رافعات جسرية ذات درجات حرارة منخفضة للغاية ومصممة خصيصًا لفصول الشتاء القاسية في ميناء كراسنودار: حلول تصميم متقدمة

قام عميلنا بشراء رافعات جسرية منخفضة الحرارة للغاية لميناء كراسنودار في جنوب روسيا، والذي يشهد شتاءً قاسيًا بسبب خط العرض المرتفع في سيبيريا. ولضمان تشغيل الرافعة في درجات حرارة منخفضة تصل إلى 40 درجة مئوية، تم وضع اعتبارات خاصة عند تصميم واختيار الهياكل الفولاذية والمكونات الميكانيكية والأنظمة الكهربائية. تم تشكيل فريق متخصص من المصممين والمهندسين ذوي الخبرة، للعمل بشكل وثيق مع نظرائهم الروس في تصميم العملية واختيار المعدات لمواجهة التحديات البيئية المحددة.

إن البيئة الباردة في المناطق ذات خطوط العرض المرتفعة لها تأثير كبير على أداء رافعات، ويجب اتخاذ التدابير اللازمة للتعامل مع بيئة درجات الحرارة المنخفضة، بما في ذلك تأثير الطقس البارد للغاية على تأثير التشغيل وموثوقية الرافعات الجسرية. وفقًا لنوع الهيكل التقليدي، لا يمكن لتصميم وتصنيع الرافعات الجسرية تلبية المتطلبات الخاصة لاستخدام مناطق خطوط العرض العالية، والحاجة إلى البحث عن هيكل تصميم خاص جديد، ونظرية تصميم جديدة، وطرق عملية.

مشاكل الرافعات الجسرية ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية

عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أقل من -20 درجة مئوية، فإن قوة الفولاذ المستخدم عادة تقل بشكل كبير، في حين تزداد الهشاشة. وهذا يضعف بشكل خطير الخصائص الميكانيكية الطبيعية للفولاذ، ويمكن أن يؤدي انكماش وتشوه هيكل الفولاذ إلى فشل هيكلي.

في بيئة ذات درجات حرارة منخفضة، تصبح الأسلاك والكابلات أيضًا صلبة أو حتى تنكسر. يصبح زيت التشحيم أكثر سمكًا، وتتعرض عجلات الكبح والحبال السلكية والعجلات والقضبان للتآكل بسبب الجليد والثلج. بالإضافة إلى ذلك، تكون المكونات الكهربائية وأجهزة الحماية المختلفة عرضة للعمل بشكل غير طبيعي أو الفشل تمامًا، مما يمنع الرافعة الجسرية من العمل بشكل طبيعي.

ولذلك، فإن تطوير وبحث الرافعات الجسرية ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية أمر ضروري.

خصائص تصميم الرافعات الجسرية ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية

لضمان أن الرافعة الجسرية يمكن أن تعمل بشكل طبيعي في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة، من الضروري حل أربع مشاكل: الأولى هي تصميم هشاشة المواد في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة؛ والثانية هي حماية موثوقية آلية النقل في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة؛ والثالثة هي تدابير التسخين والحفاظ على الحرارة للمكونات الكهربائية في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة؛ والرابعة هي إطلاق الضغوط الداخلية في الرافعة الجسرية الناجمة عن التغيرات واسعة النطاق في درجة الحرارة. وفقًا للتأثير الرئيسي للبيئة ذات درجة الحرارة المنخفضة على الرافعة الجسرية، يجب أن يأخذ التصميم في الاعتبار الجوانب الخمسة التالية بشكل كامل.

1. دراسة مقاومة الهشاشة للهيكل الفولاذي في بيئة درجات الحرارة المنخفضة

ينتمي هيكل الرافعة البوابية إلى هيكل فولاذي نموذجي على شكل صندوق أو عارضة خشبية، وتثبت التجربة أنه عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أقل من -20 درجة مئوية، فإن مقاومة هشاشة الهيكل الفولاذي تنخفض بسرعة مع انخفاض درجة حرارة العمل بنسبة مربعة، وبالتالي فإن تصميم مقاومة الهشاشة وتصميم قوة الهيكل الفولاذي مهمان بنفس القدر في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة.

ثبت من خلال دراسة العديد من الحالات المدمرة أن أجزاء الهيكل الفولاذي التي تتعرض لأضرار هشة في بيئات منخفضة الحرارة تحدث في الغالب عند تركيز الإجهاد الناجم عن التصميم غير السليم أو تقنية المعالجة، بما في ذلك تقاطعات اللحام والزوايا الحادة والفتحات وطفرات المقطع العرضي. من المرجح أن تتسبب هذه الأجزاء من الإجهاد الأكبر في حدوث تشققات هشة وتؤدي إلى فشل الخصائص الميكانيكية للهيكل الفولاذي. لهذا السبب، اتخذت Henan Kuangshan Crane في تصميم الهيكل الفولاذي التدابير التالية للتعامل مع تأثير بيئة منخفضة الحرارة على الهيكل الفولاذي.

(1) استخدام مواد مقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة، مثل الفولاذ الهيكلي Q345E، والاستقرار في درجات الحرارة المنخفضة، والتشقق الهش المنخفض.

(2) ينبغي أن يحاول التصميم الهيكلي استخدام الانتقال الدائري؛ عندما يجب فتح الهيكل، لا ينبغي أن يكون هناك زوايا حادة أو منحنية في الفتحة، وينبغي اتخاذ التدابير لتعزيز القوة الطرفية للفتحة، أي استخدام نوع "الحلقة" من التصميم الهيكلي.

(3) لا ينبغي تغيير المقطع العرضي لأعضاء العارضة ذات الشكل الصندوقي فجأة، ويجب الاحتفاظ بطول معين لقسم الانتقال بحيث يمكن تغيير الإجهاد برفق.

(4) يجب ألا يكون الترتيب متداخلاً ومتدرجاً، بل يجب توزيعه بشكل مناسب؛ لمحاولة التأكد من أن اللحام والهيكل الملحوم يمكن أن يكونا خاليين من التشوه؛ لا ينبغي استخدامه لتركيز الإجهاد الأكثر خطورة في اللحام أحادي الجانب غير المتماثل، بقدر الإمكان، استخدام الوصلات المؤخرة.

2. حماية آلية النقل في بيئة درجات الحرارة المنخفضة

تتكون آلية نقل الرافعات الجسرية ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية بشكل أساسي من آلية الرفع وآلية التشغيل للجزأين، وتتكون من سلسلة من الأجزاء المصنوعة من مواد مختلفة مثل المحركات والمخفضات والوصلات وأعمدة القيادة والفرامل ومجموعات العجلات وما إلى ذلك. تتمتع هذه الأجزاء بميول تدميرية مختلفة في بيئة درجات الحرارة المنخفضة، وتستخدم Henan Kuangshan Crane التدابير التالية للتعامل معها:

(1) حاول استخدام هيكل النقل المتكامل لتقليل رابط النقل، وتقليل نقل الأجزاء المطلوبة، بينما يشغل الهيكل المتكامل مساحة صغيرة، ويسهل تركيبه، وينفذ مجموعة متنوعة من الحماية.

(2) من خلال تصميم هيكل معقول، يتم استخدام غطاء واقٍ من نوع العزل الحراري لحماية جهاز النقل الرئيسي. من خلال تصميم عربة الرفع المغلقة في هيكل مغلق، يتم استخدام مواد العزل الحراري المغلقة ثم تثبيتها داخل جهاز الكشف عن درجة حرارة العربة، عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أقل من قيمة درجة الحرارة المحددة، يتم تشغيل جهاز التسخين تلقائيًا. يتم التحكم في درجة الحرارة الداخلية للعربة بشكل فعال في نطاق مناسب، مما يزيل تأثير البيئة ذات درجة الحرارة المنخفضة على تشغيل العربة.

(3) بالنسبة لجزء من أجزاء ناقل الحركة التي يصعب حمايتها، بالإضافة إلى الحاجة إلى بيئة ذات درجة حرارة منخفضة، واختبار ميكانيكا هشاشة المواد، ولكن أيضًا في اختيار مواد التشحيم، لتقليل تأثير التشغيل لاتخاذ التدابير. يجب أن تعتمد الرافعات الجسرية ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية على محركات التشغيل الناعم، والتحكم في PLC + محول التردد، بحيث يكون التشغيل العام سلسًا ومستقرًا، مما يقلل من الحمل الناتج عن التأثير في عملية بدء التشغيل

(4) يجب اختبار استخدام المواد المقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة مثل الفولاذ Q345E وما إلى ذلك، من حيث الخواص الميكانيكية في بيئات ذات درجات حرارة منخفضة (-45 درجة مئوية) قبل الاستخدام. بالنسبة للمؤسسات القادرة على القيام بذلك، يجب إجراء اختبار المواد الخام الرئيسية في بيئة ذات درجات حرارة منخفضة، ولكن أيضًا لتقييم عملية اللحام، وخاصة درجة حرارة اللحام -45 درجة مئوية، وتقييم عملية اللحام المعدني، واختبار الخواص الميكانيكية.

3. التسخين المسبق وعزل المكونات الكهربائية في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة

تتراوح درجة حرارة التشغيل الطبيعية للمكونات الكهربائية عمومًا بين 0 درجة مئوية و40 درجة مئوية، وسوف يكون لارتفاع أو انخفاض درجة الحرارة تأثير أكبر على المكونات الكهربائية. ووفقًا للإحصائيات، عندما تكون درجة الحرارة أقل من درجة الحرارة الطبيعية البالغة 10 درجات مئوية، فإن PLC ومحول التردد ومكونات التحكم الأخرى سوف تنخفض موثوقية مكونات التحكم بمقدار 25%. لضمان عمل نظام التحكم الكهربائي بشكل صحيح، تتخذ Henan Kuangshan Crane التدابير التالية:

(1) يجب إعداد رافعات جسرية منخفضة الحرارة للغاية لعزل الغرفة الكهربائية، وسيتم تركيب المكونات الكهربائية فيها، وسيتم تركيب جهاز تدفئة في الغرفة الكهربائية. عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أقل من -20 درجة مئوية، يجب تسخين رافعات الجسر ذات درجة الحرارة المنخفضة للغاية مسبقًا عند بدء العمل في الغرفة الكهربائية، ثم بدء العمل الطبيعي بعد الوصول إلى بيئة درجة حرارة الغرفة.

(2) يعتمد كابل مصدر الطاقة على كابل مطاطي مقاوم للبيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة والأشعة فوق البنفسجية بدلاً من كابل PVC لإطالة عمر خدمة الكابل في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة.

(3) تم تجهيز محركات آلية الرفع وآلية التشغيل بسخانات للتسخين المسبق قبل العمل في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة والحفاظ على الدفء بعد العمل؛ بالنسبة لرافعات الجسر ذات درجة الحرارة المنخفضة للغاية المستخدمة في الهواء الطلق، فإن مستوى حماية المحركات لا يقل عن IP66.

(4) يجب تركيب المكونات الكهربائية التي لا يمكن تركيبها في الغرفة الكهربائية المعزولة في الصندوق الكهربائي بمستوى حماية لا يقل عن IP55، ويجب أيضًا تجهيز الصندوق الكهربائي بجهاز تدفئة وعزل.

4. إطلاق الضغط الداخلي لهيكل الرافعة الجسرية الناتج عن مجموعة واسعة من التغيرات في درجات الحرارة

في المناطق ذات خطوط العرض المرتفعة في الشتاء والصيف، ستؤدي الاختلافات الكبيرة في درجات الحرارة المحيطة إلى التمدد الحراري وانكماش المواد، وسيكون للهيكل الفولاذي لرافعة الجسر ذات الامتداد الكبير تأثير كبير على رافعة Henan Kuangshan لاستخدام التدابير المناسبة للتعامل مع الهيكل مع التغيرات في درجات الحرارة الناجمة عن تغييرات الإجهاد الداخلي في الهيكل.

أولاً، يجب تصميم الهيكل الفولاذي بهيكل متماثل مع تغييرات موحدة في المقطع العرضي، بحيث يمكن التحكم في تشوه الهيكل بأكمله مع تغيرات درجة الحرارة.

ثانيًا، يجب أن يعتمد الهيكل الفولاذي على تصميم هيكل ثابت قدر الإمكان، جنبًا إلى جنب مع استخدام محمل مفصل كروي قابل للتعديل، والذي يمكنه القضاء على الإجهاد الداخلي الناجم عن تشوه الهيكل الفولاذي. تجدر الإشارة إلى أن استخدام الهيكل الثابت سيقلل من صلابة الهيكل بأكمله، والذي يكون عرضة لجريان الرافعات الجسرية ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية، وقضم القضبان، وغيرها من الظواهر، لذلك من الضروري ضمان التشغيل المستقر للرافعات الجسرية ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية من خلال استخدام إزالة الانحراف الكهربائي، وضبط عجلات التوجيه الأفقية وغيرها من التدابير.

5. تصميم السلامة

آلية رفع الرافعة من خلال استخدام خصائص "درجة الحرارة الثابتة" لتصميم الهيكل المغلق؛ يجب أن تستخدم آلية تشغيل العربة محرك ثلاثة في واحد، أي المحرك، والمخفض، وآلية التشغيل المتكاملة مع الفرامل، واستخدام الفرامل من نوع الحافر، واختيار مواد التشحيم المقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة.

يتم استخدام الرافعات الجسرية ذات درجة الحرارة المنخفضة للغاية في الهواء الطلق، وقد صممت شركة Henan Kuangshan Crane جهاز تسخين المسار وآلية كشط الثلج، لتجنب الثلوج الزائدة وتجمد المسار والانزلاق، مما يؤثر على الاستخدام الآمن للرافعات.

تلخيص

يحتاج تصميم الرافعات الجسرية ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية إلى مراعاة استخدام مواد جديدة وتقنيات جديدة وتقنيات جديدة للتطوير المبتكر. لعبت شركة Henan Kuangshan Crane دورًا إيجابيًا في التطوير والتطبيق الناجح لمشروع رافعة الجسرية في ميناء كراسنودار الروسي، لتعزيز ابتكار الرافعات الجسرية ذات درجات الحرارة المنخفضة للغاية، وخاصة بالنسبة للحالة الباردة للغاية لهيكل الفولاذ والموثوقية الكهربائية وغيرها من التقنيات التي تراكمت لديها البيانات والخبرة. يمكن أيضًا تطبيق الإنجازات التقنية الرئيسية على تصميم المنتجات المستخدمة في مناطق جغرافية خاصة أخرى.

كريستال

خبير تصنيع المعدات الأصلية للرافعات

مع 8 سنوات من الخبرة في تخصيص معدات الرفع، ساعدت أكثر من 10,000 عميل في الإجابة على أسئلتهم واهتماماتهم قبل البيع، إذا كانت لديك أي احتياجات ذات صلة، فلا تتردد في الاتصال بي!

واتساب: +86 199 1373 9708

بريد إلكتروني: krystalli@kscranegroup.com