การวิเคราะห์ความเสียหายของลวดสลิงเครนเหนือศีรษะและปัจจัยที่มีผลต่ออายุการใช้งาน

เชือกเหล็กเป็นหนึ่งในชิ้นส่วนยกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด มีคุณสมบัติรับน้ำหนักได้สูง มีความยืดหยุ่นดี เคลื่อนไหวราบรื่น และมีเสียงรบกวนต่ำ เครนเหนือศีรษะเกือบทั้งหมดใช้เชือกเหล็กในการยกของ หากเชือกเหล็กขาดกะทันหันเนื่องจากความเสียหาย ผลที่ตามมาอาจร้ายแรง ดังนั้น การวิเคราะห์ความเสียหายของเชือกเหล็กจึงมีความสำคัญทั้งในด้านความปลอดภัยและด้านเศรษฐกิจ บทความนี้จะวิเคราะห์ปัจจัยต่างๆ ที่ทำให้เชือกเหล็กของเครนเหนือศีรษะเสียหาย เพื่อช่วยยืดอายุการใช้งานของเชือกเหล็ก

1. ความแข็งแรงและการยืดตัวของลวดสลิงเครนเหนือศีรษะ

โดยปกติแล้ว ความแข็งแรงสูงสุดในการรับแรงดึงของเชือกลวดจะต่ำกว่าความแข็งแรงรวมของลวดทุกเส้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับโครงสร้างของเชือกและเกรดประสิทธิภาพของลวดทุกเส้นในเชือก ในการออกแบบเชือกลวด ควรพิจารณาปัจจัยรับน้ำหนักทั้งหมด รวมถึงน้ำหนักเพิ่มเติม การเร่งความเร็ว การลดความเร็ว ความเร็วของเชือก และปัจจัยอื่นๆ จำนวน การจัดเรียงโครงสร้าง และวิธีการติดตั้งของรอกและดรัมก็ควรนำมาพิจารณาด้วยเช่นกัน รวมถึงสภาวะที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนและการสึกหรอ และความยาวของเชือกด้วย

โดยทั่วไปแล้ว ลวดในเชือกลวดจะทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนโครงสร้างคุณภาพสูงที่มีปริมาณคาร์บอน 0.5%–0.8% ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นของเชือกลวดอยู่ที่ประมาณ 1.6×10⁵ N/mm² โมดูลัสนี้ใช้วัดขอบเขตการยืดตัวของลวดภายใต้แรงดึง

เมื่อเชือกลวดรับน้ำหนัก เส้นลวดจะเคลื่อนที่สัมพันธ์กันเพื่อปรับตำแหน่งให้เข้าสู่สภาวะคงที่ที่สอดคล้องกับน้ำหนักที่รับ ทำให้เกิดการยืดตัวสองประเภท เมื่อเชือกลวดรับน้ำหนักเป็นครั้งแรก เส้นลวดจะจัดเรียงตัวใหม่เล็กน้อยและทำให้เกิดการยืดตัวถาวร เรียกว่า การยืดตัวเชิงโครงสร้าง ในขณะเดียวกัน ก็มีการยืดตัวที่สามารถคืนตัวได้ เรียกว่า การยืดตัวเชิงยืดหยุ่น การยืดตัวเชิงโครงสร้างขึ้นอยู่กับขนาดของน้ำหนักที่รับในระดับหนึ่ง

ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดในเชือกเล็กเท่าไร แรงดัดที่จำเป็นในการดัดลวดก็จะยิ่งน้อยลง และความยืดหยุ่นของเชือกก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เชือกลวดที่มีลวดจำนวนมากและเชือกลวดแกนใยโดยทั่วไปจะมีความยืดหยุ่นดีกว่า เชือกลวดโลหะล้วนที่ทำจากลวดจำนวนน้อยจะมีความยืดหยุ่นน้อยกว่า ในขณะที่เชือกลวดแบบแรกมักจะยืดตัวได้มากกว่าแบบหลัง ความยืดหยุ่นที่มากขึ้นจะทำให้ทนต่อการชำรุดได้ดีกว่า

2. รอกเครนเหนือศีรษะ

โดยทั่วไปแล้ว ขนาดของรอกหลักจะแสดงโดยใช้เส้นผ่านศูนย์กลางของรอกที่ด้านล่างของร่องเชือก บวกกับเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดสลิงเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางการพันขั้นต่ำ เนื่องจาก รอกเครน เมื่อขนาดของเชือกเล็กลง ความเครียดที่เกิดจากการดัดงอและแรงกดสัมผัสระหว่างลวดสลิงกับรอกก็จะเพิ่มขึ้น ความเครียดจากการดัดงอที่สูงขึ้นจะทำให้ลวดสลิงในเชือกล้าเร็วขึ้น ความเครียดจากการสัมผัสที่เพิ่มขึ้นยังเร่งให้เชือกเสียหายและรอกสึกหรอเร็วขึ้นด้วย

เมื่อรอกมีขนาดใหญ่ขึ้น แรงดันระหว่างเชือกกับรอกจะลดลง เช่นเดียวกับระดับการโค้งงอ หากพิจารณาเฉพาะความเค้นจากการโค้งงอเพียงอย่างเดียว เส้นผ่านศูนย์กลางของรอกสำหรับเชือกลวดแบบสัมผัสจุด 6×19 สามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 90 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเชือกเพื่อยืดอายุการใช้งานของเชือก อย่างไรก็ตาม ยกเว้นในอุปกรณ์พิเศษ รอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่เช่นนี้ไม่ค่อยได้ใช้ในทางปฏิบัติด้วยเหตุผลสองประการ:

1. รอกขนาดใหญ่เช่นนี้ไม่เหมาะสมกับอุปกรณ์ยกส่วนใหญ่
2. การโค้งงอแทบจะไม่ใช่ปัจจัยเดียวที่มีอยู่ในสภาวะการใช้งานใดๆ

ในทางปฏิบัติ นอกจากแรงดัดแล้ว ยังมีปัจจัยอื่นๆ อีกมากมายที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของเชือก เช่น แรงกดซ้ำๆ การสึกหรอ การตอก การกระแทก การสั่นสะเทือน การบิด ความเร็วในการหมุน การพันเชือกบนดรัมที่ไม่ถูกต้อง การกัดกร่อน และการบำรุงรักษาที่ไม่เพียงพอ ปัจจัยเหล่านี้อย่างน้อยหนึ่งอย่างอาจมีผลต่ออายุการใช้งานของเชือกมากกว่าขนาดของรอกเสียอีก

ควรพิจารณาขนาดรอกที่เหมาะสมที่สุดโดยคำนึงถึงความปลอดภัย การใช้งานที่ประหยัด และปัจจัยอื่นๆ ร่วมกัน อย่างไรก็ตาม แรงดันสูงระหว่างเส้นลวด ณ จุดสัมผัสของเชือก ประกอบกับความเค้นดัดสูงที่เกิดขึ้นเมื่อเชือกวิ่งผ่านรอกขนาดเล็ก อาจทำให้เชือกเสียหายและขาดได้ ภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยเหล่านี้ มักเกิดการขาดของเส้นลวดระหว่างจุดสัมผัสของเส้นลวดที่อยู่ติดกัน การขาด ณ ตำแหน่งเหล่านี้มักตรวจจับได้ยากหรือแทบเป็นไปไม่ได้เลยด้วยการตรวจสอบภายนอก

ดังนั้น สำหรับอุปกรณ์ที่มีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยที่เข้มงวดอื่นๆ ควรเลือกใช้รอกขนาดใหญ่ขึ้น เพื่อให้กระบวนการเสียหายของเชือกเกิดขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป และความเสียหายเกิดขึ้นที่ผิวเชือก ซึ่งตรวจจับและประเมินได้ง่ายกว่า

3. ร่องเชือกของรอกเครนเหนือศีรษะ

เพื่อให้เชือกลวดทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ร่องเชือกของรอกต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่พอที่จะรักษาระยะห่างที่เหมาะสมรอบๆ เชือก เส้นผ่านศูนย์กลางของร่องเชือกไม่สามารถคงที่ได้ การเปลี่ยนแปลงของเส้นผ่านศูนย์กลางส่วนใหญ่ได้รับผลกระทบจากเชือกลวด และวัสดุของรอกและแรงกดที่กระทำต่อรอกในระดับหนึ่งด้วย

เนื่องจากร่องสึกหรออย่างต่อเนื่อง ร่องจึงมักเล็กลงเมื่อเชือกลวดใกล้หมดอายุการใช้งาน ซึ่งก่อให้เกิดปัญหาคือ ทุกครั้งที่มีการติดตั้งเชือกลวดใหม่ จะต้องทำการกลึงร่องใหม่หรือเปลี่ยนรอกใหม่ แต่ในทางปฏิบัติ การกลึงร่องใหม่หรือการเปลี่ยนรอกนั้นไม่คุ้มค่า

เมื่อทำการปรับแต่งร่องใหม่ โดยทั่วไปแล้วจะทำการซ่อมแซมขอบร่องก่อน จากนั้นจึงตัดส่วนล่างของร่องให้ได้ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่เหมาะสม หากตัดเฉพาะส่วนล่างของร่อง มุมคอที่อยู่ติดกับส่วนล่างอาจแคบเกินไป ทำให้ไม่มีระยะห่างที่เพียงพอ ส่งผลให้ลวดสลิงสึกหรอมากขึ้นอย่างมาก

4. แรงดันเชือกลวดของเครนเหนือศีรษะ

นอกจากความเค้นดัดที่เกิดขึ้นเมื่อเชือกวิ่งผ่านรอกแล้ว เชือกลวดยังต้องรับแรงกดในแนวรัศมีที่เกิดจากการสัมผัสกับรอก แรงกดนี้ทำให้เกิดความเค้นเฉือนในเชือก เปลี่ยนโครงสร้างของเชือก และส่งผลต่ออัตราการสึกหรอของร่องรอก ดังนั้น ควรพิจารณาขนาดของแรงกดในแนวรัศมีและความต้านทานการสึกหรอของวัสดุรอกเมื่อเลือกโครงสร้างเชือกลวดที่เหมาะสมที่สุด

5. ดรัมเครนเหนือศีรษะ

ดิ กลองเครน ขนาด รูปทรงร่อง และแรงดัน มีลักษณะคล้ายคลึงกับเงื่อนไขที่กล่าวถึงข้างต้นสำหรับรอก

เมื่อดรัมมีพื้นผิวเรียบ แรงดันรัศมีที่แท้จริงจะค่อนข้างสูง เนื่องจากลวดสลิงได้รับการรองรับเพียงด้านเดียว และบริเวณรอบนอกไม่ได้รับการรองรับ ดรัมประเภทนี้ทำให้ทั้งลวดสลิงและดรัมสึกหรอมากกว่าดรัมที่มีร่อง และลวดสลิงจะเสียหายจากแรงดันได้ง่ายกว่า

เมื่อความเค้นจากการดัดเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของลวดสลิง เส้นผ่านศูนย์กลางของดรัมอาจมีขนาดเล็กกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของรอกเล็กน้อยในระบบได้ เนื่องจากในระหว่างการเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียว ลวดสลิงจะโค้งงอสองครั้งเหนือรอกแต่ละตัว แต่จะโค้งงอเพียงครั้งเดียวบนดรัม ลวดสลิงจะโค้งงอครั้งแรกเมื่อเข้าใกล้รอกและเปลี่ยนจากเส้นตรงเป็นส่วนโค้งของรอก และจะโค้งงอครั้งที่สองเมื่อยืดตรงอีกครั้งขณะออกจากรอก

ในบางกรณี ระยะการเคลื่อนที่ของเชือกอาจสั้น เมื่อส่วนหนึ่งของเชือกเคลื่อนที่ไปมาบนดรัมโดยไม่ผ่านรอก จำนวนรอบการโค้งงอจะลดลง และการชำรุดเสียหายจะเกิดขึ้นช้าลง

เมื่อใช้ดรัมแบบมีร่อง รูปทรงของร่องที่เหมาะสมจะช่วยให้เชือกที่พันอยู่บนดรัมอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง การรักษาระยะห่างที่เหมาะสมระหว่างร่องมีความสำคัญ เพื่อให้เชือกที่พันอยู่ติดกันมีช่องว่างเพียงพอ แต่ไม่มากเกินไป ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้เชือกที่กำลังพันลงบนดรัมเบียดหรือเสียดสีกับเชือกที่พันอยู่บนดรัมแล้ว

สำหรับการพันลวดหลายชั้น ระยะห่างระหว่างเส้นศูนย์กลางของร่องควรมีมากพอที่จะป้องกันไม่ให้ลวดสลิงสัมผัสกันที่มุมการพันสูงสุด

6. ปัจจัยความล้มเหลวอื่นๆ

1. การกัดกร่อน: การกัดกร่อนเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้เชือกลวดชำรุด สภาพแวดล้อมการทำงานที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อนส่งผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งานของเชือก
2. แรงกระแทกและการสั่นสะเทือน: การให้แรงกระแทกและแรงสั่นสะเทือนกับเชือกลวดจะก่อให้เกิดความเค้นดัดสูงและความถี่สูง ผลกระทบจากการสั่นสะเทือนจะรุนแรงเป็นพิเศษที่ปลายเชือกและอาจทำให้เกิดความเสียหายจากความล้าได้
3. อุณหภูมิสูงเกินไป: หากใช้งานเชือกลวดที่อุณหภูมิสูงเกินไป อาจทำให้เชือกเสียหายได้เนื่องจากความแข็งแรงต่อแรงดึงลดลง

การวิเคราะห์สาเหตุข้างต้นแสดงให้เห็นว่า ความเสียหายของลวดสลิงเครนเหนือศีรษะมักเป็นผลมาจากการสะสมของหลายปัจจัย ในการตรวจสอบสาเหตุความเสียหายจริง ควรวิเคราะห์ปัจจัยต่างๆ อย่างครอบคลุม แยกแยะความสำคัญสัมพัทธ์ของแต่ละปัจจัย และระบุสาเหตุหลักของความเสียหาย เพื่อช่วยยืดอายุการใช้งานของลวดสลิง

โซรา จ้าว

ผู้เชี่ยวชาญด้านโซลูชั่นเครนเหนือศีรษะ/เครนโครงสำหรับตั้งสิ่งของ/เครนแขนหมุน/ชิ้นส่วนเครน

ด้วยประสบการณ์มากกว่า 10 ปีในอุตสาหกรรมการส่งออกเครนในต่างประเทศ ได้ช่วยเหลือลูกค้ามากกว่า 10,000 รายในการตอบคำถามและข้อกังวลก่อนการขาย หากคุณมีความต้องการที่เกี่ยวข้องใดๆ โปรดติดต่อฉัน!

วอทส์แอพพ์: +86 189 3735 0200

อีเมล: zorazhao@dgcrane.com