المنشار الحزامي

المنشار الحزامي
يقوم الطلاب معًا بتحريك لوح كبير مغلف بطبقة واقية عبر منشار شريطي.
منشار شريطي أفقي لإعادة نشر الألواح في حوض بناء السفن في هوي آن، فيتنام
منشار إعادة نشر أكبر في حوض بناء سفن في دلتا ميكونغ، مزود بشفرة طولها 150 مم (6 بوصات).
منشار شريطي صنع عام 1911

المنشار الشريطي (أو منشار القطع ) هو منشار كهربائي ذو شفرة طويلة وحادة، ملحوم طرفاها معًا لتشكيل شريط بيضاوي. تُشد الشفرة المعدنية المسننة بين عجلتين أو أكثر لقطع المواد. تُستخدم هذه المناشير بشكل أساسي في النجارة ، وتشكيل المعادن ، ونشر الأخشاب ، ولكنها قادرة أيضًا على قطع مجموعة متنوعة من المواد. من مزاياها القطع المنتظم بفضل توزيع الحمل بالتساوي على الأسنان، والقدرة على قطع الأشكال غير المنتظمة أو المنحنية مثل منشار الترددية . [ 1 ] يُحدد الحد الأدنى لنصف قطر المنحنى بعرض الشريط وعرض القطع . تحتوي معظم المناشير الشريطية على عجلتين تدوران في نفس المستوى، إحداهما تعمل بالطاقة، بينما قد تحتوي بعضها على ثلاث أو أربع عجلات لتوزيع الحمل. تتوفر الشفرة بأحجام ودرجات تباعد مختلفة للأسنان (عدد الأسنان في البوصة)، مما يجعل الآلة متعددة الاستخدامات وقادرة على قطع مجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك الخشب والمعادن والبلاستيك. يوصى باستخدام منشار الشريط في قطع المعادن لأنه ينتج أبخرة وجزيئات سامة أقل بكثير مقارنة بجلاخة الزاوية أو المنشار الترددي . [ 2 ]

جميع مناشير الشريط تقريبًا اليوم تعمل بمحرك كهربائي .

تاريخ

تعود فكرة المنشار الشريطي إلى عام 1809 على الأقل، عندما حصل ويليام نيوبيري على براءة اختراع بريطانية لهذه الفكرة، إلا أن المناشير الشريطية ظلت غير عملية إلى حد كبير بسبب عدم القدرة على إنتاج شفرات دقيقة ومتينة باستخدام تقنيات ذلك الوقت. [ 3 ] كان الانثناء المستمر للشفرة فوق العجلات يتسبب في تلف المادة أو وصلة اللحام التي تشكل حلقة.

مرّت قرابة أربعين عاماً قبل أن تبتكر الفرنسية آن بولين كريبان تقنية لحام تتغلب على هذه العقبة. تقدمت بطلب للحصول على براءة اختراع عام ١٨٤٦، وبعد ذلك بوقت قصير باعت حق استخدامها لشركة أ. بيرين وشركاه في باريس. وبدمج هذه الطريقة مع سبائك فولاذية جديدة وتقنيات تلطيف متطورة، تمكنت بيرين من ابتكار أول شفرة منشار شريطي حديثة. [ ٤ ]

مُنحت أول براءة اختراع أمريكية لمنشار الشريط إلى بنيامين باركر من إلسورث، مين، في يناير 1836. [ 5 ] وكان أول منشار شريط تم إنتاجه في المصنع وطرحه تجارياً في الولايات المتحدة من تصميم بول بريبيل. [ 6 ]

كانت المناشير الكهربائية (ذات الشفرات الترددية) شائعة في صناعات تشكيل المعادن، لكن المناشير الشريطية والمناشير الباردة حلت محلها في الغالب.

الأنواع

السكن والصناعات الخفيفة

تحتوي العديد من ورش العمل في المرائب أو الأقبية السكنية ، وكذلك في الصناعات الخفيفة، على مناشير شريطية صغيرة أو متوسطة الحجم قادرة على قطع الخشب أو المعادن أو البلاستيك. غالبًا ما يُترك نصل متعدد الأغراض في مكانه، مع إمكانية استبداله بشفرات مُخصصة للخشب أو المعادن عند الحاجة. معظم المناشير الشريطية السكنية والتجارية من النوع الرأسي، مثبتة على طاولة أو حامل خزانة. كما شاع استخدام الأدوات الكهربائية المحمولة ، بما في ذلك النماذج اللاسلكية ، في العقود الأخيرة، مما يسمح لمقاولي البناء بنقلها معهم في شاحناتهم إلى مواقع العمل.

تقطيع اللحوم

تُصنع مناشير تقطيع اللحوم عادةً من الفولاذ المقاوم للصدأ بالكامل ، وتتميز بسهولة تنظيفها. أما شفراتها، فإما أن تكون ذات أسنان دقيقة ذات أطراف معالجة حرارياً ، أو ذات حواف مستقيمة أو مسننة.

نماذج ورش تصنيع المعادن وورش الآلات

منشار شريطي خشبي من القرن التاسع عشر

تتوفر مناشير الشريط المخصصة للاستخدامات الصناعية في قطع المعادن، مثل قطع الفولاذ الإنشائي في ورش التصنيع وقطع القضبان في ورش الآلات ، بتصميمات رأسية وأفقية. تتراوح سرعات الشريط النموذجية من 0.20 متر/ثانية إلى 25 متر /ثانية ، مع وجود مناشير شريط متخصصة مصممة لقطع المعادن الصلبة بالاحتكاك، وتعمل بسرعات تصل إلى 76 متر/ثانية. عادةً ما تُجهز مناشير الشريط لقطع المعادن بفرش أو عجلات فرش لمنع تراكم الرايش بين أسنان الشفرة. كما تُعد أنظمة تبريد الشفرة بسائل التبريد من المعدات الشائعة في هذه المناشير، حيث يعمل سائل التبريد على إزالة الرايش والحفاظ على برودة الشفرة وتزييتها.      

تُثبّت مناشير الشريط الأفقية قطعة العمل في مكانها بينما تتحرك الشفرة لأسفل خلال القطع. يُستخدم هذا التصميم لقطع المواد الطويلة مثل الأنابيب أو القضبان المعدنية إلى الطول المطلوب. ولذلك، يُعدّ جزءًا أساسيًا من تجهيزات معظم ورش الآلات. لا يُناسب التصميم الأفقي قطع المنحنيات أو الأشكال المعقدة. عادةً ما تستخدم مناشير الشريط الأفقية الصغيرة التغذية بالجاذبية فقط، مع إمكانية ضبط سرعة التغذية بواسطة زنبرك لولبي؛ أما في النماذج الصناعية، فيتم التحكم في معدل الهبوط عادةً بواسطة أسطوانة هيدروليكية تُفرّغ الضغط عبر صمام قابل للتعديل. عند تجهيز المنشار للقطع، يرفعه المشغل، ويضع المادة المراد قطعها أسفل الشفرة، ثم يُشغّل المنشار. تنزل الشفرة ببطء داخل المادة، قاطعةً إياها أثناء حركة شريط القطع. عند اكتمال القطع، يتم فصل مفتاح كهربائي، ويتوقف المنشار تلقائيًا. أما الإصدارات الأكثر تطورًا من هذا النوع من المناشير، فهي مؤتمتة جزئيًا أو كليًا (عبر وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة أو وحدة تحكم رقمية CNC ) لقطع كميات كبيرة من المواد الخام. توفر هذه الآلات تيارًا من سائل القطع المعاد تدويره من حوض التجميع، بنفس الطريقة التي يقوم بها مركز التصنيع باستخدام الحاسب الآلي.

منشار الشريط العمودي، المعروف أيضًا بمنشار التشكيل، يحافظ على ثبات مسار الشفرة أثناء تحريك قطعة العمل عليه. يُستخدم هذا النوع من المناشير لقطع الأشكال والزوايا المعقدة. يمكن تغذية القطعة إلى الشفرة يدويًا أو باستخدام آلية مساعدة كهربائية. غالبًا ما يكون هذا النوع من مناشير قطع المعادن مزودًا بلحام شفرة مدمج. لا يسمح هذا فقط للمشغل بإصلاح الشفرات المكسورة أو تصنيع شفرات جديدة بسرعة، بل يسمح أيضًا بقطع الشفرة عمدًا، وتوجيهها عبر مركز القطعة، وإعادة لحامها لإجراء عمليات قطع داخلية. غالبًا ما تُزود هذه المناشير بمنفاخ هواء مدمج لتبريد الشفرة ونفخ النشارة بعيدًا عن منطقة القطع، مما يمنح المشغل رؤية واضحة للعمل. يتوفر هذا النوع من المناشير أيضًا بنسخة مخصصة لأعمال النجارة. تتميز نسخة النجارة عمومًا ببنية أخف وزنًا ولا تحتوي على آلية تغذية كهربائية أو سائل تبريد أو لحام.

شهدت شفرات منشار الشريط المستخدمة لقطع المعادن تطورات ملحوظة. وأصبحت الشفرات ثنائية المعدن ذات الأسنان المصنوعة من الفولاذ عالي السرعة ، بما في ذلك أنواع الكوبالت، هي السائدة. وقد أدى تطوير أشكال هندسية جديدة للأسنان وخطواتها إلى زيادة معدلات الإنتاج وإطالة عمر الشفرات. كما حققت مواد وعمليات جديدة، مثل فولاذ M51 والمعالجة المبردة للشفرات، نتائج كانت تُعتبر مستحيلة قبل بضع سنوات فقط. وتم تطوير آلات جديدة لأتمتة عملية لحام شفرات منشار الشريط أيضاً.

قطع الأخشاب

تستخدم مناشر الأخشاب مناشير شريطية كبيرة جدًا لتقطيع الأخشاب ؛ وهي مفضلة على المناشير الدائرية للتقطيع لأنها تستطيع استيعاب الأخشاب ذات القطر الكبير وبسبب صغر حجم القطع (حجم القطع)، مما يؤدي إلى تقليل الفاقد.

توجد أيضًا مناشر خشبية صغيرة محمولة تتكون من منشار شريطي أصغر حجمًا مثبت على طاولة توجيه، وتُسمى مناشر المنشار الشريطي. ومثل مناشر المنشار السلسلي ( منشار سلسلي مثبت على طاولة توجيه)، يمكن استخدامها بتكلفة زهيدة من قِبل شخص أو شخصين في الميدان. ويمكن استخدام هذه الأدوات من قِبل الأشخاص الذين يعيشون خارج نطاق الشبكة الكهربائية، ومن يقومون بمعالجة الأخشاب على نطاق صغير في المناطق النائية. [ 7 ] واليوم، يمكن تشغيل هذه المناشر أيضًا بالكهرباء. [ 8 ]

في منشرة الخشب كاملة الحجم، تُركّب الشفرات على عجلات ذات قطر كبير بما يكفي لتجنب إجهاد المعدن الناتج عن الانحناء عند تغيير شكل الشفرة بشكل متكرر من دائري إلى مستقيم. يتم شدّها بإحكام شديد (مع كون مقاومة إجهاد معدن المنشار هي العامل المحدد). تحتاج مناشير الشريط بهذا الحجم إلى تشكيل داخلي يُعاكس قوى التشغيل وحرارته. يُطلق على هذه العملية اسم "التثبيت". كما يجب فكّها وصيانتها على فترات منتظمة. يُعدّ فنيو شحذ المناشير أو خبراء صيانة المناشير هم الحرفيون المسؤولون عن هذا العمل.

يُصمّم النجار ومُسنّن أسنان المنشار بدقة عالية، ويختلف شكل تجويف الأسنان باختلاف المنشرة ونوع الخشب وحالته. غالبًا ما تتطلب جذوع الأشجار المتجمدة شقًا في تجويف الأسنان لكسر الرقائق. يُحدد شكل تجويف الأسنان أثناء تصنيع النصل، ويُحافظ عليه تلقائيًا مع كل عملية شحذ. يحتاج مُسنّن الأسنان إلى الحفاظ على شكل عجلة الشحذ من خلال صيانتها دوريًا.

يُعدّ التتبع الصحيح للشفرة أمرًا بالغ الأهمية للقطع الدقيق، ويُقلّل بشكل كبير من احتمالية كسرها. الخطوة الأولى لضمان التتبع الجيد هي التأكد من أن عجلتي الشريط أو دولابي الموازنة متوازيتان. يُمكن القيام بذلك بوضع مسطرة مستقيمة على مقدمة العجلتين وضبطها حتى تلامس كل عجلة سطحها العلوي والسفلي. قم بتدوير العجلتين مع تثبيت الشفرة في مكانها وشدها بشكل صحيح، وتأكد من صحة التتبع. الآن، قم بتركيب بكرات توجيه الشفرة، واترك فجوة حوالي 1 مم بين الجزء الخلفي من الشفرة وحافة التوجيه. ستؤدي أسنان الشفرات التي ضاقت نتيجة الشحذ المتكرر إلى احتكاكها بالحافة الأمامية لبكرات التوجيه بسبب عرض القطع، مما يُخرج الشفرة عن محاذاتها. يُمكن معالجة ذلك عن طريق قطع حافة صغيرة على الحواف الأمامية للبكرات لاستيعاب الأسنان البارزة. من الأفضل أن تكون البكرات مُقوّسة (انظر أنظمة الأحزمة والبكرات )، وهو تصميم يُساعد في التتبع الصحيح للأحزمة، وفي الوقت نفسه يُتيح مساحة كافية لترتيب الأسنان.

مناشير رأسية

مناشير الرأس هي مناشير شريطية كبيرة تُستخدم لإجراء القطع الأولية في جذوع الأشجار. عادةً ما يكون عرض أسنانها على حافة القطع من 51 إلى 76 ملم، بينما تحتوي على أسنان جانبية في الخلف. هذه الأسنان الجانبية غير قاطعة، وهي مصممة لإزالة الشظايا الخشبية عند الحاجة إلى سحب الشفرة للخلف بعد القطع.  

مناشير إعادة النشر

منشار إعادة النشر هو منشار شريطي كبير مُصمم خصيصًا لقطع الأخشاب باتجاه أليافها، وذلك لتقطيع القطع الكبيرة إلى قطع أصغر أو قشرة خشبية . تتطلب إعادة نشر القشرة الخشبية شفرة عريضة - عادةً ما بين 51 و76 ملم - ذات شق ضيق لتقليل الفاقد. يمكن تركيب شفرات إعادة نشر يصل عرضها إلى 25 ملم على المنشار الشريطي القياسي.    

مناشير القطع المزدوجة

تحتوي المناشير ذات القطع المزدوج على أسنان قاطعة على كلا الجانبين. وهي عادةً ما تكون كبيرة جدًا، ومماثلة في الحجم لمنشار الرأس. [ 9 ]

بناء

آليات التغذية

  • تعتمد مناشير التغذية بالجاذبية على وزنها الذاتي. تحتوي معظم هذه المناشير على آلية لضبط قوة القطع، مثل ثقل موازن متحرك، أو زنبرك لولبي قابل للتعديل، أو مخمد هيدروليكي أو هوائي (صمام تحكم بالسرعة). لا يُجبر هذا الأخير النصل على النزول، بل يحدّ من سرعة سقوط المنشار، مانعًا التغذية الزائدة على الأجزاء الرقيقة أو اللينة. يشبه هذا آلية إغلاق الأبواب التي تمنع آلية التخميد فيها الباب من الارتطام. تُعدّ تصاميم التغذية بالجاذبية شائعة في المناشير الصغيرة.
  • تستخدم مناشير التغذية الهيدروليكية مكبسًا هيدروليكيًا يعمل بضغط موجب لدفع المنشار عبر قطعة العمل بضغط ومعدل متغيرين. وهي شائعة في مناشير الإنتاج.
  • تستخدم المناشير ذات التغذية اللولبية لولبًا رئيسيًا لتحريك المنشار.

آليات السقوط

  • تتحرك المناشير المحورية على شكل قوس أثناء تقدمها عبر قطعة العمل.
  • تحتوي المناشير ذات العمود الواحد على عمود كبير القطر يتحرك عليه المنشار بأكمله لأعلى ولأسفل، وهو يشبه إلى حد كبير آلة الحفر العمودية .
  • تتميز المناشير ذات العمودين بعمودين كبيرين، أحدهما على كل جانب من قطعة العمل، مما يوفر صلابة ودقة عاليتين. ونظرًا لتصميمها، لا يمكن استخدام قاعدة مائلة في هذا النوع من المناشير. وتُعد المناشير ذات العمودين أكثر أنواع مناشير الشريط شيوعًا، حتى أن بعضها يستخدم طاولة دوارة ومحور X لإجراء عمليات قطع معقدة.

المناشير الآلية

تتميز مناشير الشريط الأوتوماتيكية بمعدل تغذية وإرجاع وسقوط وتغذية وتثبيت مسبقة الضبط. تُستخدم هذه المناشير في بيئات الإنتاج التي لا يُعد فيها وجود مشغل لكل منشار عمليًا. إذ يمكن لمشغل واحد تغذية وتفريغ العديد من المناشير الأوتوماتيكية.

تعتمد بعض المناشير الأوتوماتيكية على التحكم الرقمي ليس فقط للقطع بشكل أسرع، ولكن أيضًا لتكون أكثر دقة وتؤدي عمليات قطع مائلة أكثر تعقيدًا .

أشكال الأسنان الشائعة

  • تمنح الشفرة الدقيقة قطعًا دقيقة بلمسة نهائية ناعمة.
  • توفر الشفرة الداعمة قطعًا أسرع وأحمالًا كبيرة من الرقائق.
  • توفر الشفرة ذات الأسنان المخلبية مساحة إضافية للقطع السريع والمواد اللينة.

يجب أن يكون سنان على الأقل على اتصال بقطعة العمل في جميع الأوقات لتجنب تجريد الأسنان. [ 10 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ^ تود وألين وألتينج 1994 ، ص. 14 . 
  2. "ما هي أفضل طريقة لقطع الفولاذ السميك؟" . يوتيوب .
  3. جوسلين، جيف. "تاريخ ما قبل مناشير الشريط" . قاعدة معارف ويكي الآلات القديمة . تم الاسترجاع في 19 أبريل 2017 .
  4. جونسون، رولاند (2010). دليل مصور شامل لمناشير الشريط (ملف PDF) . مطبعة تونتون. ص 6. ISBN  978-1-60085-096-7.
  5. باركر، بنجامين. "منشار شريطي" . براءة اختراع . دليل براءات اختراع الأدوات والآلات الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يونيو 2013 .
  6. بريبيل، بول. "تحسين في آلات نشر الشريط" . براءة اختراع . دليل براءات اختراع الأدوات والآلات الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يونيو 2013 .
  7. وودلاند ميلز (29 فبراير 2024). مُستغنون عن الشبكة - استكشاف نمط حياة مختلف . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 يوليو 2025 عبر يوتيوب.
  8. "المطاحن الكهربائية مقابل المطاحن التي تعمل بالغاز: الكفاءة والتكلفة والأداء" . مزارع الأشجار . تم الاسترجاع في 13 يونيو 2026 .
  9. ميديا، نيو تراك (فبراير 1997). النجار الأمريكي . نيو تراك ميديا. ص 12. 
  10. ^ تود وألين وألتينج 1994 ، ص. 15 . 

فهرس