ในโรงงานอุตสาหกรรมที่ทันสมัยเครื่องจักรกลหนัก - เช่นเครื่องปั๊มขนาดใหญ่เครื่องมือเครื่องจักรที่มีความแม่นยำอุปกรณ์ปลอมหรือระบบเครน - เป็นแรงผลักดันหลักของการผลิต คำถามสำคัญเกิดขึ้น: สามารถพบได้ทั่วไป เสาเหล็กและคาน รับน้ำหนักและผลกระทบของพฤติกรรมเหล่านี้ได้อย่างน่าเชื่อถือ? คำตอบมีความชัดเจน: ระบบโครงสร้างเหล็กที่ออกแบบและสร้างอย่างมืออาชีพมีความสามารถอย่างเต็มที่ในการสนับสนุนเครื่องจักรอุตสาหกรรมหนัก
ข้อได้เปรียบที่แท้จริงของเหล็กกล้า
ไม่มีอุบัติเหตุที่เหล็กได้กลายเป็นวัสดุโครงสร้างที่ต้องการสำหรับอาคารอุตสาหกรรม:
อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง: เมื่อเทียบกับคอนกรีตเหล็กสามารถทนต่อการโหลดได้มากขึ้นด้วยน้ำหนักเท่ากัน สิ่งนี้ช่วยให้คอลัมน์เหล็กและคานสามารถบรรลุความสามารถในการรับแบริ่งขนาดใหญ่ที่จำเป็นสำหรับการรองรับอุปกรณ์หนักที่มีขนาดตัดขวางที่ค่อนข้างเล็ก
คุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม: เหล็กมีคุณสมบัติความยืดหยุ่นพลาสติกความเหนียวและคุณสมบัติวัสดุสม่ำเสมอ ซึ่งหมายความว่ามันสามารถต้านทานการเสียรูปได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่ออยู่ภายใต้แรงกดดันอย่างมาก (ความยืดหยุ่น) และสามารถผ่านการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกอย่างมีนัยสำคัญโดยไม่ต้องแตกหักอย่างฉับพลันภายใต้ภาระที่รุนแรง (ความเหนียว) ให้อัตรากำไรขั้นต้นที่สำคัญ
ความสามารถในการคาดการณ์และความน่าเชื่อถือ: การผลิตเหล็กที่ทันสมัยเป็นไปตามมาตรฐานที่เข้มงวด (เช่น ASTM, EN, GB) และคุณสมบัติเชิงกลที่สำคัญเช่นความแข็งแรงของผลผลิตและความแข็งแรงแรงดึงมีความเสถียรและสามารถคาดการณ์ได้อย่างถูกต้องซึ่งเป็นพื้นฐานที่เชื่อถือได้สำหรับการคำนวณการออกแบบของวิศวกรโครงสร้าง
ไม่ใช่ "ขนาดเดียวที่เหมาะกับทุกคน": การออกแบบระดับมืออาชีพเป็นหลัก
จะต้องเน้นว่า "พลังธรรมชาติ" ของเหล็กจำเป็นต้องได้รับการเปลี่ยนแปลงอย่างมีประสิทธิภาพเป็นการสนับสนุนที่ปลอดภัยผ่านการออกแบบวิศวกรรมโครงสร้างระดับมืออาชีพ สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับ:
การคำนวณโหลดที่แม่นยำ: วิศวกรจะต้องคำนวณโหลดแบบคงที่ (น้ำหนักตัวเอง), โหลดแบบไดนามิก (การสั่นสะเทือนและแรงกระแทกที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงาน) และโหลดเพิ่มเติมที่เป็นไปได้ (เช่นวัสดุและการยกโหลด) ของอุปกรณ์ในรายละเอียด แรงกระแทกมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเครื่องจักรหนัก
การเลือกโครงสร้างและการวิเคราะห์: เลือกเกรดเหล็กที่เหมาะสม (เช่น Q235B, Q355B) และรูปร่างหน้าตัด (เหล็กรูปตัว H, คอลัมน์ประเภทกล่อง ฯลฯ ) ตามผลการคำนวณโหลด ใช้ทฤษฎีการวิเคราะห์โครงสร้างและซอฟต์แวร์ที่เป็นผู้ใหญ่ (เช่นการวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด FEA) เพื่อจำลองสถานะความเครียดของโครงสร้างภายใต้สภาพการทำงานที่หลากหลายเพื่อให้แน่ใจว่าระดับความเครียดและการเสียรูปอยู่ในช่วงของข้อกำหนดด้านความปลอดภัยที่อนุญาต (เช่น GB 50017)
การออกแบบโหนดที่สำคัญ: ฐานคอลัมน์และโหนดการเชื่อมต่อคอลัมน์คานมักจะเป็นตำแหน่งสำคัญสำหรับการส่งโหลดขนาดใหญ่และการออกแบบของพวกเขาจะต้องระมัดระวังเป็นพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้และเส้นทางการส่งกำลังที่ชัดเจน มาตรการต่าง ๆ เช่นซี่โครงที่แข็งทื่อขนาดแผ่นเชื่อมต่อที่เพิ่มขึ้นหรือสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง
พิจารณาผลกระทบความเหนื่อยล้า: สำหรับอุปกรณ์ที่อยู่ภายใต้การโหลดของวงจรบ่อยครั้ง (เช่นเครื่องปั๊ม) การออกแบบโครงสร้างยังจำเป็นต้องประเมินความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าความเสียหายของความเหนื่อยล้าจะไม่เกิดขึ้นในช่วงอายุการใช้งานที่คาดหวัง
การออกแบบพื้นฐาน: "อาคารสูงเริ่มต้นจากพื้นดิน" และการออกแบบพื้นฐานของคอลัมน์เหล็กแบริ่งก็มีความสำคัญเช่นกัน โหลดขนาดใหญ่ที่เกิดจากเครื่องจักรกลหนักจะถูกส่งไปยังมูลนิธิในที่สุดและมูลนิธิจะต้องมีขนาดความแข็งแรงและความมั่นคงที่เพียงพอในการป้องกันปัญหาเช่นการตั้งถิ่นฐานที่ไม่สม่ำเสมอ
แอปพลิเคชันที่ประสบความสำเร็จในความเป็นจริง
ในทางปฏิบัติโครงสร้างเหล็กมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ ที่มีเครื่องจักรกลหนัก:
การประชุมเชิงปฏิบัติการการผลิตหนัก: เครื่องพิมพ์ขนาดใหญ่, เครื่องกัดโครงสำหรับตั้งสิ่งของ CNC และอุปกรณ์อื่น ๆ มักจะติดตั้งโดยตรงบนแพลตฟอร์มเหล็กเสริมหรือรองรับโดยคอลัมน์เหล็กที่จัดเรียงอย่างหนาแน่นด้านล่าง
โรงไฟฟ้าและโรงงานปิโตรเคมี: อุปกรณ์สำคัญเช่นหน่วยกังหันขนาดใหญ่และเครื่องปฏิกรณ์มักจะอยู่ในโครงโครงสร้างเหล็กแข็ง
คลังสินค้าโลจิสติกส์: ระบบชั้นวางที่ทำงานหนักและรถยกระดับสูงในคลังสินค้าอัตโนมัติขนาดใหญ่ยังพึ่งพาเสาเหล็กและคานสำหรับโครงสร้างการสนับสนุนของพวกเขา
ระบบเครน: คานแทร็กของสะพานและเครนตั้งถิ่นฐานคือคานเหล็กหนักที่รองรับเครนตัวเองและวัตถุหนักที่ถูกยกขึ้น
ความปลอดภัยและความซ้ำซ้อน: การรับประกันการปฏิบัติทางวิศวกรรม
ความปลอดภัยคือเส้นชีวิตของการผลิตอุตสาหกรรม การออกแบบโครงสร้างเหล็กที่ผ่านการรับรองจะรวมถึงปัจจัยด้านความปลอดภัยที่จำเป็น (โดยปกติมากกว่า 1.5) นั่นคือความสามารถในการรับน้ำหนักที่เกิดขึ้นจริงของโครงสร้างไกลเกินกว่าภาระที่คาดหวังในการออกแบบเพื่อรับมือกับความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นเช่นการเบี่ยงเบนการประมาณค่าโหลด นอกจากนี้โครงสร้างที่สำคัญมักได้รับการออกแบบด้วยเส้นทางที่ซ้ำซ้อนดังนั้นแม้ว่าสถานการณ์ที่รุนแรงจะเกิดขึ้นในองค์ประกอบที่แน่นอนโหลดสามารถส่งผ่านเส้นทางอื่น ๆ เพื่อป้องกันการยุบอย่างต่อเนื่อง
การบำรุงรักษาช่วยให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือในระยะยาว
หลังจากสร้างโครงสร้างเหล็กการตรวจสอบและบำรุงรักษาเป็นประจำเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ากำลังการรับน้ำหนักในระยะยาว ซึ่งรวมถึงการตรวจสอบว่าเหล็กเป็นสนิมหรือไม่ไม่ว่าข้อต่อที่สำคัญ (รอยเชื่อมสลักเกลียว) นั้นไม่บุบสลายหรือไม่และโครงสร้างนั้นมีการเปลี่ยนรูปแบบผิดปกติหรือการสั่นสะเทือน การบำรุงรักษาที่ดีสามารถยืดอายุของโครงสร้างได้อย่างมีประสิทธิภาพและให้แน่ใจว่าการทำงานที่ปลอดภัยของอุปกรณ์
