جهاز تثبيت هيدروليكي

رافعة أرمسترونج جيجر لعام 1888

الرافعة الهيدروليكية هي ونش ميكانيكي يعمل بالطاقة الهيدروليكية .

ابتداءً من منتصف القرن التاسع عشر، أصبحت الطاقة الهيدروليكية متاحة في جميع أنحاء أحواض بناء السفن والمستودعات الحديثة بشكل متزايد. وقد تم توليد هذه الطاقة مركزياً وتوزيعها عبر شبكة أنابيب، إما حول منطقة حوض بناء السفن، أو عبر المدينة من خلال شبكات الطاقة الهيدروليكية الجديدة . [ 1 ]

طُوِّر جهاز الجيغر على يد ويليام أرمسترونغ ، حوالي عام 1840، كجزء من رافعته الهيدروليكية [ 2 ]. كانت الرافعة الهيدروليكية هي الاختراع الذي حقق له ثروته الأولى وأسس شركة أرمسترونغ للهندسة والتسليح في إلسويك . وقد أُثيرت تساؤلات حول اختراع أرمسترونغ الأصلي لجهاز الجيغر، لكنه كان أول من استخدمه على نطاق واسع. [ 3 ]

عملية

رافعة معطلة، كانت تستخدم في السابق لفتح بوابات الأحواض في أحواض ميلوول في لندن

كانت آلة التشكيل الهيدروليكية من أوائل الآلات الهيدروليكية في العصر الفيكتوري، بعد مكبس براما الهيدروليكي ولكن قبل المحرك الهيدروليكي ذي الدوران المستمر . وقد سمحت هذه الآلة باستخدام آلية المكبس للتحرك لمسافة طويلة مفيدة، وليس فقط طول المكبس نفسه.

يعمل جهاز الرفع الهيدروليكي (الجيغر) كبكرة ، ولكن بشكل عكسي. [ 2 ] فبدلاً من تحويل سحب الحبل البسيط إلى رفع قوي، يستخدم الجيغر قوة مكبس هيدروليكي هائلة، ولكن بمدى محدود، لسحب سلسلة طويلة. تُلف السلسلة عدة مرات طولياً حول أسطوانة المكبس، وتمر فوق عدد من البكرات عند كل طرف. عند تحرك الأسطوانة، تتضاعف قوة السحب على طرف السلسلة بعدد اللفات. وبالمثل، تنخفض قوة سحب الجيغر تبعاً لعدد لفات السلسلة. ولأن الأسطوانة كانت تتمتع بقوة كافية في البداية، ويمكن زيادة قطرها عند الحاجة، لم يكن هذا قيداً كبيراً على قوة الجيغر.

على عكس الأسطوانات، كانت أدوات الشد توفر دائمًا قوة سحب شد، بدلاً من قوة دفع ضغط.

سبقت آلات الرفع الأولى تطوير حبال الأسلاك الفولاذية المرنة ، ولذلك استخدمت سلاسل من الحديد المطاوع بدلاً من حبال الألياف الطبيعية المتوفرة آنذاك. وقد تحولت الآلات اللاحقة إلى استخدام حبال الأسلاك.

أسطوانات متحدة المركز

تطلبت بعض التطبيقات، مثل الرافعات، رفع أوزان ثقيلة وخفيفة (بدون حمولة). وكانت عمليات الرفع الثقيلة تتم باستخدام الأسطوانة التقليدية، التي يُحدد قطرها وفقًا لأقصى سعة لها. ومع ذلك، حتى مع حمولة خفيفة على هذا المكبس، كان يستهلك نفس كمية الماء المضغوط، والتي تُحسب تكلفتها بناءً على الاستهلاك. وللحد من هذا الاستهلاك، استُخدمت المكابس المركبة: مكبسان متحدا المركز. عند عدم وجود حمولة، يتحرك المكبس المركزي الأصغر أولًا. وفقط إذا تم تثبيته بالحمولة، يبدأ المكبس الخارجي الأكبر بالتحرك، رافعًا كلا المكبسين والحمولة كاملةً معًا. [ 4 ] [ i ]

التطبيقات

رافعة هيدروليكية صغيرة، حوالي عام 1900. أسطوانات الرفع أفقية، عند قاعدة العمود.

استُخدمت آلية الرفع الأساسية على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من الآلات في أحواض بناء السفن والمستودعات وساحات السكك الحديدية وورش الهندسة. حتى أنها كانت تُستخدم في المسارح لرفع ستائر المسرح.

الرافعات

كان أول استخدام لأجهزة التثبيت الهيدروليكية في أول رافعة هيدروليكية من صنع شركة أرمسترونج، وظل هذا استخدامًا مهمًا لها. [ 5 ]

كان من أنواع الرافعات المميزة رافعة جدار المستودع أو "الرافعة السوطية". كانت تُثبّت ذراع الرافعة عموديًا على جدار خارجي مع ذراع صغير أو بكرة ثابتة فوقه. أتاحت المساحة المتاحة بفضل التركيب الخارجي استخدام أسطوانات طويلة ومصاعد طويلة جدًا، تمتد عبر عدة طوابق. [ 6 ]

رافعات محمولة

رافعة محمولة، مستخدمة في حوض ألبرت ، ليفربول

استخدمت العديد من أحواض بناء السفن رافعات صغيرة محمولة مثبتة على عربات ذات عجلات. كان من الممكن نقل هذه الرافعات على الأرصفة حسب الحاجة، وتوصيلها بمنافذ في خطوط المياه الرئيسية باستخدام وصلات أنابيب ملولبة. استُخدمت هذه الرافعات كأوناش محمولة لمختلف المهام. ومن المهام الشائعة سحب بالات البضائع من عنبر السفينة، صعودًا على ممر مائل. كانت بالات المنتجات السائبة، مثل الجوت أو القطن، كبيرة الحجم وثقيلة الوزن بحيث لا يستطيع عمال الأحواض رفعها يدويًا، وقد ظهرت الرافعة في وقت كانت فيه الرافعات لا تزال قليلة العدد.

المصاعد

استُخدمت الرافعات أيضًا لرفع البضائع في المستودعات والمصانع. [ 3 ] إلا أنها لم تُعتمد لنقل الركاب حتى عام 1854، عندما اخترع إليشا أوتيس مكابح الأمان لمنع سقوط العربة في حال انقطاع كابل الرفع. [ 3 ]

إطلاق بالمقلاع

استخدمت حاملات الطائرات البريطانية في الحرب العالمية الثانية نوعًا من المنجنيقات الهوائية الهيدروليكية لتشغيلها . كانت هذه المنجنيقات تتمتع بمدى حركة يبلغ 29 مترًا (96 قدمًا) ونسبة بكرات 8:1، مما استلزم استخدام أسطوانة طاقة بطول 3.7 متر (12 قدمًا) . كان أحد طرفي الأسطوانة متصلًا بمجمع يضم اثنتي عشرة أسطوانة هواء مضغوط عالي الضغط. وكان الهواء المضغوط هو مصدر الطاقة اللازم للإطلاق. [ ii ] أما الطرف الآخر فكان مملوءًا بسائل هيدروليكي. عند تشغيل صمام الإطلاق، انخفض ضغط السائل الهيدروليكي بسرعة نتيجةً لتفريغه في خزان تجميع غير مضغوط. اندفع المكبس بسرعة من طرف الهواء إلى الطرف الهيدروليكي، ساحبًا معه رأس الرافعة وبكرات المنجنيق، ودافعًا عربة الإطلاق إلى الأمام. بلغ متوسط ​​تسارع الطائرة 1g ، مع ذروة تصل إلى 2.5g .      

بعد الإطلاق، يتم إبطاء حركة المكبس داخل الأسطوانة بواسطة نتوء مخروطي يدخل في حلقة خانقة ضيقة، وتزداد المقاومة الهيدروليكية مع انخفاض مساحة التدفق. ثم يُضخ السائل الهيدروليكي من خزان التجميع بواسطة مضخة كهربائية ويعاد إلى الأسطوانة تحت ضغط. الأسطوانة مزدوجة الطرف، مع وجود قضيب مكبس وجهاز هزاز في كل طرف، ويتم سحب المنجنيق بواسطة الضغط الهيدروليكي الذي يدفع المكبس للخلف، ويعيد ضغط خزانات الهواء. [ 7 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. أدت مشكلة مماثلة تتعلق بعدم القدرة على التحكم في سرعة المحركات الهيدروليكية إلى تطوير المحركات الهيدروليكية ذات الشوط المتغير.
  2. كانت الطاقة المطلوبة، أي معدل العمل، أكبر بكثير مما يمكن أن توفره مضخة هيدروليكية. وبدلاً من استخدام مُراكم هيدروليكي ، والذي ربما كان يعتمد على ضغط الهواء المضغوط، تم استخدام ضغط الهواء مباشرةً.
  1. بو، ب. (1980). العصر الهيدروليكي . منشورات الهندسة الميكانيكية. ص 72-78 . ISBN  0-85298-447-2.
  2. 1 2 جيبسون، جيه دبليو؛ بيرس، إم سي (2009). بقايا أنظمة الطاقة الهيدروليكية المبكرة . المؤتمر الثالث للتراث الهندسي الأسترالي الآسيوي.
  3. 1 2 3 ماكنيل، إيان (1963). "نقل الطاقة الهيدروليكية". في سملر، إي جي (محرر). التراث الهندسي . المجلد 1. لندن: معهد المهندسين الميكانيكيين. ص 91-92 . ISBN   0-85298-082-5.{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  4. بو (1980) ، ص 75-76.
  5. أرمسترونج، دبليو جي (1858). "حول آلات ضغط الماء". وقائع معهد المهندسين الميكانيكيين، لندن.
  6. جيبسون (2009) ، ص 5-6.
  7. ريبون، القائد بي إم، البحرية الملكية (1994). منجنيقات الطائرات . تطور الهندسة في البحرية الملكية. المجلد 2: 1939-1992. سبيلماونت. الصفحات 78-81 . ISBN   0907206476.{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )