Att välja vinsch efter lastens vikt är bara första steget i dimensioneringen. Den kraft vinschen faktiskt behöver utveckla påverkas av hur lasten rör sig, lutning, friktion, linans riktning och hur mycket lina som ligger på trumman.
För en fast installation behöver även infästningen dimensioneras för de krafter som vinschen överför till konstruktionen.
Den som först vill gå igenom olika typer och användningsområden kan läsa vår artikel om vinschar i industrimiljö.
Börja med arbetsuppgiften
Först behöver man skilja på lyft och dragning.
Vid ett vertikalt lyft behöver vinschen bära den hängande lasten. Vid horisontell dragning beror kraftbehovet till stor del på motståndet mellan lasten och underlaget. En maskin på fungerande hjul kan därför kräva betydligt mindre dragkraft än samma maskin som dras direkt över golvet.
Vid dragning i lutning tillkommer den del av tyngdkraften som verkar längs lutningen. Brantare lutning ger större kraftbehov.
Dimensioneringen bör därför utgå från hur lasten ska flyttas och inte enbart från hur många kilogram den väger.
Friktion kan dominera kraftbehovet
Vid horisontell förflyttning behöver vinschen övervinna rörelsemotståndet.
Motståndet påverkas bland annat av underlag, hjul eller glidytor, lager, smuts, deformationer och hur lasten är riktad. En vagn som rullar lätt på plant golv ger ett helt annat lastfall än en komponent som glider mot en stålyta.
Startögonblicket kan dessutom kräva större kraft än fortsatt rörelse. Detta behöver beaktas om lasten tenderar att fastna eller om den står på ett underlag med hög statisk friktion.
För verkliga installationer bör kraftbehovet därför bedömas från det mest belastande normala driftfallet.
Lyftkraften minskar när trumman fylls
Ett vanligt missförstånd är att vinschens angivna maximala kraft gäller oavsett hur mycket lina som ligger på trumman.
När linan börjar lindas upp ligger den nära trummans kärna. För varje nytt linlager ökar avståndet mellan linan och trummans rotationsaxel. Den effektiva hävarmen blir längre och vinschen kan utveckla lägre linkraft.
Detta syns tydligt i vinscharnas produktdata. På exempelvis 6AFI, 8AFI och 12AFI anges lyftkraft separat för första och sista linlagret.
Den kapacitet som används i dimensioneringen bör därför motsvara det linlager där den högsta lasten ska hanteras.
Linlängden påverkar mer än räckvidden
Behovet av lång lina påverkar trummans fyllnadsgrad. Mer lina innebär fler linlager om inte trummans bredd eller diameter förändras.
Det kan därför finnas en direkt koppling mellan önskad rörelselängd och tillgänglig kraft.
Att välja en vinsch med stor marginal i maximal dragkraft löser inte alltid problemet om installationen samtidigt kräver stor linvolym. Trummans dimensioner, lindiameter och erforderlig linlängd måste bedömas tillsammans.
Linans riktning påverkar installationen
I många installationer kan vinschen inte placeras direkt i lastens rörelseriktning. Linan behöver då ledas om med en linskiva eller ett brytblock.
Ett kastblock kan exempelvis användas när linans riktning behöver förändras. Blocket skapar samtidigt krafter i sin egen infästning.
När två linparter drar i ett block bestäms den resulterande belastningen av vinkeln mellan dem. Infästningen för blocket måste därför dimensioneras utifrån det faktiska linarrangemanget. Det räcker inte att utgå från lastens vikt.
Samma princip gäller för vinschens egen infästning. Den ska kunna föra över linkraften till den bärande konstruktionen utan rörelse eller permanent deformation.
Säkerhetsmarginal är inte samma sak som gissad överkapacitet
Det är rimligt att dimensionera med marginal, men marginalen bör baseras på identifierade belastningar.
Om det finns risk för ryck, hög startfriktion, varierande last eller andra dynamiska effekter bör detta tas med i lastfallet. Att bara välja nästa större vinsch utan att först förstå varför belastningen ökar kan lämna andra delar av installationen feldimensionerade.
Lina, infästning, block, fästelement och bakomliggande konstruktion behöver klara samma lastfall.
[Intern länk: Läs mer om skillnaden mellan manuell och elektrisk drift -> ny artikel ”Manuell eller elektrisk vinsch”]
Välj vinsch efter det verkliga lastfallet
Tekilas vinschsortiment omfattar flera kapacitetsnivåer. Exempel är 8AF och 12AF samt de elektriska modellerna 6AFI, 8AFI och 12AFI.
Modellen bör väljas först när följande förutsättningar är kända:
- lastens vikt och rörelseriktning
- friktion eller rullmotstånd
- eventuell lutning
- erforderlig linlängd
- aktuellt linlager vid högsta belastning
- linans väg och eventuella brytblock
- användningsfrekvens och arbetscykel
- förutsättningarna för vinschens och blockens infästningar
På så sätt dimensioneras inte vinschen isolerat. Hela kraftöverföringen från last till lina, vinsch och bärande konstruktion ingår i bedömningen.
När behöver installationen projekteras?
En enklare vinschinstallation kan ibland göras direkt utifrån tillverkarens dokumentation och en tydligt definierad last.
När lasten är hög, infästningen är ovanlig, linan leds genom flera block eller vinschen ska integreras i en maskin eller stålkonstruktion ökar behovet av teknisk dimensionering.
Tekilas arbete med projektering och konstruktion omfattar bland annat förstudie, behovsanalys, konstruktionsplanering, tillverkning, montering och testning av lyftutrustning.
Sammanfattning
Dimensionering av en vinsch börjar med att definiera hur lasten faktiskt ska röra sig. Lastens vikt behöver därefter sättas i relation till friktion, lutning, linlager, linlängd och eventuella riktningsförändringar.
Vinschens maximala kapacitet är därför en del av underlaget, inte hela underlaget. En fungerande installation kräver att även lina, block och infästningar är dimensionerade för samma krafter och för de förhållanden som uppstår under hela rörelsen.