رافعة لولبية

رافعة لولبية سعة 2.5 طن. يتم تشغيل الرافعة عن طريق إدخال القضيب (الظاهر أسفل اليسار) في الفتحات الموجودة في الأعلى وتدويره.

الرافعة اللولبية ، أو الرافعة اللولبية ، هي نوع من الرافعات التي يتم تشغيلها عن طريق تدوير لولب رئيسي . وهي شائعة الاستخدام لرفع الأوزان المتوسطة والثقيلة، مثل المركبات؛ ولرفع وخفض المثبتات الأفقية للطائرات؛ وكدعامات قابلة للتعديل للأحمال الثقيلة، مثل أساسات المنازل.

وصف

تتكون الرافعة اللولبية من لولب رأسي شديد التحمل، مثبت عليه طاولة تحميل، يُربط في فتحة ملولبة في إطار دعم ثابت ذي قاعدة عريضة تستقر على الأرض. يحتوي رأس اللولب على طوق دوار به ثقوب يُركب فيها المقبض، وهو عبارة عن قضيب معدني. عند تدوير المقبض باتجاه عقارب الساعة، يتحرك اللولب للخارج من القاعدة، رافعًا الحمل الموضوع على طاولة التحميل. ولتحمل قوى تحميل كبيرة، يُصنع اللولب عادةً بخيوط لولبية من نوع "أكمي" .

المزايا

تتميز الرافعات اللولبية عن بعض أنواع الرافعات الأخرى بخاصية القفل الذاتي ، ما يعني أنه عند إزالة قوة الدوران عن البرغي، يبقى ثابتًا في مكانه ولا يدور للخلف، بغض النظر عن مقدار الحمل الذي يتحمله. وهذا يجعلها أكثر أمانًا بطبيعتها من الرافعات الهيدروليكية ، على سبيل المثال، التي تتحرك للخلف تحت الحمل إذا تم تحرير قوة الضغط عن المشغل الهيدروليكي عن طريق الخطأ.

الميزة الميكانيكية

الميزة الميكانيكية المثالية لرافعة لولبية، وهي نسبة القوة التي تبذلها الرافعة على الحمل إلى قوة الإدخال على الذراع مع إهمال الاحتكاك، هي

FحمولةFفي=2πرل{\displaystyle {\frac {F_{\text{load}}}{F_{\text{in}}}}={\frac {2\pi r}{l}}\,}

أين

Fحمولة{\displaystyle F_{\text{load}}\,}هي القوة التي يمارسها الرافعة على الحمل.
Fفي{\displaystyle F_{\text{in}}\,}هي القوة الدورانية المؤثرة على مقبض الرافعة
ر{\displaystyle r\,}يمثل طول مقبض الرافعة، من محور البرغي إلى موضع تطبيق القوة
ل{\displaystyle l\,}هو رأس المسمار.

يتكون الرافعة اللولبية من آلتين بسيطتين متصلتين على التوالي؛ يعمل المقبض الطويل كرافعة تُدير اللولب بقوة خرجها. وبالتالي، تزداد الفائدة الميكانيكية بزيادة طول المقبض ودقة سن اللولب. مع ذلك، تحتوي معظم الرافعات اللولبية على احتكاك كبير يزيد من قوة الإدخال اللازمة، لذا فإن الفائدة الميكانيكية الفعلية غالبًا ما تتراوح بين 30% و50% فقط من هذه القيمة.

القيود

تتميز الرافعات اللولبية بقدرة رفع محدودة. فزيادة الحمل تزيد الاحتكاك داخل أسنان اللولب. كما أن استخدام أسنان لولبية دقيقة، والتي من شأنها تعزيز كفاءة اللولب، يقلل من سرعة تشغيل الرافعة. وباستخدام ذراع تشغيل أطول، سرعان ما يصل الذراع إلى نقطة ينحني عند طرفه الداخلي.

استُبدلت الرافعات اللولبية إلى حد كبير بالرافعات الهيدروليكية . وقد شُجّع هذا التوجه عام ١٨٥٨ عندما طُبّقت رافعات شركة تانجي ، المُستوحاة من مفهوم براما للضغط الهيدروليكي، في إطلاق سفينة برونيل إس إس غريت إيسترن  بنجاح ، بعد محاولتين فاشلتين بوسائل أخرى. ولا تقتصر الميزة الميكانيكية القصوى الممكنة للرافعة الهيدروليكية على قيود الرافعات اللولبية، بل يمكن أن تكون أكبر بكثير. بعد الحرب العالمية الثانية، أدى تحسين طحن المكابس الهيدروليكية واستخدام حلقات منع التسرب الدائرية إلى خفض سعر الرافعات الهيدروليكية منخفضة التكلفة، ما جعلها شائعة الاستخدام في السيارات المنزلية. ولا تزال الرافعات اللولبية مستخدمة في التطبيقات منخفضة التكلفة، مثل رافعات تغيير الإطارات قليلة الاستخدام المُرفقة بالسيارات، أو عندما تكون خاصية القفل الذاتي فيها مهمة، كما هو الحال في المثبتات الأفقية للطائرات.

التطبيقات

في القرن التاسع عشر، تضمنت عملية رفع مدينة شيكاغو رفع أحياء كاملة باستخدام الرافعات اللولبية.

نظراً لكبر مساحة التلامس الانزلاقي بين أسنان اللولب، فإن براغي الرفع تتميز باحتكاك عالٍ وكفاءة منخفضة في نقل الطاقة، تتراوح بين 30% و50%. لذا، لا تُستخدم عادةً في نقل الطاقة العالية بشكل مستمر، وإنما في تطبيقات تحديد المواقع المتقطعة.

في التطبيقات الشاقة، مثل الرافعات اللولبية، يتم استخدام خيط مربع أو خيط داعم ، لأنه يتميز بأقل احتكاك وتآكل.

التطبيقات الصناعية والتقنية

في التطبيقات التقنية، مثل المشغلات ، يتم استخدام خيط Acme ، على الرغم من أنه يحتوي على احتكاك أعلى، لأنه سهل التصنيع، ويمكن تعويض التآكل، وهو أقوى من الخيط المربع ذي الحجم المماثل، ويجعل التعشيق أكثر سلاسة.

يُعدّ البرغي الكروي نوعًا متطورًا من براغي التغذية ، حيث يستخدم صامولة كروية دوارة لتقليل الاحتكاك وإطالة عمر أسنان البرغي. يتميز شكل أسنان هذا النوع من البراغي بأنه نصف دائري تقريبًا (عادةً ما يكون على شكل قوس قوطي) ليتناسب تمامًا مع كرات المحمل . أما عيب هذا النوع من البراغي فهو عدم وجود خاصية القفل الذاتي. وتُستخدم البراغي الكروية بكثرة في مشغلات براغي التغذية الآلية.

الطيران

تستخدم طائرة بوينغ 737 مثبتًا أفقيًا قابلًا للتعديل، يتم تحريكه بواسطة رافعة لولبية، لتوفير قوى ضبط الميل المطلوبة. رسم توضيحي لمثبت عام.

تُستخدم البراغي الرافعة على نطاق واسع في أنظمة الطائرات لرفع وخفض المثبتات الأفقية .

أدى عطل في برغي الرفع في طائرة ياكوفليف ياك-42 بسبب عيوب في التصميم إلى تحطم رحلة الخطوط الجوية الروسية إيروفلوت رقم 8641 في عام 1982.

تسبب عطل في برغي الرفع في طائرة ماكدونيل دوغلاس MD-80 نتيجة لضعف الصيانة في سقوط رحلة الخطوط الجوية ألاسكا رقم 261 في عام 2000.

انفصلت مركبة مدرعة من طراز MRAP كانت تُنقل على متن رحلة الخطوط الجوية الوطنية رقم 102 عام 2013، وهي طائرة شحن من طراز بوينغ 747-400BCF ، فور إقلاعها، واخترقت الحاجز الخلفي. وتعطل مسجلا الرحلة ، وانقطعت خطوط الهيدروليك ، والأهم من ذلك، تحطمت برغي رافعة مشغل المثبت الأفقي، مما جعل الطائرة غير قابلة للتحكم.

رافعات الميكانيكي

رافعة الميكانيكي هي رافعة لولبية مصغرة تُستخدم لدعم الأجزاء البارزة من قطعة العمل أو لموازنة قوى التثبيت عليها أثناء عمليات التشغيل . وبغض النظر عن حجمها، فإنها غالبًا لا تختلف في شكلها عن الرافعات اللولبية المستخدمة لرفع المباني عن أساساتها. [ 1 ] [ 2 ] قد تكون رافعات الميكانيكي بسيطة، كحلقة فاصلة ملولبة مزودة ببرغي يعمل كرافعة لولبية. [ 3 ]

في الموصلات الإلكترونية

وحدة إلكترونية مثبتة على الجزء الخلفي من موصل كهربائي كبير يتضمن برغيين طويلين جداً على شكل حرف T

يُستخدم مصطلح "مسمار التثبيت" أيضًا للإشارة إلى البراغي التي تربط جزئي بعض الموصلات الكهربائية معًا وتثبتهما في مكانهما. تُوجد هذه البراغي عادةً في موصلات D-subminiature ، حيث تتمثل وظيفتها الأساسية في منع الفصل العرضي. في الموصلات الأكبر حجمًا، مثل الموصل الموضح في الصورة، تُساعد براغي التثبيت أيضًا في محاذاة الموصلات والتغلب على قوى الاحتكاك الكبيرة المصاحبة لإدخال الموصل أو إزالته. عند فكها، تسمح بفصل نصفي الموصل. قد تكون براغي التثبيت في الموصلات الكهربائية ذات رؤوس عادية أو رؤوس ممتدة مصممة على شكل براغي يدوية .

لم تكن فكرة دمج براغي الرفع في الموصلات الكهربائية جديدة في أواخر الخمسينيات وأوائل الستينيات. تُظهر بعض براءات الاختراع من تلك الحقبة أزواجًا من براغي الرفع على جانبين متقابلين من موصل متعدد الأطراف. [ 4 ] [ 5 ] بينما تُظهر براءة اختراع أخرى برغي رفع مركزي واحد. [ 6 ] وتذكر هذه البراءات عبارة "برغي الرفع" عرضًا، دون أن تدّعي ملكية الفكرة.

قد تحتوي براغي الرفع على خيوط ذكر أو أنثى، وفي بعض الموصلات، قد يتم خلط جنس البراغي بالإضافة إلى دبابيس المحاذاة المختلفة لمنع توصيل الموصل الخاطئ بالمقبس الخاطئ. [ 7 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. فلاك، هاينز ك.؛ جورج مولركه (1997). "رافعة الآلة". قاموس الهندسة المصور . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص  349. ISBN 978-3-6429-7700-8.
  2. والتون، إس إل (يناير 1966). "ملزمة المثقاب تُستخدم أيضًا كرافعة ميكانيكية" . العلوم الشعبية . المجلد 188، العدد 1. ص 127.   
  3. ، "رافعات الميكانيكي" . ورشة مايك . تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2021.
  4. US 3028574 ، دي مونتي، أنجيلو م.، "موصل كهربائي ذو نقاط تلامس قابلة للإزالة مثبتة بشكل مرن"، صدر في 3 أبريل 1962 
  5. US 3178669 ، روبرتس، لينكولن إي، "جهاز توصيل كهربائي"، صدر في 13 أبريل 1965 
  6. US 3173734 ، هارتويل، رونالد ج.، "موصل كهربائي"، صدر في 16 مارس 1965 
  7. جونز، دوغلاس دبليو. "إصلاح الموصلات الكهربائية" . قسم علوم الحاسوب ، جامعة أيوا . تم الاطلاع عليه في 14 مايو 2026 .