क्रेन के प्रकार और उनकी व्हील ड्राइव संबंधी आवश्यकताएँ
मोबाइल क्रेन के उपयोग की तीन श्रेणियां व्हील ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स स्वयं चालित यात्रा के लिए — जिनमें से प्रत्येक में कार्यस्थल की गतिशीलता और सड़क-स्थानांतरण क्षमता के बीच अलग-अलग संतुलन होता है।
| प्रकार | वजन (टी) | लिफ्ट (टी) | साइट की गति | सड़क की गति |
|---|---|---|---|---|
| ऊबड़-खाबड़ इलाका (आरटी) | 20–55 | 15–90 | 0.5–5 किमी/घंटा | 25-35 किमी/घंटा |
| ऑल-टेरेन (एटी) | 30–100+ | 30–500 | 0.5–3 किमी/घंटा | 60–85 किमी/घंटा |
| शहर / औद्योगिक | 12–25 | 8–30 | 0.5–3 किमी/घंटा | 20-30 किमी/घंटा |
ऑल-टेरेन क्रेन इस संपूर्ण व्हील ड्राइव श्रृंखला की सभी मशीनों में सबसे अधिक गति सीमा का प्रतिनिधित्व करती है: कार्यस्थल पर 0.5 किमी/घंटा की धीमी गति से लेकर राजमार्ग पर 85 किमी/घंटा की रफ्तार तक — यानी 170:1 का गति अनुपात। यह सीमा एक ही प्लेनेटरी गियरबॉक्स अनुपात से पूरी नहीं हो सकती — इसके लिए प्रत्येक पहिये पर प्लेनेटरी रिडक्शन के साथ मल्टी-स्पीड ट्रांसमिशन (आमतौर पर 6 से 8 फॉरवर्ड गियर) की आवश्यकता होती है। व्हील ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स अंतिम रिडक्शन चरण (आमतौर पर 15:1 से 30:1) प्रदान करता है, और ट्रांसमिशन गति की चरम सीमाओं के लिए रेंज चयन प्रदान करता है।
यह रफ टेरेन क्रेन सड़क की गति की तुलना में कार्यस्थल पर गतिशीलता को प्राथमिकता देती है। 4WD, 4-व्हील स्टीयरिंग और क्रैब-स्टीयरिंग क्षमता (पार्श्व गति के लिए सभी पहिए एक ही दिशा में घूमते हैं) के साथ, RT क्रेन निर्माण स्थल की उन तंग जगहों पर भी पहुंच सकती है जहां ट्रक पर लगी क्रेन नहीं पहुंच सकती। व्हील ड्राइव को तीनों स्टीयरिंग मोड - सामान्य (आगे के पहिए स्टीयरिंग करते हैं), समन्वित (तंग मोड़ों के लिए आगे और पीछे के पहिए विपरीत दिशाओं में स्टीयरिंग करते हैं) और क्रैब (पार्श्व गति के लिए सभी पहिए एक ही दिशा में स्टीयरिंग करते हैं) - को सपोर्ट करना चाहिए, साथ ही 0.5 से 2 किमी/घंटा की बेहद कम पोजिशनिंग गति पर सुचारू और आनुपातिक ड्राइव टॉर्क बनाए रखना चाहिए।
कार्यस्थल पर स्थिति निर्धारण — बिना तैयार की गई ज़मीन पर 35 टन भार के साथ 50 मिमी की सटीकता
क्रेन की सटीक स्थिति लिफ्ट की सुरक्षा निर्धारित करती है। क्रेन को इस प्रकार स्थापित किया जाना चाहिए कि बूम सही त्रिज्या पर भार तक पहुँच सके — और त्रिज्या बढ़ने पर लिफ्ट क्षमता कम हो जाती है (3 मीटर त्रिज्या पर 50 टन की क्षमता वाली क्रेन 18 मीटर त्रिज्या पर केवल 10 टन की क्षमता वाली हो सकती है)। 500 मिमी की स्थिति त्रुटि प्रभावी लिफ्ट त्रिज्या को इतना बदल सकती है कि नियोजित भार के लिए निर्धारित क्षमता से अधिक हो जाए — जिससे एक सुरक्षित लिफ्ट ओवरलोड की स्थिति में बदल जाती है। इसलिए, व्हील ड्राइव को 0.5 से 1.0 किमी/घंटा की अंतिम गति पर ±50 से 100 मिमी की सटीक स्थिति प्रदान करनी चाहिए — यह परिशुद्धता आवश्यकता सीडर प्लांटर (WD-09) के समान है, लेकिन मशीन का वजन 3 से 10 गुना अधिक है।
लिफ्ट की स्थिति पर जमीन की सतह आमतौर पर तैयार नहीं होती है - बजरी, संकुचित मिट्टी, घास, या निर्माण स्थल की सतह। क्रेन को इस सतह पर बिना धंसे (जिससे क्रेन का स्तर और इसलिए लिफ्ट क्षमता चार्ट बदल जाता है) और पहिए फिसले बिना (जिससे सटीक स्थिति निर्धारण में बाधा आती है) आगे बढ़ना चाहिए। व्हील ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स 0.5 से 1.0 किमी/घंटा की गति पर सुचारू, बिना रुकावट के प्रणोदन प्रदान करना आवश्यक है - क्योंकि इस गति पर किसी भी प्रकार का टॉर्क स्पंदन एक झटकेदार प्रगति उत्पन्न करता है जो अंतिम स्थिति निर्धारण को कठिन बनाता है और ऑपरेटर को बार-बार आगे निकल जाने और पीछे हटने के लिए मजबूर करता है।
काउंटरवेट (क्रेन के ऊपरी ढांचे पर लगा 5 से 20 टन का स्टील बैलास्ट) मशीन के केंद्र बिंदु (सीजी) को पीछे की ओर खिसका देता है - जिससे लिफ्ट की स्थिरता बेहतर होती है, लेकिन ड्राइविंग का तरीका पारंपरिक वाहन से अलग हो जाता है। पीछे की ओर अधिक भार वितरण (पीछे के एक्सल पर 55 से 70 टन) के कारण आगे के पहियों का कर्षण और स्टीयरिंग नियंत्रण कम हो जाता है। गीली या ढीली सतहों पर, मोड़ लेते समय आगे के पहिए अगल-बगल फिसल सकते हैं - जिससे क्रेन को लिफ्ट की स्थिति में सटीक रूप से मोड़ना मुश्किल हो जाता है। प्रत्येक पहिए के लिए अलग-अलग मोटर ट्रैक्शन कंट्रोल, जो फिसलने वाले पहिए पर टॉर्क को कम करता है, नरम जमीन पर कम गति पर स्थिति निर्धारित करते समय दिशात्मक नियंत्रण बनाए रखने के लिए आवश्यक है।
कुछ क्रेन संचालन में भार को लटकाकर चलाना आवश्यक होता है — भार को हुक से जुड़ा रहने देते हुए क्रेन को थोड़ी दूरी तक स्थानांतरित करना पड़ता है। यह सबसे खतरनाक क्रेन संचालनों में से एक है: लटका हुआ भार एक पेंडुलम की तरह व्यवहार करता है, जो वाहक वाहन के किसी भी त्वरण, मंदी या दिशा परिवर्तन के जवाब में झूलता है। भार को लटकाकर चलाते समय व्हील ड्राइव को पूरी तरह से सुचारू और झटके रहित प्रणोदन प्रदान करना चाहिए — क्योंकि किसी भी टॉर्क स्पंदन से भार का पेंडुलम उत्तेजित हो जाता है, और झूलता हुआ भार क्रेन के केंद्र बिंदु को पलटने की सीमा से परे स्थानांतरित कर सकता है। अधिकांश क्रेन निर्माता भार को लटकाकर चलाने की गति को 1.0 से 2.0 किमी/घंटा तक सीमित रखते हैं और एक निर्दिष्ट भार भार (आमतौर पर कार्यशील त्रिज्या पर रेटेड क्षमता का 50 से 75 टन) से अधिक होने पर इसे पूरी तरह से प्रतिबंधित करते हैं।
आउट्रिगर परिनियोजन अनुक्रम में व्हील ड्राइव भी शामिल होता है। उठाने से पहले, क्रेन अपने आउट्रिगर (हाइड्रोलिक लेग जो सपोर्ट बेस को चौड़ा करते हैं और मशीन का भार टायरों से आउट्रिगर पैड पर स्थानांतरित करते हैं) को फैलाती है। परिनियोजन के दौरान, मशीन का भार टायरों से आउट्रिगर पर स्थानांतरित होता है - और व्हील ड्राइव ब्रेक को इस पूरे स्थानांतरण के दौरान मशीन को स्थिर रखना चाहिए। यदि ब्रेक समय से पहले (आउट्रिगर पूरी तरह से लोड होने से पहले) छूट जाता है, तो भार स्थानांतरण चरण के दौरान मशीन लुढ़क सकती है - विशेष रूप से ढलान पर जहां गुरुत्वाकर्षण बल मशीन को सक्रिय रूप से हिलाने की कोशिश कर रहा हो। व्हील ड्राइव पार्किंग ब्रेक तब तक लगा रहना चाहिए जब तक क्रेन नियंत्रण प्रणाली से आउट्रिगर परिनियोजन पूर्ण होने का संकेत प्राप्त नहीं हो जाता - और आउट्रिगर दबाव कम होने पर (जो हाइड्रोलिक रिसाव या पैड के धंसने का संकेत है) इसे स्वचालित रूप से पुनः लग जाना चाहिए।
सड़क स्थानांतरण — राजमार्ग पर वह यात्रा जिस पर अधिकांश लोग कभी ध्यान नहीं देते।
ऑल-टेरेन क्रेनें सार्वजनिक राजमार्गों पर 60 से 85 किमी/घंटा की रफ्तार से चलती हैं - जो इस व्हील ड्राइव श्रृंखला की किसी भी मशीन की अधिकतम सड़क गति है। इन गतियों पर, व्हील ड्राइव एक पारंपरिक भारी वाहन के अंतिम ड्राइव की तरह काम करता है - और इसे ट्रक एक्सल के समान शोर, कंपन, ब्रेकिंग और थकान मानकों को पूरा करना होता है। राजमार्ग की गति पर गियर मेश की गुणवत्ता ऐसी होनी चाहिए कि 7.5 मीटर की दूरी पर मापा गया शोर 80 dBA से कम हो - जो अधिकांश क्षेत्रों में भारी वाहनों के लिए निर्धारित सीमा है। इस शोर की आवश्यकता के लिए DIN क्लास 5 से 6 के गियर की आवश्यकता होती है - जो अधिकांश निर्माण उपकरण विनिर्देशों से कहीं अधिक उच्च गुणवत्ता वाले होते हैं।
हाईवे की गति पर ब्रेकिंग संबंधी आवश्यकताएं ECE R13 (यूरोप) या FMVSS 121 (उत्तरी अमेरिका) द्वारा निर्धारित होती हैं — ये वही नियम हैं जो वाणिज्यिक ट्रकों पर लागू होते हैं। 80 किमी/घंटा की गति से चल रही 50 टन की ऑल-टेरेन क्रेन की गतिज ऊर्जा लगभग 12.3 MJ होती है — आपातकालीन स्थिति में रुकने के लिए इस ऊर्जा को व्हील ड्राइव ब्रेक और इंजन रिटार्डर द्वारा अवशोषित किया जाना चाहिए। व्हील ड्राइव सर्विस ब्रेक को 5.0 मीटर/सेकंड² या उससे बेहतर मंदन प्राप्त करना चाहिए — जिससे क्रेन 80 किमी/घंटा की गति से लगभग 4.4 सेकंड में 49 मीटर की दूरी तय करते हुए शून्य गति पर आ जाए। यह किसी भी निर्माण स्थल या कृषि अनुप्रयोग से बिल्कुल अलग ब्रेकिंग आवश्यकता है — और ब्रेक डिस्क, कैलिपर और पैड सामग्री ऑटोमोटिव-ग्रेड (वेंटिलेटेड डिस्क, मल्टी-पिस्टन कैलिपर, सेमी-मेटैलिक पैड) होनी चाहिए, न कि ऑफ-रोड उपकरणों पर उपयोग किए जाने वाले सरल वेट-डिस्क या सिंगल-पिस्टन डिज़ाइन।
एटी क्रेन व्हील ड्राइव के लिए बेयरिंग लाइफ की गणना करते समय कम गति, उच्च टॉर्क वाले कार्यस्थल कार्य और उच्च गति, कम टॉर्क वाले राजमार्ग कार्य, दोनों को ध्यान में रखना आवश्यक है। राजमार्ग कार्य के दौरान उच्च गति (गियरबॉक्स आउटपुट पर 500 से 800 आरपीएम) से बेयरिंग में ऊष्मा उत्पन्न होती है, जबकि कार्यस्थल कार्य के दौरान उच्च टॉर्क (2 से 10 आरपीएम) से बेयरिंग पर तनाव उत्पन्न होता है। बेयरिंग का आकार इन दोनों स्थितियों के लिए एक साथ निर्धारित किया जाना चाहिए - यह एक संयुक्त थकान और तापीय विश्लेषण है जो इस श्रृंखला के किसी भी अन्य व्हील ड्राइव अनुप्रयोग की तुलना में अधिक जटिल है।
एटी क्रेनों का मल्टी-एक्सल कॉन्फ़िगरेशन (4 से 9 एक्सल) वाहन के भार को 8 से 18 टायरों पर वितरित करता है - जिससे सड़क भार नियमों का पालन होता है जो क्षेत्राधिकार के आधार पर एक्सल लोड को 10 से 13 टन तक सीमित करते हैं। प्रत्येक संचालित एक्सल के लिए अपना व्हील ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स आवश्यक होता है - और सभी गियरबॉक्स को समान ट्रांसमिशन इनपुट गति पर समान आउटपुट गति उत्पन्न करनी चाहिए। राजमार्ग पर एक्सल के बीच गति का अंतर टायरों के घिसने (तेज़ गति वाला एक्सल टायरों को ज़मीन से रगड़ता है), ईंधन की खपत में वृद्धि और टायरों के तेजी से घिसने का कारण बनता है। सभी एक्सल पर आउटपुट गति के लिए ±0.5% की विनिर्माण सहनशीलता एटी क्रेन व्हील ड्राइव के लिए मानक विनिर्देश है - जो किसी भी अन्य मल्टी-एक्सल अनुप्रयोग की तुलना में अधिक सख्त है।
हवा का दबाव और व्हील ड्राइव पार्किंग ब्रेक
बूम को ऊपर उठाने पर मोबाइल क्रेन एक बड़ा पवन-संग्रह क्षेत्र प्रस्तुत करती है - बूम, जिब, लोड ब्लॉक और काउंटरवेट मिलकर 20 से 80 वर्ग मीटर का पवन-संग्रह क्षेत्र बनाते हैं, जो बूम की लंबाई और संरचना पर निर्भर करता है। EN 13000 के अनुसार 20 मीटर/सेकंड (72 किमी/घंटा) की डिज़ाइन पवन गति पर, 50 वर्ग मीटर क्षेत्र पर पवन बल लगभग 12 से 15 किलोनैडो होता है - जो दबाव केंद्र पर लगता है, जो आमतौर पर जमीन से 10 से 25 मीटर ऊपर होता है। यह पवन बल 120 से 375 किलोनैमोर्न का उत्पलट बल उत्पन्न करता है, जिसका प्रतिरोध आउट्रिगर और मशीन के वजन को करना पड़ता है। यदि क्रेन को आउट्रिगर तैनात किए बिना ढलान पर खड़ा किया जाता है (बूम को समेटे हुए परिवहन के दौरान), तो पवन बल गुरुत्वाकर्षण ढलान घटक में जुड़ जाता है - और व्हील ड्राइव पार्किंग ब्रेक को एक साथ दोनों के विरुद्ध कार्य करना होता है। खुली जगह पर रात भर पार्किंग के दौरान अचानक चलने वाली हवा का झोंका पार्किंग ब्रेक की धारण क्षमता को पार कर सकता है, यदि ब्रेक को केवल ढलान पर पकड़ बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया हो और उसमें हवा के भार को शामिल न किया गया हो।
मोबाइल क्रेन पर व्हील ड्राइव पार्किंग ब्रेक को ढलान और हवा दोनों की संयुक्त स्थिति के लिए उपयुक्त होना चाहिए: अधिकतम निर्धारित ढलान (बूम को समेटकर रात भर पार्किंग के लिए आमतौर पर 5 से 10%) और डिज़ाइन की गई हवा की गति (EN 13000 के अनुसार 20 मीटर/सेकंड)। यह संयुक्त होल्डिंग आवश्यकता केवल ढलान की आवश्यकता से 1.5 से 2.0 गुना अधिक होती है - और कम आकार के ब्रेक जो केवल ढलान परीक्षण पास कर लेते हैं, वे संयुक्त परीक्षण में विफल हो सकते हैं, जिससे क्रेन के तूफान में बिना निगरानी के लुढ़कने की संभावना रहती है।
मोबाइल क्रेन व्हील ड्राइव से संबंधित तीन विशिष्ट विफलता मोड
एक ऑल-टेरेन क्रेन जो 50 से 70 किमी/घंटा की रफ्तार से पहाड़ी दर्रे से नीचे उतर रही है, उसे गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध अपने 50 से 100 टन के भार को लगातार धीमा करना पड़ता है। 60 किमी/घंटा की रफ्तार से 5 किमी की दूरी पर 6% ग्रेड की ढलान पर ब्रेकिंग ऊर्जा लगभग 180 से 360 MJ होती है, जो 5 मिनट में 4 से 5 संचालित एक्सल पर खर्च हो जाती है। यदि इंजन रिटार्डर और एग्जॉस्ट ब्रेक अपर्याप्त हों (इंजन की खराबी या ऑपरेटर की गलती के कारण), तो व्हील ड्राइव सर्विस ब्रेक पूरा रिटार्डिंग लोड अवशोषित कर लेते हैं और लगातार ब्रेकिंग के 2 से 3 किमी के भीतर ही उनका तापमान बहुत कम हो सकता है। पहाड़ी सड़क पर अनियंत्रित क्रेन भारी वाहनों की दुर्घटनाओं में सबसे खतरनाक स्थितियों में से एक है, इसलिए संयुक्त ब्रेकिंग क्षमता (इंजन रिटार्डर + एग्जॉस्ट ब्रेक + सर्विस ब्रेक + इमरजेंसी/पार्किंग ब्रेक) सबसे महत्वपूर्ण स्पेसिफिकेशन पैरामीटर है।
0.5 से 1.0 किमी/घंटा की अंतिम स्थिति निर्धारण गति पर, व्हील ड्राइव आउटपुट शाफ्ट 1 से 3 आरपीएम पर घूमता है — जहाँ प्रत्येक गियर-दांत का जुड़ाव एक अलग घूर्णी चरण के रूप में स्पष्ट होता है। 30 आउटपुट-स्टेज दांतों और 0.8 मीटर टायर रोलिंग त्रिज्या वाले गियरबॉक्स पर, प्रत्येक दांत के जुड़ाव से मशीन लगभग 84 मिमी आगे बढ़ती है। यदि कॉगिंग टॉर्क भिन्नता औसत टॉर्क का 10% है (जो कि DIN क्लास 8 गियर के लिए सामान्य है), तो मशीन 84 मिमी के चरणों में स्पष्ट त्वरण और मंदी के साथ आगे बढ़ती है — जिससे ऑपरेटर के लिए मशीन को 50 मिमी की स्थिति निर्धारण सीमा के भीतर रोकना असंभव हो जाता है। DIN क्लास 6 गियर कॉगिंग को 3% से कम कर देते हैं — जिससे एक सुचारू, निरंतर प्रगति होती है जिसे ऑपरेटर ±25 मिमी की सटीकता के साथ निर्धारित कर सकता है।
क्रैब स्टीयरिंग के दौरान (जब सभी पहिए पार्श्व गति के लिए एक ही कोण पर मुड़े होते हैं), टायर का संपर्क क्षेत्र एक पार्श्व बल और साथ ही एक चालक बल उत्पन्न करता है। यह पार्श्व बल (10 से 20 डिग्री के सामान्य क्रैब कोणों पर ऊर्ध्वाधर पहिए के भार का 15 से 30 टन) पहिए के हब के माध्यम से पहिए के ड्राइव आउटपुट बेयरिंग तक संयुक्त रेडियल और अक्षीय भार के रूप में संचारित होता है। मानक रेडियल बेयरिंग निरंतर अक्षीय भार के लिए डिज़ाइन नहीं किए जाते हैं - और 50 टन की क्रेन पर क्रैब स्टीयरिंग प्रत्येक पहिए पर 15 से 40 किलोनाइट्रोजन का अक्षीय बल उत्पन्न करता है जो बेयरिंग केज को नुकसान पहुंचा सकता है और यदि बेयरिंग संयुक्त भार के लिए उपयुक्त नहीं है तो बेयरिंग के जीवनकाल को 30 से 50 टन तक कम कर सकता है। क्रैब स्टीयरिंग क्षमता वाली क्रेनों के लिए बैक-टू-बैक व्यवस्था में टेपर्ड रोलर बेयरिंग न्यूनतम विनिर्देश हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों
कोरिया एवर-पावर 10,000 से 60,000 एनएम तक के मोबाइल क्रेन व्हील ड्राइव प्रदान करता है, जिसमें कार्यस्थल पर सटीक स्थिति निर्धारण, राजमार्ग पर ब्रेकिंग क्षमता और मल्टी-मोड स्टीयरिंग सपोर्ट शामिल है।
संपादक: सीएक्सएम
