حتی اگر شیار قرقره سیم بکسل در ابتدا با دقت کامل و طبق استانداردهای مهندسی طراحی شده باشد، استفاده مکرر، عبور مداوم کابل و اعمال بارهای سنگین چرخه‌ای، به مرور زمان باعث فرسایش و تغییر شکل هندسی شیار می‌شود. این فرسودگی دیگر یک خطای طراحی نیست، بلکه یک پدیده عملیاتی است که به طور مستقیم مقطع و عمق شیار را تحت تأثیر قرار می‌دهد. فرسودگی شیار به‌صورت گشاد شدن نامتقارن یا ایجاد یک مقطع تخت در کف شیار ظاهر می‌شود. هنگامی که این تغییر شکل رخ می‌دهد، شیار دیگر نمی‌تواند حمایت ایده‌آل را از سیم بکسل به عمل آورد و تبدیل به یک عامل تخریب‌کننده ثانویه می‌شود که به مراتب سریع‌تر از یک شیار کوچک‌تر از حد، به کابل آسیب می‌رساند. تشخیص به‌موقع این تغییر شکل و اقدام برای تعویض یا ترمیم قرقره، یک رکن اصلی در برنامه‌ریزی نگهداری پیشگیرانه (Preventive Maintenance) است.
اطلاعات بیشتر: بست سیم بکسل
شناسایی فرسودگی در شیار قرقره سیم بکسل نیازمند بازرسی‌های تخصصی و استفاده از ابزارهای اندازه‌گیری دقیق است. فرسودگی شیار معمولاً به دو شکل اصلی اندازه‌گیری می‌شود: کاهش شعاع کف شیار (تنگ شدن) و ایجاد سطح تخت در کف شیار (گشاد شدن). فرسودگی بیش از حد باعث می‌شود که سیم بکسل تحت یک “اثر گازانبری” قرار گیرد و نیروهای فشاری را به شدت افزایش دهد. استانداردهای بین‌المللی، مانند ISO 4309، حد مجاز خاصی را برای فرسودگی شعاع شیار تعیین می‌کنند. به عنوان مثال، اگر عمق فرسودگی شعاع شیار به میزانی برسد که قطر جدید کف شیار بیش از کسری مشخص (معمولاً ۵۰ تا ۷۵ درصد از حد مجاز اولیه) از حد ایده‌آل اولیه منحرف شود، قرقره باید از سرویس خارج شود. این اندازه‌گیری تخصصی به کمک گیج‌های شیار (Groove Gauges) انجام می‌گیرد.
فرسودگی شیار قرقره سیم بکسل به طور مستقیم بر پدیده خستگی و سایش سیم بکسل تأثیر می‌گذارد. هنگامی که فرسودگی باعث ایجاد سطح تخت در کف شیار می‌شود، تماس سیم بکسل از یک انحنای یکنواخت به یک نقطه یا خط تماس تیز تبدیل می‌شود. این تمرکز تنش، فرسایش موضعی را به شدت افزایش داده و باعث شکستگی سریع رشته‌های بیرونی (Wire Breaks) می‌شود. همچنین، فرسودگی می‌تواند منجر به لرزش و ناپایداری حرکت سیم بکسل در داخل شیار شود که این لغزش‌های جزئی، اصطکاک را افزایش داده و سیم بکسل را در معرض حرارت و سایش سایشی قرار می‌دهد. بنابراین، مدیریت فرسودگی قرقره، یک اولویت مهندسی برای افزایش طول عمر سیم بکسل و جلوگیری از شکست ناگهانی آن است.
اطلاعات بیشتر: انواع مهارکش
طراحی یک شیار قرقره سیم بکسل بهینه تنها به هندسه مناسب محدود نمی‌شود؛ بلکه انتخاب مواد با ویژگی‌های مکانیکی مناسب نیز برای تضمین طول عمر هر دو جزء (کابل و قرقره) حیاتی است. مواد سازنده قرقره باید سختی (Hardness) کافی برای مقاومت در برابر شیاردار شدن و سایش ناشی از عبور سیم بکسل داشته باشند، اما در عین حال نباید آنقدر سخت باشند که به عنوان یک ساینده عمل کرده و سیم بکسل را به سرعت فرسوده کنند. این تعادل ظریف، یک اصل مهندسی است که در استانداردهای بین‌المللی مانند DIN و ISO مورد تأکید قرار گرفته است.
قرقره‌ها معمولاً از چدن (Cast Iron)، فولاد ریخته‌گری‌شده یا نایلون‌های مهندسی‌شده (برای بارهای سبک‌تر) ساخته می‌شوند. برای قرقره‌های فولادی که در معرض بارهای سنگین قرار می‌گیرند، سطح شیار باید سختی مناسبی داشته باشد. اگر قرقره خیلی نرم باشد، سیم بکسل به سرعت در آن “شیار” ایجاد می‌کند و شکل شیاردار شده، عملکرد خود را از دست می‌دهد و سیم بکسل را تحت فشار موضعی قرار می‌دهد. از سوی دیگر، اگر قرقره بیش از حد سخت باشد، خود قرقره به سرعت رشته‌های بیرونی سیم بکسل را می‌ساید. تعادل سختی باید به گونه‌ای باشد که سایش به طور یکنواخت بین سیم بکسل و قرقره تقسیم شود، با این فرض که سیم بکسل به عنوان یک قطعه مصرفی، زودتر تعویض خواهد شد.
استانداردهای بین‌المللی دقیق، تلرانس‌های مجاز برای شعاع شیار قرقره سیم بکسل و همچنین تلرانس‌های ساخت قرقره را مشخص می‌کنند. این استانداردها، نظارت بر دقت ساخت را از لحظه تولید قرقره آغاز می‌کنند. رعایت این تلرانس‌ها، به ویژه در مورد نسبت قطر قرقره به قطر کابل (D/d) و شعاع شیار، به شدت حیاتی است. بازرسی‌های دوره‌ای باید نه تنها بر سلامت سیم بکسل، بلکه بر فرسودگی قرقره نیز تمرکز کنند. این بازرسی‌ها شامل مستندسازی دقیق مقادیر فرسودگی و مقایسه آنها با حدود مجاز استاندارد است تا زمان تعویض قرقره به درستی پیش‌بینی شود.
مدیریت هوشمندانه شیار قرقره سیم بکسل، نه‌تنها یک الزام ایمنی، بلکه یک استراتژی اقتصادی برای به حداقل رساندن هزینه‌های جایگزینی سیم بکسل است. این مدیریت بر پایه بازرسی‌های منظم، استفاده از ابزارهای کالیبره شده و اجرای راهکارهای عملی برای کاهش اصطکاک و فرسودگی استوار است.
بازرسان فنی برای ارزیابی وضعیت شیار قرقره سیم بکسل از روش‌ها و ابزارهای زیر استفاده می‌کنند:
برای به حداکثر رساندن عمر سیم بکسل، می‌توان از راهکارهای فنی زیر در حوزه طراحی و نگهداری قرقره بهره گرفت:
| عامل فنی | راهکار مدیریتی | هدف |
| اصطکاک و سایش | گریس‌کاری و روغن‌کاری منظم و تخصصی شیار | کاهش اصطکاک میان کابل و شیار و دفع حرارت |
| بارگذاری چرخه‌ای | استفاده از قرقره‌های با نسبت D/d بالاتر از حداقل‌های استاندارد | کاهش تنش خمشی و افزایش عمر خستگی |
| تغییر شکل شیار | استفاده از قرقره‌هایی با قابلیت تعویض رینگ شیار (Replaceable Liners) | تسهیل و کاهش هزینه تعمیر و نگهداری شیار |
| لهیدگی | انتخاب شعاع شیار نزدیک به تلرانس بالایی (مثلاً ۱.۰۵ برابر d) | توزیع بهتر بار و جلوگیری از کراشینگ |
در نهایت، عمر مفید یک سیم بکسل نه فقط به استحکام ذاتی آن، بلکه به نحوه‌ی تعامل آن با سیستم‌های هادی، به ویژه شیار قرقره سیم بکسل، بستگی دارد. طراحی صحیح شیار با رعایت دقیق پارامترهای D/d، شعاع شیار و جنس مواد، یک ضرورت مهندسی برای دستیابی به EEAT (تخصص، اقتدار و اعتماد) در عملیات بالابری است. چشم‌پوشی از فرسودگی شیار یا انتخاب نادرست هندسه آن، به معنای پذیرش کاهش عمر و افزایش ریسک‌های عملیاتی و ایمنی است. مدیریت هوشمندانه شامل بازرسی‌های دقیق با گیج‌های تخصصی، تعویض به موقع قرقره‌های فرسوده و روغن‌کاری منظم، تنها راهکار عملی برای دستیابی به حداکثر کارایی و طول عمر از سیم بکسل در محیط‌های صنعتی سنگین است.
۱. تلرانس استاندارد برای شعاع شیار قرقره چقدر است؟
تلرانس استاندارد برای شعاع شیار معمولاً بین ۱.۰۲۵ تا ۱.۰۵ برابر قطر اسمی سیم بکسل (d) تعیین می‌شود. این مقدار به اندازه‌ای بزرگ است که کابل را تحت فشار قرار ندهد و در عین حال، به اندازه‌ای کوچک است که از حرکت جانبی بیش از حد و سایش لبه‌ای جلوگیری کند.
۲. چرا در برخی قرقره‌ها از مواد پلاستیکی مهندسی‌شده استفاده می‌شود؟
در عملیات با بارهای سبک‌تر و سرعت‌های پایین‌تر، از نایلون‌ها یا پلیمرهای مهندسی‌شده استفاده می‌شود زیرا این مواد اصطکاک کمتری با سیم بکسل ایجاد می‌کنند و خاصیت خودروان‌کاری (Self-lubricating) دارند. این امر سایش سیم بکسل را کاهش می‌دهد، اما قابلیت تحمل فشار و حرارت آنها محدود است.
۳. “شیاردار شدن” (Grooving) قرقره به چه معناست و چه خطری دارد؟
شیاردار شدن به فرسودگی بیش از حد قرقره در اثر عبور مکرر سیم بکسل گفته می‌شود که یک کانال فرسوده در کف شیار ایجاد می‌کند. این پدیده خطرناک است زیرا کابل جدیدی که جایگزین می‌شود، در شیار فرسوده به شدت تحت فشار قرار می‌گیرد و عمر آن به صورت غیرقابل قبولی کاهش می‌یابد.
۴. نسبت D/d در فرآیند طراحی چه نقشی دارد؟
نسبت D/d (قطر قرقره به قطر کابل) تأثیرگذارترین عامل در تعیین عمر خستگی خمشی سیم بکسل است. هرچه این نسبت بزرگ‌تر باشد، تنش خمشی کمتر بوده و سیم بکسل می‌تواند تعداد چرخه‌های کاری بیشتری را تحمل کند.
۵. چه زمانی یک قرقره فرسوده باید از سرویس خارج شود؟
قرقره باید زمانی از سرویس خارج شود که فرسودگی شعاع شیار از حد مجاز تعیین‌شده در استاندارد (معمولاً زمانی که قطر شیار به حد نهایی تخریب رسیده و سیم بکسل در اثر کراشینگ دچار تغییر شکل می‌شود) فراتر رود. بازرسان از گیج‌های مخصوص برای اندازه‌گیری این حد تخریب استفاده می‌کنند.
