رافعة مناولة المواد السائبة

الرافعة المخصصة لنقل البضائع السائبة هي رافعة، بدلاً من خطاف بسيط يمكنه التعامل مع مجموعة من الأحمال المعلقة، تحتوي على ذراع مدمجة لرفع البضائع السائبة مثل الفحم والخامات المعدنية وما إلى ذلك.

عندما يكون الجرافة عبارة عن دلو مفصلي من قطعتين، يُعرف باسم الجرافة الصدفية أو الدلو الصدفي . يتطلب تشغيل الجرافة كابلات إضافية من ذراع الرافعة، مما يستلزم تصميمًا متخصصًا للرافعة بأكملها، وليس مجرد ملحق. تستخدم بعض الجرافات كابلين للرفع والتحكم، بينما تستخدم أخرى أربعة كابلات.

في عام 1927، أنتجت شركة ستوثرت آند بيت في باث، سومرست، أول رافعة متخصصة في مناولة المواد السائبة. ^{[ 1 ]} وكان الغرض من ذلك تفريغ الفحم في محطة باركينج لتوليد الطاقة في لندن.

يجب اختيار الكماشة بحيث لا يتجاوز الوزن الإجمالي للكماشة والمحتويات حمولة التشغيل الآمنة للرافعة. وتعتمد كتلة المحتويات على خصائص المنتج المراد نقله؛ كثافته، وخصائص انسيابه، وزاوية استقراره، وحجم حبيباته، ونقائه (مثل ما إذا كان رطبًا أم جافًا)، وفي بعض الحالات، درجة هبوطه (مثل انضغاط حمولة السفينة نتيجة الاهتزاز والتدحرج والتأرجح والانحراف خلال رحلة طويلة).

تُخصص معظم رافعات مناولة المواد السائبة لمنتج واحد، بينما تتعامل رافعات أخرى مع مواد متنوعة وتحتاج إلى مجموعة من الكماشات. قد تتطلب بعض التطبيقات (مثل خام المنغنيز) استخدام أسنان مثبتة على فكي الكماشة لتمكينها من الاختراق. بينما قد تتطلب تطبيقات أخرى (مثل بذور اللفت) أن تكون ذاتية الإغلاق، وأن تحتوي على فكوك سفلية منحرفة مزودة بقواطع جانبية مسننة بزاوية للحد من التدفق السهل.

عند تفريغ السفينة، قد يكون استخدام الكماشة أكثر كفاءة إذا صُممت بهيكل منخفض الارتفاع وممتد، مما يُمكّن من الوصول إلى أسفل فتحات السفينة، ويُغني عن الحاجة إلى توسيط المنتج مع إمكانية وصول الأفراد والآلات. قد تكون آلية الكماشة رباعية الحبال، أو مزدوجة الحبال، أو أحادية الحبل مع حلقة تفريغ، أو أحادية الحبل ذاتية التفريغ، أو مزدوجة السلسلة، أو أحادية السلسلة ذاتية التفريغ، أو أحادية السلسلة مع حلقة تفريغ، أو هيدروليكية أو كهروهيدروليكية.

تحتوي الكماشات الحبلية على بكرات حبلية في كل من العارضتين العلوية والسفلية، وتُغلق بسحب حبل الإغلاق لتقصير المسافة بين العارضتين. يُحدد الحد الأدنى لقطر البكرة بنسبة قطرها إلى قطر الحبل، حيث تتعرض أسلاك الحبل السلكي لإجهادات انحناء ناتجة عن الإجهاد إذا كانت البكرة صغيرة جدًا، مما يؤدي إلى تلفها المبكر. يحدد الحجم الفعلي للبكرات حجم العارضتين، وبالتالي يحدد نقطة فاصلة بين تصميم بأربعة حبال وتصميم بحبلين. تُحدد قوة الإغلاق عند فكي الكماشة، وعكسيًا سرعة الإغلاق، بعدد البكرات على كل حبل إغلاق في العارضتين. يُغذى حبل الإغلاق إلى آلية الكماشة إما عبر فتحة جرسية أو مجموعة من البكرات الصغيرة. يُحمل وزن الكماشة بواسطة حبل التثبيت ويُثبت في العارضة العلوية، مما يسمح ببعض حرية الحركة الزاوية. تتطلب حبال التثبيت والإغلاق أسطوانات لف منفصلة في الرافعة.

تعمل آلية الرافعات السلسلية بنفس طريقة عملها في الرافعات الحبلية. تُربط السلاسل بالحبال الموجودة على الرافعة بواسطة وصلات (مثل وصلات بوردو) تسمح بالدوران. تتطلب السلسلة الموصولة بكرة ذات قطر أصغر بكثير من تلك المستخدمة في الحبل المكافئ، مما يُتيح تصميمًا أصغر وأكثر إحكامًا للرافعة. يصعب فحص السلاسل المستخدمة في البكرات السلسلية بحثًا عن التآكل والإجهاد مقارنةً بالحبال التي تُظهر تشوهًا في جدائلها الخارجية قبل انقطاعها بفترة طويلة. يُعد انقطاع الحبل أو السلسلة خطرًا جسيمًا للغاية.

تعتمد رافعات التفريغ الحلقية على حبل أو سلسلة داعمة واحدة، مما يسمح باستخدامها في الموانئ ذات الرافعات المحدودة، أو حتى في الموانئ التي تفتقر إلى مرافق مناولة البضائع السائبة، لتحميل أو تفريغ البضائع. تُعلق حلقة من الفولاذ المصبوب من نهاية ذراع الرافعة، يمر من خلالها الحبل أو السلسلة إلى الرافعة. تحتوي الحافة الخارجية للحلقة على نتوء في أسفلها. أما الجزء العلوي من الرافعة، فيحتوي على خطاف محوري بارز من العارضة العلوية، يمسك بالنتوء ويسمح بفتحها وإغلاقها. الجرافة الصدفية الموجودة على يمين الصورة في هذه الصفحة في كارديف هي رافعة تفريغ حلقية بسلسلة.

تتميز الكماشات ذاتية التفريغ بحبل أو سلسلة داعمة واحدة. يحتوي العارضة السفلية على آلية ربط مزودة بخطافات تتصل بالعارضة العلوية، مما يُبقي الكماشة مغلقة. عند إنزال الكماشة على المخلفات، تُحرر الأثقال الخطافات، مما يسمح للكماشة بالانفتاح عند رفعها. قد يُزود هذا النوع من الآليات برافعة يُمكن ربط حبل طويل بها، وعند سحبه من قِبل عامل التوجيه، يُحرر المشابك في الآلية، مما يسمح للكماشة بالانفتاح في الهواء (مثلاً فوق شاحنة أو قادوس). عادةً ما تُزود الكماشة بمخمد هيدروليكي للحد من سرعة الفتح. الجرافة الصدفية الموجودة على الجانب الأيسر من الصورة في هذه الصفحة في كارديف هي كماشة سلسلة ذاتية التفريغ.

عادةً ما تكون الكماشات مفتوحة من الأعلى. أما الكماشات التي تتعامل مع المساحيق الخفيفة التي قد تتطاير منها، فتُزود أحيانًا بأغطية يمكن تثبيتها أو تحريكها عند وصلة الذراع السفلية.

إلى جانب الكماشات ذات الهيكل الصدفي، توجد الكماشات ذات الأسنان، ومنها كماشة قشر البرتقال التي تحتوي على أسنان (عادةً 6 أو 8 أسنان) مزودة بألواح كاملة تُحيط بالمنتج تمامًا عند إغلاقها. بعض الكماشات الأخرى ذات الأسنان لا تحتوي على ألواح، وبعضها الآخر يحتوي على ألواح جزئية. تتميز الكماشات ذات الأسنان بقدرتها على اختراق المنتجات الكثيفة والمتماسكة مثل الخردة المعدنية والخامات. كما تُستخدم بكثرة في مصانع إعادة التدوير، لمعالجة النفايات العامة.

تتميز الكماشة ذات الشوكة الحبلية أو السلسلية بإغلاق متزامن للشوكة. أما الكماشات الأخرى فتستخدم الإغلاق الهيدروليكي، حيث يوجد مكبس هيدروليكي على كل شوكة، مما يوفر حركة مستقلة واختراقًا أفضل. ويتم توليد الطاقة الهيدروليكية والتحكم بها من الرافعة.

بعض الرافعات تعمل بنظام هيدروليكي كهربائي، حيث تحتوي على محرك كهربائي في العارضة العلوية يقوم بتشغيل مضخة هيدروليكية وجميع أجهزة التحكم. وتوفر الرافعة حبل تثبيت وكابل إمداد كهربائي وكابل تحكم.

من الميزات الإضافية التي تُركّب أحيانًا على الرافعة، والتي تُستخدم للحد من ميل الكماشة للدوران حول محور حبال التثبيت، آلية حبل التوجيه (أو ما يُسمى أحيانًا بحبل الكماشة). قد يختلف تصميمها، ولكنها عادةً ما تكون عبارة عن زنبرك حلزوني داخل أنبوب أفقي مزود بأسطوانة حبل في نهايته.

مقبلات بقشر البرتقال

عندما تكون الحمولة أكبر حجماً من المعادن، كما هو الحال عادةً مع الخردة المعدنية، يُمكن استخدام رافعة ذات أجزاء مُقشّرة بدلاً من الرافعة التقليدية. تتكون هذه الرافعات من ستة أو ثمانية أجزاء مُقشّرة مُتصلة بمفصلات مستقلة حول قلب مركزي. وهي أكثر قدرة على التقاط الأحمال غير المُتساوية، بدلاً من مجرد التقاط القطع الصغيرة. إذا كانت الحمولة تتكون من قطع طويلة ورفيعة، فقد تتمكن الرافعة من حمل كمية أكبر بكثير من حمولة واحدة في المرة الواحدة.

على الرغم من إمكانية تعليق الكماشات ذات الشكل البرتقالي بواسطة كابلات على ذراع الرافعة، إلا أنها تُركّب عادةً مباشرةً على ذراع الرافعة. وهذا أنسب للإمساك بالأحمال غير المنتظمة التي قد تتسبب في انقلاب الكماشة المعلقة. كما قد تستخدم هذه الكماشات نظامًا هيدروليكيًا للتحكم في أجزائها بدلاً من الاعتماد على الوزن وكابلات الرفع.

بدلاً من تدوير الرافعة للوصول إلى قادوس التفريغ على الشاطئ، تحتوي رافعة الكنغر على قادوس مدمج أسفل ذراعها، يدور معها أثناء دوران الرافعة. أصبح تفريغ محتويات الكماشة في القادوس يتطلب الآن حركة رفع الذراع السريعة فقط ، دون الحاجة إلى تدوير الرافعة لكل حمولة.

وقد تم تطبيق مصطلح "الرافعة الكنغر" مؤخرًا على الرافعات القافزة ، وهي رافعات برجية تستخدم في بناء ناطحات السحاب القادرة على رفع أبراجها مع نمو البناء إلى الأعلى.

• هوليت