سیم بکسل و همچنین سیستم ترمز و ضربه گیرها اشاره نمود.
علاوه بر موارد ذکر شده، انواع متنوعی از جرثقیل ها وجود دارد که هر یک، بر حسب نیاز، علاوه بر موارد ذکر شده، تجهیزات منحصربفرد خود را دارند.
نحوه عملکرد جرثقیل ها
معمولا عملکرد جرثقیل ها بدین صورت است که ابتدا با در نظر گرفتن ظرفیت جرثقیل، اجسام مورد نظر را به صورت مستقیم یا از طریق زنجیر یا سیم بکسل، به قلاب جرثقیل متصل می کنند. سپس، اپراتور جرثقیل، فرمان های لازم برای حرکت و جابه جایی بار در راستاهای مختلف را به جرثقیل ارسال می کند. با این کار، جرثقیل، با بهره گیری از نیروی محرکه خود که معمولا نیروی مکانیکی یا نیروی الکتریکی است، بار را به مکان مورد نظر انتقال می دهد. در پایان، بار در محل مورد نظر قرار داده شده و زنجیرها و قلاب ها از آن آزاد می شوند. این روند برای حمل و نقل سایر بارها نیز تکرار می گردد.
انواع و اقسام جرثقیل ها
با گسترش تمدن بشری و افزایش نیازهای آن، نیاز به تجهیزات و تکنولوژی های مدرن نیز افزایش پیدا کرده است. این موضوع، در مورد جرثقیل ها نیز صدق می کند. زیرا با گسترش شهرها و پیدایش صنایع مختلف، جرثقیل های قدیمی، دیگر قادر به پاسخگویی به نیازهای روز افزون صنعت را نیستند.
بر این اساس، امروزه با پیشرفت علم و بهره گیری از تکنولوژی های مدرن و به منظور پوشش نیازهای صنایع مختلف، جرثقیل ها در ابعاد، ظرفیت ها و کاربری های گوناگون طراحی و ساخته می شوند که هر یک مزایا و محدودیت های خاصی دارند که لازم است هنگام انتخاب و همچنین حین استفاده از آن ها، به این مزایا و محدودیت ها دقت نمائید. زیرا، طراحی جرثقیل ها بر اساس محیط کاری و فضای قابل دسترس، ظرفیت مورد نیاز و همچنین نوع اجسامی که جرثقیل با آن ها سرو کار دارد صورت می پذیرد و هر جرثقیل مشخصات فنی خاص خود را دارد.
در این بخش قصد داریم شما را با انواع جرثقیل ها و کاربرد، مزایا و محدودیت های آن ها آشنا کنیم. جرثقیل ها را از جهات مختلف می توان دسته بندی و مورد مطالعه قرار داد که در این بخش، به تفصیل در این مورد صحبت خواهیم کرد:
الف) تقسیم بندی جرثقیل ها بر اساس محدوده حرکتی
در یک دسته بندی کلی، می توان جرثقیل ها را بر اساس محدوده حرکتی به دو دسته زیر تقسیم بندی کرد:
1) جرثقیل های ثابت (Static Crane)
جرثقیل های ثابت یا ایستا (Fixed Crane)، همان گونه که از نامشان پیداست، بر روی زمین مقید شده و دارای محدوده حرکتی ثابتی هستند (در یک مسیر ثابت و از پیش تعیین شده حرکت می کنند). معمولا جرثقیل های ثابت را می توان به صورت موقت یا دائم بنا کرد و یا آن ها را با در نظر گرفتن شرایط، از مکانی به مکان دیگر منتقل نمود. از متداول ترین انواع جرثقیل های ثابت می توان به موارد زیر اشاره نمود:
جرثقیل های سقفی
جرثقیل سقفی (Overhead Crane)، یکی از انواع جرثقیل های ثابت و دائمی است که عمدتا در محیط های صنعتی، از آن برای تخلیه، حمل و نقل و بارگیری اجسام استفاده می شود. این جرثقیل ها، همانگونه که از نامشان پیداست، در فضای بالای سر و در راستای عرضی، در سقف سازه ها نصب می شوند و امکان جابجایی اجسام را در سه راستای طولی (جلو و عقب)، عرضی (چپ و راست) و ارتفاعی (بالا و پائین) فراهم می آورند.
از مهمترین انواع جرثقیل های سقفی، می توان به جرثقیل های سقفی پل دار اشاره نمود که خود به دو نوع جرثقیل های سقفی تک پل و جرثقیل های سقفی دو پل تقسیم بندی می شوند. برای آشنایی بیشتر با جرثقیل های سقفی و انواع و اقسام آن ها به بخش جرثقیل سقفی مراجعه نمائید.
جرثقیل های دروازه ای
جرثقیل دروازه ای (Gantry Crane)، یکی از انواع جرثقیل های ثابت و دائمی و نوع خاصی از جرثقیل های سقفی است که عمدتا در محیط های صنعتی، از آن برای تخلیه، حمل و نقل و بارگیری اجسام استفاده می شود. این جرثقیل ها، همانگونه که از نامشان پیداست، همچون دروازه ای عظیم، در فضای بالای سر و در راستای عرضی، در سقف سازه ها نصب می شوند و امکان جابجایی اجسام را در سه راستای طولی (جلو و عقب)، عرضی (چپ و راست) و ارتفاعی (بالا و پائین) فراهم می آورند.
از مهمترین انواع جرثقیل های دروازه ای، می توان به جرثقیل های دروازه ای پل دار اشاره نمود که خود به دو نوع جرثقیل های دروازه ای تک پل و جرثقیل های دروازه ای دو پل تقسیم بندی می شوند. برای آشنایی بیشتر با جرثقیل های دروازه ای و انواع و اقسام آن ها به بخش جرثقیل دروازه ای مراجعه نمائید.
جرثقیل های بازویی
جرثقیل بازویی (Jib Crane)، یکی از انواع جرثقیل های ثابت و دائمی است که عمدتا در محیط های صنعتی که فضای کافی برای نصب جرثقیل های بزرگ وجود ندارد، از آن برای تخلیه، حمل و نقل و بارگیری اجسام استفاده می شود. این جرثقیل ها، همانگونه که از نامشان پیداست، شامل یک بازوی گردان هستند که در فضای بالای سر، بر روی یک ستون مستقل یا بر روی دیوار سازه نصب شده است و این بازو، قابلیت چرخش 360 درجه و یا کمتر از آن را دارد و امکان جابجایی اجسام را در سه راستای طولی (جلو و عقب)، عرضی (چپ و راست) و ارتفاعی (بالا و پائین) فراهم می آورد.
از مهمترین انواع جرثقیل های بازویی، می توان به جرثقیل های بازویی ستونی و جرثقیل های بازویی دیواری اشاره نمود.
2) جرثقیل های متحرک (Dynamic Crane)
جرثقیل های متحرک که به آن ها اصطلاحا جرثقیل های موبایل (Mobile Crane) نیز گرفته می شود، برخلاف جرثقیل های ثابت، به زمین مقید نیستند و توانایی حرکت در بازه های مکانی وسیعی را دارند. از متداولترین انواع جرثقیل های متحرک می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- جرثقیل های چرخ لاستیکی
- جرثقیل های چرخ زنجیری
جرثقیل های کامیونی چرخ دار
جرثقیل های زنجیردار
جرثقیل های موبایل چرخ دار
ب) تقسیم بندی جرثقیل ها بر اساس بازه زمانی مورد استفاده
در یک تقسیم بندی دیگر، در حالت کلی، جرثقیل ها را می توان بر اساس بازه زمانی که مورد استفاده قرار می گیرند، به دو دسته زیر تقسیم بندی نمود:
1 – جرثقیل های موقتی: برخی از جرثقیل های مورد استفاده در صنایع، فقط در یک بازه زمانی مشخصی مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال، در صنعت ساختمان سازی، جرثقیل های برجی (تاور کرین ها) فقط حین نصب و اجرای پروژه مورد استفاده قرار می گیرند و پس از آن، به مکان دیگری منتقل می شوند. به این جرثقیل ها، اصطلاحا جرثقیل های موقتی گفته می شود.
2 – جرثقیل های دائمی: بر خلاف جرثقیل های موقتی، جرثقیل های دائمی، پس از نصب، معمولا برای مدت زمان طولانی و حتی به صورت دائمی در مکان نصب شده باقی خواهند ماند. از جمله مهمترین جرثقیل های دائمی می توان به جرثقیل های سقفی اشاره نمود.
ج) تقسیم بندی جرثقیل ها بر اساس نیروی محرکه
معمولا، جرثقیل ها را بر اساس نیروی محرکه به کار رفته در آن ها، به سه دسته زیر تقسیم بندی نمود:
1 – جرثقیل های دستی: در جرثقیل های دستی، عمدتا از نیروی بدنی انسان به همراه قرقره و زنجیر یا کابل، برای تامین نیروی محرکه مورد نیاز جرثقیل استفاده می شود. این جرثقیل ها، معمولا ظرفیت حمل بار پائینی دارند و از آن ها عمدتا برای جابه جایی اجسام سبک وزن استفاده می شود.
2 – جرثقیل های برقی: در این جرثقیل ها، همانگونه که از نامشان پیداست، از نیروی الکتریکی برای تامین نیروی محرکه مورد نیاز جرثقیل استفاده می شود. این جرثقیل ها، قدرت و ظرفیت بسیار بالایی دارند و عمدتا از آن ها در کارخانه ها و کارگاه های صنعتی که نیاز به حمل و نقل اجسام سنگین وجود دارد استفاده می شود. از مهمترین انواع جرثقیل های برقی، می توان به جرثقیل های سقفی، دروازه ای و بازوئی اشاره نمود.
2 – جرثقیل های بادی: در جرثقیل های بادی، نیروی محرکه مورد نیاز، توسط هوای فشرده شده تامین می گردد. از این نوع جرثقیل ها، عمدتا در محیط های صنعتی استفاده می شود که به دلیل وجود مواد شیمیایی و اشتعال زا، امکان استفاده از الکتریسیته و جرثقیل های برقی وجود نداشته باشد.
آشنایی با فرآیندهای طراحی، مدلسازی، ساخت و نصب جرثقیل ها
فرآیند ساخت جرثقیل
پس از آنکه طراحی و محاسبات جرثقیل انجام شد و همچنین، مصالح مورد نیاز، خریداری شده و به انبارهای کارخانه انتقال یافت، فرآیند ساخت جرثقیل آغاز می گردد. از میان انواع جرثقیل های موجود، جرثقیل های سقفی، جرثقیل های دروازه ای و جرثقیل های بازوئی، در صنعت کاربرد بیشتری دارند. برای آشنایی بیشتر با روش های ساخت جرثقیل ها به مقاله آموزشی ساخت جرثقیل مراجعه نمائید.
پرسش های متداول
برخی از مهمترین دلایل محبوبیت و گسترش روز افزون استفاده از این ابزارها عبارتند از:
1 – انعطاف پذیری در طراحی و کاربرد
2 – افزایش سرعت حمل و نقل، بارگیری و تخلیه کالاها و محصولات
3 – افزایش سرعت تولید محصولات در کارخانه ها و صنایع تولیدی
4 – حمل و نقل اجسام سنگین که جابه جایی آن ها به وسیله انسان مقدور نیست.
5 – ایمنی بسیار بالا در کار با اجسام سنگین وزن
6 – استفاده به منظور تعمیر تجهیزات و ماشین آلات سنگین وزن
7 – مقرون به صرفه بودن
10 – قابلیت استفاده مجدد و بازیافت
جرثقیل ها در حالت کلی به دو دسته زیر تقسیم بندی می شوند:
1) جرثقیل های ثابت (Static Crane): شامل جرثقیل های سقفی، جرثقیل های دروازه ای، جرثقیل های بازوئی، جرثقیل های برجی و …
2) جرثقیل های متحرک (Dynamic Crane) شامل جرثقیل های چرخ لاستیکی، جرثقیل های چرخ زنجیری و …
جرثقیل ها، به طور کلی، حاوی سیستمی متشکل از طناب (کابل، زنجیر یا سیم بکسل)، قرقره و قلاب (Hook) هستند که برای مهار و جابه جا کردن اجسام از آن ها استفاده می شود. با این حال، انواع متنوعی از جرثقیل ها وجود دارد که هر یک، بر حسب نیاز، علاوه بر موارد ذکر شده، تجهیزات منحصربفرد خود را دارند.
