ओवरहेड क्रेन के तार की रस्सी की विफलता का विश्लेषण और सेवा जीवन को प्रभावित करने वाले कारक

वायर रोप सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले भार वहन घटकों में से एक है। यह उच्च भार वहन क्षमता, अच्छी लचीलता, सुगम गति और कम शोर प्रदान करता है। लगभग सभी ओवरहेड क्रेन भार वहन करने के लिए वायर रोप का उपयोग करते हैं। यदि वायर रोप किसी खराबी के कारण अचानक टूट जाता है, तो इसके परिणाम गंभीर हो सकते हैं। इसलिए सुरक्षा और आर्थिक दोनों कारणों से वायर रोप की खराबी का विश्लेषण महत्वपूर्ण है। यह लेख ओवरहेड क्रेन वायर रोप की खराबी के विभिन्न कारणों का विश्लेषण करता है ताकि इसकी सेवा अवधि को बढ़ाने में मदद मिल सके।

1. ओवरहेड क्रेन वायर रोप की मजबूती और खिंचाव

वायर रोप की डिज़ाइन के अनुसार, इसकी अधिकतम ब्रेकिंग क्षमता इसके सभी तारों की संयुक्त क्षमता से कम होती है। यह रोप की संरचना और इसमें शामिल सभी तारों के प्रदर्शन स्तर से संबंधित है। वायर रोप की डिज़ाइन करते समय, अतिरिक्त भार, त्वरण, मंदी, रोप की गति और अन्य कारकों सहित सभी भार कारकों पर विचार किया जाना चाहिए। शीव्स और ड्रम की संख्या, संरचनात्मक व्यवस्था और स्थापना विधि के साथ-साथ संक्षारण और घिसाव पैदा करने वाली स्थितियों और रोप की लंबाई पर भी ध्यान देना चाहिए।

वायर रोप में इस्तेमाल होने वाले तार आमतौर पर उच्च गुणवत्ता वाले कार्बन स्ट्रक्चरल स्टील से बने होते हैं, जिनमें कार्बन की मात्रा 0.51°C से 0.81°C तक होती है। वायर रोप का प्रत्यास्थता मापांक लगभग 1.6×10⁵ N/mm² होता है। यह मापांक भार पड़ने पर तारों के खिंचाव की सीमा को मापता है।

जब किसी तार की रस्सी पर भार डाला जाता है, तो उसके तार आपस में गति करते हैं और भार के अनुरूप स्थिर अवस्था में पहुँचने के लिए अपनी स्थिति समायोजित करते हैं। इससे दो प्रकार का खिंचाव उत्पन्न होता है। जब कोई तार की रस्सी पहली बार भार वहन करती है, तो तारों की संरचना में थोड़ा बदलाव आता है और स्थायी खिंचाव उत्पन्न होता है, जिसे संरचनात्मक खिंचाव कहते हैं। साथ ही, प्रत्यावर्ती खिंचाव भी होता है, जिसे प्रत्यास्थ खिंचाव कहते हैं। संरचनात्मक खिंचाव कुछ हद तक लगाए गए भार की मात्रा पर निर्भर करता है।

रस्सी में तारों का व्यास जितना कम होगा, उसे मोड़ने के लिए आवश्यक बेंडिंग मोमेंट उतना ही कम होगा और रस्सी की लचीलता उतनी ही अधिक होगी। अधिक तारों वाली रस्सियाँ और फाइबर-कोर वाली रस्सियाँ आमतौर पर बेहतर लचीलता प्रदान करती हैं। कम तारों से बनी पूर्णतः धात्विक रस्सियों की लचीलता कम होती है, जबकि पहले प्रकार की रस्सियों में आमतौर पर दूसरे प्रकार की रस्सियों की तुलना में अधिक खिंचाव होता है। अधिक लचीलता टूटने के प्रति बेहतर प्रतिरोध प्रदान करती है।

2. ओवरहेड क्रेन शीव्स

मुख्य शीव का आयाम आमतौर पर रस्सी के खांचे के निचले भाग पर शीव के व्यास और न्यूनतम घुमाव व्यास के रूप में तार रस्सी के व्यास को जोड़कर व्यक्त किया जाता है। क्रेन शीव जब तार का आकार छोटा होता है, तो तार की रस्सी और पुली के बीच झुकने और संपर्क दबाव के कारण उत्पन्न तनाव बढ़ जाता है। झुकने का तनाव जितना अधिक होगा, रस्सी के तार उतनी ही तेजी से थकेंगे। संपर्क तनाव बढ़ने से रस्सी को नुकसान और पुली का घिसाव भी तेजी से होता है।

जैसे-जैसे पुली का आकार बढ़ता है, रस्सी और पुली के बीच दबाव कम होता जाता है, साथ ही झुकने की मात्रा भी कम होती जाती है। यदि केवल झुकने के तनाव को ही कारक माना जाए, तो 6×19 पॉइंट-कॉन्टैक्ट वायर रोप के लिए पुली का व्यास रस्सी के व्यास का 90 गुना तक बढ़ाया जा सकता है, जिससे रस्सी का जीवनकाल बढ़ जाता है। हालांकि, विशेष उपकरणों को छोड़कर, व्यवहार में इतने बड़े व्यास वाली पुलियों का उपयोग दो कारणों से शायद ही कभी किया जाता है:

1. इतनी बड़ी पुली अधिकांश उठाने वाले उपकरणों के लिए अव्यावहारिक है।
2. किसी भी परिचालन स्थिति में झुकना शायद ही कभी एकमात्र कारक होता है।

व्यवहार में, रस्सी के जीवन पर झुकने के अलावा कई अन्य कारक भी प्रभाव डालते हैं, जिनमें बार-बार तनाव, घिसाव, दबाव, प्रभाव, कंपन, मरोड़, घूर्णन गति, ड्रम की गलत वाइंडिंग, जंग लगना और अपर्याप्त रखरखाव शामिल हैं। इनमें से एक या अधिक कारक रस्सी के जीवन पर पुली के आकार से भी अधिक प्रभाव डाल सकते हैं।

सुरक्षा, किफायती संचालन और अन्य कारकों को ध्यान में रखते हुए, उपयुक्त पुली का आकार निर्धारित किया जाना चाहिए। हालांकि, रस्सी के संपर्क बिंदुओं पर तारों के बीच उच्च दबाव और छोटी पुली पर रस्सी के चलने से उत्पन्न उच्च झुकाव तनाव, रस्सी को नुकसान पहुंचा सकते हैं और उसे तोड़ सकते हैं। इन प्रतिकूल परिस्थितियों में, अक्सर आसन्न तारों के संपर्क बिंदुओं के बीच तार टूट जाते हैं। इन स्थानों पर टूटने का पता बाहरी निरीक्षण से लगाना अक्सर मुश्किल या असंभव भी हो सकता है।

इसलिए, अन्य सख्त सुरक्षा आवश्यकताओं वाले उपकरणों के लिए, बड़े पुली का चयन किया जाना चाहिए ताकि रस्सी के क्षतिग्रस्त होने की प्रक्रिया अधिक धीरे-धीरे विकसित हो और क्षति रस्सी की सतह पर हो, जहां इसका पता लगाना और मूल्यांकन करना आसान हो।

3. ओवरहेड क्रेन शीव रोप ग्रूव्स

वायर रोप के सर्वोत्तम प्रदर्शन के लिए, शीव रोप ग्रूव का व्यास इतना बड़ा होना चाहिए कि रोप के चारों ओर उचित क्लीयरेंस बना रहे। रोप ग्रूव का व्यास स्थिर नहीं रह सकता। इसमें होने वाला परिवर्तन मुख्य रूप से वायर रोप और काफी हद तक शीव की सामग्री तथा उस पर लगने वाले दबाव से प्रभावित होता है।

क्योंकि खांचा लगातार घिसता रहता है, इसलिए तार की रस्सी के उपयोगी जीवन के अंत तक पहुंचते-पहुंचते उसका आकार आमतौर पर छोटा हो जाता है। इससे एक समस्या उत्पन्न होती है: हर बार जब कोई नई तार की रस्सी लगाई जाती है, तो खांचे को फिर से मशीनिंग करना या पुली को बदलना पड़ता है। हालांकि, व्यवहार में, खांचे को फिर से मशीनिंग करना या पुली को बदलना किफायती नहीं होता।

जब किसी खांचे की पुनर्रचना की जाती है, तो आमतौर पर पहले फ्लेंज की मरम्मत की जाती है, और फिर खांचे के निचले हिस्से को उपयुक्त व्यास में काटा जाता है। यदि केवल खांचे के निचले हिस्से को काटा जाता है, तो निचले हिस्से के पास का थ्रोट कोण पर्याप्त क्लीयरेंस प्रदान करने के लिए बहुत छोटा हो सकता है, जिससे वायर रोप का घिसाव गंभीर रूप से बढ़ जाता है।

4. ओवरहेड क्रेन वायर रोप प्रेशर

पुली पर से गुजरते समय रस्सी पर उत्पन्न होने वाले बेंडिंग स्ट्रेस के अलावा, पुली के संपर्क से उत्पन्न रेडियल दबाव भी उस पर पड़ता है। यह दबाव रस्सी में शियर स्ट्रेस उत्पन्न करता है, उसकी संरचना को बदलता है और पुली के खांचे की घिसावट दर को प्रभावित करता है। इसलिए, सबसे उपयुक्त पुली संरचना का चयन करते समय रेडियल दबाव की मात्रा और पुली सामग्री के घिसावट प्रतिरोध को ध्यान में रखना चाहिए।

5. ओवरहेड क्रेन ड्रम

The क्रेन ड्रम आयाम, खांचे का आकार और दबाव, पुली के लिए ऊपर बताई गई स्थितियों के समान हैं।

जब ड्रम की सतह चिकनी होती है, तो वास्तविक रेडियल दबाव अपेक्षाकृत अधिक होता है क्योंकि तार की रस्सी केवल एक तरफ से समर्थित होती है और उसका परिधीय क्षेत्र असमर्थित होता है। इस प्रकार के ड्रम में, खांचेदार ड्रम की तुलना में रस्सी और ड्रम दोनों अधिक घिसते हैं, और दबाव से रस्सी को अधिक आसानी से नुकसान पहुँचता है।

जब तार की रस्सी के सेवाकाल को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक बेंडिंग स्ट्रेस होता है, तो सिस्टम में ड्रम का व्यास शीव के व्यास से थोड़ा छोटा हो सकता है। इसका कारण यह है कि एक दिशा में गति करते समय, रस्सी प्रत्येक शीव पर दो बार मुड़ती है, लेकिन ड्रम पर केवल एक बार। रस्सी पहली बार शीव के पास पहुँचते ही मुड़ती है और सीधी रेखा से शीव के वक्र में परिवर्तित हो जाती है। शीव से दूर जाते समय सीधी रेखा में आने पर यह दूसरी बार मुड़ती है।

कुछ मामलों में, रस्सी की गति कम होती है। जब रस्सी का एक हिस्सा पुली के ऊपर से गुजरे बिना ड्रम पर आगे-पीछे चलता है, तो झुकने के चक्रों की संख्या कम हो जाती है और विफलता की प्रक्रिया धीमी हो जाती है।

खांचेदार ड्रम का उपयोग करते समय, उपयुक्त खांचे का आकार लिपटी हुई रस्सी को सही स्थिति में रखने में मदद करता है। खांचों के बीच उचित दूरी बनाए रखना महत्वपूर्ण है ताकि आस-पास की रस्सी की परतों के बीच पर्याप्त, लेकिन अत्यधिक नहीं, जगह रहे। इससे ड्रम पर लपेटी जा रही रस्सी को पहले से लिपटी हुई रस्सी से रगड़ने या फंसने से रोका जा सकता है।

मल्टीलेयर वाइंडिंग के लिए, ग्रूव सेंटरलाइन के बीच की पिच इतनी पर्याप्त होनी चाहिए कि अधिकतम फ्लीट कोण पर तार की रस्सियाँ एक दूसरे को छूने से बच सकें।

6. विफलता के अन्य कारक

1. संक्षारण: जंग लगना वायर रोप के खराब होने का एक आम कारण है। परिचालन वातावरण द्वारा निर्मित संक्षारक वातावरण रस्सी के जीवनकाल पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकता है।
2. प्रभाव भार और कंपन: तार की रस्सी पर प्रभाव भार लगाने और उसे कंपन के अधीन करने से उच्च आवृत्ति और उच्च झुकाव वाले तनाव उत्पन्न होते हैं। कंपन का प्रभाव रस्सी के अंतिम सिरे पर विशेष रूप से गंभीर होता है और इससे थकान के कारण विफलता हो सकती है।
3. अत्यधिक तापमान: यदि कोई तार की रस्सी अत्यधिक उच्च तापमान पर काम करती है, तो उसकी तन्यता शक्ति कम हो जाने के कारण वह टूट सकती है।

उपरोक्त विफलता विश्लेषण से पता चलता है कि ओवरहेड क्रेन के तार की रस्सी की विफलता अक्सर कई कारकों के संयुक्त संचय का परिणाम होती है। वास्तविक विफलता जांच में, कारकों का व्यापक विश्लेषण किया जाना चाहिए, उनके सापेक्ष महत्व को स्पष्ट किया जाना चाहिए और तार की रस्सी के सेवा जीवन को बढ़ाने में मदद करने के लिए विफलता के प्राथमिक कारण की पहचान की जानी चाहिए।

ज़ोरा झाओ

ओवरहेड क्रेन/गैन्ट्री क्रेन/जिब क्रेन/क्रेन पार्ट्स समाधान में विशेषज्ञ

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