اختيار المحرك الكهربائي للرافعة القادوسية ومعلومات الطلب

ترفع الرافعة القادوسية المواد السائبة عمودياً إلى الأعلى بقواديس مثبتة على سير أو سلسلة. ويقع محرك الإدارة في الرأس العلوي، ويأتي الحمل من رفع وزن المادة في القواديس ضد الجاذبية. وهذا هو الفرق الأساسي بين الرافعة والناقل الأفقي: فعندما يتوقف المحرك تميل القواديس الممتلئة إلى الرجوع، وعند الإقلاع يجب على المحرك رفع العمود الممتلئ من سرعة صفرية. نشرح في هذا المقال المعلومات اللازمة عند اختيار محرك الرافعة، ولماذا يجب ألا تُخلط آلية منع الرجوع بالمحرك، وما الذي يجب إبلاغه في الطلب.

لماذا يختلف حمل الرافعة؟

في الناقل الأفقي يتغلب المحرك أساساً على الاحتكاك؛ ولا تُرفع المادة إلى الأعلى. أما في الرافعة القادوسية فيُصرف الجزء الأكبر من القدرة على رفع المادة في القواديس على امتداد ارتفاع الرافعة. وكلما ازدادت السعة والارتفاع تكبر القدرة المطلوبة بتناسب طردي تقريباً. ويضاف إلى ذلك مقاومة الكشط في منطقة البكرة السفلية حيث تغرف القواديس المادة، واحتكاك السير أو السلسلة والبكرات والمحامل.

لذلك لا نكتب لمحرك الرافعة قاعدة عامة مثل "لرافعة بهذا الارتفاع كذا kW". فالقدرة تُحسب من السعة بالساعة، وارتفاع الرفع، والكثافة السائبة للمادة، ونوع القادوس وسرعته، وهذا الحساب من اختصاص الشركة المصنّعة للرافعة. وإذا كان المحرك سيُستبدل في رافعة قائمة فالمرجع هو لوحة بيانات المحرك القديم الذي عمل دون مشكلات.

انتبهوا إلى زيادة السعة

من الأسباب الشائعة لمشكلات المحركات في الرافعات زيادة السعة مع الوقت: تُركَّب قواديس أكبر، أو تُسرَّع التغذية، أو يُنتقل إلى مادة أكثف. فيكبر الحمل بينما يبقى المحرك نفسه. وإذا كان المحرك القديم يسخن أو يفصل الحماية الحرارية فافحصوا قبل اختيار محرك جديد هل حدثت هذه التغييرات.

قفل منع الرجوع والفرامل: ليسا من عمل المحرك

عندما تنقطع الطاقة عن رافعة ممتلئة فإنها تدور إلى الخلف بسبب وزن القواديس الممتلئة في الفرع الصاعد. ويؤدي هذا الدوران إلى تكدس المادة في الرأس السفلي وتضرر القواديس والسير. ولمنع ذلك يُستخدم في الرافعات قفل منع الرجوع (backstop)؛ ويكون هذا العنصر عادة داخل مخفض السرعة أو على عمود الرأس العلوي.

المحرك غير المتزامن القياسي ثلاثي الطور لا يمنع الرجوع وحده. وإذا كانت وظيفة منع الرجوع في الرافعة القائمة في المحرك نفسه، أي إذا كان المحرك بفرامل أو كان يُستخدم محرك خاص بقفل منع الرجوع، فهذا لا يُعد مماثلاً للمحرك القياسي؛ ويلزم محرك خاص ويجب السؤال عنه بشكل منفصل مع لوحة البيانات والمعلومات الفنية. وعند استبدال المحرك وضّحوا ما يلي:

• هل قفل منع الرجوع في مخفض السرعة، أم على عمود الرأس العلوي، أم في المحرك؟
• هل توجد على لوحة بيانات المحرك القديم معلومة إضافية مثل جهد الفرامل أو عزم الفرامل؟
• إذا كان مخفض السرعة سيبقى دون تغيير، فهل اتجاه دوران قفل منع الرجوع متوافق مع توصيل المحرك الجديد؟ فإذا وُصل المحرك في الاتجاه المعاكس يقفل القفلُ المحرك؛ ولهذا فإن فحص الاتجاه عند التشغيل الأول أمر حاسم.

الإقلاع الممتلئ وطريقة الإقلاع

في لحظة توقف الرافعة تبقى القواديس ممتلئة، وعند الإقلاع يجب على المحرك رفع هذا الحمل فوراً. كما أن المادة المتراكمة في الرأس السفلي قد تصعّب غرف القواديس عند الإقلاع. وهذان العاملان معاً يجعلان إقلاع الرافعة أثقل من التشغيل المستمر.

• الإقلاع المباشر: شائع في القدرات الصغيرة والمتوسطة؛ ويعطي المحرك عزم الإقلاع الكامل.
• نجمة-مثلث: يخفض عزم الإقلاع إلى نحو الثلث. وعند الإقلاع والعمود ممتلئ قد لا يتمكن المحرك من التسارع في وضع النجمة؛ ولا يُفضَّل هذا الأسلوب إلا إذا كانت الرافعة تُوقف بعد تفريغها أو كان الحساب مناسباً.
• عاكس التردد: يوفر إقلاعاً ناعماً وبعزم دوران عالٍ. سلاسلنا ثلاثية الطور مناسبة للتحكم في السرعة بعاكس التردد؛ وفي التشغيل الطويل بعزم كامل وسرعة منخفضة قد تلزم مروحة خارجية، وإذا كان الكابل بين المشغّل والمحرك طويلاً يُقيَّم مرشح dv/dt أو المرشح الجيبي؛ وتُبلَّغ هذه الشروط عند الطلب. والمسافة بين الرأس العلوي واللوحة طويلة غالباً في الرافعات؛ فاذكروا طول الكابل في الطلب.

الإجراء الأكثر فعالية في التشغيل هو قطع التغذية وتفريغ القواديس قبل إيقاف الرافعة. أما حالات التوقف الطارئ فتبقى خارج ذلك؛ ويجب تقييم المحرك وطريقة الإقلاع على أساس الإقلاع الممتلئ بعد التوقف الطارئ.

توصيل المحرك وبيئة التشغيل

في الرأس العلوي للرافعة يعمل المحرك عادة مع مخفض سرعة. وثلاثة ترتيبات شائعة: التوصيل بالشفة حيث يستقر المحرك بشفة B5 على مدخل مخفض السرعة، والترتيب الذي يُثبَّت فيه المحرك بأرجله على حامل ويعطي القدرة لمخفض السرعة بوصلة، والإدارة بالسير والبكرة. وفي HEM Motor تُقدَّم الأشكال B3 وB5 وB14 وB34 وB35 والعمودية حسب الهيكل؛ ويُتأكد من مقاس الشفة عند الطلب. قارنوا مقاسات العمود والشفة بالرسومات الفنية ثنائية الأبعاد.

من حيث البيئة يكون رأس الرافعة مغبراً، وغالباً في الهواء الطلق أو في قمة برج مغلق. ولذلك:

• حماية IP55 ضد الغبار ورذاذ الماء؛ وفي التركيبات المكشوفة التي يصلها المطر مباشرة يجب حماية أعلى المحرك بمظلة، وعدم سد مدخل هواء غطاء المروحة.
• يؤدي الغبار المتراكم على زعانف تبريد المحرك إلى السخونة؛ ويجب التخطيط لتنظيف دوري.
• قد تتطلب بيئات الغبار القابل للانفجار مثل الحبوب والدقيق ظروفاً خاصة؛ وفي هذه الحالة أبلغوا عن تصنيف المناطق في منشأتكم قبل الطلب، ويُقيَّم بشكل منفصل ما إذا كان المحرك القياسي مناسباً.
• يتطلب استبدال المحرك في نقطة مرتفعة رافعة أو منصة؛ وصلابة الهيكل من حديد الزهر ميزة في الرؤوس المهتزة، لكن يجب وضع خطة النقل من البداية.

طرازات نموذجية

اختيرت الطرازات أدناه من سلسلة حديد الزهر ومن فئات قدرة مختلفة تُرى في إدارة الرافعات. جميعها رباعية الأقطاب (1500 دورة/دقيقة تزامنية)، وIP55، وبعزل من الفئة F. ويجب تحديد القدرة اللازمة ببيانات الرافعة.

الطراز 3 kW بلوحة 230/400 V ويُوصل نجمة على شبكة 400 V؛ ولذلك فهو غير مناسب للإقلاع نجمة-مثلث. أما الطرازان 15 kW و30 kW فبلوحة 400/690 V ويعملان مثلثاً على شبكة 400 V. والمعلومات العامة عن الرافعات ومعدات النقل العمودي الأخرى موجودة في صفحة المحركات الكهربائية لأنظمة النقل.

مثال افتراضي: تجديد المحرك في رافعة حبوب

هذا القسم مثال توضيحي، وليس تطبيقاً حقيقياً. لنفترض أن محركاً بقدرة 15 kW رباعي الأقطاب بهيكل 160L في الرأس العلوي لرافعة قادوسية متوسطة الارتفاع في منشأة حبوب سيُستبدل بسبب عطل في الملف. ويوجد قفل منع الرجوع في مخفض السرعة، والمحرك موصول بمخفض السرعة بشفة B5.

• لأن قفل منع الرجوع في مخفض السرعة فإن المحرك القياسي مناسب؛ والطراز المرشح هو 160L-4.
• يُقاس قطر تمركز الشفة ودائرة الثقوب من المحرك القديم، ويُتأكد منهما عند الطلب؛ ويُفحص قطر العمود وطوله حسب مدخل مخفض السرعة.
• قبل التشغيل الأول يُفحص اتجاه الدوران والمحرك مفصول عن مخفض السرعة؛ وإذا كان الاتجاه معاكساً يُبدَّل طوران. وبذلك لا يُحمَّل قفل منع الرجوع في الاتجاه المعاكس.
• إذا كانت المنشأة خاضعة لتصنيف مناطق الغبار فتُشارك هذه المعلومة قبل الطلب.

المعلومات الواجب إرسالها للطلب

• صورة لوحة بيانات المحرك القديم (القدرة، السرعة، الجهد، رمز الهيكل؛ ومعلومات الفرامل إن وُجدت)
• ارتفاع الرافعة وسعتها والمادة المنقولة
• موضع قفل منع الرجوع (مخفض السرعة، عمود الرأس أو المحرك)
• طريقة التوصيل وشكل التركيب (B5 بشفة، B3 بأرجل، B35، بالسير)
• طريقة الإقلاع، وطول الكابل بين اللوحة والمحرك، وجهد الشبكة
• البيئة: منطقة مكشوفة، كثافة الغبار، وتصنيف المناطق إن وُجد

تصفّحوا الطرازات المناسبة والأسعار الحالية في صفحة شراء محرك كهربائي. وللسؤال عن الطراز المناسب بمعلومات لوحة بيانات المحرك في رافعتكم أرسلوا صورة لوحة البيانات؛ وإذا كان الأمر يتعلق بترتيب إدارة خاص فشاركوا المعلومات الفنية عبر صفحة الاتصال لدينا.