وینچ ابزاری پرکاربرد در زمینه های مختلف صنعتی و غیرصنعتی است. ساده ترین کاربرد این وسیله را شاید زمانی درک کنید که خودروی شما در گل و لای گیر کرده باشد. در بسیاری از خودروهای آفرودی برای بیرون کشیدن خودرو از گل و لجن، این وسیله بر روی سپر خودرو نصب می شود.
اما ابزار فوق در صنعت نیز کاربردهای ویژه دارد که در ادامه مطلب به تعدادی از آن ها می پردازیم. علاوه بر این درباره اعضای اصلی هر وینچ مانند درام و... نیز صحبت خواهیم کرد. در نهایت هم، روش خرید وینچ بالابر و سایر انواع وینچ ها را با گارانتی اصالت و عملکرد بیان می کنیم.
فهرست این مقاله ( با کلیک روی هر عنوان به آن قسمت منتقل می شوید)
برای ساختن وینچ برقی ساختمان 4 طبقه و بار 500 کیلوگرم به چه نیاز داریم؟
وینچ چیست؟
وینچ به طور کلی یک ابزار مکانیکی است که به کمک آن می توان تنش و فشار در کابل وایر یا کابل (بسیاری از افراد سیم بکسل می گویند) را کنترل کرد. با جمع شدن ابزار یادشده کشش توسط کابل افزایش پیدا می کند و با بازشدن آن هم کشش و فشار کاهش پیدا می کند. به طور کلی از آن برای بلندکردن، نگه داشتن یا دور و نزدیک کردن اجسام سنگین استفاده می شود.
ساده ترین نوع وینچ از یک میله محور با دسته به همراه یک قرقره یا درام تشکیل می شود. وینچ ها اساس کار برخی ابزارهای صنعتی و غیرصنعتی مانند انواع بالابرها و آسانسورها، یدک کش و برخی جرثقیل ها هستند. انواع پیچیده تر آن ها به وسیله ترکیب با گیربکس ساخته می شود. همچنین برخی وینچ ها نیز بخشی به نام ترمز دارند که باعث حفظ وضعیت و توقف حرکت می شوند. این ترمزها ممکن است برقی یا مکانیکی باشند.
اجزای مختلف یک وینچ کدامند؟
ساخت وینچ باید با شناسایی اجزای مختلف آن همراه باشد. البته چه در ساخت و چه در استفاده، شناسایی قطعات این ابزار صنعتی می توان کمک شایانی در طراحی صحیح یا استفاده درست از آن کند. به طور کلی 4 قسمت و عضو اصلی دارد:
- کابل وایر یا سیم بکسل: معمولا از کابل های فولادی یا سیمی برای اعمال نیروی کشش استفاده می شود. انتخاب جنس سیم باید بسته به کاربرد وینچ و وزن اجسامی باشد که با آن ها برخورد دارد.
طبیعی است که هرچه اجسام سنگین تر باشند، مقاومت کششی سیم باید بالاتر باشد. به همین دلیل است که در اکثر وینچ های صنعتی از کابل فولادی استفاده می شود. طول کابل ها معمولا حداقل 10 الی 12 متر تا بالای 30 متر است. - درام: یک جسم استوانه ای شکل است که سیم بکسل به دور آن پیچیده می شود. اگر درام ثابت نباشد، در یک ساختار قرقره مانند می تواند با چرخش خود سیم بکسل را جمع یا آزاد کند. با درام متحرک فشار کابل افزایش یا کاهش پیدا می کند.
- موتور: نیروی محرکه لازم برای چرخش درام از طریق موتورها تأمین می شود. در واقع با استفاده از همین نیرو محرکه است که فشار کابل می تواند بیشتر یا کمتر شود. نکته مهم اینجاست که بسیاری از مدل های دستی، موتور ندارند. اکثر وینچ های خودرو، برقی هستند زیرا سرعت چرخش در این نوع بالاست.
در بعضی از این دستگاه ها به دلیل ثابت بودن درام، قابلیت چرخش آن وجود ندارد پس نیازی به موتور هم نیست. در بعضی دیگر، درام با استفاده از دسته و نیروی واردشده افراد به آن می چرخد.
- گیربکس: اساس کار گیربکس دریافت قدرت موتور و کاربرد بهینه آن به منظور جابجایی اجسام سنگین تر است. قدرت دریافتی از موتور توسط گیربکس به نیروی کشش تبدیل می شود. این نیروی کشش به واسطه سیم بکسل، توانایی جابجایی جسم را پیدا می کند.
بسته به نوع طراحی، نوع و ابعاد گیربکس، موتور و سیم بکسل یا حتی درام، وینچ های مختلف قدرت جابجایی اجسام با ابعاد و وزن های متفاوت را دارند.
وینچ بالابر
در انواعی از بالابرها و آسانسورها نیز از ابزار فوق برای بالارفتن و پایین آمدن استفاده می شود. تفاوت این نوع از وینچ با سایر، جهت عملکرد عمودی آن است. از نظر ساختار و عملکرد غیر از جهت، وینچ بالابر تفاوت دیگری با سایر ندارد.
اما وینچ بالابر به دلیل درگیری مستقیم با جان نیروی انسانی در محیط های صنعتی و غیرصنعتی، از نظر امنیتی باید بهینه ساخته شود. به همین منظور بسیاری از شرکت های بین المللی سازنده، استانداردهایی برای نوع یادشده تعریف کرده اند. این استانداردها سبب افزایش اطمینان و کاهش احتمال خطر جانی در بالابرها و آسانسورها می شود.
متداول ترین بالابرهایی که از وینچ بالابر استفاده می کنند معمولا در ظرفیت های 300 تا 1000 کیلوگرم و با سرعت 1 تا 1.6 متر بر ثانیه ساخته می شوند. البته در ظرفیت های بالاتر از این نیز بالابرهایی وجود دارند که بیشتر در محیط های بزرگ عمرانی و صنعتی کاربرد دارند.
انواع وینچ بالابر
از نظر نحوه کارکرد، آن ها را به سه دسته تقسیم می شوند:
- وینچ دستی بالابر: خبری از نیرو محرکه موتور و گیربکس نیست و این نیرو توسط نیروی انسانی تامین می شود. استفاده از این دسته امروزه بسیار کمرنگ شده است. البته انواعی از وینچ ها با ساختار مکانیکی همچنان در برخی کاربردهای محدود استفاده می شوند.
- وینچ برقی بالابر: همانطور که از نام دسته دوم مشخص است، چرخش سیم را به وسیله نیروی موتورهای الکتریکی (الکتروموتورها) تأمین می کنند. بسته به قدرت الکتروموتور در این دسته، توان و ظرفیت بالابر نیز متغیر است.
- وینچ هیدرولیک بالابر: استفاده از موتورهای هیدرولیکی دلیل اصلی نامگذاری دسته سوم است. قدرت موتورهای یادشده باعث شده است تا از این نوع سوم بیشتر در صنعت استفاده شود.
همچنین بخوانید: ساخت بالابر خانگی به همراه مزایا و موارد استفاده
کاربرد وینچ
وینچ های برقی، هیدرولیکی، مکانیکی، قابل حمل و... با توجه به ظرفیت، توان و نوع طراحی در زمینه های مختلفی به کار گرفته می شوند:
- وینچ های برقی یا الکتریکی توسط موتورهای الکتریکی با منبع تغذیه باتری یا برق مستقیم کار می کنند. اگر مدت زمان کار طولانی نباشد یا پای اجسام سنگین در میان نباشد، گزینه مناسبی برای هر کاربردی است. آسانسور، بالابر و خودروها از متداول ترین کاربردهای وینچ برقی هستند.
وزن این نوع پایین است به همین دلیل می توان آن ها را در مناطق مختلف مانند روی سپر خودرو نصب کرد. از طرفی این مدل از وینچ به سرعت می تواند باتری خودرو را از کار بیندازد. بنابراین باید یک باتری اضافی برای آن تعبیه کرد.
Mile Marker، KFI، Orcish، Viper، Zeak، Smittybilt، X-bull، Offroadboar و Champion از برترین برندهای تولیدکننده وینچ های برقی در جهان هستند. نکته مثبت وکارکرد آن ها حتی با خرابی موتور و نکته منفی آن ها، عدم کارکرد صحیح زیر آب است.
- وینچ های هیدرولیک از قدرت سیال استفاده می کنند. اگر نیاز به کار مداوم و طولانی مدت یا کار با اجسام سنگین وجود دارد، بدون نیاز به باتری می توان از وینچ های هیدرولیکی استفاده کرد. صنایع کشتی سازی، ماشین آلات صنعتی سنگین، جرثقیل های بزرگ و ماشین های سوراخکاری غول پیکر از جمله زمینه های کاربرد وینچ هیدرولیک بالابر هستند.
طول عمر انواع هیدرولیکی بیشتر است و بدون هیچ مشکلی می توانند حتی زیر آب هم کار کنند. از طرفی، در استفاده طولانی مدت نیز، گرم نمی شوند و مشکلی به وجود نمی آورند.
همچنین اجسام بسیار سنگین جابجا می کنند. نقطه ضعف انواع هیدرولیکی این است که در صورت خرابی موتور نمی توانند کار کنند. اما به طور کلی وینچ های هیدرولیکی نسبت به وینچ های برقی بسیار مطمئن تر و بهتر هستند.
- وینچ دستی: نیروی فیزیکی افراد در این دسته جایگزین نیرو محرکه موتور در مقایسه با دسته های قبلی است. به دلیل ساختار ساده و عدم اطمینان، از این ابزار هرگز نباید برای جابجایی افراد استفاده شود. تنها می توان اجسام با وزن محدود را جابجا کرد.
در فضاهایی که رطوبت بالایی وجود دارد یا دسترسی به منبع تغذیه وجود ندارد، وینچ دستی تنها گزینه ممکن است. نقطه ضعف این مدل، محدودیت های فیزیکی و وابسته بودن آن به قدرت اپراتور است.
وینچ ساختمان
در عمل و کاربرد اکثر وینچ هایی که در ساختمان ها استفاده می شوند، عمدتا از وینچ های برقی و بعضی اوقات از مدل هیدرولیکی هستند.
متداول ترین وینچ ساختمانی، بالابر است که برای جابجایی افراد یا اجسام استفاده می شود. در ساختمان های تکمیل شده به عنوان آسانسور یا بالابر از وینچ های برقی استفاده می شود. اما در ساختمان های در حال ساخت به دلیل تداوم کار و وزن بالای برخی اجسام، ممکن است از مدل های هیدرولیکی نیز استفاده شود.
البته این امر کاملا به ابعاد و اندازه ساختمان بستگی دارد. مثلا برای ساختمان های مسکونی با طبقات کم (1 تا 5 طبقه) همان وینچ بالابر برقی کفایت می کند. اما برای ساختمان های بزرگ، مدل های برقی ممکن است جوابگو نباشند و از وینچ های هیدرولیک استفاده شود.
وینچ خودرو
وینچ خودرو معمولا روی سپر جلویی خودروهای آفرودی دیده می شود. اما در برخی دیگر از خودروهای امدادی یا اداری خاص (محیط زیست، منابع طبیعی یا ...) نیز نصب آن ها بر خودرو دیده می شود.
وینچ خودرو از نوع برقی است و وزنی پایین دارد تا خودرو را در حرکت دچار مشکل نکند. این مدل نیز بر اساس نوع الکتروموتور دارای قدرت و ظرفیت متفاوتی است. استحکام صفحه نصب (سپر و جلوبندی خودرو) نقش مهمی در تعیین وینچ قابل نصب بر روی خودرو دارد.
وینچ های خودرو ممکن است نتوانند زیر آب یا در شرایط غوطه ور در گل و لای کار کنند. به همین دلیل باید هنگام استفاده از آن ها به این موارد دقت کرد. اما مزیت آن ها این است که اگر حتی موتور آن ها هم خراب شود، می توان بدون نیرو محرکه موتور از آن ها استفاده کرد.
برای ساختن وینچ برقی ساختمان 4 طبقه و بار 500 کیلوگرم به چه نیاز داریم؟
باید در انتخاب هریک از قطعات وینچ بالابر دقت کافی به خرج داد. انتخاب صحیح قطعات مختلف و سپس اسمبل کردن اصولی آن ها، می تواند ضامن عملکرد مناسب یک بالابر مناسب برای ساختمان 4 طبقه باشد.
گیربکس
جعبه دنده مناسب برای وینچ ساختمانی 4 طبقه، معمولا از میان انواع گیربکس حلزونی و گیربکس خورشیدی انتخاب می شود. برگشت پذیری ناچیز گیربکس های حلزونی از آن ها یک انتخاب بسیار مناسب برای بالابرها و آسانسورها ساخته است.
همچنین جعبه دنده حلزونی دارای روش های مختلف نصب است و ابعاد کوچکی دارد. سر و صدای کم و ضریب اطمینان بالا نیز از دیگر دلایل استفاده از گیربکس حلزونی هستند. برای جابجایی وزنی معادل 500 کیلوگرم، گیربکس حلزونی سایز 86 یا 110 پیشنهاد می شود.
از طرفی گیربکس های خورشیدی نیز انعطاف بسیار بالایی برای کوپل شدن با انواع الکتروموتورها دارند. بنابراین می توان به راحتی با توجه به مشخصات الکتروموتور انتخابی، گیربکس خورشیدی مناسب برای آن را نیز انتخاب کرد.
نیروی محرک
منظور از نیروی محرک، نیروی الکتروموتورها است. برای بالابرهای ساختمانی می توان از انواع مختلفی از موتورهای الکتریکی استفاده کرد اما پیشنهاد می شود موتور AC را بیش از سایر انواع موتورها مد نظر قرار دهید.
به طور کلی برای یک وینچ بالابر ساختمانی با ظرفیت 500 کیلوگرم و چهار طبقه، توان موتور باید 5.5 اسب بخار باشد. برای چنین بالابری بهتر است ترجیحا از گیربکس 110 استفاده شود. بر این اساس تنها تعداد محدودی الکتروموتور تکفاز برای انتخاب به عنوان موتور وینچ برقی وجود دارد.
اما بهتر است الکتروموتورهای سه فاز بیشتری با توجه به تنوع موجود بین آن ها انتخاب کرد. پیشنهاد می شود برای اطمینان بیشتر به دلیل استفاده نیروی انسانی از این بالابرها، از موتورهای سه فاز قدرتمند استفاده شود. اما باید توجه داشت که منبع تغذیه موتورهای سه فاز نیز باید قابل دسترسی باشد.
الکتروموتور استریم
پیشنهاد ما برای ساخت وینچ های برقی، الکتروموتورهای استریم هستند. این الکتروموتورها از برند باکیفیت چینی استریم هستند که از قیمت مناسبی هم برخوردارند. این شرکت نه تنها الکتروموتور، بلکه پمپ، ست کنترل، ژنراتور، موتور برق و... تولید کرده که این نشان دهنده گستردگی این شرکت چینی است.
شما می توانید الکتروموتور استریم را در مانا موتور با گشتاورها و توان های مختلف در دو نوع تک فاز و سه فاز خریداری کنید و برای وینچ خود مورد استفاده قرار دهید.
همچنین بخوانید: موتور بالابر و جرثقیل
درام
از نظر عملکردی و تجربی، درام بهتر است قطر بالاتری داشته باشد. در این صورت می توان انتظار داشت که طول عمر سیم بکسل افزایش پیدا کند. قطر بالاتر درام همچنین تأثیر قابل توجهی در کشش کابل بکسل دارد. سرعت بالابر نیز علاوه بر مدل و قدرت الکتروموتور و گیربکس، به قطر درام بستگی دارد.
رابطه سرعت در وینچ با قطر درام، یک رابطه افزایشی و کاهشی مستقیم است. یعنی هرچه یکی بالاتر برود، دیگری نیز افزایش پیدا می کند و بالعکس در کاهش نیز همین رابطه حکم فرماست.
از نظر جنس نیز، اکثر درام های باکیفیت از چدن ریخته گری یا نوع خاصی فولاد هستند. فرآیند ریخته گری چدن برای درام تفاوت هایی با ریخته گری معمولی دارد. در این نوع ریخته گری سختی های خاصی وجود دارد که هزینه کلی را برای محصول نهایی بالاتر می برد.
بر روی بدنه درام شیارهایی وجود دارند که به منظور قرارگیری سیم بکسل تعبیه می شوند. از طرفی، عمق این شیارها معمولا چند میلی متر بیشتر از قطر سیم بکسل است تا به راحتی، کابل بر روی آن ها جای بگیرد. تعبیه شیارها به صورت صحیح، یکی از عوامل کاهش اصطکاک ناشی از برخورد سیم بکسل در دورهای خود روی درام است.
البته بعضی انواع درام های ساده، هیچ شیاری روی بدنه خود ندارند. کابل کشی و نحوه تجمیع سیم بکسل بر روی در درام های ساده بدون شیار سخت تر است. کابل در این مدل از درام ها باید کاملا کشیده و بدون فاصله دور درام کشیده شود. در غیر این صورت ممکن است درام به زودی تغییر شکل داده و غیرقابل استفاده شود.
کابل و قلاب
آخرین عضو مهم برای ساخت یک وینچ بالابر ساختمانی چهار طبقه با ظرفیت 500 کیلوگرم، انتخاب کابل و قلاب مناسب است. برای کاربرد فوق، بهترین سیم بکسل (کابل) نمره 8 و از جنس فولاد است.
در سایر کاربردها نیز می توان از نمره 6 و 10 استفاده کرد. همچنین به غیر از فولاد، انواع کابل تسمه ای، نتاب و نواری هم در سایر کاربردها استفاده می شوند. (برای بالابر ساختمانی، کابل فولادی انتخاب می شود.)
قلاب نیز معمولا از جنس فولادی است. زیرا در قلاب باید ماده ای استفاده شود که مقاومت بالایی در برابر تغییر شکل و شکست داشته باشد.
ساختن و اسمبل کردن قطعات وینچ دست ساز
در قسمت قبلی راجع به انتخاب صحیح قطعات و اجزا برای ساخت وینچ دست ساز صحبت کردیم. اما اسمبل کردن این قطعات به شکل فنی و صحیح نیز دقیقا به اندازه انتخاب آن ها در کیفیت محصول نهایی بسیار مهم است.
نکته مهمی که باید قبل از اسمبل کردن قطعات به آن توجه شود، چک کردن قدرت کشش وینچ به صورت تئوریک است. مقیاس استاندارد قدرت کشش وینچ، 1.1 برابر وزن جسمی است که باید جابجا کند. در این مطلب یک بالابر 500 کیلوگرمی مد نظر بود. بنابراین قدرت کشش وینچ بالابر ساختمان مذکور باید حداقل قدرت کشش 550 کیلوگرم وزن را داشته باشد.
در ویدیو زیر مراحل ساخت وینچ برقی آموزش داده شده است:
- چرخ دنده و ماردون گیربکس را برای درگیری صحیح چک کنید.
- مانند شکل زیر، ماردون را روی یک صفحه فلزی به عنوان پایه فیکس کنید. این کار با استفاده از پیچ های تعبیه شده روی پایه یاتاقان ها انجام می شود. دقت کنید تا پیچ ها را بیش از حد شل یا سفت نکنید.
- پس از بستن پیچ ها، چرخش عادی ماردون و شفت را روی یاتاقان ها تست کنید. باید به راحتی با دست بدون زور و مانع بچرخد.
- محفظه فلزی اطراف ماردون را مانند شکل زیر قرار داده و به صفحه پایه جوش بزنید.
- حال یاتاقان های چرخ دنده را مانند شکل زیر بر روی محفظه سوار کنید و جای پیچ پایه های آن ها را برای سوراخکاری علامت بزنید.
- عملیات سوراخکاری را برای نصب پایه یاتاقان های چرخ دنده انجام دهید.
- چرخ دنده را مطابق شکل روی یاتاقان ها سوار کنید و پیچ پایه ها را سفت کنید.
- حال با چرخش ماردون درگیر با چرخ دنده، کیفیت عملکرد و چرخش گیربکس را بسنجید.
- مطابق شکل، شفت ماردون را برای قرارگیری پولی برش بزنید. سپس پولی را سر جای خود قرار داده و پیچ را سفت کنید.
10.در مرحله بعدی الکتروموتور انتخابی را بر روی یک صفحه فولادی مانند شکل نصب کنید.
- سپس تسمه کوپلینگ موتور الکتریکی و گیربکس را تست کنید تا فاصله مؤثر (با توجه به سفتی و کیفیت قرارگیری تسمه) بین گیربکس و موتور را بدست آورید. مکان بدست آمده برای گیربکس را علامت گذاری و سوراخکاری کنید. سپس گیربکس را نیز روی صفحه موتور در جای خود نصب کنید.
- موتور را روشن کنید تا کیفیت عملکرد کوپلینگ آن با گیربکس را مشاهده کنید. ماردون، چرخ دنده و تسمه باید بدون ایراد و با سرعت قابل انتظار بچرخند.
- در مرحله بعدی باید گیربکس را مانند شکل به درام وینچ متصل و محکم کنید.
- دقت کنید تا یاتاقان درام در سمت موتور به درستی به صفحه خود متصل شود و سپس به صفحه پایه جوش شود.
- سپس برای ایجاد شاسی قدرتمند، دو نبشی آهنی را مطابق شکل زیر صفحه اصلی قرار دهید و آن ها را به صفحه جوش کنید.
- شاسی را با دو نبشی دیگر از زیر مطابق شکل مستحکم کنید. نبشی ها را از زیر به صفحه و به یکدیگر جوش بزنید.
- عملیات کابل کشی روی درام وینچ را مطابق تصاویر کامل کنید تا به قلاب برسید و سیم بکسل کامل دور درام کشیده شود. با قدرتی معقول به طوری سیم را از سر آزاد آن بکشید که کابل کشی به دور درام با کشش کامل و بدون شلی انجام شود. نیروی وارده شما به کابل باید به شکلی باشد که اجازه دهید موتور با چرخش خود سیم را به دور درام بکشد.
- یک صفحه فولادی فلزی به شکل زیر را برای کنترل و بهبود عملکرد درام و سیم بکسل بسازید و به پایه اصلی جوش بزنید. دقت کنید که قسمت پایینی این صفحه دارای لولا است و شما باید طرفین لولا را به عنوان پایه به صفحه زیر درام جوش بزنید. سپس باید مانند تصویر برای کنترل درام، یک فنر با سختی نسبتا بالا را به قطعه کار یادشده و پایه اصلی وصل کنید.
- توجه کنید که پس از نصب قطعه کار ساخته شده و فنر به منظور کنترل عملکرد درام هنگام کار وینچ، باید مجددا کابل کشی درام را انجام دهید. پس از این کار، وینچ شما کاملا اسمبل شده و آماده کار است!
