جرثقیل چیست؟

جرثقیل به نوعی ماشین گفته می شود که به طناب، سیم بکسل و یا زنجیری مجهز است که برای بلند کردن، روی زمین گذاشتن و یا حمل اجسام سنگین از آن استفاده می شود. جرثقیل ها عموما برای بلند کردن اجسام بسیار سنگین و حمل آنها به مکانی دیگر مورد استفاده قرار می‌گریند. این ماشین از مجموعه‌ای از ماشین‌های ساده تشکیل شده است و این ماشین‌های ساده به آن قابلیت مکانیکی می دهند که می‌تواند اجسامی که از عهده انسانها خارج است را بلند کنند. جرثقیل ها معمولا در صنعت حمل و نقل و در راستای بار‌گیری و یا تخلیه بار نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین در صنعت ساخت و ساز برای جابجایی مواد و در صنایع تولیدی برای جمع کردن یا اسمبل تجهیزات سنگین از جرثقیل ها استفاده می شود.

تاریخچه جرثقیل:

ابتدایی ترین نوع شناخته شده ی جرثقیل ها در یونان باستان ابداع شدند و بواسطه ی انسان ها و یا حیوانات باری همچون الاغ از آنها استفاده می شد. این جرثقیل ها عموما برای ساخت سازه های بلند مورد استفاده قرار می گرفتند. بعدها جرثقیل های بزرگتری ساخته شدند که با چرخ دنده کار می کردند و امکان بلند کردن اجسام سنگینتر را مهیا می ساختند.

جرثقیل اولیه

در اواخر قرون وسطی جرثقیل های بندری تولید شدند که برای بارگیری و تخلیه و ساخت کشتی ها مورد استفاده قرار می گرفتند. بعضی از این جرثقیل ها بر روی برج های سنگی ساخته می شدند که این مسئله به این جرثقیل ها این امکان را می داد که پایداری و قدرت بیشتری داشته باشند. جرثقیل های ابتدایی از چوب ساخته می شدند ولی با گذشت زمان و انقلاب صنعتی در اروپا استفاده از فلز هایی همچون آهن و استیل در ساخت جرثقیل ها متداول شد.

برای قرن های متمادی، استفاده از نیروی انسان یا حیوانات برای نیرو دادن به جرثقیل مورد استفاده می شد، اگرچه برای آسیاب های بادی و آبی از نیروی باد و آب نیز استفاده می شد. نخستین نیروی مکانیکی برای به حرکت در آوردن جرثقیل ها استفاده از موتورهای بخار بود،‌و نخستین جرثقیل بخار ساختته شده در قرن های ۱۸ و ۱۹ میلادی ساخته شد و حتی تا قرن بیستم نیز از این نوع جرثقیل ها استفاده می شد. این در حالیست که جرثقیل های مدرن معمولا از سیستم هایی همچون احتراق، نیروی برق و یا هیدرولیک برای توانایی عملیاتی بالاتر در انجام رسالت شان استفاده می کنند. دانستن این نکته خالی از لطف نیست که هنوز از جرثقیل های دستی در مواردی که بهره گیرری از جرثقیل های پیشرفته مقرون بصرفه نیست استفاده می شود.

امروزه جرثقیل ها در شکل های بسیار متنوع برای مقاصد گونانگون مورد استفاده قرار می گیرند. اندازه ی این جرثقیل ها متنوع بوده و شامل جرثقیل های بازویی کوچک که در ورکشاپ ها استفاده می شوند تا جرثقیل های برجی که برای ساختمان سازی مورد استفاده قرار می گیرند می شود. همچنین از مینی جرثقیل ها برای ساخت و ساز ساختمان های بسیار بلند هم استفاده می شود. سرانجام، اطلاع از جرثقیل های معلق نیز برای کسی که می خواهد از جرثقیل ها بداند ضروری است. این نوع جرثقیل ها معمولا برای ساختن دکل های نفت و بیرون کشیدن کشتی های غرق شده استفاده می شوند.

بعضی از ماشین هایی که برای بلند کردن اجسام استفاده می شوند در تعاریف بالا از جرثقیل گنجانده نمی شوند، اما در دسته ی جرثقیل ها هستند: همچون جرثقیل های استکر(stacker crane) و جرثقیل‌های کفی دار

مفاهیم مکانیکی جرثقیل ها:

سه نکته ی بسیار مهم در ساخت جرثقیل ها وجود دارد. اولا جرثقیل باید توان برداشتن اجسام با وزن مشخص را داشته باشند؛ دوما جرثقیل نباید خودش سرنگون شودو سوم اینکه جرثقیل نباید از هم گسیخته شود (بشکند) .

پایداری:

پایداری جرثقیل بدین معنی است که در همه ی لحظاتی که جرثقیل باری را بلند می کند تکیه گاه جرثقیل باید نزدیک به صفر باشد تا جرثقیل سرنگون نشود. در عمل، بزرگی باری که برداشته می شود دارای ارزشی کمتراز توان جرثقیل باشد و در این زمینه باید یک حاشیه ی امن وجود داشته باشد.

تحت استانداردهای آمریکایی که برای جرثقیل ها نگاشته شده است وزن باری که پایداری را برای جرثقیل های کراولر تضمین می کند باید ۷۵ درصد ظرفیت مجازآن جرثقیل باشد. در مورد جرثقیل های متحرک این عدد ۸۵ درصد ظرفیت مجاز جرثقیل ها است.

استاندارد جرثقیل هایی که بر روی کشتی ها و یا در ساحل نصب می شوند سخت گیرانه تر است، دلیل چنین سخت گیری حرکت کشتی ها و ثابت نبودن آنها هست؛ از اینرو باید پایداری کشتی ها و یا پلت فرم ها در نظر گرفته شود.

انواع جرثقیل ها:

جرثقیل های متحرک:

جرثقیل های متحرک یا موبایل به ۴ نوع اصلی تقسیم بندی می شوند: جرثقیل هایی که بر روی کامیون سوار می شوند؛ جرثقیل های راف ترین (rough terrain)؛ جرثقیل های کراولر و جرثقیل‌های شناور.

جرثقیل های سوار شنونده روی کامیون (truck-mounted crane):

شرکت هیاب نخستین جرثقیل هیدرولیکی سوارشنده بر روی جرثقیل را در سال ۱۹۴۷ تولید کرد.

این نوع جرثقیل ها از دو قسمت تشکیل شده اند: حمل کننده که به بخش پایینی گفته می شود و بخشی که وظیفه ی بلندکردن اجسام را برعهده دارد و دارای بوم می باشد که در بخش بالایی جرثقیل قراردارد.

این دو جزء‌به واسطه ی یک سکوی قابل چرخش به هم متصل می شوند و همین مسئله باعث می شود بخش بالایی بتواند از یک سو به سوی دیگر بچرخد. این جرثقیل‌های پیشرفته هیدرولیکی عموما ماشین‌هایی با یک موتور هستند که همین موتور وظیفه هدایت بخش پایینی و بالایی را بر عهده دارد.

قدرت بخش بالایی از هیدرولیکهایی گرفته می شود که بر روی سکوی قابل چرخش قرار گرفته اند. در جرثقیل های هیدرولیکی قدیمی تر، دو موتور مجزا وجود داشت. یکی از این دو موتور وظیفه ی به حرکت درآوردن خودرو در جاده ها را بر عهده داشت و در کنار آن پمپ هیدرولیکی را برای جک ها به حرکت در می آورد. و موتور دیگر به واسطه ی پمپ هیدرولیکی خودش بخش بالایی را حرکت می داد. بسیاری از اپراتورهای جرثقیل مدل دو موتوره را ترجیح می دهند. دلیل این مسئله روغن ریزی در بخش سکوی قابل چرخش در جرثقیل های تک موتوره است.

عموما جرثقیل های سوارشونده روی کامیون قادر به سفر در آزادراه ها هستند که همین مسئله موجب می شود ضرورتی برای حمل آنها توسط سایر ماشین ها در محورهای خارج از شهر وجود نداشته باشد؛ مگر در مواردی که قوانین اجازه ی عبور و مرور آنها را نمی دهد. اغلب جرثقیل های کامیونی توانایی حرکت با سرعت پایین را در حالیکه بار بر روی آنها معلق است دارند. جرثقیل های کامیونی محدوده ی بار ۱۴ تن تا ۱۱۰۰ تن را شامل می شوند. همچنین عموم این جرثقیل ها قادر به گردش ۱۸۰ درجه ای هستند، در حالیکه نوع گرانترشان تا ۳۶۰ درجه هم می چرخد.

جرثقلیهای زمین های ناهموار (rough terrain crane):

این نوع جرثقیل ها معمولا دارای یک بوم هستند که بر روی بدنه سوار شده است. اگر به عکس جرثقیل rough terrain در پایین دقت کنید همچنانکه از اسم آن هم پیداست برای سطوح ناهموار کاربرد دارد. همچنین جک های این جرثقیل برای ایجاد پایداری در آن کاربرد دارند. این جرثقیل های تلسکوپی ماشین هایی با یک موتور هستند که علاوه بر قدرت دادن به بخش پایینی جرثقیل برای حرکت، بخش بالایی را نیز به حرکت در می آورند و از این جهت شبیه جرثقیل های کراولر می باشند. برعکس جرثقیل های کراولر، در این جرثقیل ها موتور معمولا در بخش پایینی بدنه قرار دارد. یکی از ویژگی های این نوع جرثقیل ها این است که نیازی به تنظیم سطح محل فعالیت وجود ندارد.

جرثقیل کراولر:

crawler Crane

جرثقیل کراولر عموما دارای یک بوم است که به بخش بدنه متصل شده است. همچنین چرخ های شبیه به تانک این توع جرثقیل ها قابلیت حرکت و پایداری را برای آن فراهم می کند.

این نوع جرثقیل ها دارای ظرفیت بار از ۳۵ تن تا ۳۱۲۵ تن می باشند. یکی از ویژگی های جرثقیل های کراولر قابلیت حرکت آنها در حین استفاده می باشد به طوری که بدون نیاز به جک های کناری و با تعادل بسیار پایین کار می کند.

جرثقیل شناور:

floating crane

جرثقیل های شناور در ساخت پل های و بندرگاه ها مورد استفاده قرار می گیرند. ولی در عین حال در بارگیری و یا تخلیه ی بارهای نامتعارف بر روی کشتی ها نیز کاربرد دارند. بعضی از جرثقیل های شناور بر روی لنج سوار می شوند در حالیکه بعضی دیگر ناوهایی هستند که دارای ظرفیت حدود ۹۰۰۰ تن هستند و برای حمل کامل اجزاء پل ها مورد استفاده قرار می گیرند.

انواع دیگر جرثقیل به طور اختصار:

جرثقیل all terrain:

این نوع جرثقیل ها دارای قابلیت حرکت در جاده در کنار مانور بالا در عملیات بلند کردن اجسام هستند. دارای ۲-۹ محور بوده و برای جابجایی باهایی تا ظرفت ۱۲۰۰ تن کاربرد دارند.

جرثقیل pick and carry:

این نوع جرثقیل ها مشابه جرثقیل های متحرک یا موبایل بوده و بدون داشتن جک پایدارکننده معمولا برای برداشتن و جابجایی بار مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از ویژگی های محدودکننده ی این جرثقیل ها بوم کوتاه می باشد. این نوع جرثقیل ها عموما در کشور استرالیا برای حمل بار در محیط کارخانجات مورد استفاده قرار می گیرند.

جرثقیل کفی یا sidelifter:

جرثقیل کفی در حقیقت یک تریلر است که دارای جرثقیل می باشد و در ایران نیز به وفور یافت می شود. جرثقیل کفی معمولا برای برداشتن و جابجایی دستگاه ها در مسافت های درون شهری از این نوع جرثقیل ها استفاده می شود و کار کامیون تریلر و جرثقیل را با هم انجام می دهد. در ایران نوع جرثقیل کفی سه تن و جرثقیل کفی ۱۰ تن کاربرد زیادی در حمل و نقل بار سنگین دارد.

جرثقیل دارای عرشه یا carry deck crane:

این نوع جرثقیل ها که برعکس جرثقیل های کفی در ایران مرسوم نیستند دارای چهار چرخ و بوم با چرخش ۳۶۰ درجه می باشند. موتورشان در عقب بوده و عموما در آمریکا مورد استفاده قرار می گیرند.

جرثقیل برجی یا تاورکرین

جرثقیل های برجی نوع پیشرفته ی جرثقیل تعادلی هستند. این جرثقیل ها معمولا به زمین و بر روی یک سطح محکم فیکس می شوند. این جرثقیل ها دو قابلیت کار در ارتفاع و حمل اجسام سنگین را به اپراتورشان می دهند.

جرثقیل سقفی

این نوع جرثقیل ها که عموما در کارخانجات، آهن فروشی ها و سنگبری ها انواع مختلف آنها مورد استفاده قرار میگیرد دارای دو پایه، یک شاسی افقی و یک جرثقیل متحرک بر روی این شاسی افقی هستند که برای جابجاکردن اجسام در عرض مورد استفاده قرار می گیرند. در نوع دیگر این نوع جرثقیل ها امکان جابجایی شاسی افقی در طول نیز وجود دارد.

انواع دیگر جرثقیل ثابت که کاربرد بسیار کمی دارند شامل جرثقیل چکشی، جرثقیل قرار گیرنده بر روی سطح و … می باشند.