نساجی

[مسعود هوشی]

سلام مشاورین عزیز ، اگرشرکتهای توانمند ساخت دستگاه تست مقاومت کششی طنابهای ضخیم مورد مصرف برای کشتیها سراغ دارید معرفی کنید و یا در این مورد اگر اطلاعاتی دارید بفرمایید . ممنون

[امیر قضاوی]

درود بر شما ، جناب مهندس هوشی عزیز ، موضوع خوب و مهندسی‌محوریه. در ادامه یک راهکار عملی، نکات فنی، استانداردهای مرتبط، گزینه‌های طراحی (خرید دستگاه یونیورسال آماده یا ساخت رگ/ریگ سفارشی)، و یک فهرست قطعات پیشنهادی برای ساخت دستگاه تست مقاومت کششی طناب‌های ضخیم دریایی (mooring / towing ropes) می‌دهم. پیشنهاد میکنم یک BOM دقیق با مشخصات (مدلِ سیلندر/پمپ/لودسِل/کنترلر) یا یک اسکچ CAD آماده کنیم .

[امیر قضاوی]

۱) مروری سریع و استانداردها (چرا مهم‌اند)

• برای طناب‌های فیبری (synthetic fibre ropes) مرجع بین‌المللی اصلی ISO 2307 است که روش‌های اندازه‌گیری طول، کشش، کرنش و نیروی شکست را مشخص می‌کند (شامل پروتکل «bedding-in» و سرعت آزمایش). ITEH Standards

• برای سیم‌وایرها و رشته‌های فلزی استانداردهای ASTM (مثلاً A931) و EN 12385 مجموعه روش‌های مربوط به تعیین نیروی شکست و خواص کششی را مشخص می‌کنند. برای تصمیم‌گیری و گزارش رسمی باید به استاندارد مناسب نوع طناب رجوع کنید.

[امیر قضاوی]

۲) دو مسیر کلی (مزایا / معایب)

1. خرید دستگاه یونیورسال (UTM) یا دستگاه تست هیدرولیک صنعتی آماده

   • مزایا: کنترل دقیق، کالیبراسیون و گارانتی، فیxture و grips آماده، نرم‌افزار ثبت نتایج.

   • معایب: هزینه بالا برای ظرفیت‌های خیلی بزرگ (صدها کیلو نیوتن یا مگا نیوتن).

2. ساخت رگ/ریگ سفارشی (معمول برای طناب‌های خیلی ضخیم/با MBL خیلی زیاد)

   • مزایا: اقتصادی‌تر برای ظرفیت خیلی بالا، امکان سفارشی‌سازی گیره‌ها و فیکسچرهای خاص کشتی.

   • معایب: نیاز مهارت مکانیک/هیدرولیک/کنترل، انجام کالیبراسیون مستقل و رعایت ایمنی سخت‌تر.

اگر ظرفیت‌های مورد نیاز «متوسط» (تا ~100–200 kN) است، معمولاً یک UTM الکترومکانیکی یا سروومکانیکی مناسب و دقیق‌تر و کاربرپسندتر است؛ برای ظرفیت‌های خیلی بالا (مثلاً بالای 500 kN تا چند مگا نیوتن) رِگ‌های سروو-هیدرولیک غالب هستند. (مقایسه مزایا/معایب هیدرولیک vs الکترومکانیک).

[امیر قضاوی]

۳) مشخصه‎‌های کلیدی که قبل از طراحی باید بدانید

۱. حداکثر نیروی شکست (MBL) یا بازه نیرویی طناب‌های مورد آزمایش — از سازنده یا دیتاشیت بگیرید.
۲. قطر و نوع طناب (سیم، HMPE, polyester, polyamide, polypropylene, braided vs twisted) — تعیین نوع گیره و پروتکلِ نمونه.
۳. طول نمونه لازم (استانداردها طول نمونه و فاصله بین گیره‌ها را مشخص می‌کنند).
۴. دقت و نرخ نمونه‌برداری موردنیاز (نیاز دارید نیروی اوج، نمودار نیرو-طول، مدول، الونگیشن تا شکست ثبت شود؟).

[امیر قضاوی]

۴) محاسبه ظرفیت موردنیاز — مثال ساده

فرض: اگر MBL طناب برابر 200 kN باشد، برای ایمنی و جلوگیری از ایجاد اشباع روی لودسل/سیلندر، معمولاً یک ضریب ایمنی عملی برای انتخاب تجهیز در نظر می‌گیریم (مثلاً 1.25). محاسبه:
200,000 N × 1.25 = 250,000 N → یعنی انتخاب لودسل/ماشین با ظرفیتی در حدود 250 kN (یعنی 250 kN = 250,000 N).
این مثال را به MBL واقعی طناب جایگزین کنید. (روش و استاندارد انتخاب ظرفیت را در عمل بر اساس ریسک و بارگذاری تکراری تنظیم کنید).

[امیر قضاوی]

۵) طراحی سخت‌افزاری (قطعات اصلی و توصیه‌ها)

• فریم/ستراکچر: فولاد ساختاری با سختی کافی برای جلوگیری از خمش — طراحی برای نیروی نامی × ضریب ایمنی 1.5 روی سازه نگهدارنده.

• اعضای اعمال‌کننده نیرو:

  • برای ظرفیت‌های بالا: سیلندر هیدرولیک سروو با شیر سروو و پمپ فشار قوی + مخزن (برای ظرفیت‌های >200–500 kN معمول است).

  • برای ظرفیت‌های پایین/متوسط: اکچویتور الکترومکانیک یا اسکرو سروو (دقت بالاتر در کنترل سرعت). wtsmachinery.comNextGen Material Testing

• لودسل (Load cell): انتخاب لودسل با ظرفیت بالاتر از MBL×1.25 و دقت مناسب (مثلاً کلاس 0.5% یا بهتر)، همراه با تقویت‌کننده/اندیکاتور (DAQ).

• فیکسچر/گریپ (برای طناب):

  • Capstan / Bollard / Drum grips یا snubbing/cheek که طناب را چند دور دور درام می‌پیچند تا لغزش جلوگیری شود — متداول برای طناب‌ها و پارچه‌ها.

  • Wedge grips و گیره‌های مخصوص با سطح تماس بزرگ برای طناب‌های ضخیم. تولیدکنندگان تجهیزات تست انواع grip را برای قطرها و ظرفیت‌های گوناگون عرضه می‌کنند. testresources.netuniversalgripcompany

• اندازه‌گیری کرنش/طول: LVDT یا انکودر خطی (draw-wire) یا extensometer مناسب برای اندازه‌گیری تغییر طول؛ سرعت تست طبق استاندارد (در ISO: معمولاً 250 ±50 mm/min برای بعضی حالت‌ها مگر اینکه استاندارد خاص دیگری بخواهد). file.yzimgs.com

• سیستم کنترل و ثبت داده: PLC یا کنترلر تست با نرم‌افزار ثبت نیرو/جابجایی با نرخ نمونه‌برداری کافی (≥100 Hz برای شکست‌های سریع؛ برای تست‌های آهسته نرخ کمتر کفایت می‌کند).

• ایمنی: سپر/قفس حفاظتی محکم، زون فرار اپراتور، آرایش تابلو قطع اضطراری، و تخمین انرژی ذخیره‌شده (طناب و قطعات) — هنگام شکست طناب انرژی زیادی آزاد می‌شود.

• کالیبراسیون: لودسل و سنسورها باید با تراسابل به مرجع ملی/مرجع معتبر کالیبره شوند.

[امیر قضاوی]

۶) رویه آزمون (نمونه‌برنامه مطابق ISO 2307 / ASTM)

• انتخاب و آماده‌سازی نمونه طبق استاندارد مربوطه (طول، شرط مرجع تنش، تعداد نمونه‌ها).

• Bedding-in: طبق ISO قبل از آزمون تا شکست نمونه را تحت سیکل بارگذاری قرار دهید (مثلاً سه سیکل بین تِنسِـها یا بر حسب نسخه) تا نشست اولیه اصلاح شود. سرعت آزمایش معمولاً 250 ±50 mm/min مگر اینکه استاندارد دیگری درخواست کند. نتایج و تعداد سیکل‌ها را در گزارش بنویسید.

[امیر قضاوی]

۷) مثال فهرست قطعات (برای رِگ هیدرولیک متوسط تا بزرگ)

1. فریم فولادی جوش‌خورده با صفحات برشی و پایه بتن‌خور (طراحی سازه‌ای)

2. سیلندر هیدرولیک (ظرفیت براساس محاسبه: مثلاً 300 kN)، شیر سروو، پمپ پر فشار (بر حسب دبی و فشار مورد نیاز)

3. لودسل اکسترنال 300 kN با اندیکاتور و تقویت‌کننده (یا خروجی دیجیتال)

4. گیره‌های Capstan/Bollard و/یا wedge grips سایز مناسب برای قطر طناب موردنظر

5. سنسور جابجایی (LVDT یا draw-wire) با دامنه مناسب (مثلاً 0–1000 mm)

6. کنترلر PLC/PC با نرم‌افزار ثبت نیرو-جابجایی، DAQ با حداقل 16-bit ADC و نرخ نمونه‌برداری قابل تنظیم

7. تابلو برق، شاسی کنترل، E-stop، کلیدهای حفاظتی

8. سپر ایمنی فولادی شفاف (پلی‌کربنات) جلو دستگاه

9. تجهیزات کالیبراسیون (شنابر، وزنه مرجع یا لودسل مرجع) یا قرارداد با آزمایشگاه کالیبراسیون

[امیر قضاوی]

۸) نکات عملی و توصیه‌های تجربی

• همیشه MBL واقعی طناب را از تولیدکننده یا دیتاشیت بگیرید و دستگاه را بر اساس آن اندازه کنید.

• برای طناب‌های نرم/فیبری ازگیرهای drum/capstan دورپیچ‌دار نتیجه بهتری در جلوگیری از لغزش می‌دهند؛ برای طناب‌های خیلی سفت سیمی ممکن است نیاز به ترمینیشن‌های potted یا فیکسچرهای ویژه داشته باشید. universalgripcompanyADMET

• برای تست‌های دریایی، نمونه‌ها را هم در حالت خشک و هم پس از آب‌گیری/نم‌دار کردن بررسی کنید (خواص تغییر می‌کند). ISO و ASTM معمولا راهنمایی‌هایی برای شرایط نمونه ارائه می‌دهند.

[امیر قضاوی]

anjomanemoshaveran.ir/forums/discussion/نساجی/#post-1962

۹) مستندات و گزارش‌دهی

گزارش تست باید شامل: مشخصات نمونه (نوع، قطر، شناسۀ سازنده)، روش تست (ارجاع استاندارد دقیق: ISO 2307 یا ASTM مشخص)، سرعت تست، تعداد و نوع bedding-in، نتایج نیروی شکست، نمودار نیرو-جابجایی، شرایط نمونه‌سازی و کالیبراسیون لودسل باشد.

[امیر قضاوی]

۱۰) پیشنهاد جهت ادامه :

الف) یک نقشه فنی سطح‌بالا (single-page) با اندازه‌ها و محل قرارگیری سیلندر/لودسل/گیره برای ظرفیت تخمینی شما آماده کنیم.
ب) یا یک BOM دقیق با مدل‌های پیشنهادی (لودسل، سیلندر، پمپ، PLC، grips) و لینک منابع تأمین (بین‌المللی) بسازیم.
ج) یا راهنمای قدم‌به‌قدم ساخت + کنترلر نمونه (پروتکل PLC / مثال کد برای کنترل سروو/هیدرولیک) آماده کنیم.

من با فرض اینکه MBL تقریبی طناب‌ها را هنوز نداریم، یک مثال عددی فرضی (مثلاً MBL = 200 kN) را می‌توانیم مبنای BOM قرار دهیم و همزمان توضیح دهیم چطور آن را برای مقدار واقعی خودت تنظیم کنیم. اگر MBL یا قطر نمونه را همین حالا بدهید، مستقیم با همان اعداد پیش می‌رویم و محاسبات/قطعات را دقیق‌تر می‌کنیم.

[امیر قضاوی]

دستگاه تست مقاومت کششی طناب — نقشهٔ سطح‌بالا و BOM

خلاصه هدف: ساخت یک رِگ تست کشش برای طناب‌های دریایی (mooring / towing ropes) با ظرفیت نامی مثال 250 kN (قابل‌تنظیم بر اساس MBL واقعی). سند شامل: نقشهٔ سطح‌بالا (layout)، ابعاد کلی پیشنهادی، فهرست قطعات (BOM) با مشخصات فنی پیشنهادی و دستورالعمل‌های نصب و کالیبراسیون است.

1. مفروضات پایه (قبل از اجرای نهایی)

• MBL (نیروی شکست مورد انتظار طناب‌ها): مثال کاری: 200 kN — این مقدار را با MBL واقعی جایگزین کنید. تمام محاسبات روی این مقدار انجام شده‌اند و در صورت تغییر باید همهٔ قطعات مرتبط (لودسل، سیلندر، فریم) را بازمحاسبه کنید.

• ضریب انتخاب تجهیز: 1.25 برای لودسل/اکچویتور و 1.5 برای فریم سازه‌ای.

• طول نمونه تست (کمترین فاصله بین گیره‌ها) پیش‌فرض: 2.5 متر (بر اساس نمونه‌های استاندارد برای طناب‌های دریایی؛ همواره طبق استاندارد مرجع اصلاح شود).

2. نقشهٔ سطح‌بالا (single-page layout)

این بخش یک توضیح متنی از نقشه است که طراح یا مهندس مکانیک/CAD می‌تواند مستقیماً به یک اسکچ CAD یک صفحه‌ای تبدیل کند.

• ابعاد کلی: پایهٔ دستگاه (footprint) حدود 2.0 m عرض × 3.0 m طول × 2.5 m ارتفاع (برای ماشین 200–300 kN). فضای تست (clear test length) در محور طول حداقل 2.5 m تا 3.5 m قابل تنظیم باشد.

• محورها و جای‌گذاری اجزا (از جلو به عقب):

  1. گیرهٔ ثابت (Anchor/Bollard): در انتهای پشتی فریم، متصل به فونداسیون یا قاب فولادی تقویت‌شده. ارتفاع مرکز گیره تا کف: ~900 mm.

  2. لودسل (Load cell): جلوتر از گیرهٔ ثابت، بین گیرهٔ ثابت و سیلندر/اکچویتور نصب می‌شود (برای اندازه‌گیری مستقیم نیروی کشش). فضا برای نصب لودسل کم‌پروفایل (pancake) با سوراخ محور پیشنهاد شده.

  3. سیلندر هیدرولیک/اکچویتور (Actuator): جلوی لودسل، به گیرهٔ متحرک متصل است. در حالت هیدرولیک، سیلندر به ستون پشتی متصل می‌شود؛ در حالت سروو-الکترومکانیک، اسکرو یا ستون حرکت‌دهنده نصب می‌شود.

  4. گیرهٔ متحرک (Capstan / Drum / Wedge): متصل به شفت سیلندر، با امکان تنظیم برای قطر طناب‌های مختلف. برای جلوگیری از لغزش، طراحی split-capstan یا drum با شیارهای مارپیچی پیشنهاد می‌شود.

  5. مسیر جابجایی و انکودر/LVDT: کنار مجموعهٔ سیلندر/گیره، نگهدارندهٔ LVDT یا draw-wire با دامنه 0–1000 mm نصب شود.

  6. تابلو کنترل و پنل اپراتور: کنار فریم، حداقل 600×800 mm، شامل PLC، HMI، تقویت‌کنندهٔ لودسل و واحد E-stop.

  7. قفس ایمنی / شیلد محافظ: جلوی ناحیه شکست، یک محفظهٔ فولادی با درب پلی‌کربنات و قفل ایمنی.

• نکات طراحی فنی: اتصال‌های فریم باید به گونه‌ای طراحی شوند که خمش/تورژ نداشته باشند؛ از ورق‌های تقویت (gusset plates) در نقاط اتصال نیرو استفاده شود.

3. فهرست قطعات پیشنهادی (BOM سطح‌بالا)

توجه: برای هر آیتم، یک یا چند گزینهٔ مرجع بین‌المللی ذکر شده — برای سفارش محلی یا قیمت‌گیری باید با تأمین‌کنندگان تماس بگیرید.

1. فریم استراکچر فولادی

   • مشخصات: فولاد ST37–S235، ضخامت صفحات 12–20 mm در نقاط بار، جوش‌کاری با استاندارد ISO 3834.

   • تعداد: 1 دستگاه (ساخت سفارشی مطابق نقشه).

2. لودسل (Load cell) — ظرفیت پیشنهادی 300 kN

   • مثال‌ها: Matest C142-02 (300 kN) یا Pancake KMC180 / Megatron low-profile 300 kN. (انتخاب لودسل با ظرفیت ≈ MBL×1.25). .

   • تعداد: 1.

3. سیستم اعمال نیرو

   • گزینهٔ A (هیدرولیک، پیشنهاد برای ≥200 kN): سیلندر هیدرولیک سروو/تست (طراحی شده برای ~300 kN)، شیر سروو، پمپ هیدرولیک با فشار عملیاتی تا 250–700 bar طبق سیلندر منتخب.

   • گزینهٔ B (الکترومکانیک، برای دقت بالاتر تا ~200–250 kN): اسکرو سروو یا UTM سرووموتور 200–250 kN.

   • منابع مرجع: IC Fluid Power (servo/test cylinders) و تولیدکنندگان UTM مانند Hegewald & Peschke یا Schütz+Licht برای دستگاه‌های 200–250 kN.

   • تعداد: 1 مجموعه سیلندر یا واحد سروو.

4. گیرهٔ مخصوص طناب (Capstan / Split-capstan / Bollard grips)

   • گزینه‌ها: Instron cord capstan grips، Shimadzu 50 kN/other models (برای قطرهای تا ~28 mm)، یا مدل‌های صنعتی split capstan از Wyoming Test Fixtures؛ برای ظرفیت بالا باید مدل‌های صنعتی بزرگ‌تر انتخاب شود (مثلاً G170-150 تا 150 kN یا مدل‌های سفارشی برای 300 kN).

   • تعداد: 2 (بالا و پایین؛ یکی ثابت و یکی متحرک).

5. سنسور جابجایی (LVDT / Draw-wire encoder / In-line extensometer)

   • دامنه پیشنهادی: 0–1000 mm، رزولوشن ≤0.1 mm. 1 عدد.

6. کنترلر و DAQ

   • PLC یا کنترلر تست با HMI، نرخ نمونه‌برداری ≥200 Hz، ADC 16-bit، نرم‌افزار ثبت نیرو-جابجایی و خروجی CSV/Excel.

   • برند پیشنهادی: کنترلرهای صنعتی Siemens S7 یا کنترلرهای اختصاصی UTM همراه نرم‌افزار (تولیدکنندگان UTM اغلب این را ارائه می‌دهند).

7. تابلو برق و ایمنی

   • E-stop، رله‌های حفاظتی، فیوز، اینورتر (در صورت سروو الکترومکانیک)، کلید قفل درب ایمنی.

8. سپر ایمنی و محفظه شکست

   • صفحات فولادی و پنل‌های پلی‌کربنات (مقاوم در برابر برخورد قطعات پرتابی).

9. تجهیزات جانبی

   • کابل‌های سیگنال شیلددار، کانکتورهای صنعتی، پایه کالیبراسیون، پیچ و مهره‌های کلاس 8.8.

10. کالیبراسیون و استانداردها

• قرارداد کالیبراسیون لودسل با آزمایشگاه کالیبراسیون مرجع (با ترِیسابیلیتی به مرجع ملی). 1 قرارداد.

4. محاسبات نمونه (براساس MBL = 200 kN)

• MBL نمونه: 200,000 N

• لودسل پیشنهادی: 200 kN × 1.25 = 250 kN → استفاده از لودسل 300 kN منطقی است.

• طراحی فریم: نیروی نامی 200 kN × 1.5 = 300 kN طراحی سازه برای 300 kN (بار منفرد). این مقدار را برای خمش/برش بررسی کنید.

5. رویهٔ تست و نکات عملی

1. نمونه‌ها را طبق استاندارد مرجع (ISO/ASTM مربوطه) برش، علامت‌گذاری و آماده کنید.

2. انجام “bedding-in” (چرخه‌های اولیه بارگذاری) مطابق استاندارد.

3. اجرای تست با سرعت ثابت (مثال: 250 ±50 mm/min مگر استاندارد دیگری بخواهد). ثبت نیرو و جابجایی تا شکست.

4. ثبت تمام پارامترها: دمای محیط، رطوبت، طول مؤثر نمونه، نوع گیره، نتایج خام نیرو-جابجایی و نمودارها.

6. نقشهٔ CAD / خروجی مهندسی (گام بعدی)

اگر بخواهی، می‌توانم یک اسکچ CAD یک‌صفحه‌ای (فرمت: DXF یا DWG ساده) یا نقشهٔ ساخت (PDF) تولید کنم که نقاط نگهداری لودسل، سوراخ‌های پایه، محاسبات برش و ورق‌های gusset را نشان دهد. برای تهیهٔ نقشهٔ CAD به اطلاعات زیر نیاز دارم (اما اگر ندادی، من بر اساس فرض MBL=200 kN و ابعاد پیشنهادی فوق نقشهٔ نمونه‌کار آماده می‌کنم):

• فاصلهٔ دقیق موردنظر بین گیره‌ها (clear test length)

• قطر/نوع طناب (تا گیره‌ها دقیق طراحی شوند)

7. نکات ایمنی و کالیبراسیون

• قبل از نخستین استفاده، همهٔ هوک‌ها و فیکسچرها باید با بار کم تست شوند و سپس با بار افزایشی تا 50% ظرفیت بررسی شوند.

• محفظهٔ شکست باید تمام جهات را بپوشاند و درب با E-stop متصل به PLC باشد.

• دورهٔ کالیبراسیون لودسل: حداقل سالیانه یا پس از هر تعمیر بزرگ.

نتیجه‌گیری

این سند یک طرح سطح‌بالا و BOM پیشنهادی برای دستگاه تست کشش طناب‌های دریایی تا حدود 250–300 kN است. برای نهایی‌سازیِ نقشهٔ CAD و BOM دقیق (شامل شماره‌های قطعه/مدل و لینک‌های تأمین)، لطفاً یا MBL واقعی و قطر طناب را بده یا اجازه بده من با فرضیات فعلی (MBL=200 kN) یک نقشهٔ CAD و لیست قطعات دقیق‌تر با مدل‌های مشخص تهیه کنیم.