وینچ چیست؟

وینچ یک دستگاه مکانیکی یا الکترومکانیکی است که برای کشیدن، بلند کردن یا جابه‌جایی بارهای سنگین در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه از بخش‌های اصلی مانند درام، کابل یا زنجیر، موتور و سیستم کنترلی تشکیل شده و بسته به نوع کاربرد، در مدل‌های مختلفی مانند برقی، هیدرولیکی، دستی و بادی طراحی می‌شود. در ادامه به بررسی انواع وینچ و کاربردهای آن می‌پردازیم.

وینچ چیست؟

وینچ، که به عنوان کشنده نیز شناخته می‌شود، سیستمی است که با استفاده از نیروی محرکه تولید شده توسط الکتروموتور، هیدروموتور یا موتور احتراقی، نیرو را به گیربکس منتقل کرده و سرعت را کاهش می‌دهد تا قدرت افزایش یابد. سپس، این نیرو از طریق شفت رابط به درام یا قرقره منتقل می‌شود که با چرخش آن، سیم بکسل به دور آن پیچیده شده و حرکت رفت و برگشتی ایجاد می‌کند. این سیستم امکان جابجایی اجسام را به صورت افقی و عمودی فراهم می‌کند.

انواع وینچ

وینچ‌ها ابزارهای مکانیکی یا الکترومکانیکی هستند که برای کشیدن، بلند کردن یا جابه‌جایی بارهای سنگین در صنایع مختلف به کار می‌روند. این دستگاه‌ها بر اساس نوع کاربرد و منبع نیروی محرکه به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. در ادامه به معرفی برخی از انواع وینچ‌ها، کاربردها و مشخصات فنی آن‌ها می‌پردازیم:​

وینچ برقی (وینچ الکتریکی)

وینچ‌های برقی که با نام الکترووینچ نیز شناخته می‌شوند، پرکاربردترین نوع وینچ در سیستم‌های کشنده محسوب می‌شوند. در این سیستم، نیروی محرکه توسط الکتروموتور تأمین شده و به روش‌های مختلف به مجموعه گیربکس یا قرقره انتقال داده می‌شود. این اتصال می‌تواند به صورت کوپل مستقیم، شفت مستقیم، پولی تسمه یا الکتروگیربکس انجام شود که هرکدام بسته به نوع کاربرد و وزن بار انتخاب می‌شوند.

در وینچ‌هایی با ظرفیت پایین، از الکتروموتورهای تک‌فاز استفاده می‌شود، درحالی‌که در وینچ‌های قدرتمندتر از الکتروموتورهای سه‌فاز با توان بالا بهره گرفته می‌شود. یکی از ویژگی‌های مهم این الکتروموتورها، قابلیت ترمز است که از حرکت ناخواسته شفت هنگام توقف جلوگیری می‌کند و ایمنی بیشتری را فراهم می‌سازد.

از نظر سرعت گردش موتور (RPM)، معمولاً مدل‌های 1000، 1500 و 3000 دور در دقیقه در وینچ‌های برقی مورد استفاده قرار می‌گیرند که مدل‌های 1500 دور به دلیل عملکرد بهینه و کنترل‌پذیری بهتر، گزینه‌ای مناسب محسوب می‌شوند. تنظیم سرعت در این سیستم‌ها با استفاده از گیربکس، پولی تسمه و اینورتر انجام می‌شود که امکان کنترل دقیق‌تر و افزایش بهره‌وری را فراهم می‌کند.

وینچ موتوری دیزلی و بنزینی

وینچ‌های موتوری دیزلی و بنزینی برای مکان‌هایی که دسترسی به برق وجود ندارد، طراحی شده‌اند و از موتورهای احتراق داخلی که با سوخت‌های فسیلی مانند بنزین و گازوئیل کار می‌کنند، نیرو می‌گیرند. ساختار این وینچ‌ها مشابه وینچ‌های برقی است، با این تفاوت که در بخش تأمین نیروی محرکه، از موتورهای سوختی با توان و قدرت‌های متنوع استفاده می‌شود.

ویژگی بارز این وینچ‌ها، گردش یک‌طرفه شفت خروجی آن‌ها است؛ برای چرخش معکوس، از گیربکس‌های مخصوص استفاده می‌شود که عملیات چپ‌گرد و راست‌گرد درام را کنترل کرده و سرعت بالای موتور را به قدرت کششی مناسبی تبدیل می‌کنند. این ویژگی، عملکرد بهینه و قدرت بالایی را در عملیات کشیدن و جابه‌جایی بارهای سنگین فراهم می‌کند.

وینچ هیدرولیکی

وینچ‌های هیدرولیکی از نظر ماهیت کشندگی مشابه سایر وینچ‌ها هستند، اما تفاوت اصلی آن‌ها در نحوه تأمین نیروی محرکه است. در این سیستم، به جای الکتروموتور یا موتورهای احتراقی، از یونیت هیدرولیک برای تولید نیرو استفاده می‌شود.

یونیت هیدرولیک شامل بخش‌های مختلفی مانند مخزن روغن هیدرولیک، پمپ هیدرولیک، اتصالات (شیلنگ و لوله هیدرولیک)، شیرهای فشارشکن، فلوکنترل‌ها، شیرهای کنترل جهت و در نهایت هیدروموتور است. در این سیستم، هیدروموتور به‌عنوان عملگر دورانی وظیفه چرخش شفت و تولید گشتاور را بر عهده دارد.

نیروی تولیدشده در هیدروموتور پس از انتقال به گیربکس، درام یا قرقره سیم‌بکسل را به حرکت درمی‌آورد. یکی از مزایای وینچ‌های هیدرولیکی قابلیت تنظیم قدرت و سرعت موتور است که با شیرهای کنترل دبی انجام می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود که وینچ‌های هیدرولیکی بتوانند عملکرد بهینه و انعطاف‌پذیری بالایی در جابه‌جایی و کشیدن بارهای سنگین ارائه دهند.

وینچ بادی (پنوماتیکی)

وینچ بادی با استفاده از هوای فشرده به‌جای برق، نیروی لازم را برای کشیدن یا پایین آوردن بار تأمین می‌کند. هوای فشرده از کمپرسور به ایرموتور (Air Motor) منتقل شده و با چرخش آن، کابل متصل به درام وینچ برای جابجایی بارهای سنگین به حرکت درمی‌آید. اغلب وینچ‌های بادی از گیربکس‌های کاهنده دور برای افزایش نیروی بالابری (لیفتینگ) استفاده می‌کنند.

مزیت اصلی این وینچ‌ها عدم نیاز به برق است که آن را برای محیط‌های پرخطر مانند معادن و مناطق مستعد انفجار مناسب می‌کند. بااین‌حال، سر و صدای زیاد از معایب آن است و در مکان‌هایی که کاهش نویز اهمیت دارد، وینچ برقی پیشنهاد می‌شود. برای جلوگیری از ورود رطوبت به سیستم، باید از فیلترهای رطوبت‌گیر و تله آبگیرها استفاده شود.

همچنین، نصب روغن‌زن پنوماتیکی در مسیر هوای فشرده، از زنگ‌زدگی و خوردگی اجزای داخلی موتور جلوگیری کرده و طول عمر دستگاه را افزایش می‌دهد. مزیت اصلی وینچ‌های بادی، عدم نیاز به انرژی الکتریکی است که آن‌ها را برای محیط‌های پرخطر و مستعد انفجار مناسب کرده است. 

نحوه انتخاب وینچ 

انتخاب وینچ مناسب نیازمند بررسی پارامترهای کلیدی مانند قدرت، سرعت و محیط استفاده است. این عوامل تأثیر مستقیمی بر عملکرد، ایمنی و طول عمر وینچ دارند.

قدرت و سرعت وینچ: وینچ‌های کشنده باید سرعتی متناسب با نوع کاربری داشته باشند؛ چراکه سرعت بیش از حد و کنترل‌نشده می‌تواند به سیم‌بکسل و اجزای داخلی وینچ آسیب برساند. در وینچ‌های بالابر، معمولاً از نسبت تبدیل 1:48 تا 1:56 در گیربکس‌ها استفاده می‌شود که میانگین سرعت زیر بار را به حدود 20 متر بر دقیقه می‌رساند. علاوه بر این، قدرت وینچ نیز باید متناسب با نیاز باشد؛ استفاده از وینچ با توان بیش از حد نیاز، علاوه بر افزایش هزینه خرید، باعث هدررفت انرژی خواهد شد.

شرایط محیطی: محیط اجرای وینچ یکی دیگر از عوامل مهم در انتخاب آن است. در مکان‌هایی که گازهای قابل اشتعال وجود دارند، استفاده از الکترووینچ یا موتوروینچ ایمن نیست و باید از وینچ‌های هیدرولیکی یا پنوماتیکی استفاده شود. همچنین، در صنایع دریایی، وینچ‌های مورد استفاده باید در برابر رطوبت و شرایط سخت محیطی مقاوم باشند.

اجزای وینچ

وینچ‌ها از چندین بخش اصلی تشکیل شده‌اند که هر کدام وظایف خاصی را بر عهده دارند. این اجزا شامل سیستم تولید نیروی محرکه، گیربکس، درام (قرقره)، سیم‌بکسل و متعلقات کنترلی می‌باشند که بسته به نوع کاربرد و شرایط محیطی، ممکن است در مدل‌های مختلف طراحی و استفاده شوند.

1-سیستم تولید نیروی محرکه

این بخش، تأمین‌کننده انرژی وینچ است و می‌تواند به روش‌های دستی، برقی، هیدرولیکی، پنوماتیکی یا از طریق سوخت‌های فسیلی کار کند. انتخاب نوع سیستم محرکه، به شرایط عملیاتی و نیازهای پروژه بستگی دارد.

2-گیربکس وینچ

گیربکس در وینچ نقش کاهش دور خروجی و افزایش نیروی کششی را بر عهده دارد. پرکاربردترین نوع گیربکس در وینچ‌ها، گیربکس حلزونی است که به دلیل خاصیت برگشت‌ناپذیری، ایمنی بیشتری را برای دستگاه فراهم می‌کند. بسته به نوع وینچ، گیربکس‌ها می‌توانند تا چندین ده تن بار را جابه‌جا کنند. پوسته گیربکس‌ها از جنس چدن GG20-GG22 و دنده‌های داخلی از فولاد آلیاژی ساخته می‌شوند که مقاومت بالایی در برابر فشار دارند.

3-درام یا قرقره وینچ

درام، که به عنوان دوک یا قرقره نیز شناخته می‌شود، یکی از اجزای کلیدی وینچ است که نیروی گشتاور خروجی از گیربکس را دریافت کرده و سیم‌بکسل را روی خود جمع می‌کند. درام‌های وینچ، بسته به طراحی، در ابعاد و قطرهای مختلف ساخته می‌شوند و تأثیر مستقیم بر سرعت خطی کشش و طول عمر سیم‌بکسل دارند.

در مدل‌های استوانه‌ای، افزایش قطر درام باعث افزایش سرعت کشش می‌شود. این مجموعه شامل پایه بلبرینگی، شفت ورودی، پولی و سایر متعلقات است که همگی در افزایش عملکرد و دوام سیستم نقش دارند.

4-سیم‌بکسل و متعلقات آن

سیم‌بکسل‌های مورد استفاده در وینچ‌ها، دارای قطرهای مختلف هستند و در دسته‌های نتاب، فولادی و سایر انواع خاص تولید می‌شوند. قطرهای رایج 6، 8 و 10 میلی‌متر هستند که در صنایع مختلف کاربرد دارند. علاوه بر این، در برخی از شرایط خاص، از طناب‌های کنفی، تسمه‌ای یا نواری استفاده می‌شود که به آن‌ها وینچ تسمه‌ای (Fatal Winch) نیز گفته می‌شود.

5-سیستم کنترلی و تابلو برق

سیستم‌های کنترلی وینچ شامل تابلو برق، اینورتر و تابلو فرمان هستند که برای کنترل سرعت، تغییر دور و تنظیم عملکرد وینچ به کار می‌روند. اینورترها نقش مهمی در تبدیل فاز و کنترل سرعت موتور دارند و باعث افزایش دقت در عملکرد وینچ می‌شوند.

6-شاسی و ساختار کلی وینچ

تمامی اجزای وینچ، شامل سیستم محرکه، گیربکس، درام، تابلو برق و سیستم‌های کنترلی، بر روی یک شاسی فلزی مقاوم مونتاژ و نصب می‌شوند. این شاسی معمولاً از فلزاتی مانند آهن، فولاد و پروفیل‌های قوطی، نبشی و سپری ساخته می‌شود که استحکام کافی برای تحمل بارهای سنگین را فراهم می‌کند.

نتیجه گیری

در این مقاله، به بررسی وینچ و انواع مختلف آن پرداختیم. وینچ‌ها ابزارهایی مکانیکی هستند که برای کشیدن یا بلند کردن اجسام سنگین در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. انواع وینچ‌ها شامل وینچ‌های برقی، هیدرولیکی، پنوماتیکی (بادی)، دستی و سوخت فسیلی می‌باشند که هر کدام با توجه به منبع نیروی محرکه و کاربردهای خاص خود، در شرایط و محیط‌های متفاوت به کار گرفته می‌شوند.