الفصل الأول: ناقلات الحزام ومكوناتها

سيناقش هذا الفصل ما هو الناقل الحزامي ومكوناته.

 

ما هو الناقل الحزامي؟

ناقل الحزام هو نظام مصمم لنقل أو تحريك المواد المادية، مثل المواد والبضائع وحتى الأشخاص، من نقطة إلى أخرى. بخلاف وسائل النقل الأخرى التي تستخدم السلاسل واللولب والأنظمة الهيدروليكية، تنقل ناقلات الحزام المواد باستخدام حزام. يتكون هذا الحزام من حلقة من مادة مرنة مشدودة بين بكرات تُشغّل بواسطة محرك كهربائي.

نظرًا لأن العناصر التي يتم نقلها تختلف في طبيعتها، فإن مادة الحزام تختلف أيضًا حسب النظام المستخدم فيه. وعادةً ما تأتي على شكل حزام من البوليمر أو المطاط.

 

مكونات الناقل الحزامي

 

يحتوي نظام الناقل الحزامي القياسي على بكرة رأس، وبكرة ذيل، وبكرات خاملة، وحزام، وإطار.

 

 

بكرة الرأس

بكرة الرأس هي تلك التي تتصل بالمشغل والمحرك الكهربائي. تُحرك بكرة الرأس الناقل، وعادةً ما تعمل كقوة سحب بدلاً من دفع. تقع غالبًا عند نقطة تفريغ الناقل للحمل، والمعروفة بطرف التفريغ للسير الناقل. ولأن بكرة الرأس تُحرك النظام بأكمله، غالبًا ما يكون من الضروري زيادة قوة جرها مع السير، وبالتالي تُغطى بطبقة خارجية خشنة. تُسمى هذه الطبقة "الليجن". فيما يلي شكل أي بكرة مع طبقة خارجية.

 

عادةً ما يكون قطر بكرة الرأس هو الأكبر بين جميع البكرات. في بعض الأحيان، قد يحتوي النظام على عدة بكرات تعمل كبكرات دفع. البكرة الموجودة في طرف التفريغ هي بكرة دفع.ناقل خاملعادةً ما يكون لها أكبر قطر ويتم التعرف عليها باعتبارها بكرة الرأس.

 

 

بكرة العودة أو الذيل

يقع هذا في طرف تحميل ناقل الحزام. أحيانًا يكون مزودًا بجناح لتنظيف الحزام عن طريق ترك المواد تسقط جانبًا على الدعامات.

في نظام ناقل سير بسيط، تُركَّب بكرة الذيل على أدلة عادةً ما تكون مشقوقة للسماح بشد السير. أما في أنظمة نقل السير الأخرى، كما سنرى، فيُترك شد السير لأسطوانة أخرى تُسمى أسطوانة الالتقاط.

 

 

بكرة خاملة

هذه بكرات تُستخدم على طول الحزام لدعمه وتحميل الحمولة، ومنع ترهله، ومحاذاة الحزام، وتنظيف بقايا المواد العالقة به. يمكن لبكرات التباطؤ القيام بكل هذه الوظائف أو أي منها، ولكن في أي مساحة، ستظل دائمًا بمثابة دعامة للحزام.

 

هناك العديد من بكرات التباطؤ المختلفة لمختلف الوظائف، كما هو موضح أدناه:

 

 

تروالمتسكعون المتذمرون

تحتوي بكرات التباطؤ ذات الحوض على ثلاث بكرات تباطؤ مُركّبة في شكل حوض للسير. تقع هذه البكرات على الجانب الذي يحمل الحمل على السير الناقل. البكرة التباطؤ في المنتصف ثابتة، ويمكن تعديل البكرتين في الطرفين لتغيير زاوية الحوض وعمقه.

 

عند استخدام هذه العجلات الخاملة، ستقلل الانسكابات وتحافظ على مساحة مقطعية ثابتة على طول الحزام الناقل. يُعدّ الحفاظ على مساحة مقطعية ثابتة أمرًا بالغ الأهمية لاستقرار الحزام الناقل.

 

 

قرص مطاطي خامل

 

تحتوي هذه البكرة الخاملة على أقراص مطاطية موضوعة على مسافات محددة على طول محور الأسطوانة. في الأطراف، تكون البكرات أقرب بكثير لدعم حافة الحزام المعرضة للتمزق. ستؤدي الأقراص المتباعدة إلى فصل أي مواد متبقية متصلة، وتقليل تراكم المواد في أسفل الحزام. يُعد هذا سببًا شائعًا لاختلال مسار الحزام (عندما ينحرف الحزام إلى أحد جانبي النظام ويسبب عدم محاذاة).

أحيانًا تكون الأقراص حلزونية كالبرغي، ويُطلق على البكرة الخاملة اسم بكرة برغي مطاطية خاملة. وتظل الوظيفة كما هي. يظهر أدناه مثال على بكرة برغي خاملة.

 

يمكن أيضًا صنع البكرة اللولبية من حلزون مطاطي. وهي شائعة الاستخدام في الأماكن التي يصعب فيها استخدام الكاشطات القابلة للحمل، خاصةً على ناقلات السيور المتحركة.

 

 

مدرب عاطل

 

تحافظ بكرات التدريب الخاملة على سير السير بشكل مستقيم. فهي تمنع انحرافه عن المسار. وتتحقق ذلك من خلال محور مركزي يُعيد البكرة إلى المركز في حال انحراف السير إلى أحد الجانبين. كما أنها تتضمن بكرتين توجيه تعملان كدليلين للسير.

 

 

حزام ناقل

عند تركيب ناقل الحزام، يُعدّ الحزام ربما الأكثر تعقيدًا. يُعدّ الشد والقوة عاملين أساسيين، إذ يتحمل الحزام ضغطًا كبيرًا عند تحميل المواد ونقلها.

حفّز الطلب المتزايد على أطوال نقل أطول البحثَ عن مواد جديدة، وإن كان ذلك دائمًا محفوفًا بالتكاليف. فالأحزمة الأقوى التي تلتزم التزامًا صارمًا بالمعايير الصديقة للبيئة عادةً ما تكون تكاليف تركيبها مرتفعة، وأحيانًا لا تُبرَّر هذه التكاليف. من ناحية أخرى، عند اتباع نهج اقتصادي، عادةً ما يتعطل الحزام، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف التشغيل. عادةً ما تتراوح تكاليف الحزام أقل من 50% من التكلفة الإجمالية للناقل.

يتكون الحزام من مكونات مثل:

 

 

هيكل الناقل

بما أن هذا هو هيكل الحزام، فيجب أن يوفر قوة الشد اللازمة لتحريكه والصلابة الجانبية اللازمة لدعم الحمل. كما يجب أن يكون قادرًا على امتصاص تأثير الحمل. الحزام عبارة عن حلقة، لذا يجب توصيله؛ وتُعرف هذه العملية بالوصل. ولأن بعض طرق الوصل تتطلب استخدام مسامير وأدوات تثبيت، يجب أن يوفر الهيكل قاعدة مناسبة ومتينة لهذه الأدوات.

 

يُصنع هيكل النقل عادةً من حبل فولاذي أو طبقة نسيجية. تُصنع هذه الطبقة من ألياف مثل الأراميد والبولي أميد والبوليستر. في حال استخدام طبقة واحدة فقط، يُفضل استخدام هيكل نسيجي مطلي بمادة PVC. يمكن أن تتكون الهياكل من ست طبقات متراصة. كما يمكن أن يشمل الهيكل حماية الحواف الضرورية جدًا في سيور النقل السائبة.

 

 

أغطية الناقل (العلوي والسفلي والجوانب)

هذه مادة مرنة مصنوعة من المطاط أو البولي فينيل كلوريد (PVC). تتعرض الأغطية مباشرةً لعوامل الطقس وبيئة العمل. يجب اختيار الأغطية بعناية حسب الغرض من الاستخدام. عادةً ما تتطلب الأغطية التالية عناية خاصة: مقاومة اللهب، ومقاومة درجات الحرارة المنخفضة، ومقاومة الشحوم والزيوت، ومقاومة الكهرباء الساكنة، ومناسبة للاستخدام الغذائي.

 

يتميز جانب الناقل بخصائص خاصة، وذلك حسب الحمل وزاوية ميله والاستخدام العام للسير. ويمكن أن يكون مموجًا أو أملسًا أو مزودًا بمسامير.

 

ستستخدم تطبيقات أخرى مثل ناقلات الخردة في آلات CNC ناقل حزام فولاذي لأنه لن يتآكل كثيرًا كما تفعل المواد التقليدية الأخرى.

 

في صناعات تجهيز الأغذية، يتم استخدام أحزمة PVC وPU وPE أيضًا لحفظ الأغذية وتقليل التلوث.

 

الأحزمة البلاستيكية حديثة العهد نسبيًا، إلا أنها تكتسب زخمًا تدريجيًا نظرًا لمزاياها العديدة. فهي سهلة التنظيف، وتتحمل درجات حرارة واسعة، وتتميز بخصائص ممتازة مضادة لللزوجة. كما أنها مقاومة للأحماض والمواد القلوية والمياه المالحة.

 

 

إطار الناقل

 

يختلف الإطار باختلاف الحمل وارتفاع التشغيل والمسافة المراد تغطيتها. يمكن أن يأتي بتصميم بسيط، يُمثله ذراع كابولي. كما يمكن أن يكون دعامات في حالة الأحمال الكبيرة. تُستخدم أيضًا قوالب الألمنيوم المبثوقة في العمليات البسيطة وخفيفة الوزن.

يُعد تصميم الإطار جانبًا أساسيًا في تصميم الناقل. قد يُسبب الإطار ذو التصميم السيئ ما يلي:

• الحزام يخرج عن المسار
• يؤدي الفشل الهيكلي إلى:

• تؤدي فترات التوقف الطويلة إلى تأخيرات في الإنتاج
• الإصابات والخسائر البشرية
• الانسكابات المكلفة

• طرق التصنيع والتركيب باهظة الثمن.

 

يمكن تركيب ملحقات أخرى على الإطار، مثل الممرات والإضاءة، كما هو موضح أعلاه. تتطلب الإضاءة سقائف وحواجز لحماية المواد.

يمكن أيضًا تركيب مزالق التحميل والتفريغ. معرفة جميع هذه الإضافات الممكنة أمرٌ مهم لتجنب التحميل الزائد غير المحسوب.

 

 

الفصل الثاني: أنواعناقلات الحزام

سيناقش هذا الفصل أنواع ناقلات الحزام، والتي تشمل:

 

 

ناقل حزام ذو سرير أسطواني

السطح الموجود أسفل الحزام مباشرةً في هذا النوع من الحزام الناقل مصنوع من سلسلة من البكرات. البكرات متراصة بشكل متقارب لضمان عدم ترهل الحزام.

 

إنها مناسبة للنقل لمسافات طويلة وقصيرة. في بعض الحالات، قد تكون قصيرة جدًا بحيث لا تستخدم سوى بكرتين للنظام بأكمله.

 

عند استخدام الجاذبية في التحميل، يُعدّ ناقل الحزام الأسطواني من أفضل الخيارات. أما عند استخدام التحميل اليدوي، فإنّ الصدمات قد تُتلف الأسطوانات بسهولة، نظرًا لاحتوائها عادةً على محامل داخلية. هذه المحامل، بالإضافة إلى سطحها الأملس عمومًا، تُقلّل الاحتكاك بشكل كبير، مما يُسهّل النقل.

تُستخدم ناقلات الأحزمة ذات الأسطوانات الدوارة بشكل رئيسي في عمليات الفرز والتجميع والنقل والفحص اليدوية. ومن الأمثلة على ذلك:

• مناولة الأمتعة في المطار
• فرز العناصر البريدية بما في ذلك المكاتب البريدية

 

 

ناقل الحزام المسطح

يُعدّ ناقل الحزام المسطح من أكثر أنواع الناقلات شيوعًا، ويُستخدم عادةً لنقل المواد داخل المنشأة. يتطلب النقل الداخلي سلسلة من البكرات/الأسطوانات الكهربائية لسحب الحزام.

 

تتنوع أنواع الأحزمة المستخدمة في ناقل السير المسطح بين الأقمشة والبوليمرات والمطاط الطبيعي. ونتيجةً لذلك، أصبح متعدد الاستخدامات في نقل المواد. كما يسهل ضبطه باستخدام بكرة الذيل المُركّبة عادةً، مما يسمح بضبطه لمحاذاة السير. وهو عادةً سير ناقل منخفض السرعة.

تتضمن تطبيقات الناقل الحزامي المسطح ما يلي:

• خطوط التجميع البطيئة
• تطبيقات الغسيل
• تجميع صناعي خفيف ومغبر

 

 

ناقل حزامي معياري

على عكس ناقلات السيور المسطحة التي تستخدم حلقة "سلسة" من سير مرن، تستخدم ناقلات السيور المعيارية سلسلة من القطع الصلبة المتشابكة المصنوعة عادةً من البلاستيك أو المعدن. وتعمل هذه الناقلات بشكل أشبه بسلسلة الدراجة.

هذا يمنحها ميزةً هائلةً على نظيراتها ذات الأحزمة المرنة. ويجعلها متينةً بفضل قدرتها على العمل في نطاقٍ واسعٍ من درجات الحرارة ومستويات الحموضة.

 

عندما يتضرر جزء من الحزام، يمكن للمرءاستبدال بسهولةهذا القسم تحديدًا بدلًا من الأحزمة المرنة التي تتطلب استبدال الحزام بأكمله. تستطيع الأحزمة المعيارية التحرك، باستخدام محرك واحد فقط، حول الزوايا والخطوط المستقيمة والمنحدرات. على الرغم من قدرة الناقلات الأخرى على القيام بالمثل، إلا أن ذلك يأتي على حساب التعقيد والتكاليف. بالنسبة للتطبيقات التي قد تتطلب عرضًا "غير تقليدي" أكبر من طول الناقل أو نوعه، فإن الناقلات المعيارية تحقق هذا الإنجاز بسهولة أكبر.

نظرًا لأنها غير معدنية وسهلة التنظيف ومسامية للغاز والسوائل، يمكن تطبيق الناقلات الحزامية المعيارية في:

• التعامل مع الأغذية
• التعامل مع السوائل
• كشف المعادن

 

 

ناقل الحزام المسنن

تحتوي ناقلات السيور المزوّدة بمسامير على حاجز أو مشبك في تصميمها. تعمل هذه المسامير على فصل الأجزاء المتساوية على السير. تمنع هذه الأجزاء الجسيمات والمواد التي قد تتدحرج أو تسقط من الناقل أثناء الانحدارات.

 

تأتي المسامير بأشكال وأحجام مختلفة والتي تشمل:

 

 

حرف T كبير مقلوب

يُثبّت هذا المشبك بزاوية 90 درجة على الحزام ليمنح دعمًا ومرونة للأغراض الحساسة. وهو الأنسب للأعمال الخفيفة والتعامل مع القطع الصغيرة والسلع المعبأة والمنتجات الغذائية.

 

 

رأس المال المتجه للأمام L

بفضل اتجاهه، يقاوم بسهولة قوى الرفع. يمكن استخدامه لغرف الحبيبات وتثبيتها ضد الجاذبية. كما يمكن استخدامه لحمل حبيبات خفيفة إلى متوسطة الوزن.

 

أحذية رياضية على شكل حرف V مقلوب

يبلغ ارتفاع هذه المسامير أقل من 5 سم، مما يُعطي نفس تأثير الحوض. ويمكن استخدامها لنقل المواد الثقيلة أو الكبيرة بفضل مساميرها القصيرة نسبيًا، والتي تتحمل الصدمات القوية.

العروات والأوتاد

تُستخدم هذه المشابك لتسهيل تصريف السوائل بعد غسل الخضراوات والفواكه. تُعد العروات والأوتاد وسيلةً اقتصاديةً لنقل المواد والأغراض التي لا تحتاج إلى دعم على طول الحزام، مثل الكراتين الكبيرة أو القضبان. كما يُمكن استخدامها لنقل المنتجات التي تتجاوز الحجم المطلوب بشكل انتقائي، وحتى تثبيت كل منتج على حدة.

تشمل الاستخدامات الأخرى للناقلات الحزامية المسننة ما يلي:

• السلالم المتحركة هي عبارة عن تعديل للناقلات الحزامية ذات المسامير، بمعنى أنها تحمل المواد السائبة على منحدر شديد الانحدار.

 

 

ناقل الحزام المنحني

يستخدم هذا الناقل إطارًا مُصنّعًا ومنحنيًا مسبقًا لنقل البضائع في الزوايا الضيقة. يُستخدم في الأماكن المحدودة، حيث توفر الناقلات الملفوفة المساحة. يمكن أن تصل المنحنيات إلى 180 درجة.

تُستخدم المواد البلاستيكية المعيارية ذات الأجزاء المتشابكة فقط إذا كان للناقل مسار مستقيم قبل أن ينحني. أما الأحزمة المرنة المسطحة، فتُستخدم إذا كان السير منحنيًا فقط في الغالب.

 

 

ناقل الحزام المائل/المنحدر

تتطلب الناقلات المائلة قوة شد أعلى، وعزم دوران أعلى، وقوة جر على سطح السير لمنع سقوط المواد منه. لذلك، تتضمن هذه الناقلات محرك تروس، ومحركًا مركزيًا، ورافعة. كما يجب أن يكون سطح السير خشنًا لتوفير قوة جر أكبر.

 

مثل ناقلات المشابك، تحمل هذه الناقلات أيضًا العناصر على منحدر دون أن تسقط. كما يمكن استخدامها لتعزيز تدفق السوائل بفعل الجاذبية.

 

 

ناقل غسيل صحي

في صناعات الأدوية والأغذية، عادةً ما يتطلب الأمر التعقيم والغسيل القاسي، بما يتماشى مع إرشادات الصحة والسلامة. صُممت ناقلات الغسل والتعقيم للتعامل مع هذه الإجراءات الصحية. عادةً ما تكون الأحزمة المستخدمة هنا أحزمة مسطحة ورفيعة نسبيًا.

 

تُستخدم ناقلات السيور الصحية القابلة للغسل في نقل المواد من درجات حرارة عالية، مثل المُجمدات والأفران. أحيانًا، يتعين عليها العمل في الزيت الساخن أو التزجيج. ونظرًا لقدرتها على تحمل البيئات الدهنية، تُستخدم أحيانًا لتفريغ براميل وصناديق النفط من السفن.

 

 

ناقلات ذات حوض

لا يعد ناقل الحزام الحوضي نوعًا مميزًا من الأحزمة لأنه يمكن دمج الحزام الحوضي في أي نوع من أنواع الناقلات.

 

يستخدم حزامًا يشكل شكل حوض بسبب بكرات التباطؤ الموجودة تحته.

 

تحتوي بكرات التباطؤ ذات الحوض على بكرة مركزية ذات محور دوران أفقي، وللبكراتين الخارجيتين (بكرات الجناح) محور مرفوع بزاوية مع الأفقي. عادةً ما تكون الزاوية حوالي 25 درجة. يحدث التباطؤ فقط في بكرات التباطؤ العلوية، ولا يحدث أبدًا في الأسفل.

ستؤدي زوايا التجويف العالية إلى تلف دائم للسير. إذا تم تجويف السير بزوايا أكثر انحدارًا، فسيحتفظ بشكله الكأسي، وسيصبح تنظيفه وتتبعه صعبًا، بالإضافة إلى كسر هيكله. كما قد يقلل ذلك من تلامس السطح مع بكرات التباطؤ، مما يقلل في النهاية من كفاءة نظام ناقل السير.

 

عادةً ما تعمل أحزمة الحوض في مستوى واحد، إما أفقيًا أو مائلًا، ولكن بزاوية تصل إلى 25 درجة فقط. يجب أن يكون نصف قطر الحزام كبيرًا بما يكفي ليتمكن من ملامسة جميع بكرات بكرة التباطؤ. تعني زاوية الحوض الحادة أن الحزام لن يلامس بكرة التباطؤ المركزية، مما يُضعف سلامة هيكل الحزام وكفاءة نظام النقل ككل.