معرفی جرثقیل دروازه‌ای
جرثقیل دروازه‌ای سازۀ اسکلتی متحرکی است که معمولاً از فولاد و به‌ندرت از چوب ساخته می‌شود و برای جابه‌جایی مواد و مصالح در فضای محدود به‌کار می‌رود. این جرثقیل به‌ویژه برای کارهای تکراری در یک محیط محدود مثل مونتاژ خرپاهای فولادی پل یا جابه‌جایی محصولات پیش‌ساختۀ بتنی در خط تولید یا باز و بسته کردن دریچه‌های سدها مناسب است. در موارد خاصی در پروژه‌های عمرانی برای بالابری موقتی و یا دائم بعضی تجهیزات سنگین (مانند حفاری شفت‌ها) در دهانه و ارتفاع محدود از این نوع جرثقیل‌ها استفاده می‌شود. به‌دلیل قالب‌های سازه‌ای متفاوت دربرگیرندۀ موتور بالابری اسامی مختلف و اشکال سازه‌ای متفاوتی را می‌توان برای این جرثقیل‌ها یافت که در ادامه فقط به کلیت و اجزای اصلی این ماشین‌ها پرداخته می‌شود.
کاربردهای جرثقیل دروازه‌ای
عمده موارد کاربرد این جرثقیل‌ها مربوط به نیازهای جابه‌جایی مواد در مکان‌هایی مثل بنادر، مراکز تخلیۀ بار و بارگیری کالا و انبارهای روباز می‌باشد. اما کاربرد جرثقیل‌های دروازه‌ای در پروژه‌های عمرانی در موارد خاصی مثل باز و بسته کردن دریچۀ سدها، احداث و عملیات ریل‌گذاری، حمل بعضی ماشین‌آلات در ارتفاع زیاد، توسعۀ سیلوها و مونتاژ محصولات پیش‌ساختۀ بتنی می‌باشد که معمولاً ارتفاع حمل، تناژ و سرعت حمل و نیز طول دهانه توسط کارفرما تخمین زده می‌شود و به شرکت سازنده جهت طراحی ارائه می‌گردد.
مشخصات فنی جرثقیل‌های دروازه‌ای
به‌طورکلی ساختمان این جرثقیل‌ها از سه موتور بالابری بار (ارابه)، موتور حرکت طولی و موتور حرکت عرضی تشکیل شده است. عمده ظرفیت این جرثقیل‌ها به موتور بالابری و طول دهانه‌ای که می‌تواند به‌لحاظ سازه‌ای باربرداری کند مرتبط می‌گردد. اجزای سازه‌ای این جرثقیل‌ها از شاه‌تیر (پل) به‌صورت یک یا دوتایی، تیرهای طولی، پایه‌ها، ضربه‌گیرها و ترمز تشکیل شده است. خطوط برق‌رسانی و تابلوی برق از دیگر اجزا می‌باشند.
تاب کابل‌ها
چنانچه تاب سیم‌ها در جهت مخالف رشته‌سیم‌های بافته باشد، به‌طوری‌که تمامی سیم‌های نمایان سطح کابل با یکدیگر موازی باشند، کابل به‌روش معمولی تابیده شده است. در روش دیگر سیم‌ها و رشته‌سیم‌های بافته هم‌جهت با یکدیگر تابیده می‌شوند، در این حالت کابل از انعطاف‌پذیری و دیرسایی بیشتری برخوردار است، اما در اثر گره‌خوردن به‌آسانی صدمه می‌بیند. نکتۀ مهم برای جلوگیری از خوردگی کابل روغن‌کاری آن است، به‌این‌ترتیب انعطاف‌پذیری کابل نیز در اثر حرکت نسبی سیم‌ها حفظ می‌شود. حداکثر مقاومت و بار مجاز کابل‌های سیمی در بیشتر هندبوک‌ها ارائه شده است. اندازۀ کابل‌ها براساس قطر آن‌ها مشخص می‌گردد. هستۀ مرکزی کابل‌های سیمی را می‌توان از فولاد یا رشته‌سیم ساخت.
هیچ ساختی به‌تنهایی برای برآورده‌کردن ساخت‌های تمامی شرایط کاری و موارد کاربرد کابل‌های سیمی کافی نیست. متداول‌ترین کابل سیمی مورداستفاده، کابل ۱۹×۶ است که از انعطاف‌پذیری مناسب و مقاومت خوب دربرابر سایش برخوردار است. در مواردی که به انعطاف‌پذیری بیشتری نیاز باشد از کابل ۳۷×۶ استفاده می‌شود. انتخاب صحیح نوع کابل برای شرایط مختلف کاری از لحاظ اقتصادی حائز اهمیت است و در این رابطه باید به توصیه‌های سازندگان توجه کرد. در مواقعی که تغییر جهت کشش موردنظر باشد، کابل را از روی قرقرۀ شیاردار عبور می‌دهند. در این رابطه برای اطمینان از طول عمر کابل، قرقره باید از قطر کافی و سطح سخت‌سای برخوردار باشد.
تقسیم‌بندی انواع وینچ
انواع موتورهای بالابری (وینچ) به‌طور عمده به دو گروه زنجیری و کابلی (سیم‌بوکسلی) تقسیم‌بندی می‌شوند که معمولاً ظرفیت حمل نوع زنجیری از ۰٫۱۲۵ تا ۵ تن، ارتفاع قلاب ۴-۸ متر، سرعت حمل ۲-۸ متر در دقیقه و توان تا ۴ کیلووات و نوع کابلی نیز دارای ظرفیت حمل از ۱ تا ۱۲۰ تن (البته بنا به سفارش کارفرما افزایش می‌یابد)، ارتفاع قلاب ۱۸-۴۵ متر، سرعت حمل ۰٫۴-۹ متر در دقیقه و توان تا ۳۷ کیلووات می‌باشد.
حد بالابری در وینچ‌های کابلی و زنجیری
۱) وینچ‌های کابلی
در جرثقیل‌های دروازه‌ای برای حرکت بالابری در بالاترین نقطه و پایین‌ترین نقطۀ کنترل حدی که باعث قطع حرکت می‌شود، نصب شده است. در بالاترین نقطه قبل برخورد مجموعۀ قلاب با درام یا هر عضو دیگر، حرکت بالابری قطع می‌شود. البته سعی در تنظیم کمترین فاصلۀ قلاب با مجموعه‌های فوق باید شده باشد. در پایین‌ترین نقطه حداکثر دو دور کامل سیم‌بوکسل به دور درام مانده باشد و در این حالت کنترل حدی قطع نماید.
۲) وینچ‌های زنجیری
در حرکت بالابری برای حفاظت از سیستم کلاچ با قراردادن سنسورهای نوری از برخورد قلاب با زیر گیربکس جلوگیری می‌شود. در حرکت پایین‌بری در نقطۀ صفر می‌باید ته‌بند زنجیر به راهنمای زنجیر گیر کند و از درآمدن زنجیر جلوگیری شود.
کنترل حدی بار
معمولاً در تمامی جرثقیل‌های دروازه‌ای برای اطمینان از بلندنکردن بار بیش از حد مجاز از کالاهای مکانیکی و یا الکترونیکی استفاده می‌شود. با توجه با استانداردها مقدار اضافه‌باری ۱٫۲۵ (گاهی ۱٫۴) درنظر گرفته می‌شود.
انواع جرثقیل‌های دروازه‌ای (تقسیم‌بندی سازه‌ای)
۱) تک پل آویز
در این نوع شاه‌تیر، موتور بالابری و ارابه در زیر تیرهای طولی قرار گرفته‌اند.
معمولاً از دهانۀ ۶ تا ۱۸ متر و برای ظرفیت ۰٫۵ تا ۸ تن به‌کار می‌روند.
۲) تک‌پل
معمولاً از دهانۀ ۶ تا ۱۷ متر و برای ظرفیت ۱ تا ۸ تن به‌کار می‌روند.
۳) دوپل
معمولاً از دهانۀ ۶ تا ۳۲ متر و برای ظرفیت ۳ تا ۱۰۰ تن به‌کار می‌روند.
به‌دلیل تناژ بالا معمولاً از این نوع در پروژه‌های عمرانی استفاده می‌گردد.
۴) بازویی
معمولاً از دهانۀ ۲ تا ۷ متر و برای ظرفیت کم در مقادیر ۰٫۱۲۵ تا ۵ تن به‌کار می‌روند. این نوع از جرثقیل‌ها در خطوط تولید متراکم با سیکل کاری بالا که جابه‌جایی بار و ماشین‌آلات در محدودۀ خاصی موردنیاز است مورداستفاده قرار می‌گیرند.
۵) ستونی بازویی
دارای ساختار مشابه بازویی است که در ظرفیت‌های بالاتر و حدود طول بازوی ۲ تا ۱۰ متر و برای ظرفیت ۰٫۱۲۵ تا ۶٫۳ تن به‌کار می‌روند.
قسمت‌های اصلی جرثقیل‌های دروازه‌ای
به‌جز وینچ‌ها، شاه‌تیر و سایر اجزای سازه‌ای مانند ضربه‌گیرها و ترمزها، اجزای دیگری هستند که در جرثقیل‌های دروازه‌ای به‌کار می‌روند.
ضربه‌گیرها
در انتهای هر راهبر پل و کالسکه می‌باید برای کاهش ضربۀ برخورد از ضربه‌گیرهای لاستیکی یا هیدرولیکی استفاده شود. وجود ضربه‌گیرها در تمامی راهبرها و وجود استوپرها در انتهای هر مسیر طولی و عرضی باید متناسب با قطر غلتک‌ها باشد. سفت‌بودن ضربه‌گیرها و جوش‌خوردن مناسب استوپرها ضروری می‌باشد.
ترمزها
تمامی حرکات جرثقیل باید ترمز داشته باشد. در صورت نیاز به غیر از ترمز معمول بر روی حرکت بالابری ترمز اضطراری نصب می‌شود.
انواع سیستم‌های برق‌رسانی
۱) سیستم برق‌رسانی به‌روش ریل، کابل و قرقره
۲) سیستم برق‌رسانی به‌روش شین و باس بار
۳) سیستم برق‌رسانی به‌روش کابل و قرقرۀ سیم‌بوکسلی
۴) سیستم برق‌رسانی به‌روش کابل و قرقرۀ تیرآهنی.
عوامل تأثیرگذار بر عملکرد مکانیکی و الکتریکی بالابرها
۱) تقسیم بار
بزرگی یا کوچکی بار نسبت به بار اسمی مجاز بالابر با توجه به قانون مکعب عمر قطعات را بسیار متفاوت می‌سازد. مثلاً در یک بالابر ۲ تنی عمر بلبیرینگ‌ها درصورتی‌که بار ۱ تنی بلند شود ۸ برابر می‌شود.
۲) تقسیم کار
کار متمرکز به‌شدت عمر یک جرثقیل را می‌کاهد. مثلاً عمر یک دستگاه جرثقیل با گروه کاری ۲ درصورت کار متمرکز ۱ ساعته نسبت به کار پراکنده مثلاً ۱۵ دقیقه در هر ساعت به‌سرعت کاهش می‌یابد. البته این فرسایش بیشتر در مورد قطعات برقی همانند موتور و کلیدها می‌باشد که در اثر حرارت عمرشان کم می‌شود.
۳) تعداد استارت و استوپ‌ها
به‌طور مستقیم بر همۀ ابزارهای مکانیکی برقی مثل موتور و ترمز اثر می‌گذارد.
۴) شرایط محیطی
این شرایط عبارت‌اند از: دماهای بالا، گردوغبار، رطوبت، مواد خورنده و غیره.
۵) زمان کار
منبع: معرفی ماشین‌آلات ساختمانی، نشریۀ شمارۀ ۴۴۶، معاونت نظارت راهبردی، دفتر نظام فنی اجرایی، ۱۳۸۸
