جرثقیل ثابت Crane

در تعریف کلی، جرثقیل Crane به دستگاه هایی گفته می شود که عموماً در پروژه های عمرانی و صنعتی وظیفه جابجایی حجم های سنگین و عظیم را به عهده دارد، جرثقیل ها Crane انواع مختلف و کارایی های مختلفی دارند، بسته به نوع پروژه، نوع حجم قابل جابجایی، فضایی که در آن پروژه در حال انجام است، از جرثقیل های با ظرفیت و کشش های متفاوتی استفاده می شود.این تجهیز وسیله ای ست که بار را در راستای عمود و با ترکیب شش حالت حرکت جابجا می کند.  ساختار این ماشین به این صورت بود که، برای ایجاد تعادل در یک طرف، یک وزنه سنگین تعادلی و در یک طرف دیگر بازوی گردانی بود که جسم سنگین و یا آب را جابجا می کرد.
در این مقاله به صورت اجمال به انواع آن می پردازیم. 

جرثقیل سقفی دو پل (Top Running double girder overhead crane)
یکی از رایج‌ترین بالابرها نوع سقفی یا سالنی است، انواع سقفی معمول‌ترین مورد  با کارکرد سنگین را دارند و شامل یک مجموعه بالابری که روی یک کالسکه (ترولی) نصب شده است و می‌تواند در طول پل‌ها حرکت عرضی نماید و مجموعه پل‌ها می‌توانند توسط مکانیسم حرکتی جرثقیل Crane در طول مسیر سالن (Runway) حرکت طولی نمایند.













نوع سقفی دو پل عمدتا به دو دسته‌ی Top Running و زیرآویز (Underhung) تقسیم می‌شوند. جرثقیل‌های سقفی از نوع Top Running توانایی حمل بارهای بیشتری را دارا می‌باشند. جرثقیل‌های Crane سقفی در سالن‌های نیروگاهها، کارخانه‌های ذوب فولاد، سالن‌های تولید، سالن‌های مونتاژ، صنایع معدنی و بسیاری دیگر از صنایع مورد استفاده قرار گرفته و دارای ظرفیت‌های بالا تا حدود ۵۰۰ تن می‌باشند.
مکانیسم بالابری شامل مجموعه‌ای از درام، سیم بکسل، الکتروموتور، گیربکس، ترمز، پولی، قلاب، یاتاقان و هوزینگ می‌باشد. این مجموعه طی مکانیسم‌هایی قابلیت جابه جا کردن بار در راستای قائم و در صفحه افق را به طور همزمان دارد.
انواع سقفی از دو طریق کنترل و هدایت می‌شوند، یکی از اتاق کنترل (کابین اپراتور) و دیگری از طریق صفحه کنترل (Pendant) که بستگی به میزان استفاده از جرثقیل و ظرفیت آن دارد.
این نوع بالابر های معمول که در صنایع انتقال مواد استفاده می‌شوند دارای ظرفیت و رژیم کاری پایین می‌باشند و توانایی جابه جا کردن بارهای بسیار سنگین (Over Size) را ندارند. به طور مثال جهت جابه جا کردن موتورهای سنگین، کانتینرهای کشتی، ژنراتورها، توربین‌های آبی و بخار، بلوکهای بزرگ بتنی، باید جرثقیل‌های سقفی با رژیم کارکرد سنگین (Heavy Duty) طراحی و استفاده نمود.
عوامل اساسی که در طراحی بالابرها و سیستم‌های حرکتی آنها لحاظمی‌شوند عمدتا شامل، توانایی بالا بری و جابه جایی بار در شرایط ایمن، لحاظ نمودن سرعت‌های استاندارد بالابری و حرکتی، رعایت نکات هندسی و ابعادی، وژن و مصرف انرژی بهینه در مکانیزمهای بالابری و حرکتی، شروع و توقف آرام (استفاده از دستگاه مبدل فرکانس (Inverter) جهت دستیابی به این امر)، انتخاب نوع و تعداد مناسب ترمزها و حصول اطمینان از پایداری مجموعه می‌باشد.
استانداردهای مرجع برای ساخت و بازرسی این نوع عبارت اند از:
ISO 8306/CMAA 70 ISIRI 4379/ ASME B30.2/ FEM/ BS 466 / DIN 15018

جرثقیل سقفی آویز (Under slung top running bridge crane)
این نوع شبیه به نوع رو رونده (Top running) بوده با این تفاوت که مطابق شکل زیر کالسکه (Trolley) بر لبه‌های باکس پل به طور آویز قرار گرفته و حرکت می‌کند ولی کلگی‌ها (End Carriage) بر روی ریل‌های حرکت طولی بر تیرهای حمال (Crane Girder) سوار می‌شود، استاندارد مرجع این نوع دستگاه ASME B30.17 بوده و حداکثر ظرفیت آن برای نوع تک پل ۱۰ تن و برای نوع دو پل ۳۰ تا ۴۰ تن است.
















جرثقیل تک پل آویز (Underhung mono rail crane)
مونوریل آویز شبیه به نوع سقفی بوده با این تفاوت که هر دو حرکت طولی و عرضی، یعنی کالسکه (Crab) و کلگیها چنان چه در شکل ملاحظه می‌شود به طور آویز قرار داشته و حرکت می‌کنند، استاندارد مرجع این نوع دستگاه ASME B30.11 است.















جرثقیل‌های مونوریل معمولا به صورت آویز از زیر تیرحمال (Girder) اصلی نصبمی‌شوند و کاربردهای بسیار زیادی در صنایع در ظرفیت‌های پایین دارا می‌باشند. قیمت پایین و فضای کم مورد نیاز و توانایی حرکت بر مسیر منحنی از جمله مزایای این نوع می‌باشند و تنها محدودیت آنها ظرفيت حمل بار است که حداکثر ظرفیت آنها ۱ تا ۲ تن است.

بالابرها (Hoist)
بالابر از انواع جرثقیل Crane  محسوب نمی‌شود زیرا طبق تعریف  دارای ظرفیت بیش از یک تن است ولی بالابرها ظرفیت‌های ۲۵۰ کیلویی، نیم تنی و یک تنی دارند. مجموعه‌های بالابری به دو دسته برقی و دستی تقسیم می‌شوند، بالابرهای دستی عمدتا موارد مصرف با ظرفیت‌های خیلی پایین و ارتفاع بالابری کم را پوشش می‌دهند.
















بالابرهای دستی و برقی به دو دسته‌ی سیم بکسلی و زنجیری تقسیممی‌شوند، بالابرهای زنجیری به دلیل داشتن قیمت پایین، استفاده‌ی آسان و تعمیرات ارزان نسبت به مدل‌های دیگر دارای مزیت نسبی هستند.
نوعی از بالابر وجود دارد که نیروی محرکه اش از هوای فشرده تأمین می‌شود که خود قادر به تأمین آن نیست. دلیل انتخاب هوای فشرده برای نیروی محرکه در این جرثقیل Crane، این است که در واحدهایی که با گاز سروکار دارند نمی‌توان از نوع برقی آن (به دلیل ایجاد جرقه و خطر انفجار) استفاده کرد و نوع دستی هم سرعت و کارایی لازم را برای این گونه موارد ندارد.

وینچ‌ها (Winch)
وینچ‌ها ماشین آلات بالابر مکانیکی هستند که توسط یک درام سیم پیچی شده و یک الکتروموتور و گیربکس، بار را در جهت قائم جابه جا و سپس در جهت افق می‌کشد. برخی از وینچ‌های سبک به جای استفاده از الکتروموتور، دارای گیربکس دستی می‌باشند. وینچ‌های الکتریکال معمولا دارای دو دسته‌ی صنعتی و ساختمانی هستند، وینچ‌های صنعتی در صنایع خودروسازی، کارگاه‌های تولیدی، صنایع دریایی، صنایع نظامی، صنایع معدنی، صنایع حمل ونقل و بسیاری دیگر از صنایع کاربرد دارند.
شکل زیر نوعی از وینچ در خودروهای دو محور محرک را نشان می‌دهد.
















جرثقیل دروازه‌ای کنسول دار (Cantilever Gantry Crane)
این نوع در انبارها و محوطه‌های بزرگ غیرمسقف و نیز اسکله‌ها کاربرد دارد، کنسولی که در امتداد پل دستگاه طراحی شده است امکان دسترسی به بارهایی که فراتر از دهانه‌ی (span) جرثقیل Crane قرار دارند را فراهم می‌کند. استاندارد مرجع انواع دروازه‌ای کنسول دار 16880 ISO است.

















جرثقیل کانتینربر (Container Crane)
مکانیسم‌های انواع دروازه‌ای و کانتینریر عمدتا مشابه انواع سقفی می‌باشند، با این تفاوت که آنها بر روی کف یا سطح زمین حرکت می‌کنند و در یک یا دو طرف تکیه گاه دارند و جهت نصب آنها هیچ ستون یا سازهای بجز خود جرثقیل Crane مورد نیاز نمی‌باشد و در خارج از ساختمان برای جابه جایی کانتینرها و بارهای مشابه آن نصب می‌شوند.
انواع دروازه‌ای و کانتینربر عمدتا در اسکله‌های تخلیه بار و بنادر و در کارگاه‌های کشتی سازی و بر روی تاج سدها و نیروگاه‌های آبی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ترولی و مجموعه بالابری بر روی ریل‌های Gantry در جهت عرضی حرکت نموده و کل مجموعه در طول مسیر Runway بر روی تکیه گاه‌ها و ریل‌های اصلی روی زمین بر روی چرخ‌های فلزی یا لاستیکی حرکت می‌نمایند.














این نوع جرثقیل Crane در تمام اندازه‌ها و ظرفیت‌ها قابل ساخت می‌باشند و توانایی حمل بارهای بسیار سنگین را نیز دارا می‌باشند.

جرثقیل بندری (Portal Crane) یا جرثقیل لنگرگاه (Dock / Harbor Crane)
وجود این نوع برای بارگیری و تخلیه کشتیها در اسکله ضرورت دارد. نوع بارانداز شبیه نوع متحرک است اما در طول اسکله بر روی ریل یا چرخ‌های لاستیکی حرکت می‌کند و ارتفاعش (برای دید فراوان راننده به مراتب از نوع معمولی بیشتر است. نیروی محرکه‌ی آن توسط موتور دیزل و یا موتور برقی تأمین می‌شود و استاندارد مرجع آن ASME B30 . 4 یا 2452 BS است.













​​​​​​​

جرثقیل کابلی (Cable Crane)
این نوع برای جابه جایی بار یا نفر بین درهها یا دریاچه‌ها به کار می‌رود. چرخ کالسکه بر روی کابل (سیم بکسل) حرکت می‌کند و دارای حرکت در یک محور است. در نوع پیشرفته‌ی آن قلاب نیز قابلیت بالا و پایین رفتن دارد ولی فقط برای بارهای سبک و کمتر از ۱ تن مناسب است و استاندارد مرجع آن ASME B30.19 است.
















جرثقیل برج سازی (Tower Crane)
این نوع  از ۲ دکل عمودی و افقی تشکیل شده که دكل افقی (بازو) قابلیت چرخش ۳۶۰ درجه داشته و کالسکه بر روی بازوی افقی حرکت می‌کند تا با حرکت عمودی قلاب، بارهای مختلف جابه جا شود. تاور کرین عمدتا برای امور ساختمانی و پل سازی کاربرد داشته و ظرفیت آن در نزدیکی دکل عمودی حداکثر ۲۰ تن و در نوک بازو حداکثر ۲ تن است.















با اضافه نمودن مقاطع، ارتفاع دکل عمودی همراه با افزایش ارتفاع ساختمان قابل ازدیاد است و در اغلب مدل‌های جدید، چنانچه در شکل زیر ملاحظه می‌شود Self Errected است یعنی خود دستگاه، اضافه یا کم نمودن مقطع را انجام داده و به تجهیز دیگری نیاز ندارد.
برای جلوگیری از سقوط احتمالی دکل بر اثر افزایش ارتفاع در فواصل معینی آن را به بدنه‌ی برج اتصال می‌دهند.
در ظرفیتهای کم، جرثقیل Crane بر روی چرخ قرار دارد و برای ارتفاع کاری زیاد برای آن فونداسیون طراحی و تعبیه می‌شود. استانداردهای مرجع تاور کرین ASME B 30.3 و BS 2799 است.

جرثقیل دریک (Derrick Crane)
عبارت است از یک دکل متحرک (Boom) که توسط سه بازو (Mast) که از رأس به هم متصل و در پایین آزادی تغییر زاویه دارند ساپورت می‌شود.
چنانچه در شکل ملاحظه می‌شود دکل با سیم بکسل به بازوهای سه گانه (Mast) وصل شده که با حرکت آنها چرخش دکل در تمامی جهت‌ها تامین می‌شود. در محوطه‌های معدنی و تولید مواد ساختمانی مانند شن، ماسه، گچ و آهک و نظایر آن به کار برده می‌شود. این نوع تجهیز می‌تواند بار را از نقطه‌ای به نقطه‌ی دیگر منتقل کند، در حالی که پایه آن روی زمین ثابت است. استاندارد مرجع در یک ASME B30. 6 است.
















جرثقیل شناور (Floating Crane) یا جرثقیل کشتی (Ship Crane)
جرثقیل کشتی Crane یا همان شناور برای تخلیه و بارگیری کشتی و نیز ساخت پل‌های معلق به کار می‌رود. استفاده از این نوع مقرون به صرفه است زیرا دیگر نیازی به استفاده از جرثقیل‌های بندری نیست. این نوع از  با کمک نیروی هیدروستاتیک و قانون ارشمیدس می‌توانند دارای ظرفیت‌های بالا باشند. 2-13852EN و ASME B30.8 استانداردهای مرجع این دستگاه اند.
















جرثقیل بازویی (Pillar crane)
یک بازوی افقی بر یک ستون توخالی که با انکر بولت (Anchor Bolt) به فونداسیون متصل است سوار شده و می‌تواند تا ۳۶۰ درجه دوران افقی نماید. کالسکه با ظرفیت‌های کم (حداکثر ۵ تن) به طور افقی بر روی بازو (جيب) که معمولا از تیر آهن است حرکت کرده و بالابر تا ظرفیت ۲ تن معمولا از نوع زنجیری و بیشتر از آن از نوع سیم بکسل است. در بالابرهای زنجیری، زنجیر از یک طرف به قلاب و از طرف دیگر به چرخ زنجیر (Chain Sprocket) متصل است ولی سیم بکسل دور درام می‌پیچد.

















بالابر زنجیری دارای مزایای زیر می‌باشد:
-       زنجیر فولادی مقاوم تر از سیم بکسل است.
-       اقتصادی تر است.
-       تعمیر و نگهداری آسان تری دارد.
یکی از استانداردهای مرجع برای این دستگاه 7333 BS است.

جرثقیل ستونی دیواری (Wall mounted Crane)
بازوی انتقال بار این نوع یک تیر آهن افقی است که کالسکه باربری بر روی آن سوار شده است. بازوی آن اغلب به وسیله‌ی مهارهای مفتولی به دیوار بالای ستون ثابت شده است و یا چنان چه در شکل زیر مشاهده می‌شود به ستون نصب شده بر دیوار جوش شده است. دو نوع برقی و دستی آن کاربرد بیشتری دارند. بطور افقی حرکت دورانی می‌کند و می‌تواند تا ۱۶۰ درجه میدان عمل داشته باشد.
هنگامی که نوع سقفی جای دیگر مشغول کار است، از این نوع تجهیز برای حمل بارهای سبک استفاده می‌کنند. عیب این نوع جرثقیل Crane​​​​​​​ شعاع عملکرد محدود آن است.














جرثقیل نیمه دروازه‌ای (Semi Gantry)
این دستگاه شباهت بسیاری به نوع دروازه‌ای دارد با این تفاوت که فقط دارای یک پایه است و کلگی سمت دیگر بر روی تیر حمال سالن حرکت می‌کند.
استفاده از نوع نیمه دروازهای (Semi goliath) اقتصادی بوده و از فضای سالن استفاده بهینه می‌شود و دیگر نیازی به ساخت پلهای طویل نیست. دقت‌های ابعادی در ساخت این نوع اهمیت زیادی دارد زیرا نسبت به نیروهای برشی و پیچشی حساسیت بیشتری دارد. ضمنا سنکرون نبودن موتورهای حرکت طولی و تأخیر فازی موجب خستگی پل و اجزای سازه‌ای می‌گردد. 466 BS استاندارد مرجع است.














جرثقیل مفصلی (Articulating Crane)
این نوع که تمام هیدرولیک بوده و حتی از سیم بکسل در آن استفاده نمی‌شود کاربرد فراوانی داشته و با داشتن جکها و کشویی‌های مختلف قابلیت بالایی برای دسترسی به بار و جابه جایی آن دارد. این دستگاه هم می‌تواند بر روی یک شاسی و هم بر روی کفی کامیون سوار و نصب شود. استاندارد مرجع جرثقیل‌های مفصلی ASME B30.22 است.


​​​​​​​












جرثقیل لوکوموتیو (Locomotive Crane)
همانند نوع متحرک است که بر روی لوکومتیو نصب شده و در راه آهن و گمرکات به کار بردهمی‌شوند و عملا روی ریل (راه آهن) حرکت می‌کنند. نیروی محرکه‌ی آنها موتور دیزل یا دیگ بخار است و غالبأ نوع بوم خشک مشبک (Lattice) آن کاربرد دارد. استاندارد مرجع لوکوموتیو ASME B30.5 است.
















جرثقیل سکو (Deck Crane)
بر روی سکوهای نفتی نصب می‌شوند و با عنوان Offshore نیز شناختهمی‌شوند. این نوع  دارای انواع بوم خشک و تلسکوپی بوده و معمولا ظرفیتهایی تا ۵۰ تن دارند. جنس آلیاژ این نوع به واسطه محیط نمکی دریا باید مقاوم به خوردگی باشد. استانداردهای مرجع آن API 2D و 1-13852 EN است.














جرثقیل بارج (Barge Crane)
بارج کرین دارای بیشترین ظرفیت در میان انواع تجهیزات بالابری است. توان بالابری برخی از این جرثقیل‌های شناور تا ۷۰۰۰ تن است در حالی که حداکثر ظرفیت جرثقیل‌های خشکی ۴۰۰۰ تن است. استاندارد مرجع این نوع 2-13852 EN است.














​​​​​​​
جرثقیل پایه ستونی (Pedestal Crane)
این نام به واسطه‌ی پیکربندی و شکل هندسی دستگاه بر آن نهاده شده و نوع مستقلی از جرثقیل نیست. انواع پدستال عمدتا در سکوهای نفتی به کار می‌رود و در گمرکات و اسکله‌ها نیز کاربرد دارند. دقت زیادی باید در بازرسی ساخت ستون فلزی آن اعمال گردد. استاندارد مرجع آن 2452 BS است.


















جرثقیل بالگردی (Aerial Crane)
جرثقیل آئریال چنان چه از اسم آن بر می‌آید، هلیکوپتری است که برای مقاصد بار برداری طراحی شده است و عمدتا در صنایع نظامی و موارد خاص و مسیرهای صعب العبور کاربرد دارد.

​​​​​​​











​​​​​​​