در صنایع بالابری و جا به جایی مواد، استفاده از مواد پلیمری به دلیل وزن کم، مقاومت سایشی بالا و خواص خود لغزشی، جایگزینی مؤثر برای فلزات در بسیاری از قطعات غیرسازهای شده است. این مقاله به بررسی نقش و انواع پلیمرهای صنعتی مورد استفاده در بالابرها و جرثقیلها پرداخته و خواص فیزیکی، مکانیکی و کاربردی آنها را تحلیل میکند.
بالابرها و جرثقیل ها از جمله ماشین آلات سنگین هستند که در محیط های صنعتی، ساختمانی و معدنی برای جا به جایی بارهای سنگین استفاده میشوند. بخشهای اصلی این تجهیزات معمولاً از فولاد و آلیاژهای فلزی ساخته میشوند تا استحکام و ایمنی لازم را تأمین کنند، اما بسیاری از اجزای جانبی، کمکی و محافظتی به تدریج با مواد پلیمری جایگزین شدهاند.
پلیمرها به دلیل داشتن ویژگیهایی چون وزن کم، مقاومت در برابر خوردگی، جذب لرزش، و قابلیت ماشین کاری بالا، توانسته اند نقش مهمی در افزایش طول عمر قطعات و کاهش هزینه های نگهداری این ماشین آلات ایفا کنند.
نقش پلیمرها در سامانه های بالابر و جرثقیل
پلیمرها در این سیستمها عمدتاً برای کاهش اصطکاک، جلوگیری از خوردگی، جذب ضربه و عایق بندی الکتریکی به کار میروند. در بخشهای تماس و لغزش، استفاده از پلاستیک های مهندسی باعث کاهش نیاز به روان کاری و افزایش دوام میشود.
کاربردهای رایج شامل:
- بوشها و یاتاقان های غیر فلزی
- قرقره ها و غلتک های سیم بکسل
- صفحات لغزشی در بوم جرثقیل
- روکش ها و محافظ های کابل
- ضربه گیرها و بافرهای انتهایی
- قطعات تزئینی و پوشش های عایق
- معرفی و تحلیل فنی پلیمرهای پرکاربرد
معرفی و تحلیل فنی پلیمرهای پرکاربرد
در میان انواع مواد پلیمری، چند خانواده از پلاستیک ها به طور گسترده در بالابرها و جرثقیل ها مورد استفاده قرار میگیرند. هرکدام از این مواد دارای ویژگیها و مزایای خاصی هستند که آنها را برای کاربردهای مختلف مناسب می سازد.
پلی آمید (نایلون، PA6 و PA66)
پلی آمید از مهم ترین پلاستیک های مهندسی مورد استفاده در تجهیزات بالابر هستند. این مواد دارای مقاومت مکانیکی بالا، چقرمگی مناسب و مقاومت عالی در برابر سایشاند. جذب انرژی ضربه ای بالا و اصطکاک نسبتاً کم، باعث شده که نایلون ها در ساخت قرقره ها، بوش ها، چرخ دنده ها و غلطک ها بسیار پرکاربرد باشند. از سوی دیگر، به دلیل جذب رطوبت نسبتاً زیاد، باید در محیط های مرطوب با دقت طراحی و نگهداری شوند.
پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا (UHMW-PE1000)
این پلیمر به دلیل مقاومت فوق العاده در برابر سایش، اصطکاک بسیار پایین و پایداری در برابر مواد شیمیایی، یکی از بهترین گزینه ها برای سطوح لغزشی و ضدسایش است. UHMW-PE1000 در صفحات لغزنده بوم جرثقیل ها، پدهای تماس و بوش های مقاوم به سایش کاربرد فراوانی دارد. این ماده سبک، مقاوم و بی نیاز از روان کار است.
پلی استال (POM یا استال)
پلی استال ها دارای سختی بالا، مقاومت در برابر خزش و پایداری ابعادی بسیار خوبی هستند. این ویژگی ها باعث می شود که در اجزای دقیق مکانیکی مانند چرخ دنده های کوچک، یاتاقان ها و بوش های حرکتی به کار روند. پلی استال نسبت به نایلون جذب رطوبت کمتری دارد و برای محیط هایی که به دقت حرکتی بالا نیاز دارند مناسب تر است.
پلی یورتان (PU)
پلی یورتان از نظر خواص فیزیکی در میان لاستیک و پلاستیک قرار می گیرد. آنها دارای خاصیت جذب شوک، مقاومت در برابر سایش و انعطاف پذیری بالا هستند. به همین دلیل در ساخت ضربه گیرها، بافرهای انتهایی، روکش چرخ ها و تکیه گاه های ارتعاش گیر مورد استفاده قرار میگیرند. این ماده توانایی جذب انرژی و جلوگیری از انتقال لرزش را دارد و از این رو در ایمنی و دوام سازه نقش مهمی ایفا میکند.
تفلون (PTFE)
تفلون به دلیل ضریب اصطکاک بسیار پایین و مقاومت عالی در برابر مواد شیمیایی و حرارت، در بخشهایی استفاده میشود که نیاز به حرکت نرم، بی صدا و بدون روغن دارند. از PTFE برای ساخت واشرها، بوش های خشک، و لایه های لغزشی استفاده میشود. پایداری حرارتی بالای آن، عملکرد قابل اعتماد در شرایط سخت محیطی را تضمین میکند.
پلاستیک های تقویت شده با الیاف شیشه (FRP / GFRP)
این دسته از مواد ترکیبی، از رزینهای پلیمری به همراه الیاف شیشه ساخته میشوند و دارای نسبت استحکام به وزن بسیار بالا هستند. FRPها در کاورهای محافظ، پانل های ایزوله کننده و محفظه های الکتریکی به کار میروند و به ویژه در محیط های خورنده یا مرطوب عملکرد بسیار خوبی دارند.
لاستیک های صنعتی (EPDM، NBR، SBR)
در بخشهایی که نیاز به انعطاف پذیری، لرزش گیری یا آب بندی وجود دارد، انواع لاستیکهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرند. این مواد به عنوان لرزش گیر، ضربه گیر و درزگیر در بالابرها و جرثقیل ها به کار میروند و نقش مهمی در ایمنی و آسایش عملکردی دارند.
کاربردهای خاص در جرثقیلها و بالابرها
در جرثقیل ها
در جرثقیل ها، پلیمرها در بخش های متحرک و سطوح تماس نقش حیاتی دارند. صفحات لغزندهی بوم از جنس UHMW-PE ساخته میشوند تا حرکت نرم و بدون اصطکاک بین قطعات فلزی را تضمین کنند. قرقرههای سیم بکسل معمولاً از نایلون تولید میشوند که ضمن کاهش وزن، سایش طناب را نیز کاهش میدهد. بافرهای انتهایی معمولاً از پلی یورتان ساخته می شوند تا ضربه ی حاصل از توقف ناگهانی را جذب کنند. همچنین بوش های تلسکوپی و لغزنده ها از POM یا PTFE برای کاهش نیاز به روان کاری و افزایش عمر مفید استفاده میشوند.
در بالابرها
در سیستم های بالابر، پلیمرها بیشتر در بخشهای حرکتی و تزئینی به کار میروند. یاتاقان ها و لغزنده های ساخته شده از پلیاستال یا تفلون باعث حرکت نرم و بی صدا در مسیر ریل ها میشوند. روکش کابل ها از PVC یا پلی یورتان ساخته میشود تا از کابل ها در برابر سایش و روغن محافظت کند. در بخش های تزئینی و بدنه ی کابین نیز از ABS و FRP برای ایجاد ظاهر زیبا و وزن کم استفاده می شود.
مزایا و چالش های استفاده از پلیمرها
مزایا:
- وزن کمتر نسبت به فلزات و در نتیجه کاهش مصرف انرژی
- مقاومت بالا در برابر خوردگی، رطوبت و مواد شیمیایی
- نیاز کمتر به روان کاری
- جذب لرزش و کاهش نویز
- کاهش هزینه های نگهداری
چالش ها:
- مقاومت کمتر در برابر حرارت و بارهای سنگین
- تغییر خواص در اثر نور UV یا دمای بالا
- احتمال خزش در بارهای طولانی مدت
پلیمرها امروزه جایگاهی مهم در طراحی و ساخت قطعات غیرسازه ای بالابرها و جرثقیل ها یافته اند. انتخاب صحیح نوع پلیمر با توجه به شرایط کاری نظیر دما، رطوبت، بار و تماس با روغن نقش تعیین کننده ای در عملکرد ایمن و طول عمر تجهیزات دارد. ترکیب هوشمندانهی فلزات در قطعات باربر و پلیمرها در بخشهای سایشی، لغزشی و ایزوله، راهکاری مؤثر برای افزایش بهره وری و دوام سیستم های بالابر و جرثقیل به شمار می رود.
