از ایده تا اجرا

جرثقیل سقفی چیست؟ جرثقیل سقفی(Overhead Crane)، یکج از انواع جرثقیل های ثابت و دائمی است که عمدتا در محیط های صنعتی، از آن برای تخلیه، حمل و نقل و بارگیری اجسام استفاده می شود.این جرثقیل ها، همانگونه که از نامشان پیداست، در فضای بالای سر و در راستای عرضی، درسقف سازه ها نصب می شوند و امکان جا به جایی اجسام را در سه راستای طولی (جلو و عقب)، عرضی (چپ و راست) و ارتفاعی (بالا و پایین) فراهم می آورد.

از مهمترین مزایای جرثقیل های سقفی می توان به موارد زیر اشاره نمود:
1. انعطاف پذیری در طراحی و کاربرد:
جرثقیل های سقفی، می توانند بر حسب نیاز، در ابعاد و ظرفیت های مختلفی طراحی و ساخته شوند. کافیست طراحی جرثقیل به گونه ای انجام شود که سازه تشکیل دهنده آن توانایی تحمل وزن جرثقیل و بارهای وارده بر آن را داشته باشد. در این صورت، می توان اجزای مکانیکی جرثقیل را بر اساس ظرفیت مورد نیاز خود انتخاب نمود.
2. سازگاری با محیط های مختلف:
انعطاف پذیری بالای جرثقیل های سقفی در طراحی و همچنین استحکام بسیار بالای آن ها باعث شده است که این تجهیزات را بتوان در اکثر محیط های صنعتی و غیر صنعتی که شرایط بسیار متفاوتی از یکدیگر دارند، نصب کرده و از آن ها استفاده نمود.
3. نصب آسان و سریع :
جرثقیل های سقفی را به آسانی می توان به کمک یک جرثقیل کامیونی، بر روی ستون های سوله ها نصب نمود. همچنین، این جرثقیل ها، پس از کنترل و تست های اولیه، به سرعت آماده به کار خواهند بود.
4. سادگی عملکرد:‌
عملکرد جرثقیل های سقفی، بسیار ساده بوده و به سرعت می توان نحوه کار با آن ها را فرا گرفت. در واقع، جرثقیل های سقفی، علیرغم ابعاد بسیار بزرگی که دارند، تنها از طریق چند دکمه تعبیه شده بر روی یک دستگاه ریموت (با سیم یا بیسیم) قابل کنترل هستند. بنابراین برای کار با این تجهیزات، نیاز به مهارت خاص و آموزش های ویژه نیست(هرچند که هنگام کار با جرثقیل ها لازم است نکات ایمنی به خوبی رعایت شود)، پایداری و کارایی بسیار بالاتری دارند.
5. قابلیت تنظیم و سفارشی سازی:
جرثقیل های سقفی را میتوان برای دستیابی به عملکرد بهتر، تنظیم نمود. همچنین، در صورت نیاز، با بهره گیری از تکنولوژی های مدرن و نصب تجهیزات جانبی، می توان کارکرد این جرثقیل ها را سفارشی سازی کرد و کارایی آن ها را افزایش داد.
6. افزایش بهره وری و تولید:
جرثقیل های سقفی، با تسهیل و بهبود سیستم گردش کار، فرآیندهای تولید و حمل و نقل را سرعت میبخشند. برای درک این موضوع، کافیست سعی کنید که یک خط تولید بزرگ را بدون وجود جرثقیل ها تصور نمائید.
7. ایمنی:
جرثقیل های سقفی ، از ایمنی بسیار بالایی برخوردار هستند. این موضوع را از دو جهت میتوان بررسی کرد:
کاهش خطرات جانی: جرثقیل های سقفی، با جایگزین کردن بخشی از فعالیت های انسانی، علاوه بر کاهش خطاهای انسانی در فرآیندها، موجب کاهش آسیب دیدگی ها و همچنین کاهش خطرات جانی می شود. به بیان دیگر، این تجهیزات، با کاهش حوادث غیر مترقبه، ایمنی کارگران و افراد شاغل را در محل کار افزایش می دهند. علاوه بر این ، جرثقیل های سقفی می توانند در محیط هایی خطرناک(مانند صنایع فولاد و ذوب آهن) و آلوده به موارد شیمیایی، فلزات سنگین و تششعات بالا فعالیت کنند که کار کردن در آن محیط ها، برای سلامتی انسان بسیار مضر است.
کاهش خسارت های مالی: استفاده از جرثقیل های سقفی، با کاهش خطاهای انسانی حین حمل و یا کار با تجهیزات، کالا ها و محصولات، موجب کاهش خسارات و آسیب های وارده به آنها می شوند.
8. عدم اشتغال فضا ضمن پوشش کامل محیط کاری:‌
خلاف جرثقیل های متحرک که بر روی زمین قرار گرفته و ضمن اشغال فضای زیادی که از محیط کاری، باعث توقف فرآیندها می شوند، جرثقیل های سقفی، در سقف سلزه نصب می شوند و معایب ذکر شده را نخواهند داشت. این موضوع، باعث افزایش کارایی و محبوبیت آن ها شد ه است.
علاوه بر این، جرثقیل های سقفی، با امکان حرکت در راستای طولی،عرضی و ارتفاعی، بخش اعظمی از محیط کاری را پوشش می دهند. بنابراین، با استفاده از جرثقیل سقفی در یک محیط، نیازی به استفاده از تجهیزات مشابهی نخواهید داشت.
۹. مقرون به صرفه بودن:‌
جرثقیل های سقفی، به دلیل کارایی بسیار بالایی که دارند،موجب صرفه جویی در زمان و کاهش شدید هزینه های تولید و حمل و نقل می شوند. این تجهیزات، زمان پیشرفت پروژه ها را به حداقل ممکن می رسانند. ضمن آنکه مصرف انرژی آن ها (که غالبا از طریق برق تامین می شود) قابل قبول بوده و موجب صرفه جویی درمحیط های کاری می شوند. علاوه بر این، به دلیل استحکام بسیار بالایی که این جرثقیل ها دارند، هزینه تعمیر و نگهداری آن ها نیز ناچیز است.

برخی از مهمترین معایب جرثقیل های سقفی عبارتند از:
ثابت بودن:
همانگونه که قبلا نیز اشلره شد، جرثقیل های سقفی،جزو جرثقیل های ثابت به شمار می روند.بنابراین معایب کلی جرثقیل های ثابت از جمله بازه حرکتی مشخص و محدود رانیز خواهند داشت. البته این موضوع مشکلی ایجاد نخواهد کرد زیرا این جرثقیل ها اساسا برای کار درون محیط های صنعتی طراحی شده اند.
عدم امکان نصب بر روی هر نوع سازه:
برای نصب جرثقیل های سقفی، سازه حمل کننده، باید استحکام کافی داشته باشد تا بتواند وزن جرثقیل ها و اجسام حمل شده توسط آن را حمل کند. بنابراین در سازه های سبک و کم استقامت، امکان نصب جرثقیل های سقفی سنگین وزن وجود ندارد.

مزایای استفاده از جرثقیل های سقفی موجب استفاده روزافزون آن ها در صنایع مختلف شده است، به صوری که آنها را میتوان در اکثر محیط های صنعتی مشاهده نمود. از مهمترین کاربردهای جرثقیل های سقفی میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
۱- صنعت ساختمان
از جرثقیل های سقفی، به صورت گسترده در کارخانه های ساخت اسکلت فلزی به منظور ساخت اجزای سازه های فلزی و جابه جایی، بارگیری و تخلیه آن ها استفاده می گردد.
۲-صنایع نفتی، پالایشگاه ها و صنایع پتروشیمی، از جرثقیل های سقفی، به صورت گسترده برای بارگیری، حمل و نقل و تخلیه مواد اولیه و محصولات و تجهیزات استفاده می شود.
۳- صنایع دریایی و کشتی سازی
در صنایع دریایی، قایق سازی و کشتی سازی، از جرثقیل های سقفی برای ساخت، نصب و یا تعمیر اجزای کشتی های غول پیکر، دکل های نفتی و سایر سازه های دریایی، حمل و نقل و نصب دستگاه و تجهیزات صنعتی و همچنین حمل و نقل و بارگیری کالا ها، محصولات و کانتینر ها در بنادر و تخلیه آن ها استفاده می شود.
۴- صنایع خودروسازی و هواپیما سازی
در صنایع خودروسازی، هواپیما سازی، لوکوموتیو سازی و کارخانه ها و کارگاه های قطعه سازی، از جرثقیل های سقفی برای ساخت، نصب یا تعمیر حمل و نقل و نصب دستگاه ها و تجهیزات صنعتی، انتقال مواد اولیه به خط تولید و تغذیه دستگاه ها و تجهیزات و همچنین به منظور کمک به مونتاژ قطعات در خطوط مونتاژ استفاده می گردد.
۵-صنایع پل سازی و راه سازی
در صنایع پل سازی و راه سازی از جرثقیل های سقفی برای ساخت، تعمیر یا حمل و نقل و نصب دستگاه ها و تجهیزات صنعتی، انتقال مواد اولیه به خط تولید و تغذیه دستگاه ها و تجهیزات و همچنین به منظور کمک به مونتاژ قطعات در خطوط مونتاژ استفاده می گردد.
۶ صنایع تولیدی و بسته بندی
از جرثقیل های سقفی، به منظور حمل و نقل و همچنین تغذیه دستگاه ها و تجهیزات به وسیله مواد اولیه در فرآیند تولید یا بسته بندی در کارخانه ها و کارگاه های تولیدی استفاده می گردد.
۷- انبار و ذخیره سازی
از جرثقیل های سقفی در انبار ها و محل های ذخیره سازی، به منظور تخلیه، حمل و نقل و بارگیری کالا ها و محصولات استفاده می شود.

جرثقیل های سقفی، برای برآورده ساختن نیاز های صنایع مختلف، با توجه به ظرفیت حمل بار مورد نیاز و همچنین مشخصات سازه ای که جرثقیل در آن نصب می شود، در ابعاد و ظرفیت های مختلفی طراحی و ساخته می شوند. بر این اساس، جرثقیل های سقفی را می توان مطابق زیر، از جهات مختلف دسته بندی کرد:
الف)دسته بندی بر اساس نیروی محرکه
جرثقیل های سقفی را می توان بر اساس نیروی محرکه به سه دسته ی زیر تقسیم بندی نمود:
جرثقیل های سقفی دستی: در این نوع از جرثقیل های سقفی، نیروی محرکه مورد نیاز توسط نیروی انسانی تامین می شود. بدیهی است که از این نوع از جرثقیل، عمدتا برای حمل قطعات و اجزای سبک وزن موجود در محیط های صنعتی یا انبارها استفاده می شود.
جرثقیل های سقفی برقی(Electric Overhead Traveling Crane) : در جرثقیل های سقفی برقی که گاهی با نام اختصاری EOT نیز از آن ها یاد می شود، نیروی محرکه مورد نیاز، از طریق جریان الکتریسیته تامین می شود. بنابراین، این نوع از جرثقیل ها، ظرفیت حمل و نقل بسیار بالایی دارند و امروزه، اکثر جرثقیل های سقفی مورد استفاده در صنایع مختلف، از این نوع هستند.
جرثقیل های سقفی پنوماتیک(Pneumatic Overhead Crane) : در جرثقیل های پنوماتیک، نیروی محرکه مورد نیاز، از طریق هوای فشرده (پنوماتیک) تامین می شود. معمولا از نوع جرثقیل ها، در محیط هایی مانند صنایع شیمیایی استفاده می شود که به دلایل ایمنی، امکان استفاده از نیروی محرکه جریان الکتریسیته وجود نداشته باشد.
ب) دسته بندی بر اساس عملکرد
جرثقیل های سقفی را می توان بر اساس عملکرد به دو دسته زیر تقسیم بندی نمود:
جرثقیل های سقفی تک کاره: در این نوع از جرثقیل های سقفی،...
جرثقیل های سقفی چند کاره : در جرثقیل های سقفی چند کاره،...
ج) دسته بندی بر اساس تجهیزات بالابری
جرثقیل های سقفی را می توان بر اساس نوع تجهیزات مورد استفاده به دو دسته زیر تقسیم بندی نمود:
جرثقیل های سقفی زنجیری: در جرثقیل های سقفی زنجیری، از زنجیر هایی که ظرفیت مشخصی دارند برای حمل و نقل بارها استفاده می گردد.
جرثقیل های سقفی سیم بکسلی: در جرثقیل های سقفی سیم بکسلی، از سیم بکسل(طنابی فلزی متشکل از چندین رشته مفتول که به شکل مارپیچ دور هسته اصلی قرار گرفته اند) برای حمل و نقل اجسام استفاده می شود.
بر اساس آنچه گفته شد، از متداول ترین و پرکابردترین انواع جرثقیل های سقفی می توان به موارد زیر اشاره نمود:
الف) جرثقیل های سقفی پل دار
ب) جرثقیل های سقفی دروازه ای
ج) جرثقیل های سقفی بازویی
د) جرثقیل های سقفی ایستگاه کاری
ه) جرثقیل های مونوریل
جرثقیل های سقفی پل دار:
جرثقیل های سقفی پل دار(Overhead Bridge Crane) که گاهی از آن ها با عنوان جرثقیل های پل نیز یاد می شود، نوع خاص و بسیار پرکاربردی از جرثقیل های سقفی است که شاکله اصلی سازه آن، از یک یا دو تیر افقی با عنوان پل (Bridge) تشکیل شده است

از مهمترین انواع جرثقیل های سقفی پل دار می توان به موارد زیر اشاره نمود:‌
الف) جرثقیل های سقفی تک پل:
جرثقیل های سقفی تک پل (Single grider overhead crane)،یکی از انواع جرثقیل های سقفی و از دسته جرثقیل های ثابت و دايمی است که عمدتا در محیط های صنعتی، از آن برای تخلیه، حمل و نقل و بارگیری اجسام استفاده می شود. سازه این جرثقیل ها، همانگونه که نامشان پیداست، از یک پل (grider) تشکیل شده است و در فضای بالای سر و در راستای عرضی، در سقف سازه ها نصب می شوند.
ب) جرثقیل سقفی دو پل:
جرثقیل سقفی دو پل(Double grider overhead crane)، یکی از انواع جرثقیل های سقفی و از دسته جرثقیل های ثابت و دايمی است که عمدتا در محیط های صنعتی، از آن برای تخلیه، حمل و نقل و بارگیری اجسام استفاده می شود. سازه این جرثقیل ها، همانگونه که از نامشان پیداست، از دو پل (grider) تشکیل شده است و در فضای بالای سر و در راستای عرضی، در سقف سازه ها نصب می شوند.
سازه فلزی جرثقیل:
مهمترین اجزای به کار رفته در سازه یک جرثقیل سقفی پل دار عبارتند از :
１- باندهای حرکت (Runways) : باندهای حرکت جرثقیل به دو دسته زیر تقسیم بندی می شوند:
باندهای حرکت طولی (Longtiudinally Runways) :مسیری که جرثقیل در راستای طولی سازه می کند، اصطلاحا باند حرکت طولی نامیده می شود. هر جرثقیل سقفی، بر روی دو ریل طولی(Runway Rails) که به صورت موازی بر روی تیرهای حمال تعبیه شده در دو سمت سازه نصب شده اند، قرار می گیرد و از این طریق می تواند مسیر طولی سازه را طی کند.
باندهای حرکت عرضی (Transverse Runways) : مسیری که جرثقیل، در راستای عرضی سازه طی میکند، اصطلاحا باند عرضی نامیده می شود.هر جرثقیل تعبیه شده، قرار می گیرد و از این طریق می. تواند مسیر عرضی سازه را طی کند. ریل های جرثقیل ، بسته به کاربرد جرثقیل و نیروهای وارده در ابعاد و ضخامت های مختلفی طراحی و تولید می شوند. این تجهیزات، به دلیل نیروهایی که به صورت مستمر بر آن ها وارد می شود، بسیار در معرض خوردگی و شکستگی قرار دارند. به همین دلیل معمولا برای ساخت آن ها، از فولاد، آلومینیوم، منگنز، پی وی سی و سایر موادی که استقامت بالایی در برابر خوردگی و شکستگی دارند استفاده می شود.
２- پل ها(Bridges) : پل ها، تیرهای باربر تشکیل دهنده اسکلت سازه جرثقیل های سقفی هستند که به صورت افقی، در سقف سازه قرار گرفته و وزن اجزای جرثقیل و بارهای حمل و شده توسط آن را تحمل و از کلگی ها به ستون های سازه منتقل می کنند. عمدتا برای ساخت پل های جرثقیل، از تیر ورق های فولادی و در برخی موارد، از پروفیل های استاندارد استفاده می شود.
３- بارکش انتهایی (End Trucks): بارکش انتهایی یا کلگی ها، تیرهای حمل کننده پل های جرثقیل های سقفی هستند که در دو انتهای پل ها و در راستای طولی، بر روی باندهای حرکت قرار می گیرند. کلگی ها، شامل یک موتور محرکه به همراه چندین چرخ (۴ یا ۶ یا ۸ چرخ) هستند که از این طریق، امکان حرکت آن ها بر روی ریل ها و در نتیجه حرکت طولی جرثقیل سقفی فراهم می شود.
معمولا برای ساخت کلگی ها، از تیرورق های فولادی به شکل باکس استفاده می شود. اتصال کلگی ها به پل های جرثقیل نیز از طریق فلنج های تعبیه شده بر روی آن ها انجام می گردد. کلگی ها، معمولا به دو نوع استاندارد(Standard) و قطاری(Boogie) طراحی و ساخته می شوند.

تجهیزات اجزای الکتریکی به کار رفته در یک جرثقیل سقفی عبارتند از:
１- موتور محرکه ارتفاعی(Hoist): بالابریا وینچ(Winch) ، موتور محرکه جرثقیل های سقفی در راستای ارتفاعی و یکی از مهمترین اجزای جرثقیل های سقفی است که با استفاده از یک درام سیم پیچی شده و یک الکتروموتور و جرثقیل های سقفی گیربکس، بار را در راستای قائم جا به جا می کنند. وینچ ها، بر روی کالسکه جرثقیل نصب شده و با استفاده از زنجیر یا سیم بکسل، اجسام متصل شده به قلاب را به سمت بالا یا پایین حمل می کند و یا در ارتفاع مورد نظر، نگه می دارند.
بالابرهای مورد استفاده در جرثقیل های سقفی، عمدتا به دو دسته زیر تقسیم بندی می شوند:
بالابر برقی: در بالابرهای برقی،نیروی محرکه مورد نیاز، از طریق جریان الکتریسیته تامین می شود.بنابراین، ظرفیت حمل بالابرهای برقی، بسیار زیاد بوده و عمدتا از آن ها برای حمل اجسام سنگین وزن تا ارتفاع زیاد مورد استفاده قرار میگیرند. بالابرهای برقی به دو نوع زنحیری (Chain) و سیم بکسلی(Wire rope) تقسیم بندی می شوند.
بالابر پنوماتیک: در بالابر های پنوماتیک، نیروی محرکه مورد نیاز، از طریق هوای فشرده (پنوماتیک) نامین می شود.معمولا از این نوع بالابرها، در محیط هایی مانند صنایع شیمیایی استفاده می شود که به دلایل ایمنی، امکان استفاده از نیروی محرکه جریان الکتریسیته وجود نداشته باشد. زیرا در چنین مواردی، استفاده از جریان برق، امکان جرقه و آتش سوزی را افزایش می دهد.
２- موتور محرکه طولی(Travelling Motor) : برای حرکت جرثقیل سقفی در راستای طولی از طریق کلگی ها، از یک موتور گیربکس جرثقیل استفاده می شود.
３- سیستم های برق رسانی (Electrication Systems) : سیستم یرق رسانی جرثقیل های سقفی، شامل دو بخش مهم است: سیستم برق رسانی طولی و سیستم برق رسانی عرضی که شامل کابل های تخت و سی ریل و قرقره (Festoon)، شین و برق رسان(Conductor) و کابل و نوارهای هادی و عایق می باشد. همچنین، از مهمترین تجهیزات الکتریکی مورد استفاده در جرثقیل های سقفی می توان به تابلو های برق (Main Panel) اشاره نمود.
４- سیستم های کنترل (Control Systems) :انتقال فرمان ها و کنترل جرثقیل های سقفی، عمدتا به سه طریق زیر قابل انجام است:
دستگاه کنترل آویز (Pendant Control): معمولا، در اکثر جرثقیل های سقفی، دستگاه کنترل و کلید فرمان توسط یک کابل بلند، از جرثقیل آویزان شده است و اپراتور از طریق آن، جرثقیل را کنترل می کند. این کنترلر ها، دارای چندین دکمه برای هدایت جرثقیل در راستا های مختلف هستند و کارکردن با آن ها- با در نظر گرفتن نکات ایمنی- بسیار آسان است.
دستگاه کنترل بی سیم (Remote Control): دستگاه های کنترل بی سیم (ریموت کنترل) انجام می شود.این کنترلر ها نیز شامل جند دکمه برای صدور فرمان ها به جرثقیل هستند و کار کردن با آن ها- با در نظر گرفتن نکات ایمنی- بسیار آسان است. کابین کنترل (Control Cabin): در برخی از جرثقیل های سقفی، برای هدایت بهتر بارها و همچنین نظارت دقیق تر بر فرایند حمل و نقل و تخلیه و بارگیری اجسام، کابین مستقلی بر روی پل های جرثقیل نصب می گردد که اپراتور در آن مستقر شده و کنترل جرثقیل را بدست می گیرد.

تجهیزات مکانیکی:
مهمترین اجزای مکانیکی به کار رفته در یک جرثقیل سقفی عبارتند از:‌
１- کالسکه(Trolley) :کالسکه یا واگن جرثقیل، چارچوب لازم برای نگهداری و عملکرد بالابر را فراهم می آورد. معمولا کالسکه ها به صورت افقی بر روی پل نصب می شوند و از طریق موتور محرکه عرضی که به آن ها متصل شده است، قابلیت حرکت بر روی ریل های تعبیه شده بر پل ها، در راستای عرض سالن را دارند. بنابراین، جابه جایی بارها در راستای عرضی، از طریق حرکت کالسکه ممکن می شود.
２- قلاب (Hook) و زنجیر ها: در جرثقیل های سقفی، برای اتصال بالابرها به بارها،عمدتا از قلاب ها وبرای اتصال قلاب به بالابر نیز معمولا از زنجیر، سیم بکسل یا کابل های مستحکم استفاده می شود.مجموعه قلاب و زنجیرها و کابل ها، وظیفه مهار و نگهداری بارها را بر عهده دارند. به همین دلیل، این اجزاء باید از متریال بسیار مستحکمی ساخته شوند تا بتوانند وزن بار را به خوبی تحمل کنند.
３- سیستم ترمز و ضربه گیرها(Bumpers) : ضربه گیرها، همانگونه که از نامشان پیداست، تجهیزاتی هستند که به منظور کنترل ضربه های وارده و جلوگیری از آسیب به اسکلت سازه طراحی می شوند. این تجهیزات، عمدتا در نقاط انتهایی پل ها(در نزدیکی محل قرار گیری ستون های سازه)، در جلو و عقب کالسکه و همچنین در نقاط ابتدایی و انتهایی باند حرکتی جرثقیل های سقفی نصب می شوند.