سير ناقل

الحزام الناقل هو وسيلة النقل في نظام النقل بالحزام (ويُختصر غالبًا إلى حزام ناقل). يتكون نظام النقل بالحزام من بكرتين أو أكثر (تُسمى أحيانًا أسطوانات)، مع حلقة مغلقة من وسيلة النقل - الحزام الناقل - تدور حولها. يتم تزويد إحدى البكرتين أو كلتيهما بالطاقة، مما يُحرك الحزام والمواد الموجودة عليه إلى الأمام. تُسمى البكرة المُزوَّدة بالطاقة بكرة القيادة، بينما تُسمى البكرة غير المُزوَّدة بالطاقة بكرة التوجيه. هناك فئتان صناعيتان رئيسيتان من الأحزمة الناقلة؛ تلك المُستخدمة في مناولة المواد العامة ، مثل تلك التي تنقل الصناديق داخل المصنع، ومناولة المواد السائبة ، مثل تلك المُستخدمة لنقل كميات كبيرة من الموارد والمواد الزراعية، مثل الحبوب والملح والفحم والخامات والرمل والتربة السطحية وغيرها .

تُعدّ السيور الناقلة مكونات متينة وموثوقة تُستخدم في أنظمة التوزيع والتخزين الآلية، بالإضافة إلى مرافق التصنيع والإنتاج. وبالاقتران مع معدات مناولة المنصات التي يتم التحكم فيها بواسطة الحاسوب، يُتيح ذلك توزيعًا أكثر كفاءة في قطاعات البيع بالتجزئة والجملة والتصنيع . ويُعتبر نظامًا موفرًا للعمالة ، حيث يسمح بنقل كميات كبيرة بسرعة خلال العملية، مما يُمكّن الشركات من شحن أو استلام كميات أكبر بمساحة تخزين أقل وتكاليف عمالة أقل .

تُعدّ السيور الناقلة من أكثر أنواع السيور الناقلة استخدامًا نظرًا لتعدد استخداماتها وانخفاض تكلفتها. ^{[ 1 ]} تُنقل المنتجات مباشرةً على السير، مما يسمح بنقل الأجسام ذات الأشكال المنتظمة وغير المنتظمة، الكبيرة والصغيرة، الخفيفة والثقيلة، بنجاح. كما تُصنع السيور الناقلة بأجزاء منحنية تستخدم بكرات مدببة وسيورًا منحنية لنقل المنتجات حول الزوايا. تُستخدم هذه الأنظمة الناقلة بكثرة في مكاتب فرز البريد وأنظمة مناولة الأمتعة في المطارات .

تتشابه السيور الناقلة عمومًا في تصميمها، إذ تتكون من إطار معدني مزود ببكرات على طرفيه، مثبتة على قاعدة معدنية مسطحة. تُستخدم السيور الناقلة المطاطية عادةً لنقل المواد ذات الأسطح السفلية غير المنتظمة، أو المواد الصغيرة التي قد تسقط بين البكرات (مثل سيور نقل السوشي )، أو أكياس المنتجات التي قد تتدلى بينها. يُلف الحزام حول كل بكرة، وعند تشغيل إحدى البكرات (بمحرك كهربائي )، ينزلق الحزام على سطح الإطار المعدني الصلب، ناقلًا المنتج. في التطبيقات ذات الاستخدام المكثف، تُستبدل القواعد التي يُسحب عليها الحزام ببكرات. تسمح البكرات بنقل الأوزان لأنها تقلل الاحتكاك الناتج عن زيادة الحمل على الحزام. أما الاستثناء من تصميم السيور الناقلة التقليدية فهو السيور الناقلة المزدوجة. تستخدم هذه السيور حزامين ناقلين بدلًا من حزام واحد. يُوضع هذان الحزامان متقابلين لتثبيت المواد المنقولة بإحكام في تجويف يشبه "الساندويتش".

يمكن استخدام السيور الناقلة لنقل المنتجات في خط مستقيم أو عبر تغيرات في الارتفاع أو الاتجاه. ولنقل المواد السائبة، فوق المنحدرات أو الانحناءات الطفيفة، يُستخدم سير ناقل ذو حوض. يضمن حوض السير احتواء المادة السائلة داخل حواف السير. ويتحقق ذلك من خلال إبقاء بكرات التوجيه بزاوية مع المستوى الأفقي على جانبي إطار التوجيه. أما السير الناقل الأنبوبي، فيُستخدم لمسارات نقل المواد التي تتطلب انحناءات حادة وميولًا تصل إلى 35 درجة. ^{[ 2 ]} يتميز السير الناقل الأنبوبي بلف حواف السير معًا لتشكيل مقطع دائري يشبه الأنبوب. ومثل السير الناقل ذي الحوض، يستخدم السير الناقل الأنبوبي أيضًا بكرات توجيه. ولكن في هذه الحالة، يُحيط إطار التوجيه بالسير الناقل بالكامل، مما يساعده على تثبيت مقطع الأنبوب أثناء دفعه للأمام. وفي حالة مسارات النقل التي تتطلب زوايا حادة وانحناءات متعرجة، يُستخدم سير ناقل مزدوج. يُمكّن تصميم الحزام الناقل المزدوج المواد من السير على طول مسار منحدر بزاوية تصل إلى 90 درجة، ^{[ 3 ]} مما يتيح مسارًا رأسيًا بدلًا من المسار الأفقي. كما يتم تشغيل هذا الخيار النقل بواسطة بكرات وسيطة.

تشمل المكونات المهمة الأخرى لنظام النقل بالحزام، إلى جانب البكرات وبكرات التوجيه، نظام نقل الحركة الذي يتكون من علب تروس تخفيض السرعة، ومحركات القيادة، والوصلات المرتبطة بها. كما تشمل المكونات الأخرى كاشطات لتنظيف الحزام، وممرات للتحكم في اتجاه التفريغ، وحواجز جانبية لاحتواء التفريغ على الحزام المستقبل، ووحدة شد الحزام، ومفاتيح أمان لحماية الأفراد، وهياكل تقنية مثل الدعامات، والأعمدة القصيرة، وإطارات القيادة، وإطارات البكرات، والتي تُشكل العناصر المتبقية لإكمال نظام النقل بالحزام. في بعض التطبيقات، يمكن استخدام سيور النقل أيضًا للتجميع الثابت أو الكراتين.

• 
  أنظمة النقل بالحزام في مستودع التعبئة والتغليف
• 
  نظام نقل الأمتعة بواسطة السيور
• 
  ناقل حزام من منجم ليجنيت مكشوف في بافاريا

استُخدمت السيور الناقلة البدائية منذ القرن التاسع عشر. ففي عام ١٨٦٨، حصل جوزيف توماس بارلور، وهو صانع سفن إنجليزي من بيمليكو، على براءة اختراع لمصعد حبوب مزود بحزام ناقل ^{[ ٤ ]،} بينما حصل تشارلز دينتون، من شركة أميس بلاو بولاية إلينوي، على براءة اختراع لحصادة مزودة بحزام ناقل ^{[ ٥ ]} . وبحلول ثمانينيات القرن التاسع عشر، استُخدمت السيور الناقلة في المصاعد الأمريكية ^{[ ٦ ]} ، ومطاحن قصب السكر ^{[ ٧ ]} ، ومناشر الأخشاب ^{[ ٨ ]،} بالإضافة إلى مصانع الشعير البريطانية ^{[ ٩ ]} .

في عام ١٨٩٢، بدأ توماس روبنز سلسلة من الاختراعات التي أدت إلى تطوير سير ناقل يُستخدم لنقل الفحم والخامات وغيرها من المنتجات. ^{[ ١٠ ] [ ١١ ]} وفي عام ١٩٠١، اخترع ساندفيك سيور النقل الفولاذية وبدأ إنتاجها . وفي عام ١٩٠٥، اخترع ريتشارد سوتكليف أول سيور نقل تُستخدم في مناجم الفحم ، مما أحدث ثورة في صناعة التعدين. ^{[ ١٢ ]} وفي عام ١٩١٣، أدخل هنري فورد خطوط تجميع سيور النقل في مصنع شركة فورد للسيارات في هايلاند بارك، ميشيغان. ^{[ ١٣ ]}

في عام ١٩٧٢، أنشأت شركة REI الفرنسية في كاليدونيا الجديدة أطول سير ناقل مستقيم في العالم آنذاك، بطول ١٣.٨ كيلومترًا (٨.٦ ميلًا) . وكان المصمم المفاهيمي هو هياسينث مارسيل بوكيتي. أما أطول سير ناقل فهو في منجم فوسفات بو كرا في الصحراء الغربية (١٩٧٣، بطول ٩٨ كيلومترًا موزعة على ١١ قسمًا). بينما يقع أطول سير ناقل أحادي الامتداد في منجم بوكسيت بودينغتون في غرب أستراليا (بطول ٣١ كيلومترًا).   

في عام 1957، حصلت شركة بي إف جودريتش على براءة اختراع لحزام ناقل من نوع موبيوس ، والذي أنتجته لاحقًا تحت اسم "نظام الحزام الناقل القلاب". وبفضل احتوائه على نصف لفة، تميز هذا الحزام عن الأحزمة التقليدية بعمر أطول، إذ يسمح بتعريض كامل سطحه للتآكل. لم يعد يتم تصنيع أحزمة موبيوس هذه، لأن الأحزمة الحديثة غير الملتوية يمكن جعلها أكثر متانة من خلال تصنيعها من عدة طبقات من مواد مختلفة. ^{[ 14 ]} في عام 1970، سجلت شركة إنترالوكس ، ومقرها لويزيانا، أول براءة اختراع لأحزمة بلاستيكية معيارية بالكامل.

يتكون الحزام من طبقة واحدة أو أكثر من المواد. من الشائع أن يتكون الحزام من ثلاث طبقات: غطاء علوي، وهيكل، وغطاء سفلي. يهدف الهيكل إلى توفير القوة الخطية والحفاظ على الشكل. غالبًا ما يكون الهيكل نسيجًا منسوجًا أو معدنيًا يتكون من خيوط طولية ولحمة . تشير الخيوط الطولية إلى الحبال التي تحدد خصائص مقاومتها ومرونتها خصائص تشغيل الحزام. أما اللحمة فتمثل مجموعة الكابلات العرضية التي تمنح الحزام مقاومة محددة ضد القطع والتمزق والصدمات ، بالإضافة إلى مرونة عالية. من أكثر مواد الهيكل شيوعًا الفولاذ ، والبوليستر ، والنايلون ، والقطن ، والأراميد (وهي فئة من الألياف الاصطناعية المقاومة للحرارة والقوية، وتُعرف تجاريًا باسمي توارون وكيفلار ). أما الأغطية، فعادةً ما تكون مركبات مطاطية أو بلاستيكية مختلفة، يتم تحديدها حسب استخدام الحزام.

تُستخدم سيور النقل الفولاذية عند الحاجة إلى قوة تحمل عالية. على سبيل المثال، صُنعت أعلى سيور النقل المُستخدمة من أسلاك فولاذية. تبلغ قوة تحمل هذا السير 10,000 نيوتن/مم² (57,000 رطل _/ بوصة) ، ويعمل في منجم تشوكيكاماتا في تشيلي . ^{[ 15 ]} أما البوليستر والنايلون والقطن، فهي شائعة الاستخدام مع سيور النقل ذات قوة التحمل المنخفضة. ويُستخدم الأراميد في نطاق قوة تحمل يتراوح بين 630 و3,500 نيوتن/مم² (3,600 و20,000 رطل _/ بوصة) . وتتمثل مزايا استخدام الأراميد في توفير الطاقة، وإطالة عمر السير، وتحسين الإنتاجية. ^{[ 16 ] [ 17 ]} على سبيل المثال، تم تركيب حزام ناقل تحت الأرض بطول 3400 متر (3700 ياردة) وقوة ضغط تبلغ 2250 نيوتن لكل مليمتر (12800 رطل _/ بوصة ) في منجم باوديان للفحم، التابع لشركة يانتشو لتعدين الفحم في الصين ، وقد أفيد بأنه يوفر أكثر من 15% من الطاقة. ^{[ 18 ]} في حين قامت مجموعة شينخوا بتركيب العديد من أحزمة النقل المصنوعة من الأراميد ، بما في ذلك حزام ناقل بقوة ضغط تبلغ 4400 نيوتن لكل مليمتر (25000 رطل _/ بوصة) وطول 11600 متر (7.2 ميل) .        

تتوفر اليوم أنواع مختلفة من السيور الناقلة المصممة لنقل أنواع مختلفة من المواد المصنوعة من البولي فينيل كلوريد (PVC) والمطاط. ويمكن وزن المواد المتدفقة على السير أثناء النقل باستخدام ميزان خاص . تُستخدم السيور ذات الفواصل المتباعدة بانتظام، والمعروفة بسيور المصاعد ، لنقل المواد السائبة على المنحدرات الشديدة. كما تُستخدم السيور الناقلة في شاحنات الشحن ذاتية التفريغ وفي الشاحنات ذات القاع المتحرك. وتُستخدم تقنية السيور الناقلة أيضًا في أنظمة النقل الأخرى مثل الأرصفة المتحركة والسلالم المتحركة ، بالإضافة إلى العديد من خطوط تجميع المصانع . غالبًا ما تحتوي المتاجر على سيور ناقلة عند نقاط الدفع لنقل مشتريات المتسوقين، وقد تستخدم فواصل في هذه العملية. كما تستخدم منتجعات التزلج السيور الناقلة لنقل المتزلجين إلى أعلى التل. تشمل التطبيقات الصناعية والتصنيعية للسيور الناقلة مناولة الطرود، والسيور الناقلة ذات الأحواض، ومناولة النفايات، ومناولة الأكياس، وسيور الترميز، وغيرها. كما يُسهم دمج واجهة الإنسان والآلة (HMI) لتشغيل نظام النقل في تحسين التحكم والدقة والكفاءة. ^{[ 19 ]}

سيور ناقلة طويلة

يوجد أطول نظام نقل بالسيور في العالم في الصحراء الغربية . تم بناؤه عام 1972 بواسطة شركة فريدريش كروب (التي أصبحت الآن شركة تيسن كروب) ويبلغ طوله 98 كيلومترًا (61 ميلًا) ، من مناجم الفوسفات في بو كراء إلى الساحل جنوب العيون . ^{[ 20 ]} 

يُعد نظام نقل الأمتعة في مطار دبي الدولي أطول نظام مناولة أمتعة في المطارات، إذ يبلغ طوله 63 كيلومتراً (39 ميلاً) . وقد قامت شركة سيمنز بتركيبه وتشغيله عام 2008، وهو يجمع بين سيور النقل التقليدية وسيور نقل الصواني. ^{[ 21 ]} 

يُعرف منجم بودينغتون للبوكسيت في غرب أستراليا رسميًا بأنه يضم أطول ناقل أحادي المسار في العالم. ويعني مصطلح "المسار الأحادي" أن الحمولة لا تُنقل، بل هي نظام متصل واحد يمتد على طول المسار بأكمله. يتكون هذا الناقل من نظام ناقل كابلي، حيث يغذي ناقل بطول 31 كيلومترًا (19 ميلًا) ناقلًا آخر بطول 20 كيلومترًا (12 ميلًا) . تُعد نواقل الكابلات نوعًا متطورًا من نظام السيور التقليدية. فبدلًا من أن تسير نواقل الكابلات فوق بكرات، فإنها تُدعم بكابلين فولاذيين لا نهائيين (حبل سلكي فولاذي) مدعومين بدورهما ببكرات. ينقل هذا النظام البوكسيت عبر التضاريس الوعرة لجبال دارلينج إلى مصفاة وورسلي للألومينا .  

يُعدّ ناقل إمبوميلو ، الذي يبلغ طوله 26.8 كيلومترًا (16.7 ميلًا) بالقرب من سيكوندة، جنوب إفريقيا، ثاني أطول ناقل أحادي الحوض . صممته شركة كونفيور داينامكس، ومقرها بيلينجهام، واشنطن، الولايات المتحدة الأمريكية، ونفذته شركة إي إل بي للهندسة، ومقرها جوهانسبرج، جنوب إفريقيا. ينقل هذا الناقل 2400 طن/ساعة (2600 طن قصير في الساعة) من الفحم من منجم إلى مصفاة تحوله إلى وقود ديزل. أما ثالث أطول ناقل أحادي الحوض في العالم فهو ناقل كوراغ، الذي يبلغ طوله 20 كيلومترًا (12 ميلًا) بالقرب من ويستفارمرز، كوينزلاند، أستراليا. وقد تولت شركة كونفيور داينامكس أعمال الهندسة الأساسية ونظام التحكم والتشغيل، بينما أنجزت شركة لاينج أورورك أعمال الهندسة التفصيلية والإنشاء. ^{[ 22 ]}   

يمتد أطول ناقل دولي أحادي الحزام من ولاية ميغالايا في الهند إلى مصنع أسمنت في تشاتك، بنغلاديش . ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]} يبلغ طوله حوالي 17 كيلومترًا (11 ميلًا) وينقل الحجر الجيري والطفل بمعدل 960 طنًا في الساعة (1060 طنًا قصيرًا في الساعة) ، من المحجر في الهند إلى مصنع الأسمنت ( 7 كيلومترات أو 4.3 ميل في الهند و 10 كيلومترات أو 6.2 ميل في بنغلاديش). صممت الناقل شركتا أوموند الفرنسية ولارسون وتوبرو. ويتم تشغيل الناقل بواسطة ثلاث وحدات قيادة متزامنة بقدرة إجمالية تبلغ حوالي 1.8 ميغاواط، من إنتاج شركة ABB (وحدتان في بداية الناقل في بنغلاديش ووحدة واحدة في نهايته في الهند). صُنع حزام الناقل بطول 300 متر (980 قدمًا) في كل من الجانبين الهندي والبنغلاديشي. تتميز بكرات النظام، أو ما يُعرف بالبكرات المتحركة، بتصميمها الفريد ^{[ 26 ]} الذي يسمح لها بالتكيف مع المنحنيات الأفقية والرأسية على امتداد الأرض. وقد صُممت مركبات خاصة لصيانة الناقل، الذي يبقى دائمًا على ارتفاع لا يقل عن 5 أمتار (16 قدمًا) فوق سطح الأرض لتجنب غمره بالمياه خلال موسم الأمطار الموسمية.      

• ميزان فحص
• بكرة ناقلة
• نظام النقل
• صومعة حبوب
• ناقل بكرات ذو عمود رئيسي
• ممر متحرك
• شداد السير
• جهاز المشي