局地的なマテリアルハンドリングには堅牢なインフラストラクチャが必要ですが、昇降システムの物理的な構造は、計算を誤ると重大な構造的負債を引き起こします。施設は、コンクリート スラブの構造的完全性を損なうことなく、または操業を壊滅的な故障のリスクや OSHA 違反にさらすことなく、吊り上げ能力 (通常は 0.5 ～ 2 トン) を追加する必要があります。不適切に設計されたベースや鉛直から外れたマストは、トロリーのドリフトや荷重による基礎の完全な抜けなど、即時の運用上の危険に直接つながります。
カスタムユニットを製造している場合でも、事前に設計されたキットを組み立てている場合でも、ユニットの構築方法を理解することで、 床置き式ジブクレーンで は、基礎要件、構造工学上の制限、および正確な設置順序を厳密に評価する必要があります。施設内で機器が安全かつ効率的に動作することを保証するには、動的荷重、コンクリートの圧縮強度、および厳密な配管公差を考慮する必要があります。
基礎が実現可能性を左右する: 標準的な 6 インチのコンクリート スラブでは、大容量または長スパンのクレーンに十分であることはほとんどありません。重い荷物の場合、多くの場合、専用の深く注入された足場が必要になります（たとえば、2トン、半径20フィートのクレーンの場合は4×7フィートで、輸送ミキサートラック約1台分のコンクリートが必要です）。
技術的責任: クレーンをゼロから製作することには計り知れない責任が伴います。事前に設計されたシステムを利用すると、設置が簡素化される一方で、構造上の責任がメーカーに移転されます。
たわみと許容値: 「トロリーのドリフト」やベアリングの早期摩耗を防ぐには、マスト配管とブームのたわみを適切に計算することが重要です。
準拠は必須です: 構築または設置された床置き型ジブ クレーンは、運用使用前に OSHA および ASME B30.11 規格に準拠するために文書化された荷重試験 (通常、定格容量の 125%) を受ける必要があります。
目次
鋼材を切断したりコンクリートを破壊したりする前に、昇降システムの正確な動作パラメータを定義する必要があります。構造設計は、正確な荷重計算、空間的制約、および予想される使用頻度に完全に依存します。
最大定格耐荷重 (MRC) の計算には、持ち上げる予定の最も重いアイテムの重量を測るだけではありません。動的荷重係数、ホイストの自重、およびトロリーの重量を考慮する必要があります。荷物を急速に持ち上げたり、急に停止したりすると、ブームやマストにかかる動的力が増大します。 2,000 ポンドを持ち上げるように設計されたシステムは、安全な作業環境を維持し、ASME 安全基準に準拠するために、構造的に大幅にサポートする必要があります。エンジニアは通常、15% ～ 25% の影響許容量を適用します。 スタンダードな電動ホイスト。
選択したブームのタイプによって、クレーンの設置面積、基礎要件、作業現場での運用の柔軟性が決まります。
特徴 |
標準シングルブームジブ |
関節式ジブシステム |
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デザイン |
剛性の高い真っ直ぐな I ビームまたは W フランジ ブーム。 |
ナックルジョイントを備えたデュアルピボットアーム。 |
最優秀アプリケーション |
大容量、ダイレクト、リニア転送。 |
構造柱や狭い湾の周りを移動する。 |
容量範囲 |
最大5トン（重い足場の場合はそれ以上）。 |
通常は 1 ～ 2 トンに制限されます。 |
スパン |
標準のスパンは最大 30 フィートです。 |
軽い負荷で最大 40 フィートのスパンに到達できます。 |
フロアプランとマシンセンターのレイアウトに基づいて、必要なブームの長さを決定します。スパンは、ベース プレートにかかる転倒力に直接影響します。モーメント アームが長くなると、基礎にかかる応力が急激に増加するため、より厚いコンクリート、より重いアンカー ボルト、より大きなベース プレートの設置面積が必要になります。基礎と構造用鋼の要件が不必要に増大するため、絶対に必要な長さよりも長いブームを指定しないでください。
操作に自立型ユニットの典型的な 360 度の連続回転が必要か、または近くの壁や柱などの作業スペースの制約に基づいて制限された関節動作が必要かどうかを評価します。また、クレーンの構造疲労限界とベアリングの選択を、予想される毎日の運転頻度に合わせて調整する必要があります。米国クレーン製造者協会 (CMAA) のサービス分類 (クラス A から F) を参照して、ベアリングと鋼材が早期の疲労破壊なしに予想される負荷サイクルに対応できることを確認してください。
あらゆる構造の完全性 床置き式ジブクレーンは 完全に基礎に依存しています。頑丈なマストや頑丈なブームも、その下のコンクリートが荷重を受けてひび割れたり、ずれたり、破損したりすれば、まったく役に立ちません。
現在の作業現場がクレーンをサポートできるとは決して考えないでください。コンクリートの厚さ、圧縮強度、およびその下にある土壌の圧縮は主要な破損点であり、コア試験を通じて検証する必要があります。
0.5 ～ 1 トンの容量: 標準的な 150 mm (6 インチ) 鉄筋コンクリートは、コア試験と局所的な土壌圧縮分析の対象となる短いスパンに適している場合があります。
2 トンの耐荷重: 少なくとも 200 mm (8 インチ) の厚さの鉄筋コンクリートまたは専用の基礎が必要です。
より重い荷重 / 高スパン: 300mm+ (12 インチ+) の強化スラブまたは独立した深い基礎が必要です。
スラブの下の地耐圧 (通常、最低 2,500 ～ 3,000 PSF が必要) を特定し、設置予定場所の近くに隠れた制御ジョイント、電線管、配管、または既存の微小亀裂がないか確認する必要があります。スラブ端または伸縮継手に近づきすぎると、コンクリートのせん断強度が大幅に低下します。
既存スラブが不十分な場合は、専用の基礎を掘削して打設する必要があります。高モーメント荷重には、転倒力に対抗するためにかなりの質量が必要です。たとえば、半径 20 フィートの 2,000 ポンドの自立型ジブ クレーンには、通常、深さ 4 フィート×7 フィート四方の巨大な足場が必要です。これは、約 4.1 立方ヤードのコンクリートに相当します。
新しい打設には、グレード 60 鋼を使用して適切に設計された鉄筋ケージが含まれている必要があります。コンクリート混合物は、28 日間の養生後に 3,000 ～ 4,000 PSI の最小圧縮強度を達成する必要があります。硬化プロセスを急がないでください。生コンクリートの上にクレーンを取り付けると、アンカーの抜けが発生します。
アンカー ボルトはマスト ベース プレートを基礎に固定し、荷重がかかったブームによって生成される大きな転倒モーメントに抵抗します。このモーメントを計算して、正しいアンカー ボルトの直径、グレード (ASTM F1554 グレード 36 またはグレード 105 など)、および埋め込み深さを決定する必要があります。
新しいフーチングの場合は、底部に重い六角ナットが溶接された現場打ちアンカー ボルトが標準です。既存のスラブの場合、化学エポキシ アンカーは動的荷重に対して機械式ウェッジ アンカーよりもはるかに優れています。コンクリート上のボルトの突出長さが重要です。レベリング ナット、ベース プレートの厚さ、重いワッシャー、上部の固定ナット、および構造グラウチング用の 1 インチから 2 インチの隙間を収容するのに十分なねじ山を残しておく必要があります。コンクリートの注入中に完璧な位置を確保するには、常に剛性の高いスチール製のアンカー ボルト テンプレートを使用してください。4 分の 1 インチのずれでもベース プレートの取り付けが妨げられるためです。
システムを社内で設計している場合は、剛性、荷重伝達、長期耐摩耗性を優先してコンポーネントを選択する必要があります。
曲げモーメントに耐え、全荷重時のマストのたわみを制限する構造用鋼管を選択してください。 ASTM A53 グレード B または A500 グレード B シームレス パイプが一般的な選択肢です。壁の厚さはマストが曲がるのを防ぐ必要があります。マスト上部の過度のたわみはブームの大幅な下向き傾斜につながり、これがトロリーのドリフトを直接引き起こし、オペレーターによる手動による荷物の位置決めがほぼ不可能になります。
自重を最小限に抑えながら最大荷重をサポートできるようにビームのサイズを決定します。フランジの幅と厚さが、選択したホイスト トロリーの車輪と互換性があることを確認してください。ビームが大きすぎると不要な自重が加わり、ベースの転倒モーメントが増大し、手動回転が鈍くなります。逆に、サイズが小さいビームは許容可能な L/450 比 (スパンを 450 で割った値) を超えてたわみ、トロリーの結合や構造疲労につながります。
回転ヘッドは、垂直方向の重い荷重 (ブーム、ホイスト、ペイロードの重量) と厳しい半径方向の力 (マストから引き離されるブームのてこの力) の両方に対処する必要があります。垂直荷重には高耐久スラスト軸受、ラジアル力には円すいころ軸受をご指定ください。標準の Zerk フィッティングを介してグリースに簡単にアクセスできるようにアセンブリを設計し、防塵シールを組み込んで、クレーン全体を分解せずにトラニオン ローラーを調整または交換できるようにします。
生の鋼材から構築するか、プレエンジニアリングされたキットを購入するかの決定には、重大なリスク評価、エンジニアリングの諸経費、および責任の考慮事項が含まれます。
独自のクレーンを製作するには、荷重を計算し、カスタム設計をスタンプする資格のある構造エンジニア (PE) を雇う必要があります。溶接に関するすべての責任はお客様が負います。 AWS D1.1 認定の溶接機を利用し、ベースプレートのガセットやブームの接続ポイントなどの重要な構造接合部に対して、磁粒子や超音波検査などの非破壊検査 (NDT) を実行する必要があります。このアプローチは商業保険に重大な影響を及ぼします。工場で製造したクレーンが故障して怪我をした場合、その責任はすべて貴社にあります。
一部の製造工場では、1 トンの構造仕様に合わせてクレーンを製造しようとしていますが、大規模な安全バッファを組み込むために公式の耐荷重タグを 500 ポンドに引き下げています。これにより、致命的な障害に対する物理的な安全マージンが追加されますが、格下げしても商用ワークショップが必須の OSHA および ASME 認定要件から免除されるわけではありません。検査官は、保守的な容量タグに関係なく、スタンプされたエンジニアリング図面と文書化された負荷テスト結果を要求します。
事前に設計されたキットは、予測可能な初期費用、保証された ASME/OSHA 準拠、および工場保証のコンポーネントを提供します。メーカー承認の基礎テンプレート、正確なボルト パターン、詳細な組み立てマニュアルを提供することで、設置を効率化します。最も重要なことは、キットを購入すると、構造工学上の責任があなたのビジネスから製造業者に移されることになります。
適切な組み立て順序により、クレーンが安全に動作し、スムーズに回転し、初期荷重テストに合格することが保証されます。
マストに完璧な垂直を達成することは、設置全体の中で最も重要なステップです。マストを調整するには、ベース プレートの下のアンカー ボルトに頑丈なレベリング ナットを使用します。
マストをアンカーボルトの上に下げ、レベリングナットの上に置きます。
垂直パイプには精密機械レベルまたはレーザーレベルを使用してください。
マストが垂直になるまでレベリングナットを調整します。重要な許容誤差は通常、垂直マスト高さ 10 フィートあたり 0.5 インチ以下の変動です。この許容値を超えると、トロリーの自発的なドリフトが発生します。
トップナットを規定トルクで締め付けます。
ベースの周りに木製の型枠を構築し、ベース プレートの下に非収縮精密エポキシグラウトを注入します。これにより、コンクリート基礎への荷重伝達が 100% 保証され、レベリング ナット上でベース プレートが曲がるのが防止されます。
ヘッドアセンブリをマストに安全に設置するには、適切な装備と吊り上げ方法を採用してください。ヘッドを下げる前に、スラストベアリングが適切に装着され、十分に潤滑されていることを確認してください。 360 度の経路全体の回転クリアランスを確認し、メーカーの仕様に従って下部トラニオン ローラー ベアリングの張力を調整して、スムーズな回転を可能にしながらスロープを解消します。
ボルトまたはピン接続を使用してブームをリグし、持ち上げ、固定します。ボルトを使用する場合は、高強度 ASTM A325 または A490 構造ハードウェアを使用してください。校正されたトルクレンチを使用して、トルク仕様を厳守してください。 A325ボルトの場合は、ターン・オブ・ナット方式またはテンションコントロールボルトを使用して適切なクランプ力を確保してください。一度完全に張った構造ボルトは絶対に再使用しないでください。
キャッチフレーズ、C トラックフェストゥーンシステム、または内部スリップリングを取り付けて、電源ケーブルを管理します。コードが絡まることなく連続的に 360 度回転する必要がある場合は、スリップ リングが必要です。ホイストをトロリーに取り付け、上限および下限の移動リミット スイッチを設定し、動作中の引っかかりを防ぐためにすべての電力を安全に配線します。オペレータが電気切断部に簡単にアクセスできることを確認してください。
よくある故障を予測することで、コストのかかるダウンタイム、機器の損傷、職場での事故を防ぎます。
トロリーの漂流: マストが鉛直から外れたり、ブームが垂れ下がったりすることが原因で発生します。これを軽減するには、グラウト注入段階で厳密なレベリング公差を強制し、試験荷重下で二次検証を実行します。ドリフトが発生した場合は、グラウトを注入する前にベースナットを使用してマストを再度水平にする必要があります。
基礎の破損: コンクリートの深さが不十分、地耐力が不十分、またはスラブの端に近すぎる取り付けが原因で発生します。スラブのコアサンプリング、土壌試験の実施、工学基礎ガイドラインの厳守によってこれを軽減します。クレーンをコンクリートのコントロールジョイントの上に決して取り付けないでください。
溶接疲労: DIY ビルドでの周期的な荷重と不十分な溶け込みによって引き起こされます。この問題を軽減するには、AWS D1.1 構造溶接規定に準拠した認定溶接工を利用するか、重要な接合部に NDT を義務付けるか、事前設計された工場溶接アセンブリを選択します。
ベアリングの故障: 潤滑不足またはデューティサイクルの超過が原因で発生します。これを軽減するには、毎月スラスト ベアリングとトラニオン ベアリングにグリースを塗布する厳密な予防メンテナンス スケジュールを確立します。
未加工の鋼材から床置き式ジブ クレーンを構築することは、熟練した製造工場であれば技術的には可能ですが、構造上の負担、エンジニアリング コスト、およびテスト要件を考慮すると、プレエンジニアリング キットが産業用途にとって最も実行可能で安全なソリューションとなります。既存のコンクリートの深さ、必要な耐荷重、構造製作に関する内部リスク許容度に基づいて決定します。
2008年に蘇州で設立され、 Novocrane は、電気ホイスト、クレーン システム、クレーン コンポーネントを専門とする専門メーカーおよびサービス プロバイダーです。同社は、ドイツのデザイン、先進技術、社内研究開発、厳格な負荷試験を組み合わせて、安全で信頼性の高い産業運用向けに設計されたカスタマイズされた昇降ソリューションを提供しています。
資格のある構造エンジニアに相談して、既存の床スラブを評価し、希望の耐力に対して専用の深い基礎が必要かどうかを判断してください。
信頼できるクレーン メーカーに基礎ガイドライン、アンカー ボルト テンプレート、転倒モーメントの計算を依頼してください。
能力要件、スパンのニーズ、作業スペースの制約に正確に適合する、事前に設計されたジブ クレーン システムを調達します。
クレーンを実際に使用する前に、OSHA および ASME に準拠していることを確認するために、認定されたテストウェイトを使用して認定されたサードパーティの荷重テストをスケジュールします。
A: 厚さの要件は耐荷重とブームのスパンによって大きく異なります。一般に、0.5 ～ 1 トンのクレーンには、少なくとも 6 インチの強化スラブが必要です。 2 トン クレーンには通常、8 インチのスラブまたは専用の足場が必要です。重い荷重や長いスパンでは、多くの場合、12 インチのスラブまたは深く独立した基礎が必要になります。
A: はい、しかしそれには計り知れない責任が伴います。使用前に、設計にスタンプを押し、AWS 認定の溶接工を使用し、非破壊溶接テストを実行し、厳格な OSHA および ASME 負荷テスト認定に合格するには、認可された構造エンジニアを雇う必要があります。
A: 半径 20 フィートの耐荷重 2,000 ポンドのクレーンの場合、一般的な専用足場は深さ 4 フィート、平方フィート 7 フィートです。この大きな転倒の瞬間に安全に対抗するには、約 4.1 立方ヤードのコンクリートが必要です。
A: トロリーの漂流は、マストが鉛直から外れることによって引き起こされます。これを防ぐには、重いレベリング ナットを使用してマストを高さ 10 フィートあたり 0.5 インチの変動以内に垂直にし、収縮しない精密エポキシ グラウトでベース プレートを固定します。
A: はい。新しく設置、改造、または修理された床置き型ジブクレーンは、運用前に OSHA および ASME B30.11 規格に準拠するために、通常は定格容量の 125% で文書化された荷重試験を受ける必要があります。
A: 自立型クレーンは、単一の剛性ブームを使用して、半径 360 度以内の直接直線移動を行います。関節式クレーンは、ナックル ジョイントを備えたデュアル ピボット アームを使用して、障害物を避けて曲がり、狭い機械スペースに到達します。
A: 定格を下げると (例: 1 トンの仕様で構築するが、500 ポンドのタグを付ける) 物理的な安全マージンが追加されますが、クレーンが必須のエンジニアリング スタンプ、認定溶接要件、OSHA の公式荷重試験プロトコルから免除されるわけではありません。
