وینچ چیست؟ | اجزا، انواع و کاربرد آن | تفاوت وینچ و بالابر

• دانستنیها
• 1402-11-06

وینچ چیست؟

وینچ یا کشنده به سیستمی گفته می شود که به وسیله نیروی محرکه ایجاد شده توسط الکتروموتور یا هیدروموتور یا موتور احتراقی، و بعد از انتقال نیرو به گیربکس سرعت آن را کم کرده و به قدرت آن می‌افزاید، از خروجی گیربکس یک شفت رابط متصل به درام یا قرقره شده، و در عمل گردش درام،  سیم بکسل را به دور آن پیچیده و منجر به حرکت رفت و برگشتی می‌شود و به‌ وسیله این سیستم و سیم بکسلی که به آن متصل است اجسام و سایر موارد را به صورت افقی و عمودی حرکت می دهد.

به زبان ساده تر، وینچ (winch) به دستگاهی گفته می‌شود که برای کشیدن یا بلند کردن اجسام به کار می رود. در واقع به دستگاه کشنده خطی که بصورت افقی یا با زاویه جسم را می‌کشد گفته می‌شود، همچنین به این دستگاه در حالی که جسم را بصورت عمودی به جهت بلند کردن می‌کشد بالابر (Hoist) می‌گویند البته به این دستگاه در حال استفاده بالابری، وینچ هم می‌گویند.

اجزاء وینچ

این وسیله از اجزایی تشکیل می‌شود که شامل قسمت تولید نیروی محرکه است، که می‌تواند به صورت دستی، برقی، هیدرولیکی، پنوماتیکی و سوخت های فسیلی باشد که این سیستم‌ها در هر کدام از آنها بسته به نوع کاربری و شرایط محیطی متغیر می‌باشد.

بخش بعدی گیربکس بوده که از اهمیت بالایی برخوردار است و مدل و سایزهای آن در کاربری‌های مختلف متفاوت است. بخش بعدی درام یا قرقره بوده که وظیفه انتقال گشتاور گیربکس و کنترل سیم بکسل را بر عهده دارد.

در ادامه به بررسی این اجزا می‌پردازیم:

1-گیربکس

گیربکس‌های وینچ و جرثقیل با کاهش دور خروجی امکان کشش و بلند کردن بارهای مختلف را بر اساس توان ورودی آن فراهم می‌کند، که بیشترین استفاده از گیربکس حلزونی است، به علت قابلیت برگشت ناپذیری که دارد و نسبت به تحمل وزن، ابعاد آن متغیر است و بسته به سرعت خروجی و توان ورودی می‌تواند تا چندین تن را جابجا نماید. پوسته گیربکس‌های آن معمولاً از چدن است و دنده‌های داخل گیربکس از فولاد آلیاژی می‌باشد.

2-درام (DRUM)

بخش دیگر، در این سیستم درام یا قرقره یا دوک می باشد. درام با یاتاقان‌بندی مناسب امکان کشش و حمل را برای محصولات مختلف با وزن متفاوت فراهم می‌کند. از دیدگاه فنی درام با قطر بالا، برای سیم بکسل طول عمر بیشتری ایجاد می‌کند. قطر درام در سرعت خطی وینچ تاثیر مستقیم داشته و با افزایش قطر سرعت خطی کشش بالاتر خواهد رفت. که به همراه متعلقات که شامل پایه بلبرینگی، شفت ورودی، پولی و… تشکیل شده است، اجرا می‌گردد که در اغلب درام های استوانه ای استفاده می شود و تمام آنها وظیفه حمل و نگه داری سیم بکسل را دارند.

3-سیم بکسل

سیم بکسل به قطرهای مختلف در دسته های نتاب، فولادی، کنفی، نواری، تسمه ای و غیره با نمره های معروف 6، 8، 10 که بیشترین استفاده را دارند، در آنها استفاده می‌شوند. در مکان‌ها و موردهای خاص از طناب‌های کنفی، نواری و تسمه ای استفاده می شود که در اصطلاح به fatal winch و یا وینچ تسمه ای و وینچ نواری هم شناخته می‌شود.

4-اینورتر و تابلو برق

همین طور از دیگر اجزا می توان به تابلو برق و اینورتر اشاره کرد که جهت تغییر دور و تبدیل فاز و تابلو فرمان جهت فرمان دهی به وینچ استفاده می‌شود.

همه این اجزاء بر روی یک شاسی از جنس آهن یا فولاد که به اشکال مختلف مثل قوطی، ورق، نبشی، سپری و H ساخته می شود، نصب و مونتاژ می گردد.

در کل اجزای تشکیل دهنده این سیستم ها شامل نیروی محرکه، گیربکس کاهنده دور و افزاینده گشتاور دستگاه، درام دستگاه با سیم بکسل، سیستم های کنترلی شامل سویچ حفاظتی و کنترل حرکت وینچ می باشد.

انواع وینچ

در این دستگاه ها همان طور که گفته شد از مدل های مختلفی جهت تولید نیروی محرکه استفاده می‌شود که در ادامه به آن می‌پردازیم:

• وینچ برقی یا الکتریکی: بالابر برقی که به آن وینچ برقی یا الکترووینچ هم می‌گویند، بیشترین کاربرد را در مدلهای کشنده دارد که مصارف خانگی و صنعتی بسیار زیادی دارد.در این سیستم با استفاده از الکتروموتور، نیروی محرکه تامین می‌شود و به صورت کوپل با الکتروموتور، شفت مستقیم یا به صورت پولی تسمه و یا در نهایت از یک الکتروگیربکس استفاده می‌شود که در وزن های مختلف، توان الکتروموتور هم متغیر است. همچنین می‌توان در مدلهای با توان کم از الکتروموتور تک فاز و در مدلهای قدرتمند از الکتروموتورهای توان بالای سه فاز استفاده نمود که این الکتروموتورها قابلیت داشتن ترمز را هم دارند که باعث می‌شود در لحظه توقف الکتروموتور به هیچ عنوان شفت آن حرکت نداشته باشد و تبدیل دور آن به وسیله گیربکس، فولی تسمه و اینورتر می باشد.
• وینچ دستی ساده: مدلهای دستی معمولاً در صنایع و کاربرد های سبک استفاده شده که توسط نیروی انسان به کار می‌افتد. و به طور میانگین توانایی جابه جایی وزن های یک تن تا دو تن را دارند. این وینچ ها از صفحه فلزی چرخ دنده جمع کننده و سیم بکسل تشکیل می‌شوند.همینطور مدلهای دستی کلاچ دار ابزار پرکاربردی هستند که به منظور بالابردن وسایل از آن‌ها استفاده می‌شود و به دلیل قیمت و وزن پایین آن در مصارف سبک تر مورد استفاده قرار می گیرند.

• وینچ هیدرولیکی: این نوع از وینچ ها در جرثقیل ها، بالابرها، خودرو برها و… مورد استفاده قرار می‌گیرند. با توجه به اینکه مدلهای هیدرولیکی قدرت و نیروی بسیار بالایی دارند در صنایع و کاربردهای نیمه سنگین و سنگین مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع وینچ ها در تجهیزات بالابری مانند جرثقیل‌های متحرک نیز استفاده گسترده ای دارند. در مکان هایی که محدودیت فضا وجود داشته باشد می‌توان یونیت را با فاصله از آن نصب نمود و به وسیله شلنگ‌های رابط هیدرولیکی سیستم آن را خاموش یا روشن نمود تا از خطرات انفجار و غیره جلوگیری نمود.این مدل ها دارای ماهیت کشندگی یکسانی می‌باشند، با این تفاوت که در قسمت تولید نیروی محرکه از یونیت هیدرولیک استفاده می‌شود، که شامل مخزن روغن هیدرولیک و پمپ روغن هیدرولیک، اتصالات (شیلنگ هیدرولیک – لوله هیدرولیک و رابط ها) شیرهای فشار شکن، شیر های کنترل جهت و در آخر یک هیدروموتور که یک عملگر دورانی است، می‌باشد و تمامی این مجموعه باعث دوران شفت هیدروموتور و تولید گشتاور می‌شود تا شفت خروجی از هیدروموتور بعد از اتصال به گیربکس و انتقال نیرو به درام یا قرقره، سیم بکسل را به حرکت درمی‌آورد.
• وینچ موتوری دیزل و وینچ بنزینی:این سری از وینچ ها در مکان‌هایی مورد استفاده هستند که نیروی برق و الکتریسیته موجود نیست لذا از موتورهای سوخت فسیلی که غالبا با سوخت های بنزین و گازوئیل می‌باشد، مورد استفاده است. ماهیت این مدلها همانند مدلهای عادی بوده و فقط در قسمت ایجاد نیروی محرکه از موتورهای سوختی با توان های مختلف و قدرت های متفاوت استفاده می‌شود. در این مدل شفت خروجی به یک سمت گردش داشته و برای گردش معکوس شفت خروجی، از گیربکس های خاص استفاده می‌شود که عمل چپ گرد و راست گرد درام را کنترل کرده و همین طور سرعت بالای موتور را به قدرتی قابل قبول تبدیل می‌کند.
• وینچ بادی (وینچ پنوماتیک):یک وینچ بادی توان و نیروی محرک خود را به جای برق از هوای فشرده می‌گیرد. هوا پس از فشرده شدن در کمپرسور، توسط خطوط تغذیه هوا به ایرموتور یا همان مدل بادی می‌رسد. زمانی که ایرموتور شروع به دوران می‌کند به کابلی که بر روی درام وینچ قرار گرفته است با توجه به باری که در حال بالا بردن یا پایین کشیدن است، نیرو وارد می‌کند. در بیشتر مدلهای بادی با استفاده از گیربکس وینچ که گیربکس کاهنده دور می‌باشد، نیروی بالابری (لیفتینگ) را ایجاد می‌کند. یک وینچ بادی را می‌توان دستگاهی دانست که با استفاده از تنظیم کردن میزان کشش سیم روی درام می توان عمل کشیدن و یا رها سازی باری که به آن متصل است را انجام داد، که شامل قرقره و محور متصل به آن می باشد. مدلهای بادی با ابعاد بزرگتر را می‌توان در سیستم های نظیر آسانسورها و بیل‌های بخار به کار برد. مزیت مهم یک مدل بادی عدم استفاده از انرژی الکتریکی می‌باشد اما عیب استفاده از آن را می‌توان به تولید سر و صدای قطعات داخل وینچ در هنگام کار اشاره کرد که در صورت مهم بودن این مسئله در محل استفاده آن، استفاده از مدلهای برقی توصیه می شود.

نحوه انتخاب یک وینچ خوب چیست؟

مهمترین پارامتر برای انتخاب یک وینچ مناسب و کارآمد قدرت و سرعت است و از موردهای بعدی مکان مورد استفاده آن می‌باشد. برای مثال مدلهای کشنده ای که انتخاب می‌کنیم، باید دارای سرعتی مناسب باشد که مدلهای باسرعت بالا و کنترل نشده آسیب بزرگی به سیم بکسل و در کل به وینچ وارد می‌کند.

همچنین باید در نظر گرفت که وینچ مورد استفاده از قدرت مناسبی برخوردار باشد. مدلهایی که از قدرت بالاتری برخوردار هستند اما آن کار نیازمند به داشتن این چنین قدرتی نباشند، موجب هزینه بیشتر جهت خرید و تهیه دستگاه، و همینطور موجب اتلاف در امر انرژی می‌باشد. مورد دیگر در مورد مکان اجرا می‌باشد برای مثال در مکانی که گازهای قابل اشتعال وجود دارد نمی‌توان از الکترووینچ یا وینچ برقی استفاده کرد و بیشتر از مدلهای هیدرولیکی یا پنوماتیکی استفاده می‌شود و یا در صنایع دریایی باید از مدلهایی استفاده شود که در مقابل رطوبت مقاومت بالایی داشته باشند.

از موارد دیگری که باید به آن توجه کرد این است که وینچ های کششی از نوع دستی برای بلند کردن برنامه ها توصیه نمی شود، استفاده از آنها باید محدود به عملیات کششی افقی یا شیب دار باشد که نیاز به ویژگی چرخش آزاد دارد. همینطور تجربه یا مهارت کاربر هم مهم است. اگر از وینچ در محیطی سخت استفاده می شود، از جمله مواردی مانند آب نمک، احتمال آسیب دستگاه یا احتمال نگهداری مناسب یا عدم نگهداری دوره ای باید در انتخاب وینچ در نظر گرفته شود .

تعمیر و نگهداری وینچ

1. جلوگیری از وارد شدن هر گونه شوک و ضربه های ناگهانی.
2. هنگام خرید به فاکتور های اصلی مانند سرعت، قدرت، مسافت و نوع کاربری دقت شود.
3. در مدلهای هیدرولیکی حتما روغن هیدرولیک مورد بررسی قرار گیرد و در صورت نیاز تعویض شود.
4. در مدلهای هیدرولیکی شیلنگ های رابط مورد بررسی قرار گیرد.
5. جلوگیری از بوجود آمدن نوسان و قطع و وصل شدن مکرر جریان برق.
6. فشار وارده به روی وینچ مصرفی مورد بررسی باشد تا وزن بار بیشتر از توان آن نباشد.
7. سیم بکسل های رشته رشته شده و شکسته فوراً باید تعویض گردد.
8. نظافت وینچ و روغن کاری به صورت همیشگی انجام گردد.
9. قطعات الکتریکی همیشه به دور از آب خوردگی و رطوبت باشد.
10. تسمه های مورد استفاده در مدل های فولی تسمه بدون هرگونه پارگی ترک و ریش ریش شدگی باشد و نسبت شل و سفتی تسمه رعایت شده باشد.

کاربرد وینچ

وینچ های کشنده غالباً محوریت صنعتی داشته که به وسیله آن امروزه در همه زمینه‌های کاری مورد استفاده می‌باشد، در این قسمت به بعضی از این کاربردها می‌پردازیم.

• وینچ تله کابین: دریک سیستم تله کابین یکی از مهمترین اجزای سیستم، وینچ تله کابین می‌باشد که وظیفه انتقال کابین ها را بر عهده دارد. در این سیستم ها با توجه به طول مسیر ، شیب مسیر تله کابین و وزن مجموع کابین های بر روی خط، به صورت همزمان سایز و قدرت و سرعت آن انتخاب می گردد.
• وینچ صنایع دریایی: 1-برای جمع آوری تورهای ماهیگیری و مانند آن کاربرد دارد. 2-به علت صرفه جویی در مصرف سوخت و یا خرابی کشتی ها، آنها را به صورت یدک جابجا می کنند که به آن وینچ یدک کش کشتی هم می‌گویند. 3-وینچ لنگر کش 4-وینچ های مورد استفاده بر روی کشتی جهت حمل و جابجایی اقلام 5-وینچ های کشنده نصب در خلیج جهت پهلو گیری کشتی ها
• وینچ های استفاده شده در آشیانه هواپیما: 1-به این دلیل که آشیانه یک محل سرپوشیده می‌باشد ترجیحاً هواپیما بدون روشن کردن موتور جابه جا می‌شود. 2-وینچ یدک کش هواپیماهای سبک 3-وینچ های قابل نصب بر روی هواپیماهای صنعتی جهت حمل و بارگیری اقلام سنگین
• وینچ های استفاده شده در مکان هایی که قابل اشتعال بوده و ریسک آتش سوزی دار آن وجود دارد.
• وینچ معادن
• وینچ های سازه های سد
• وینچ های مورد استفاده در دامداری ها: برای جابجایی حیوانات سنگین و یا وسایل مختلف
• وینچ های مورد استفاده در صنعت چاه ها
• وینچ یدک کش های خودرویی

تفاوت بین وینچ و هویست یا بالابر چیست؟

عامل اصلی تفاوت وینچ (winch) از بالابر (lifter) و یا هویست (Hoist)، سیستم ترمز آنهاست. برخی از مدلها با ترمزهای پویا ساخته می‌شوند که از چرخ دنده های آن برای مقاومت استفاده می‌کنند و در نتیجه برای بلند کردن یا تعلیق بارها بی ثباتی ایجاد می‌شود. اگر از وینچ برای تعلیق بار استفاده کنید، بار به راحتی می‌لغزد یا چرخ دنده ها خراب می‌شوند و باعث آسیب فاجعه بار می‌شود.

هویست به معنای بالابرنده است و همانند اسمش بر خلاف وینچ که کاربردش اغلب کشش در راستای افقی بود، کاربرد بالابری دارد و به منظور بلند کردن اجسام ساخته می‌شود. اصلی‌ترین تفاوت وینچ و هویست در سیستم ایمنی و ترمز آنهاست. هویست یا بالابر برخلاف وینچ مکانیزم قرقره آزاد ندارد و برای توقف از ترمز‌های قفل‌کننده استفاده می‌کند که امنیت باری که بلند می‌کند را تأمین می‌کند و مانع از بروز حادثه می‌شود. اما وینچ ترمز‌های دینامیک جهت توقف دارد که ایمنی بسیار کمتری نسبت به هویست دارد. استفاده از وینچ به جای هویست در جرثقیل که وظیفه‌ی بلند کردن دارد، می‌تواند خسارات جبران ناپذیری وارد نماید.
از طرف دیگر، بالابرها با استفاده از سیستم ترمز مکانیکی طراحی شده اند. این سیستم دارای یک ترمز فیزیکی است که بار معلق را قفل می‌کند. از آنجا که بالابرها مکانیزم چرخاندن ندارند، بهترین و مطمئن ترین گزینه برای بلند کردن مواد هستند.اما در صورتی که از ترمز قفل‌کننده استفاده شود می‌توان از وینچ در بالابر و جرثقیل استفاده نمود و ظرفیت آن را بالا برد.

بنابر مطالب بالا، تفاوت اصلی این دو مورد را به زبان ساده در ادامه می‌آوریم:

• وینچ‌ها معمولاً از ترمز‌های دینامیکی استفاده می‌کنند که به طور خاص برای تحمل بار‌های افقی طراحی شده‌اند، نه بلند کردن بار‌های عمودی. چرخ دنده‌های سیستم ترمز دینامیکی هنگام کشیدن بار به طور خودکار قفل می‌شوند، اما بلند کردن وزنه به صورت عمودی می‌تواند قدرت این سیستم را تحت تاثیر قرار دهد و باعث لغزش بار و آسیب به چرخ دنده‌ها شود.
• بالابرها از ترمز‌های مکانیکی استفاده می‌کنند که به طور خاص برای قفل کردن و تحمل باری که در حال بلند کردن آن هستند طراحی شده‌اند. این سیستم برای بلند کردن عمودی بسیار مناسب‌تر است و بر خلاف وینچ‌ها، اکثر بالابر‌ها دارای محدود‌کننده‌های بار هستند تا از تلاش برای بلند کردن وزنه‌ای که بیشتر از محدودیت بار کاری بالابر است جلوگیری کند.

آشنایی بیشتر با وینچ های برقی

یکی از مهمترین کاربرد الکتروموتور در بالابرها، در وینچ برقی است. وینچ برقی یک مدل پرکاربرد است که در طراحی آن از الکتروموتور استفاده شده است. نیروی محرکه مدلهای برقی بسته به کاربرد آنها از طریق جریان برق تک فاز، سه فاز و حتی باتری تأمین می‌شود. موتور وینچ های کارگاهی و ساختمانی بسته به قدرت و ابعاد آنها از برق تک فاز و سه فاز تغذیه می کند، در حالی که موتور تعبیه شده در مدلهای خودرویی با باتری خودرو کار می کند.

این وینچ ها از اجزای مختلفی چون موتور، درام، ترمز، گیره، قرقره و غیره تشکیل شده‌اند. نیروی کششی ایجاد شده توسط این دستگاه ها از طریق زنجیر یا سیم بکسل به بار منتقل شده و شرایط را برای بلند کردن و جابجایی آن فراهم می‌کند. مدلهای برقی به طور گسترده در صنایع مختلف و ساخت و سازها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نحوه نصب وینچ برقی تک فاز و سه فاز

وینچ های کارگاهی تک فاز و سه فاز از کاربردهای گسترده ای در زمینه های مختلف کاری از جمله کارگاه ها، کارخانجات و صنایع مختلف برخوردار هستند که در ادامه به بررسی دو روش نصب این دستگاه ها می‌پردازیم.

نصب ثابت وینچ برقی

این نوع نصب به صورت ثابت بوده و دستگاه پس از نصب قابلیت جابجایی افقی و غیره را ندارد. بدین صورت که پس از نصب آن در یک ارتفاع مشخص، فقط می‌توان بار را با استفاده از سیم بکسل یا زنجیر تا همان ارتفاع بالا کشید و یا پایین آورد. البته این ارتفاع باید به گونه ای تعیین شود که دستگاه از قدرت و ظرفیت لازم جهت پیمودن آن برخوردار باشد.

نصب وینچ برقی به حالت چهار کاره

در این روش نصب، دستگاه قادر خواهد بود که به صورت افقی جابجا شود و به همین خاطر به آن نصب چهار کاره وینچ برقی گفته می‌شود. برای این کار به یک وسیله به نام ترولی نیاز خواهید داشت که در دو نوع دستی و برقی در دسترس است.

در مرحله اول باید نبشی های ترولی را با استفاده از پیچ و مهره به سقف آن وصل نمود که جهت استحکام بیشتر دستگاه و بالا رفتن سطح ایمنی توصیه می‌شود و از واشر نیز جهت نصب استفاده شود.

در مرحله بعد ترولی متصل به آن را روی یک تیرآهن با سایز مناسب قرار داده و به نحوی باید تنظیم کرد که از قابلیت حرکت کافی در جهات مختلف برخوردار باشد. البته لازم است از محکم بودن تیرآهن در محل اتصال اطمینان حاصل کنید.

نحوه نصب وینچ برقی خودرو

وینچ برقی خودرو از متداول ترین و پرکاربردترین در خودروهای آفرودی بوده که در این زمینه از اهمیت بسیاری برخوردار هستند. برتری این نوع نسبت به وینچ های مکانیکی در این بوده که در صورت خاموش شدن موتور ماشین به دلیل چپ کردن و یا افتادن در رودخانه باز هم قابل استفاده هستند. برای نصب آنها نخست باید سپر، گارد و سایر متعلقات ماشین در این بخش را باز کرده تا سر شاسی ها آماده نصب وینچ شوند. بعد به یک صفحه ستون مخصوص این کار نیاز دارید تا پایه وینچ را با پیچ و مهره به آن وصل کنید.

لازم به ذکر است که از جوش دادن صفحه ستون به شاسی ماشین خودداری کنید و این اتصال را فقط با پیچ و مهره انجام دهید. پس از آماده شدن صفحه ستون، پایه های آن را روی آن سوار کرده و متناسب با شرایط و موقعیت خودرو آنها را تنظیم و محکم نمایید. در نصب مدل برقی خودرو تنظیم پایه های آن باید به گونه ای باشد که در هنگام نصب مجدد سپر و گارد با مشکل رو به رو نشوید. در نهایت محل قرار گرفتن پیچ های سپر و گارد ماشین را در صورت لزوم سوراخ کاری کرده و مجدداً نصب نمایید.

کاربرد وینچ در جرثقیل

وینچ ها یک سازه هستند که با مکانیزم سیم و قرقره عمل می‌کنند و در صنعت مصارف گسترده ای دارند. در انواع جرثقیل وینچ یکی از تجهیزات پرکاربرد است، زیرا با استفاده از مکانیزم قرقره های مرکب می‌توان مزیت مکانیکی را بالا برد. در جرثقیل های هیدرولیکی نیز با انتقال نیروی پمپ هیدرولیکی به هیدروموتور و گیربکس قرقره اصلی یا درام ، حرکت دورانی در دو جهت فراهم می‌کند.

با متصل کردن یک سیم بکسل به سازه به راحتی می‌توان یک حرکت خطی بوجود آورد. برای بالا بردن قدرت کششی در این سیستم از قرقره های مرکب استفاده می‌کنند. یعنی اینکه سیم را بصورت دولا یا بیشتر به قلاب متصل می‌کنند این عمل باعث افزایش قدرت می‌شود.

در جرثقیل هیدرولیکی ایمن بودن وینچ بسیار حائز اهمیت است چرا که سقوط بار بسیار خطرآفرین است، به همین علت در جرثقیل با ترمز و سیستم کلاچ اتوماتیک ایمن می‌شوند. در بعضی موارد هم یک ترمز مکانیکی ضد سقوط مکمل ترمز اصلی می‌شود که ترمز با نیروی گریز از مرکز فعال شده و موجب عدم سقوط بار می‌گردد.

آشنایی بیشتر با وینچ های دستی