کیان برنا

سهندسازه

آموزش رویت

سیم بکسل که با نام سیم فولادی نیز شناخته می شود، از مغزی، سیم و لایه سیم ساخته شده است. پیچیده شدن چندین سیم به یکدیگر، لایه سیم را تشکیل می دهند و از پیچیده شدن چندین لایه سیم به یکدیگر، در نهایت سیم فولادی بوجود می آید.

جنس سیم هایی که در ساخت سیم فولادی مورد استفاده قرار می گیرد می تواند از فولاد یا استیل باشد. تولید سیم فولادی به بسیاری از صنایع از جمله صنعت آسانسور کمک زیادی کرده است.

امروزه با پیشرفت علم، استفاده از سیم فولادی گسترش پیداکرده است و شرکت های زیادی سعی بر تولید انواع مختلفی از این محصول می باشند. با این مقدمه، در ادامه این نوشته از ساختمانچی با ما همراه باشید تا با انواع سیم بکسل و کاربردهای آن آشنا شوید.

تاریخچه تولید سیم بکسل

سیم فولادی برای اولین بار در سال های 1831 تا 1834 توسط ژلیوس آلبرت، مهندس و مدیر معدن نقره در آلمان، اختراع شد.

رطوبت بالا در معدن و اصطکاک طناب با دیوارهای سنگی سبب می شود تا زنجیرها و الیاف های گیاهی که برای بالا و پایین بردن اشیاء مورد استفاده قرار می گرفت به راحتی پاره شوند و یا طول عمر کوتاهی داشته باشند.

آلبرت ابتدا به طور دستی سه رسته مفتول نازک فلزی را به دو یک هسته مرکزی پیچید و با استفاده از تکنیک ریسندگی، طناب های فلزی باریکی را ساخت. پس از آن، سه رسته از طناب را با یک رشته فلزی باریک به یکدیگر متصل کرد و در نهایت سیمی ضخیم را بوجود آورد.

کاربرد سیم بکسل

از سیم فولادی معمولا در کارهایی که نیاز به جا به جایی و بالا و پایین بردن است، استفاده می شود. سیم های بکسل انواع مختلفی دارند که هر کدام در صنعت و کاری مختلف بکار می روند.

به طور کلی وظیفه سیم فولادی، مهار، کنترل و نگهداری از بار و جا به جایی آن می باشد. برخی کاربردهای سیم فولادی به شرح زیر می باشد:

  • صنایع بزرگ مانند جرثقیل و معادن
  • صنعت آسانسور
  • ترمز دوچرخه
  • کشتی رانی
  • سدسازی
  • صنایع الکتریکی
  • بنادر
  • پتروشیمی ها و نفت
  • حمل و نقل
  • شرکت های حفاری
  • نگهداری پل های معلق
  • و …
انواع سیم بکسل

قسمت های اصلی سیم فولادی

همانطور که گفتیم سیم فولادی از سه بخش اصلی تشکیل می شود. در ادامه به معرفی هر یک از این بخش ها می پردازیم:

  • مفتول: جنس مفتول های مورد استفاده در ساخت سیم فولادی می تواند از فولاد، فولاد ضد زنگ، استیل، آهن و یا برنز باشد. از پیچیدن چند مفتول به رو یکدیگر، استرند بوجود می آید.
  • استرند یا لایه سیم: لایه سیم که از کنار هم قرارگرفتن چندین مفتول ایجاد می شود و به دور هسته یا مغزی می پیچد.
  • هسته یا مغزی: مغزی سیم فولادی از رشته ها در زمان وارد شدن فشار نگهداری می کند. جنس مغزی می تواند از فولاد یا کنف باشد. البته مغزی های کنفی استحکام کم تری نسبت به مغزی های فولادی دارند اما در مقابل، انعطاف پذیری شان بیشتر است.

انواع بافت سیم بکسل

بافت های سیم فولادی در چهار نوع مختلف تولید می شوند. در ادامه به معرفی انواع بافت سیم فولادی می پردازیم:

  • بافت فیلر: در بعضی از سیم های فولادی، فضای خالی که بین مفتول های هر ردیف وجود دارد، با مفتول های نازک تر پر می شود. به همین دلیل به آن ها بافت فیلر اطلاق می شود. بافت فیلر سبب می شود تا سایش و انعطاف سیم فولادی افزایش یابد.
  • بافت سیل: قطر مفتول های خارجی در بافت های سیل از قطر مفتول های داخلی بیشتر است. به همین دلیل مقاومت سایشی سیم فولادی افزایش پیدا می کند. در این نوع بافت، تعدادی مفتول یکسان در اطراف مفتول اصلی قرار می گیرند.
  • بافت استاندارد: بافت استاندارد انعطاف پذیری بالایی دارد به همین دلیل در کارهای مختلفی می توان از آن استفاده نمود. در این نوع بافت، مفتول های بکاررفته در رشته های سیم بکسل، دارای قطرهای یکسان می باشند.
  • بافت وارینگتون: در بافت وارینگتون، مفتول هایی که در ردیف خارجی سیم فولادی قرار دارند، با قطرهای ضخیم و نازک، به صورت یکی در میان در کنار یکدیگر قرار می گیرند. بافت وارینگتون انعطاف بیشتری نسبت به بافت سیل دارد.
بافت سیم بکسل

انواع تاب و چرخش سیم بکسل

تقسیم بندی سیم های فولادی از لحاظ نوع تاب یا چرخش به شرح زیر می باشد:

  • یکطرفه: در این نوع چرخش، رشته ها و کلاف ها در یک جهت تابیده می شوند.
  • دوطرفه یا صلیبی: در این مدل، رشته ها و کلاف ها در دو جهت مختلف تابیده می شوند.
  • ترکیبی: در این نوع چرخش، از طرفی تاب سیم ها مانند سیم فولادی دو طرفه می باشد و از طرفی نیز تاب کلاف به دور رشته ها، به صورت یکی در میان سمت چپ و راست می باشد.

انواع پیچ سیم بکسل

پیچ های سیم فولادی از دو نوع معمولی و لانگ تشکیل می شوند که در ادامه به توضیح آن ها می پردازیم:

  • پیچ معمولی (یکنواخت): در نوع پیچ معمولی، در لایه های سیمی، چرخش سیم ها خلاف چرخش لایه های سیمی در سیم فولادی می باشد. سیم فولادی ها با پیچ معمولی اصولا ساختمان ثابتی دارند و دفرمه نمی شوند. در برابر له شدن و مچاله شدن از مقاومت بالایی برخوردار می باشند. اگر در معرض فشار بار قرار گیرند، نمی چرخند و باز و بسته کردن و جا به جایی آن ها بسیار آسان می باشد.
  • پیچ لانگ: در نوع پیچ لانگ، در لایه های سیمی، چرخش سیم ها هم سو با چرخش لایه های سیمی در سیم فولادی می باشد. این پیچ ها اگر در جایی قرار بگیرند که دو سر آن ها گیر نباشد، دفرمه می شوند. مقاومت پایینی در برابر له شدن و مچاله شدن دارند. اما مقاومتشان در برابر سایش بالاست و باز و بسته کردن و جا به جایی آن ها کار سختی می باشد.
بخوانید!  توری پرسی چیست و چه کاربردی دارد؟

این پیچ ها دارای دو فرم راست پیچ و چپ پیچ می باشند. زمانی که لایه ها در جهت عقربه های ساعت پیچانده شوند، راست پیچ و زمانی که خلاف جهت عقربه های ساعت پیچانده شوند، چپ پیچ نام دارند.

انواع سیم بکسل

سیم بکسل کلایمر

از سیم فولادی کلایمر برای انجام تعمیرات، نظافت و یا نقاشی بر روی ساختمان هایی که دسترسی به آن ها مشکل است مانند آسمان خراش ها، سیلوها و …، استفاده می شود.

سیم فولادی های کلایمر دارای طراحی خاصی می باشند و از چهار استرند تشکیل می شوند که در هر کدام از آن ها سی و یک مفتول قرارگرفته است. این سیم فولادی های کلایمر از جنس فولاد می باشند.

سیم بکسل کلایمر

سیم بکسل نتاب

سیم فولادی های نتاب دارای انعطاف پذیری بالا و نیروی گسیختگی بسیار مناسبی می باشند. بافت مناسب آن ها سبب می شود تا بتوان از این نوع سیم فولادی در جرثقیل ها برای جا به جایی بارهای سنگین و حساس استفاده کرد.

یکی از معایب این نوع سیم بکسل، جمع شدگی و فنری شدن بافت آن ها در برخی موارد می باشد که آن هم به دلیل قدرت بالای این نوع بافت است.

سیم فولادی های نتاب در انواع بافت های 7 در 19 و 7 در 35 در ایران وجود دارد. این سیم ها به دلیل استحکام و انعطاف پذیری بالا و نیاز کمی که به روغن کاری دارند و همچنین در زمان کار گره نمی خورند و به یکدیگر نمی پیچند، از محبوبیت خاصی برخوردار بوده و کاربرد فراوانی در صنایع مختلف دارند.

سیم بکسل استیل

سیم فولادی های استیلی مقاومت بالایی در برابر زنگ زدگی دارند و می توانند حرارتی بیش از 1000 درجه سانتی گراد را نیز تحمل کنند.

از این نوع سیم فولادی بیشتر در صنایع شیمیایی، دارو و غذا استفاده می شود. این سیم ها در برابر اثرات مخرب آب دریا نیز از مقاومت بالایی برخوردار می باشند.

سیم بکسل مهاری

این سیم فولادی های مهاری از تعدادی مفتول بافته شده 7 و 19 تشکیل می شوند و معمولا برای مهار دکل ها مورد استفاده قرار می گیرند. سیم فولادی های مهاری با قطرهای بالاتر نیز برای اتصالات و نگهداری پل ها استفاده می شوند.

مفتول های مورد استفاده در ساخت سیم فولادی های مهاری از نوع گالوانیزه گرم آبکاری می باشد و از استحکام کششی بالایی برخوردار است

سیم بکسل افشان

یکی از ساده ترین بافت های مورد استفاده در ساخت سیم بکسل های افشان، بافت 7 در 6 می باشد و در کارهایی که از ایمنی و حساسیت کمی برخوردارند، استفاده می شود.

البته نباید تصور کنید که این نوع بافت بی ارزش و ناامن است، اما در برابر سایر سیم فولادی ها از بافت ساده تری برخوردار بوده و در کارهای ساده تر نیز مورد استفاده قرار می گیرد. از این نوع سیم فولادی در کشور ما برای مصارف متعددی استفاده می شود.

کاربرد سیم فولادی در آسانسور

سیم فولادی یکی از مهم ترین و حساس ترین بخش های آسانسور می باشد که برای بالا و پایین بردن کابین آسانسور مورد استفاده قرار می گیرد. قطر و کشش سیم بکسل آسانسور با توجه به سرعت موتور آسانسور و وزن کابین آسانسور تعیین می شود.

سیم فولادی های مورد استفاده در آسانسور به دو نوع فیبری و هسته فولادی تقسیم می شوند که در ادامه به توضیح آن ها می پردازیم:

سیم بکسل آسانسور

سیم بکسل هسته فیبری

در صنایع آسانسور از سیم فولادی های هسته فیبری به منظور جا به جایی کابین آسانسور استفاده می شود. سیم فولادی های هسته فیبری خود به دو دسته دیگر تقسیم می شوند؛ هسته طبیعی و هسته مصنوعی.

سیم فولادی های هسته فیبری به دلیل انعطاف پذیری متریالی که در ساخت آن ها بکار می رود، به راحتی خودشان را با شکل شیارها مطابقت می دهند.

این سیم بکسل های هسته فیبری طبیعی معمولا از جنس کنفی می باشند و از قابلیت روانکاوی بهتری نسبت به مدل مصنوعی برخوردارند.

سیم فولادی های هسته فیبری مصنوعی عموما از جنس الیاف پلی پروپیلن یا پلی آرامین تولید می شوند و نسبت به مدل طبیعی، از پایداری بیشتری برخوردارند و در شرایط محیطی مرطوب و خاص مقاومت بیشتری دارند.

سیم بکسل هسته فولادی

این سیم بکسل ها به دلیل تحمل فشار بالا، باید از فلزات قوی و مستحکمی تولید شوند که علاوه بر تحمل فشار بار، در برابر حرارت نیز از مقاومت بالایی برخوردار باشند. به همین دلیل امروزه از سیم بکسل های هسته فولادی بیشتر از انواع هسته فیبری در صنعت آسانسور استفاده می شود.

مغزی سیم بکسل های فولادی قطر بیشتری نسبت به سیم فولادی های هسته فیبری دارد. این قطر بالا سبب می شود تا ارتجاع سیم کاهش یابد. از سیم بکسل های هسته فولادی بیشتر در آسانسورهایی که سرعت بالایی دارند و یا ظرفیت کابین آن ها بالاست، استفاده می شود.

کاربرد سیم بکسل در جرثقیل

کار با جرثقیل بسیار حساس و مهم است، زیرا جرثقیل اجسام سنگین را در ارتفاعات بالا جا به جا می کند، به همین دلیل استفاده از سیم فولادی قوی و مستحکم از مهم ترین خصوصیات و ویژگی های یک جرثقیل محسوب می شود.

سیم بکسل هایی که در جرثقیل ها مورد استفاده قرار می گیرند، معمولا دارای مغزی فولادی می باشند و میزان سایش و مقاومت کششی آن ها بالا است؛ اما در مقابل دارای عمر کوتاه یا متوسطی می باشند.

در برخی از سیم فولادی های مورد استفاده در جرثقیل ها نیز از پلاستیک در بین لایه های آن ها استفاده می شود که سبب می شود مقاومت سایش آن ها افزایش یابد.

بخوانید!  کامپوزیت زمینه فلزی چیست؟

ساختار چنین سیم بکسل هایی کمپکت و الترالود می باشد. در ادامه برخی از ویژگی های سیم فولادی جرثقیل خوب و مناسب را برای شما شرح می دهیم:

  • سیم بکسل جرثقیل باید از مقاومت مناسبی در برابر زنگ زدگی و خوردگی برخوردار باشد.
  • در برابر خستگی های خمشی و سایشی از انعطاف پذیری و شکل پذیری خوبی برخوردار باشد.
  • نیروی کشش و گسیختگی آن بالا باشد.
  • یک سیم فولادی خوب باید بتواند با استفاده از ساختار ویژه خود، ضربات را به راحتی جذب نماید.
سیم بکسل جرثقیل

کاربرد سیم بکسل در حفاری ها

سیم فولادی های مورد استفاده در حفاری ها معمولا دارای شش استرند می باشند و به منظور داشتن انعطاف پذیری بالا، از مغزی های پلاستیکی و الیافی ساخته می شوند.

این نوع سیم های بکسل در برابر ضربات ناشی از استارت کار ماشین، تغییر جهت و یا حرارت های بالا از مقاومت بسیار خوبی برخوردار می باشند و برای کار در موقعیت های دشوار طراحی شده اند.

سیم بکسل های مورد استفاده در حفاری ها معمولا چپ گرد هستند و به دلیل سایش بالایی که دارند، از طول عمر زیادی نیز برخوردار می باشند.

به منظور افزایش طول عمر سیم فولادی های حفاری در ساختار آن ها از کمپکت استفاده می شود. کمپکت سبب می شود تا مقاومت سیم در برابر ساییدگی افزایش یابد.

سیم بکسل های حفاری باید علاوه بر استحکام کششی و حرارتی بالا، از انعطاف پذیری بالایی نیز برخوردار باشند.

به همین دلیل استفاده از سیم فولادی هایی با مغزی الیافی و بهره گیری از سیم های استرند در آن ها، سبب منعطف شدن هر چه بیشتر سیم بکسل می شود که در نهایت بهترین بافت را در سیم ایجاد می کند.

نکات مهم در انتخاب سیم بکسل

استحکام سیم فولادی

استحکام و مقاومت سیم های بکسل به فاکتورهایی چون سایز، درجه و ساختار آن ها بستگی دارد. باید بارهایی متناسب با استحکام سیم به آن وارد شود.

اگر فشار بار بیشتر از ظرفیت سیم به آن وارد شود، سیم فولادی می شکند. پس در هنگام خرید متناسب با میزان بار، سیم بکسل را انتخاب نمایید.

مقاومت سیم بکسل در برابر خستگی و استهلاک

سیم فولادی باید بتواند بدون خستگی و آسیب دیدن، مدت زیادی را به صورت مکرر خم شود. سیم بکسل های کوچک مقاومتشان کم تر است. بنابراین یکی از راه هایی که می توانید به سیم فولادی با مقاومت خستگی بالا دست یابید، این است که قطر سیم بکسل را افزایش دهید.

مقاومت سیم بکسل در برابر سایش

از دیگر فاکتورهای مهم در خرید سیم فولادی، توجه به میزان مقاومت ساییدگی سیم می باشد. این مشخصه بر مبنای اندازه، تعداد مفتول و ساختار طناب مشخص می شود.

سیم های کوچک معمولا انعطاف پذیری بیشتری دارند، به همین دلیل بیشتر در معرض سایش قرار می گیرند. در حالی که سیم های قطورتر، در برابر ساییدگی از مقاومت بالاتری برخوردار می باشند، اما انعطاف کم تری دارند.

مقاومت سیم بکسل در برابر خرد شدن

از مشخصه های اصلی سیم فولادی، مقاومت بالای آن ها در برابر له و خرد شدن می باشد. به طور کلی مقاومت طناب های هسته فولادی بیشتر از طناب های هسته فیبری در برابر خرد شدن می باشد.

مقاومت شسم بکسل در برابر چرخش

به طور کلی سیم هایی که دارای استرند و لایه سیم بیشتری می باشند، مقاومت بیشتری نیز در برابر چرخش و پیچش دارند. این مشخصه در انتخاب سیم های فولادی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می باشد.

مقاومت سیم بکسل در برابر خوردگی

از دیگر فاکتورهایی که در انتخاب سیم فولادی باید به آن توجه کنید، میزان مقاومت آن در برابر خوردگی و زنگ زدگی می باشد.

به منظور استفاده در کارهای آبی و محیط های دریایی که رطوبت بالا می باشد، از سیم بکسل های روکش دار و گالوانیزه استفاده می شود تا به راحتی دچار خوردگی نشوند.

کلام پایانی

ما در این نوشته از ساختمانچی به معرفی انواع سیم فولادی و کاربرد آن ها در صنایع مختلف پرداختیم. همانطور که گفتیم سیم های بکسل از لحاظ کاربرد، جنس، نوع پیچ و نوع بافت به انواع و مدل های مختلفی تقسیم بندی می شوند.

امیدواریم از مطالعه این نوشته لذت برده و به اطلاعات ارزنده ای در این زمینه دست یافته باشید. در صورت تمایل می توانید نظرات، انتقادات و پیشنهادات خود را در این باره با ما اهالی ساختمانچی در میان بگذارید.

سوالات متداول

سیم بکسل چیست؟

سیم بکسل که با نام سیم فولادی نیز شناخته می شود، از مغزی، سیم و لایه سیم ساخته شده است. پیچیده شدن چندین سیم به یکدیگر، لایه سیم را تشکیل می دهند و از پیچیده شدن چندین لایه سیم به یکدیگر، در نهایت سیم بکسل بوجود می آید.

سیم بکسل چه کاربردهایی دارد؟

از سیم بکسل در صنایع متعددی استفاده می شود. از جمله کاربردهای سیم بکسل می توان به استفاده از آن ها در صنایع بزرگ مانند جرثقیل و معادن، صنعت آسانسور، ترمز دوچرخه، کشتی رانی، سدسازی، صنایع الکتریکی، بنادر، پتروشیمی ها و نفت، حمل و نقل، شرکت های حفاری، نگهداری پل های معلق و … اشاره نمود.

سیم بکسل از چه بخش هایی تشکیل شده است؟

سیم بکسل از سه لایه اصلی مغزی، استرند و مفتول تشکیل شده است. لایه مرکزی که به آن مغزی یا هسته گفته می شود. لایه میانی که به آن لایه سیم یا استرند گفته می شود و از تعدادی مفتول تشکیل شده است.

انواع سیم بکسل چه نام دارد؟

سیم بکسل کلایمر، نتاب، استیل، افشان و مهاری از انواع سیم بکسل می باشند.

انواع سیم بکسل براساس نوع بافت به چند دسته تقسیم بندی می شوند؟

فیلر، سیل، استاندارد و وارینگتون از انواع بافت های سیم بکسل محسوب می شوند.