طراحی استندهای متحرک، میزکارهای چرخ دار، ابزارهای حمل و نقل بار، قفسه های متحرک و … کار نسبتا آسانی است اما چنین ابزارهایی بصورت مکرر مورد استفاده قرار گرفته و مهم است در کنار راحتی و امنیت بالا دوام مناسبی نیز داشته باشند. در این مقاله به چند نکته ی مهم در خصوص طراحی این تجهیزات میپردازیم. لازم به ذکر است گستره ی تجهیزاتی که هدف این مقاله هستند شامل تمام ابزارهایی است که متحرک بوده و جهت حمل شخص یا اشیای عام و خاص مورد استفاده قرار میگیرند.

۱٫ تعادل مناسب با موقعیت صحیح تکیه گاه ها نسبت به مرکز جرم

محل قرارگیری مرکز جرم سازه با تعادل آن ارتباط مستقیم داشته و لازم است حتما در میان محل قرارگیری تکیه گاه ها قرار بگیرد. هر طرح در سه مرحله مورد ارزیابی قرار میگیرد :

1. زمانی که هیچ بار جانبی روی آن نباشد.
2. زمانی که بارگذاری در بحرانی ترین حالت مجاز باشد.
3. زمانی که بارگذاری بصورت اشتباه انجام شده باشد.

چگونه مرکز جرم سازه را پیدا کنیم ؟

برای اینکار پس از پایان طراحی آن را در یک نرم افزار CAD مانند کتیا مدل کنید. جنس قطعات را بصورت تقریبی تعیین کرده و مرکز ثقل سازه را بدست آورید. (در کتیا سه مختصات مطلق برای x و y و z به شما داده میشود که میتوانید با کمک آن ها نقطه ای جدید در مرکز جرم بوجود آورید.)

مرکز جرم در کتیا

موقعیت صحیح مرکز جرم در سه حالت ذکر شده چگونه است ؟

مرکز جرم حتما باید در ناحیه میانی تکیه گاه ها قرار بگیرد. بهتر آن است که فاصله ی این نقطه بگونه ای تنظیم شود که در هر سه حالت به هیچکدام از تکیه گاه ها بیش از حد نزدیک نشود. (بخصوص اگر مانند تصویر تعداد نقاط اتکا یا چرخ ها کمتر از ۴ باشند)

نواحی مجاز مرکز جرم

پس از بررسی سازه ی بدون بار،  فرض کنید در بحرانی ترین منطقه ی مجاز، بیشترین نیروی مجاز اعمال شود. در چنین حالتی مجددا مرکز ثقل جدید را تحت تاثیر بار وارده محاسبه کنید.

بحرانی ترین وضعیت مجاز اعمال نیرو

در مرحله سوم تجسم کنید بیشترین بار احتمالی در ناحیه غیر مجاز بر سازه وارد شود. بهتر است تا حد امکان خطاهای احتمالی اپراتور و … را در طرحتان لحاظ کنید.

بارگذاری غلط روی استند یا میز

در صورتیکه مرکز ثقل خارج از فضای میانی تکیه گاه ها باشد راه حل چیست ؟

باید فاصله ی محورهای تکیه گاهی  را تا حدی افزایش دهید که موقعیت قرارگیری مرکز جرم نسبت به آن ها به حد قابل قبول برسد.

۲٫ ارتفاع مطمئن سازه جهت حفظ تعادل حداکثری

جهت رسیدن به بهترین ارتفاع سازه قطعا نیاز به محاسبات و بررسی حالت های مختلف بارگذاری را دارید، اما بصورت کلی ما از قوانین زیر  استفاده میکنیم :

در حالتی که سازه تنها سه تکیه گاه یا چرخ داشته باشد،  مرکز جرم را محاسبه کرده و فاصله ی آن تا تکیه گاه ها را بدست میاوریم.  کوتاه ترین فاصله را در عدد ۶ ضرب کرده و ارتفاع امن سازه محاسبه می شود.  عموما اگر ارتفاع کار از این عدد کمتر باشد و حساسیت یا کارکرد خاصی حاکم نباشد، محاسبات دیگری برای اطمینان از تعادل سازه لازم نیست. برای ارتفاع بالاتر از این مقدار، نیاز است با دقت بیشتری حالات مختلف را ارزیابی کرده و از تعادل سازه اطمینان حاصل کنیم.

در صورتی که سازه بیش از سه تکیه گاه یا چرخ داشته و  وضعیت قرار گیری آن ها  به چهارضلعی نزدیک باشد، پس از اتصال مرکز تکیه گاه ها به یکدیگر ، چندضلعی بدست آمده را به کوچکترین مستطیل ممکن تبدیل کرده  و فاصله ی مرکز جرم از اضلاع مستطیل را بدست میاوریم. کوچکترین اندازه را اگر A فرض کنیم، ارتفاع امن سازه ۶A خواهد بود. در صورتیکه نیاز به محاسبه ی سریع تر داشته باشیم، میتوانیم بدون در نظر گرفتن مرکز جرم کوچکترین ضلع مستطیل را بدست آورده و آنگاه ارتفاع امن سازه را  ۳xB در نظر بگیریم.

فراموش نکنید در صورت حساسیت بالای کار یا شرایط نیرویی خاص (مثلا حرکت میز یا استند روی زمین بسیار ناهموار، یا جابجایی استند از طریق کشنده و …) لازم است شرایط بحرانی بارگذاری را لحاظ کرده و محاسبات دقیق تری داشته باشید.

۳٫ انتخاب صحیح چرخ ها

متاسفانه اکثر چرخ های موجود در بازار کیفیت مناسبی نداشته و اگر به اندازه کافی دقت نکنید، مشتریان شما بزودی برای انتقاد از شما تماس خواهند گرفت. اگر تراز بودن سطح استند یا میز کار اهمیت دارد حتما از چرخ ها یا تکیه گاه های قابل تنظیم استفاده کنید، ممکن است محصول شما کاملا دقیق مونتاژ شده باشد اما سطحی که زیر آن قرار گرفته هموار و تراز نباشد. اگر سطح زمین کاملا صاف و هموار است بهتر است از چرخ های سفت تر استفاده کنید تا حرکت محصول روان و سریع تر باشد، در غیر اینصورت چرخ های لاستیکی یا بادی انتخاب های مناسبی هستند.

در صورت نیاز به استفاده از ترمز، بخاطر داشته باشید برای جلوگیری از چرخش ناخواسته ی کار، حتما از دو چرخ ترمزدار استفاده کنید، مگر آنکه از عدم چرخش آن ها مطمئن باشید. (مثلا واگنی که دو طرف غلتک های آن با ریل مقید شده است) راه حل دیگر استفاده از جک هایی است که پس از جابجایی استند باز شده و جایگزین چرخ ها میشوند.

ضربه هایی که حین حرکت روی سطح ناهموار  وارد میشوند، میتواند بسادگی محور چرخ ها را خم کند. اگر محصول شما چهار چرخ داشته و مجموعا نیرویی به اندازه ی دو تن روی آن ها وارد شود، شاید چرخ هایی با تحمل ۷۰۰ کیلوگرم نیز مناسب کار شما نباشند!  پیش از انتخاب نهایی چرخ ها حتما قطر محور، اتصالات و سایز اجزایی که تحت تاثیر وزن قرار میگیرند بررسی کنید.

موارد متعددی پیش آمده که طراح از چرخ های متفرقه یا وارداتی استفاده کرده و زمانی که یکی از چرخ ها معیوب شده امکان تهیه مجدد و جایگزینی سلب شده است، سعی کنید چرخی را انتخاب کنید که خدمات پس از فروش داشته و از موجودی دائم آن مطمئن باشید. ضمنا با توجه به وزن سازه، محل قرار گیری چرخ ها و تعداد آن ها راحت ترین راه حل برای تعویض را در طراحی خود لحاظ کنید.

۴٫ به کارگیری اصول ارگونومی

اگر محصول شما با فشار دست به عقب یا جلو رانده می شود از دستگیره های مناسب استفاده کنید، قطر دستگیره های کششی یا فشاری را بین چهار الی هشت سانتی متر در نظر گرفته و ترجیحا برای آن ها از روکش پلاستیکی استفاده کنید.

موقعیت قرارگیری ترمز چرخ ها بگونه ای تنظیم شود که در حین حرکت بتوان از آن ها استفاده کرد و بدون احتمال برخورد کاربر با اجزای سازه قفل یا رهایی آن ها میسر باشد.

اگر طرح شما برای جایجایی بار مورد استفاده قرار میگیرد ارتفاع آن را معادل میزکارهای موجود در کارگاه در نظر بگیرید، این اندازه معمولا ۹۰ تا ۱۱۰ سانتی متر از سطح زمین است. اگر محصول شما نوعی از میز کار محسوب میشود، ارتفاع آن بگونه ای باشد که ضمن تسلط بر آن نیاز به خم شدن زیاد اپراتور وجود نداشته باشد، ارتفاعی معادل یک متر برای این کاربرد مناسب است.

نکته ی آخر …

توصیه میشود قبل از نهایی کردن اتصالات دائمی محصول، با گیره بندی و خال جوش محصول را سرهم کرده و در شرایط مختلف کاری بررسی نمایید. معمولا لازم است وضعیت قرارگیری اجزا و ارتفاع طرح اصلاح شود. پس از بررسی کامل ابعاد طرح و راحتی اپراتور، با تایید مشتری اتصالات نهایی را اعمال نمایید.