در میان تجهیزات اتصالی مورد استفاده در صنایع بالابر، جرثقیل، سازههای دریایی و سیستمهای مهار بار، شگل تناژدار نعلی پیچ و مهرهای را میتوان یکی از ایمنترین و بادوامترین قطعات دانست. این نوع شگل که با ساختار نعلیشکل و محور قفلشوندهی پیچ و مهره طراحی میشود، قادر است بارهای چندجهتی و با تناژ بالا را بدون تغییر شکل یا شکست تحمل کند. مهندسان هنگامیکه به دنبال اتصالی مقاوم، قابل اطمینان و دارای کنترل ایمنی مضاعف هستند، استفاده از این مدل را ترجیح میدهند.
در واقع تفاوت اصلی شگل پیچومهرهای با مدلهای سنتیتر مانند شگل پینی یا پیچی در سیستم قفل مکانیکی با مهره و خار ایمنی است. این ویژگی در محیطهای لرزشی، عملیات طولانیمدت یا بارهای حساس، تضمین میکند که محور شگل بهصورت ناخواسته باز نشود و پیوستگی بار تا پایان عملیات حفظ گردد.
ساختار مهندسی و اجزای شگل پیچ و مهرهای
شگل تناژدار نعلی از سه بخش اصلی تشکیل میشود: بدنهی خمیده نعلی، محور مرکزی پیچدار و مجموعهی مهره و خار ضامن. بدنهی اصلی معمولاً از فولاد آلیاژی با کربن متوسط و عناصر افزودهشدهای مانند کروم و منگنز ساخته میشود تا ضمن حفظ استحکام کششی، چقرمگی لازم نیز تأمین گردد.
فرآیند تولید این قطعه طی مراحل فورج گرم، عملیات کوئنچ و تمپر، ماشینکاری دقیق رزوه و تستهای سختی انجام میگیرد. سختی نهایی سطح معمولاً در محدودهی ۳۵ تا ۴۵ راکول C قرار دارد تا از شکست ترد جلوگیری شود. در بیشتر مدلها سطح قطعه با پوشش گالوانیزه گرم یا الکتروزینک محافظت میشود تا در محیطهای مرطوب و خورنده مقاومت طولانیمدت داشته باشد. در صنایع دریایی یا پتروشیمی، گاهی از نسخههای استیل ضدزنگ AISI 316 برای مقاومت حداکثری در برابر خوردگی استفاده میشود.
پیچ مرکزی نیز از فولاد سختکاریشده تولید میگردد تا در برابر بارهای برشی شدید مقاوم باشد. بر روی این محور، مهرهای با گام ریز نصب شده که در انتهای خود توسط خار فنری یا پین مکانیکی از باز شدن ناگهانی جلوگیری میکند. این طراحی باعث میشود شگل بدون نیاز به جوش، بست اضافی یا قفل شیمیایی، پایداری اطمینانبخشی حتی در کاربردهای ارتعاشی و دینامیکی داشته باشد.
الزامات استاندارد و گواهیهای بینالمللی
شگل تناژدار نعلی پیچ و مهرهای باید تحت نظارت دقیق استانداردهای صنعتی مانند EN 13889، BS 3032، ASTM A153، ISO 2415 و الزامات ASME B30.26 تولید شود. این استانداردها حداقل الزامات مکانیکی شامل مقاومت کششی (Ultimate Strength)، ظرفیت کاری ایمن (WLL)، بار تستی (Proof Load) و بار شکست را مشخص میکنند.
در حالت استاندارد، ضریب ایمنی این مدل معمولاً ۴ تا ۶ برابر WLL است. به عنوان نمونه شگلی با تناژ ۱۲ تُن باید در تست استاتیک حداقل ۴۸ تُن را بدون شکست تحمل کند. تولیدکنندگان معتبر، پس از عملیات فورج، تمام قطعات را تحت آزمایش مغناطیسی (MT) برای کنترل ترک سطحی و تست اولتراسونیک (UT) برای کنترل ناپیوستگی داخلی قرار میدهند.
روی بدنهی هر شگل اطلاعات هویتی شامل سایز قطر (بهمیلیمتر یا اینچ)، گرید فولاد، ظرفیت بار، نام برند و شناسه Heat Number حک میشود تا قابلیت رهگیری از مرحله تولید تا کاربرد نهایی حفظ شود.
مزایای فنی و عملیاتی شگل پیچومهرهای نسبت به سایر مدلها
ویژگی ممتاز این شگل آن است که به لطف وجود مهره و خار قفل، میتواند در محیطهایی با ارتعاش یا لرزش شدید مانند دکلها، جرثقیلهای متحرک یا عملیات بارگیری دریایی مورد استفاده قرار گیرد، بدون آنکه محور در اثر ضربه یا چرخش آزاد شل شود. علاوه بر این، بهدلیل طراحی نعلیشکل، توزیع تنش در شگل متعادلتر از مدلهای D است و این امر از تمرکز تنش در دو بازو جلوگیری میکند.
از دیگر مزایا میتوان به امکان استفاده مکرر، دوام طولانی، سازگاری با اسلینگهای زنجیری و سیمبکسلها، و تعمیرپذیری بالا اشاره کرد. در پروژههایی که نیاز به اتصال چند اسلینگ در یک نقطه وجود دارد، فرم خمیدهی نعلی اجازه میدهد بارها از چند جهت به محور منتقل شوند بدون آنکه خطر گسیختگی افزایش یابد. همچنین هنگام تنظیم نیروهای متقاطع، این مدل نسبت به انواع پیچی ساده عملکرد پایدارتری دارد.
تفاوت بین شگل تناژدار پیچومهرهای و پیچی
در مدل پیچی معمولی، پین اصلی بهصورت رزوهای درون یک بازوی شگل بسته میشود و اتصال توسط اصطکاک رزوهها حفظ میگردد. در مقابل، در مدل پیچومهرهای یک مهره و خار ضامن اضافه وجود دارد که ایمنی مضاعف ایجاد میکند. بنابراین شگل پیچی برای کاربردهای موقتی و سبک مناسبتر است، ولی مدل پیچومهرهای برای بارهای سنگین، دائمی و حساس در اولویت قرار دارد.
در شرایطی مانند عملیات بالابری در پالایشگاهها، جرثقیلهای دریایی و پروژههای زیرزمینی، استفاده از شگلهای تناژدار پیچ و مهرهای الزامی است؛ چون لرزش و تنش متغیر در محیط میتواند محور پیچی ساده را باز کند، ولی سیستم قفل سهمرحلهای پیچ–مهره–خار این ریسک را از بین میبرد.
کاربردهای تخصصی
این شگل در اغلب صنایع سنگین بهعنوان رابط ایمن میان جرثقیل و بار شناخته میشود. در پروژههای مهندسی سازه، صنعت نفت و گاز، دریایی، پتروشیمی، سدسازی و راهسازی، مدل پیچومهرهای برای مهار حلقههای بار، سیمبکسلهای چندلایه، و زنجیرهای چندرشتهای مورد استفاده قرار میگیرد.
در صنعت کشتیسازی، این مدل بهعنوان «Bow Shackle with Safety Bolt» کاربرد دارد و برای اتصال زنجیرهای لنگر، مهار سازههای شناور و کار با طنابهای نایلونی سنگین بهکار میرود. در محیطهای معدن یا تونلسازی نیز به دلیل آلودگی و گرد سنگ، قفل مکانیکی پیچ و مهرهای مانع از بازشدگی ناگهانی در اثر ارتعاش میشود.
نکات نگهداری و بازرسی
برای اطمینان از ایمنی، شگل باید پیش از هر بار استفاده از لحاظ سلامت رزوه، خوردگی، ترک سطحی یا هرگونه تاببرداشتگی بررسی گردد. اتصال بیش از حد مهره یا استفاده از ابزار غیر استاندارد ممکن است باعث تغییر فرم یا آسیب رزوهها شود. همچنین جهت روانی عملکرد، رزوهی پین باید بهصورت دورهای با گریس صنعتی ضدزنگ پوشش داده شود.
در صورت مشاهدهی هرگونه ترک hairline، بریدگی در ناحیهی خم یا خرابی در خار ایمنی، قطعه باید از مدار خارج و جایگزین شود. سطح زنجیری که با شگل در تماس است نیز نباید باعث سایش بیش از حد در داخل شگل گردد؛ در غیر اینصورت قطر داخلی دهانه به تدریج کاهش یافته و ایمنی بار تحت تأثیر قرار میگیرد.
جمعبندی
شگل تناژدار نعلی پیچ و مهرهای، عصارهی مهندسی ایمنی در سیستمهای بالابر محسوب میشود. ساختار نعلی آن موجب توزیع متناسب نیرو و قفل پیچومهرهای باعث تضمین کامل امنیت در بلندمدت میگردد. وقتی بحث از بارهای سنگین و پرخطر است، این مدل بهعنوان گزینهای استاندارد و بینالمللی شناخته میشود.
استفاده از شگلهای دارای گواهی EN یا CE، انتخاب سایز مطابق ظرفیت بار، و نگهداری اصولی میتواند عمر مفید تجهیزات لیفتینگ را تا چندین سال افزایش دهد. بهطور خلاصه، هر جا که قدرت مهار واقعی، استاندارد جهانی و ایمنی مداوم مطرح است، شگل تناژدار نعلی پیچ و مهرهای انتخاب نخست مهندسان حرفهای خواهد بود.
