固定、移動式天車吊掛原理

固定式天車，又稱為橋式起重機（Overhead Crane），常見於工廠、倉儲空間內，用來搬運重物。

吊掛重物時，天車必須確保整體重心在安全範圍內，避免因重物擺動而導致天車結構不穩或傾倒。

🧲 吊掛時的力學細節重點

1. 重心位置與對稱性

• 重心對齊吊點（吊鉤）非常關鍵，否則重物會傾斜或旋轉，導致吊繩受力不均。

• 若重物重心偏離吊掛點，會產生擺動與扭矩，可能損壞吊帶或使吊物翻覆。

• 建議使用兩點或多點吊掛以保持平衡，特別是對不規則物體。

📌 小提醒： 在不對稱吊掛中，可以先模擬重心位置或使用雷射重心偵測器。

2. 吊索角度對受力的影響

當使用兩條以上的吊帶／鋼索斜吊時，吊帶與水平面間的夾角（θ）會大幅影響吊帶所承受的拉力。

• 當角度變小（吊帶更斜），每條吊帶的拉力會大幅增加

• 理想角度為 60°~90°，避免小於 45°，因為：

  🔺 拉力公式：若吊物重量為 WWW，兩條吊帶與水平夾角為 θ\thetaθ，則每條吊帶拉力 F=W2sin⁡θF = \frac{W}{2\sin\theta}F=2sinθW​

例如：

• 吊 1000 kg（約 9800 N）的物體

• 當 θ = 30°，則每條吊帶要承受約 9800 / (2 × sin30°) = 9800 N

• 當 θ = 60°，每條僅需約 5657 N

📌 所以：吊帶越斜，越容易超過額定承載能力

3. 起吊瞬間的衝擊力

在啟動吊掛動作的瞬間，如果快速拉起重物，會產生衝擊載荷（Shock Load），可能達到原來靜態載荷的 2~3 倍

• 衝擊力來自於重物的慣性與瞬間加速度（F=ma）

• 防止方式：

  • 緩慢起吊，避免突然啟動

  • 使用變頻器控制馬達加速度

  • 檢查鋼索是否有鬆弛、吊物是否懸空

4. 擺動與晃動（慣性力與離心力）

吊掛物體在水平方向移動（尤其是長距離）時會產生：

• 擺動：類似鐘擺運動，來源是加減速時的慣性。

• 旋轉或側擺：來自吊索長度不一或移動路線改變。

對策包括：

• 控制加減速時間

• 加裝防擺系統

• 操作時盡量保持吊物穩定、緩慢轉彎

5. 吊掛點與結構應力集中

吊掛點需能承受整體載荷，並避免應力集中在鋼樑某一點。

• 固定式天車的橫樑與軌道會承受來自垂直力與水平方向的分力

• 需確保樑結構強度符合最大載重設計

• 避免長期在相同點吊掛，以免局部疲勞損壞

📌 總結吊掛力學注意事項：

項目	說明
重心位置	吊物須對齊吊點，避免旋轉或傾斜
吊帶角度	保持吊帶角度 ≥ 60°，降低拉力負擔
起吊速度	緩慢起吊，避免衝擊載荷
水平移動	慢速、平穩，避免擺動
結構應力	檢查吊點與主樑結構強度是否足夠

📘 吊掛與重心的基本原則

• 吊掛時，吊點需在物體重心的垂直正上方，才能保持平衡。

• 若吊點偏離重心，物體會產生旋轉或傾倒。

• 不同形狀的物體，其重心位置會有所不同，因此吊掛方式也需要調整。

以下列舉數種基本形狀的重心位置做為參考 :

以上是關於吊掛時在實務上必須留意的知識，這些觀念對於確保操作安全性、效率與穩定性非常重要，尤其在吊掛大重量物件時絕對需要用心規劃。