در طراحی بومهای تلسکوپی برای-جرثقیلهای فوقالعاده بزرگ (جرثقیلهای همه{{1} زمینی و خزنده با ظرفیتهای اغلب بیش از 1000 تن)، انتخاب S500QL نسبت به S460QL یک تصمیم مهندسی بالا- است که هدف آن حل کردن محدودیتهای خاص و بحرانی است.
محرک اصلی صرفاً افزایش خطی در قدرت نیست، بلکه حل چالشهای غیرخطی- است که S460QL نمیتواند بر آنها غلبه کند. مشکلات اصلی S500QL در اینجا آمده است:
1. مشکل اساسی: کاهش کمانش موضعی در بخشهای دیوار فوقالعاده-نازک و پرتنش-
این اساسی ترین و تعیین کننده ترین عامل است.
چالش:همانطور که بوم ها به طول های بیشتر گسترش می یابند، تنش های فشاری در صفحه پایین (وتر تحت خمش) به طور چشمگیری افزایش می یابد. برای حفظ وزن خود{1}}بوم، ضخامت دیواره آکوردهای بخش جعبه{2}}باید به حداقل برسد. با استفاده از S460QL، ضخامت مورد نیاز برای جلوگیری از کمانش موضعی ممکن است از دیدگاه ساخت، پایداری و خوردگی به طور غیرعملی نازک شود.
چگونه S500QL آن را حل می کند:استحکام تسلیم بالاتر (بیشتر یا مساوی 500 مگاپاسکال در مقابل بزرگتر یا مساوی 460 مگاپاسکال) به طور مستقیم تنش بحرانی کمانش صفحه را افزایش می دهد. این به طراحان اجازه می دهد:
از یک صفحه کمی ضخیم تر استفاده کنیدنسبت به S460QL برای همان بار ممکن است، مقاومت در برابر کمانش، مقاومت در برابر فرورفتگی و استحکام ساخت را به طور چشمگیری بهبود می بخشد.
یا، نازکی مشابه را حفظ کنید، اما به ظرفیت بار بالاتری دست پیدا کنید.
نتیجه:طرح از "تله دیوار نازک{{0}"، جایی که مواد آنقدر نازک می شوند که در حین جابجایی، جوشکاری، و در{1}}برگشت بار سرویس، مستعد ناپایداری می شوند، فرار می کند.
2. مشکل بحرانی: به حداکثر رساندن نسبت قدرت-به-وزن در سطح سیستم
در حالی که هر دو{0}}قدرت بالایی دارند، سود افزایشی S500QL برای بهینهسازی گسترده سیستم-استفاده میشود.
چالش:هر کیلوگرم اضافی در نوک یک بوم طولانی، یک "جریمه لحظه ای" مرکب در کل ساختار ایجاد می کند. بار روی سیستم توسعه هیدرولیک را افزایش می دهد، به بخش های بوم قوی تر (سنگین تر) نیاز دارد و وزن تعادل بیشتری را می طلبد.
چگونه S500QL آن را حل می کند:استحکام بالاتر امکان بهینه سازی بیشتر سطح مقطع- را فراهم می کند. حتی کاهش 2{3}}5٪ در سطح مقطع وتر بالایی (از طریق تارهای کمی نازکتر یا فلنجهای باریکتر) به کاهش وزن قابل توجه در کل طول بوم منجر می شود. این یک چرخه با فضیلت ایجاد می کند: بوم سبک تر → محرک ها و سیلندرهای کوچکتر → تقویت ساختاری کمتر در بخش پایه → وزن تعادل کاهش یافته.
3. مشکل بحرانی: دستیابی به ظرفیت بالابری مورد نیاز در ابعاد دقیق حمل و نقل و محدودیت های وزنی
جرثقیل های فوق-بزرگ مدولار هستند و باید از طریق جاده قابل حمل باشند.
چالش:بخشهای بوم جداگانه باید در محدوده عرض، ارتفاع و وزن برای کامیونها و تریلرها مناسب باشند. حداکثر مقطع مجاز- اغلب توسط این محدودیت های لجستیک حمل و نقل ثابت می شود.
چگونه S500QL آن را حل می کند:هنگامی که ابعاد بیرونی بخش جعبه به حداکثر می رسد، تنها راه برای افزایش ظرفیت استفاده از مواد قوی تر است. S500QL به بخش بوم با اندازه یکسان اجازه میدهد که مدول بخش (Z) بالاتری برای ضخامت صفحه معین داشته باشد، یا به همان Z با دیوارههای نازکتر دست یابد و تحت محدودیت وزن حمل و نقل باقی بماند.
4. مشکل بحرانی: افزایش عمر خستگی تحت استرس شدید، دوچرخهسواری بالا-متوسط-
بوم تنش های متوسط بالایی (از وزن مرده و پیش بارگذاری) همراه با تنش های چرخه ای (از بلند کردن، تاب خوردن، باد) را تجربه می کند.
چالش:در فولادهای با{0} استحکام بالا، استحکام خستگی به صورت خطی با استحکام کششی مقیاس نمیشود، اما بهبود مییابد. استحکام کششی بالاتر S500QL (~590-770 مگاپاسکال در مقابل ~550-720 MPa برای S460QL) استحکام خستگی اندکی بهبود می یابد، به ویژه برای جزئیات با غلظت استرس بالا.
چگونه S500QL آن را حل می کند:حاشیه ایمنی وسیع تری را در برابر شروع ترک خستگی در جزئیات مهم جوش (به عنوان مثال، در انتهای سفت کننده داخلی، سوراخ های پین) ارائه می دهد. برای یک جرثقیل که برای طول عمر 20 ساله با هزاران چرخه بار طراحی شده است، این بهره نهایی برای قابلیت اطمینان بسیار مهم است.
تصمیمگیری-تجارت-از تجزیه و تحلیل
انتخاب S500QL خودکار نیست. این یک تحلیل هزینه-منفعت است:
| جنبه | S460QL | S500QL | مفهوم انتخاب S500QL |
|---|---|---|---|
| هزینه مواد و پارچه | پایین تر | به طور قابل توجهی بالاتر | هزینه سرمایه اولیه بالاتر |
| جوش پذیری و کنترل فرآیند | مطالبه گر | به شدت خواستار | به WPS، پیش گرمایش، و PWHT حتی سختتر نیاز دارد. خطر بالاتر نقص ساخت |
| طراحی فضای راه حل | اکثر طرح های آسانسور{0}}سنگین را حل می کند. | طرحهای شدید-با محدودیت را حل میکند. | جرثقیل هایی را فعال می کند که به دلیل کمانش یا محدودیت وزن نمی توانند با S460QL ساخته شوند. |
| عملکرد محصول نهایی | عملکرد بالا. | بهترین-عملکرد-در کلاس. | به طور مستقیم به یک مزیت قابل فروش تبدیل می شود: ظرفیت بالاتر، دسترسی بیشتر، قابلیت حمل و نقل بهتر. |
خلاصه: مشکلات اصلی پرداخته شده است
در اصل، S500QL برای حل مشکلات گلوگاهی که هنگام فشار دادن طراحی جرثقیل به محدودیتهای فیزیکی ظاهر میشوند انتخاب شده است:
مشکل ثبات محلی:امکان ساخت بخش های دیواری نازک از نظر ساختاری و در عین حال باریک برای مقاومت در برابر کمانش.
مشکل وزن سیستم:شکستن چرخه معیوب وزن برای دستیابی به نسبت سیستم-سطح قدرت-به-به وزن بالاتر.
مشکل محدودیت لجستیک:به حداکثر رساندن ظرفیت در ابعاد بیرونی ثابت و حمل و نقل{0}}.
مشکل طول عمر:ارائه یک مقاومت در برابر خستگی نسبتاً برتر برای اجزای حیاتی در یک برنامه-پرمخاطره.
نتیجه گیری:انتخاب فقط مربوط به "فولاد قوی تر" نیست. این در مورد استفاده از S500QL به عنوان یک فناوری توانمند برای غلبه بر محدودیتهای خاص و غیرخطی کمانش محلی، وزن سیستم و تدارکات حملونقل است که مانع از رسیدن یک طراحی مبتنی بر S460QL{4}}به اهداف عملکرد نهایی یک جرثقیل فوق{{5} بزرگ میشود. حق بیمه پرداختی برای ایجاد یک طراحی عملی و بهینه است که در غیر این صورت غیرممکن بود.