إنه في الأخدود

في منصة القراء هذه ، يؤكد مؤلفك أن الحبل يفضل U-groove.

سواء كان ذلك في لعبة البيسبول عندما يكون الضارب "في الأخدود" ويبدو أنه يسحق الكرة ، أو لاعب غولف لديه "أخدوده" ويستنزف كل رمية ، فإن التواجد في الأخدود هو المكان الذي يحب المرء أن يكون فيه. عندما يتعلق الأمر بالحبال ، فإن هذا البيان يحتوي على بعض التصفيات معه. لا يفضل الحبل فقط أخدود U ، ولكنه يفضل أخدود U كامل الاستدارة ، بنصف قطر أكبر بنسبة 6٪ من القطر الاسمي للحبل. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فيمكننا البدء في حساب تكسير الحبل ، بدلاً من الكرة ، واستنزاف عمر الحبل بدلاً من الضربات. آثار الأخاديد الأكثر عدوانية ، مثل الأخاديد على شكل V وتقويض U ، غير معروفة ، ويجب على المرء أن يفهم الآثار - كل من الفوائد والتكلفة - لاستخدام أنواع الأخدود العدوانية هذه. قبل أن نتمكن من مناقشة أي حسابات ، دعنا أولاً نلقي نظرة على بعض أنواع الأخدود المختلفة المستخدمة اليوم ، والأسباب الكامنة وراء استخدامها.

بادئ ذي بدء ، مع زيادة تكلفة المساحة ، تم بذل جهود لتقليل استهلاكها بغرف آلات المصاعد ، وهو ما يتضح من عدد المصاعد التي لا تحتوي على غرفة ماكينات (MRL) المستخدمة اليوم. أدت هذه الرغبة في شغل مساحة أقل إلى آلات أصغر ، والتي توفر مساحة ولكن ليس بدون تكلفة. عندما يفحص المرء متطلبات عزم الدوران لآلة كبيرة (والتي يمكن أن ترتبط ارتباطًا مباشرًا باستهلاك الطاقة) مقابل آلة أصغر ، فمن السهل رؤية الآلة الأصغر تتطلب عزم دوران أقل ، وبالتالي ، استهلاك أقل للطاقة ، وهو أمر إيجابي ولكن ، مرة أخرى ، ليس بدون تكلفة.

لغرض فحص عزم الدوران ، ضع في اعتبارك أن "حجم الماكينة" هو نفسه "حجم بكرة الجر". التعريف الأساسي لعزم الدوران هو "" التي  = عزم الدوران ، r = نصف القطر ، F = القوة و  = الزاوية بين F وما يُعرف باسم "ذراع العزم". في مصعد الجر ، يمكن للمرء أن يفكر  ليكون مساويا ل 90 درجة ، ومنذ ، يمكننا أن نقول ، أو عزم الدوران المطلوب ، يساوي نصف قطر بكرة الجر مضروبًا في القوة المطلوبة. من هناك ، يمكن للمرء أن يرى أنه كلما أصبح نصف القطر أصغر ، يتم تقليل متطلبات عزم الدوران. هذا أمر إيجابي من حيث علاقته بحجم المحرك ، لكن ما الذي فعله هذا لجر النظام؟ باستخدام الحزم الأصغر ، وبالتالي تقليل قوس التلامس بين الحبل والحزمة والحاجة إلى تحقيق نفس الجر المتاح ، يتعين على المرء زيادة الضغط بين الحبل والحزمة ، أي ضغط الأخدود. يمكن القيام بذلك عن طريق تقويض U-groove أو استخدام V-groove. التأثير العملي لتقويض U-groove أو استخدام V-groove هو أن الحبل لم يعد مدعومًا بالكامل في U-groove ، وهناك مساحة أقل من الحبل ملامسة للحزمة. إذا كان لدينا نفس الأحمال موزعة على مساحة أصغر ، فمن السهل أن نرى كيف سيتم زيادة "ضغط الأخدود" نفسه.

من خلال فهم بعض الأسباب وراء الرغبة أو الحاجة إلى وجود هذه الأخاديد الأكثر عدوانية ، يمكننا الآن إلقاء نظرة على بعض الطرق لحساب عدد الانحناءات التي يمكن توقعها مع أنواع مختلفة من الأخاديد ، بالإضافة إلى طريقة لمعادلة واحدة منحنى الأخدود "العدواني" إلى أخدود U كامل الاستدارة. بمجرد القيام بذلك ، يمكننا تقييم جانب التكلفة في المعادلة لمعرفة ما إذا كانت الفائدة تستحق التكلفة ، أو على الأقل فهم ما يجب أن تكون عليه توقعاتنا.

أولاً ، لنلقِ نظرة على المعادلة القياسية التي يستخدمها الكثيرون في الصناعة. يشار إليها عادة باسم "معادلة فيرير مدى الحياة" ، والتي طورها البروفيسور كلاوس فيرير من جامعة شتوتغارت في شتوتغارت بألمانيا. فيما يلي المعادلة الأساسية لتحديد عدد الانحناءات البسيطة التي يمكن للمرء أن يتوقعها:

هناك العديد من العوامل التي يجب أخذها في الاعتبار عند استخدام معادلات Feyrer ، ولكن لن تتم مناقشتها بعمق هنا. بدلاً من ذلك ، سوف نركز على عامل واحد أشار إليه فيرير باسم "عامل التحمل" ، المعروف باسم  وذات صلة بأخدود الحزم. عوامل التحمل هذه هي العوامل التي ، عند ضربها مع العدد المحسوب للانحناءات التي تم الحصول عليها من معادلة عمر Feyrer ، تنتج عددًا مصححًا من الانحناءات المتوقعة.

 هو العامل الذي يصف تأثير تصميم الأخدود على عمر الحبل. كما ذكر أعلاه ، يفضل الحبل العمل في أخدود نصف قطره أكبر بنسبة 6٪ من القطر الاسمي لحبل الرافعة. يظهر هذا عندما ينظر المرء إلى عوامل الأحجام المختلفة لأخاديد U القياسية.

يوضح الجدول أدناه عوامل هذه الأخاديد.

إذا فحصنا  عامل الأخدود أكبر بنسبة 6٪ من الحبل الاسمي ، ، فسنرى أن قيمة  هو 1.0. للنظر إليها بطريقة أخرى ، إذا كان المرء قد حسب العمر المتوقع في تثبيت معين ليكون 1,000,000،1،XNUMX (XNUMX مليون) انحناء ، لتطبيق  العامل ، يمكن للمرء ببساطة ضرب العدد المحسوب للانحناءات في العامل للحصول على "العدد المصحح للانحناءات" ، أي 1,000,000 × 1.0 = 1,000,000. يمكننا أن نرى أن أساس عامل الأخدود هو أخدود U أكبر حجمًا بنسبة 6٪. إذا كان لهذا التثبيت نفسه وجود أخدود كان ، على سبيل المثال ، أكبر بنسبة 10 ٪ ، فسيتم تقليل العمر. على الرغم من أن الحبل لا يزال عبارة عن أخدود دائري كامل ، إلا أن الحبل غير مدعوم كما ينبغي وأن يكون العدد المصحح للانحناءات هو 1,000,000 × 0.79 = 790,000 انحناءات. على الرغم من أنه ليس جزءًا من عوامل الأخدود المستدير المقدمة كجزء من بحث Feyrer ، وحقيقة أن معظم الحبال يتم إنتاجها أكبر قليلاً من قيمتها الاسمية ، إلا أنه يُعتقد عن أي أخدود دائري على شكل حرف U أقل من 6٪ من قطر الحبل الاسمي سيكون له أيضًا تأثير سلبي على حياة الحبل.

مع الحفاظ على نفس التثبيت المحدد مع 1,000,000 انحناء محسوب ، دعونا نلقي نظرة على تغيير نوع الأخدود إلى تقويض. قد يكون هذا ضروريًا ، كما ذكر سابقًا ، بسبب متطلبات الجر. تم تطوير عوامل هندسة الأخدود هذه من 75 درجة إلى 105 درجة بزيادات قدرها 5 درجات ، كما هو موضح أدناه.

عند إجراء نفس الحساب كما كان من قبل ، ولكن باستخدام أخدود U مقوم بزاوية 90 درجة ، سيحصل المرء على النتائج التالية: 1,000,000 × 0.20 = 200,000 ، أو تخفيض بنسبة 80 ٪ في عمر الحبل مقابل أخدود دائري على شكل حرف U. في بعض الحالات ، يكون من الضروري ، بسبب متطلبات الجر ، السير على طول الطريق حتى 105 درجة. في هذه الحالات ، يمكن للمرء أن يحسب 1,000,000 × 0.066 = 66,000 رحلة ، أو أكثر من 93 ٪ انخفاض في عمر الحبل.

الأخدود الأخير الذي سننظر إليه هو V-groove. هذا النوع من الأخدود له فائدة في توليد الحد الأقصى من الجر عندما يكون جديدًا أو إذا تم تقويته بدرجة كافية لمنع فقدان شكله ، ولكن له أيضًا أكبر تكلفة مرتبطة به. إذا كان من الممكن تحقيق الجر بفتح بزاوية 45 درجة ، فإن التكلفة تكون 75٪ "فقط" من عمر الحبل ، ولكن إذا ذهبنا إلى أقصى 35 درجة فولت ، فسنحسب (مرة أخرى بنفس المعطى التثبيت) 1,000,000،0.054،54,000 x 94.6 = XNUMX،XNUMX انحناءات ، أو تقليل العمر الافتراضي بنسبة XNUMX٪.

هناك طريقة أخرى للنظر في التأثير الذي تحدثه أشكال أو أشكال الأخدود على عمر الحبل وهي مساواة عدد الانحناءات على أخدود عدواني أو تقويض أو V ، إلى عدد الانحناءات التي قد تتطلبها لإحداث نفس "الضرر" إذا كان الانحناء يحدث على أخدود U كامل الاستدارة ، أو "الحزم المكافئة". وفقًا لـ Lubomir Janovsky ، يمكن للمرء تقييم النظام عن طريق حساب مقدار الانحناءات المكافئة إذا كان الملف الشخصي أكبر بنسبة 6 ٪ من أخدود U الاسمي الكامل.

يمكن استخدام المعادلة التالية لحساب عدد الحزم المكافئ: . قيمة  يمكن تحديدها من الجدول أدناه. على سبيل المثال ، إذا نظرنا إلى V-groove الأخير الذي تم اعتباره في عوامل التحمل أعلاه ، 35 درجة ، فسنختار 18.5 كقيمة لـ .

استخدم  هي العلاقة بين حزمة الجر وحزمة العاكس المتوسط. ال  هو عدد العاكسات ذات الانحناءات البسيطة ، و  هو عدد العاكسات ذات الانحناءات العكسية. يتم عرض هذه الطريقة بسهولة مع مثال باستخدام النظام البسيط أدناه.                                 

ضع في اعتبارك المتغيرات التالية:

يبلغ قطر الجر 24 بوصة. أخدود دائري على شكل حرف U

إنحراف Sheave هو 20 بوصة. نظرًا لأننا نساوي ما يعادل U-groove.

  يبلغ قطر الجر 24 بوصة. 

بكرة عاكس واحدة فقط ، لذلك ليست هناك حاجة إلى المتوسط. إذا كانت هناك حزم منحرف متعددة بأقطار مختلفة ، فيمكن للمرء ببساطة أن يأخذ المتوسط ​​على أنه

 . لا يوجد سوى عاكس واحد مع انحناء بسيط

      . لا توجد انحرافات مع انحناءات عكسية.

إذا عوضنا بهذه القيم في الجزء المناسب من المعادلة ، فإن الحساب ينتج عنه 3.074 حزمة مكافئة. قد يتساءل المرء ، "إذا كان محرك الأقراص والعاكس كلاهما أخاديد دائرية على شكل حرف U ، فلماذا لم تكن النتائج 2؟" والسبب في ذلك هو أن غلاف العاكس أصغر أو أكثر إحكامًا مع انحناء يحدث عند العاكس. يرى المرء هذا في الجزء من الحساب ويمكن رؤية نسبة الجر الكبير إلى العاكس الأصغر ينتج 1.074 انحناءات إضافية ، عند النظر في الانحناءات على حزمة الجر الأكبر. إذا كان العاكس هو نفس قطر محرك الأقراص ، لكان هذا هو الحال.

الآن ، دعنا نفكر في نفس التثبيت الموضح بنفس 24 بوصة. قطر الجر و 20 في. المنحرف ، ولكن مع محرك الجر بزاوية 105 درجة.

من الجدول على اليسار ، يوجد أخدود U-groove بزاوية 105 درجة . هناك طريقة أخرى للتفكير في ذلك وهي التفكير في رحلة واحدة عبر أخدود U-groove بزاوية 105 درجة وهو ما يعادل 15.2 رحلة على مدار U-groove.

الآن ، ينتج عن الحساب:

إذن ، ما الذي يمكن للمرء أن ينظر إليه ويقول أنه من الواضح أنه يحتوي على انحناءين فقط في النظام؟ نظرًا لهندسة الأخدود وبكرة الانحراف الأصغر ، فهي مكافئة لنظام ذي أخاديد U كاملة الاستدارة مكونة من حزمة سحب و 16 حزمة انحراف إضافية ، بإجمالي ما يزيد قليلاً عن 17 انحناءً مكافئًا لكل رحلة كما هو موضح أعلاه .

أخيرًا ، تعكس هاتان الطريقتان الضرر المتراكم للحبل أو ، بعبارة أخرى ، تعكسان الانخفاض في العمر الناجم عن هذه الأخاديد العدوانية. إذا أردنا مقارنة عوامل الطريقتين المختلفتين لحساب تأثير الأخدود على الحبل ، فسنرى أنهما متفقان بشكل أساسي. ببساطة اضرب Feyrer  عامل حسب الحزم المكافئ المقابل لملف تعريف أخدود معين ، وستنتج النتائج 1. انظر الجدول 1.

الجدول 1

هل هذا يعني أنه لا ينبغي على المرء استخدام الأخاديد V المختلفة أو تقويض الأخاديد U في نظامهم؟ ليس هذا هو الهدف من هذه المعلومات. النقطة الأساسية هي أن هناك العديد من الأشياء التي يجب مراعاتها عند تحديد كيفية تصميم النظام ، وما يمكن توقعه وما ينبغي توقعه من تكوين معين. إذا كانت الاستفادة من مساحة أكبر في المبنى تفوق التكلفة الإضافية للملكية ، أو كان تقليل استهلاك الطاقة يفوق الصيانة الإضافية ، فقد تم اتخاذ القرار للسبب الصحيح. هناك شيء أخير يجب فهمه عند النظر إلى تأثير الأخدود على الحبال ، وهو أن جميع الحبال ليست متساوية. قد يكون من الأفضل قول أن جميع أنواع الحبال ليست متشابهة.

بالعودة إلى آلات السحب الكبيرة من نوع D-to-d، حيث كانت الحبال تدور في أخدود دائري كامل على شكل حرف U، كانت الحبال القياسية 8x19 تؤدي أداءً جيدًا ولم تكن مدة صلاحيتها مشكلة. أما اليوم، ومع نسب بكرات الجر إلى قطر الحبل البالغة 40:1، بالإضافة إلى الضغوط العالية الناتجة عن الأخدود القوي، فإن خيارنا الوحيد هو استخدام تصميم حبل عالي الأداء (HP). وهذا يعني استخدام حبل ذي قلب سلكي مستقل (IWRC) أو حبل ذي قلب سلكي متوازي (PWRC). يُصنع كلا التصميمين عاليي الأداء من الفولاذ بالكامل، وكذلك من قلب مختلط، أي أن القلب إما مزيج من الفولاذ والبولي بروبيلين، أو الفولاذ والسيزال. عند اختيار الحبل عالي الأداء المناسب، هناك بعض النقاط التي يجب مراعاتها. أولًا، لا يوجد تصميم واحد مناسب لجميع التركيبات. فلكل من حبال IWRC وPWRC مزاياها وعيوبها الخاصة. سيساعد فهم ذلك في اختيار الحبل الأنسب لكل تركيب. ثانيًا، لا يمكن لأي حبل، حتى الحبل عالي الأداء، أن يعكس تأثير البكرات الصغيرة والأخاديد العميقة على عمر الحبل. ما يمكن أن يفعله هو توفير نتائج "أفضل" أو عمر "أطول" من الحبل القياسي 8x19، إذا تم اختيار الحبل عالي الأداء المناسب. عند النظر إلى التكلفة الأعلى قليلًا للحبل عالي الأداء مقابل تكلفة تغيير الحبل الأقل تكلفة 8x19 - عدة مرات في بعض الحالات - يسهل إدراك فائدة الحبال عالية الأداء.

إذا فهمنا التكلفة مقابل المنفعة ، فيمكننا أن نكون واثقين من القرار الذي نتخذه. سواء كان ذلك في تخطيط الصيانة أو حساب تكلفة التشغيل أو - في أفضل الأحوال - تحديد ما هو مطلوب مقدمًا حتى يمكن اتخاذ أفضل قرار ، فإن القول المأثور القديم صحيح: "المعرفة قوة". يجب أن يكون هدف الجميع هو معرفة ما لديك أو ما تحصل عليه أو ما تقدمه.