محتويات
أنواع البكرات
- البكرات ثابتة.
- البكرات المتحركة.
- البكرات المركبة.
- كتلة ومعالجة البكرات.
- البكرات مخروطية.
- البكرات الناقلة.
البكرات الثابتة: وهي أحد أنواع البكرات الأكثر انتشارًا، وسميت بالبكرة الثابتة لأنها تستخدم في وضع ثابت، فمثلا يتم تثبيتها على الجدار أو السقف، وتتحرك الحبال داخلها ولكنها تظل ثابتة، وفيها يتعادل الجانب الرافع بالجانب المرفوع، وهي ليست أفضل أنواع البكرات رغم شهرتها؛ حيث ترجع شهرتها لإستخدامها في أغراض العمل مثل الورش والمصانع، والبكرات الثابتة تناسب وضعها في صندوق العَلم والستائر.
البكرات المتحركة: تعتبر البكرة المتحركة من أفضل أنواع البكرات؛ وذلك لأنها تتحرك على حسب كتلة الجسم المرفوع؛ حيث تقوم بتوصيل البكرة بالجسم الذي تريد رفعه بكل سهولة، وعند الإنتهاء من رفع كل الكمية المطلوبة يتم فصل البكرة عن الجسم المرفوع عليها.
البكرات المركبة: ويقصد به استخدام البكرتين الثابتة والمتحركة مع بعضهما البعض؛ للحصول على الفائدتين تثبيت الحمولة وعدم تغير اتجاهها، وتوفير رافعة قوية للأثقال دون خطر سقوط الأحمال من على أحدهما.
كتلة ومعالجة البكرات: ويقصد بها تجميع أنواع مختلفة من البكرات الثابتة مع بعضها، وتجميع البكرات المتحركة مع بعضها وعمل توازن بينهم؛ مما يقلل مقدار الجهد عند السحب، ومنها أيضًا تجميع بكرات مركبة وثابتة ومتحركة؛ لتكوين مصفوفة قوية ومتوازنة من البكرات، مشكلين مع بعضهم البعض شبكة عملاقة من أنواع البكرات المختلفة.
البكرات الناقلة: وهي بكرات مساعدة تعمل على تغيير اتجاه الحزام الناقل، وتجدها في نهاية السيور الناقلة، وهي تتكون من أقفال وأقراص مرنة.
البكرات المخروطية: تشبه البكرات المجمعة فوق بعضها من الأصغر إلى الأكبر بداية من أعلى إلى أسفل، ويعتبر هذا الشكل المخروطي أفضل الأشكال التي تعتمد على تجميع لكل عجلات البكرات، وتعمل على تغيير سرعة رفع البكرات، وتُقَلل من الإحتياج إلى قوة سحب قليلة، وتعمل هذه البكرات على تبديل التروس الصغيرة، وهي مناسبة للمصانع التى تحتاج إلى بكرات متغيرة بشكل مستمر.[1]
استخدامات البكرات
- تستخدم في مكينة المصاعد.
- رفع البضائع إلى الطوابق العليا.
- لرفع جرافة الآبار لاستخراج المياه من الآبار.
- تستخدم في معدات التمارين لعمل موازنة بين الحديد وثقل الجسم مما يساعد في تقوية العضلات.
- الرفع بجميع أنواعه إلى الارتفاعات المختلفة
ويسمى الجسم الذي ترفعه البكره بالحمل، وتعمل البكرة على سحب الأحمال باستخدام قوة معادة مثل الجسم، والذي يسحب عكس اتجاه الرافعة لأسفل، وتستخدم البكرات الثابتة في صندوق الأعلام والستائر، وهي ليست مثالية ولكنها تؤدي الغرض المطلوب منها، وتستخدم البكرات المتحركة في رفع الأشياء الثقيلة و الحمولات الضخمة، ورافعات المصاعد، وتستخدم في المصانع التي تحتاج إلى رفع اثقال كبير، والميزة الهامة في استخدام البكرات هي أنها تقلل من مقدار القوة اللازمة لرفع الأحمال الثقيلة، ويغير من مقدار واتجاه القوة المطلوبة، ويوفر الميكانيكية في رفع الأحمال الثقيلة، وهناك مسافة آمنة بين البكرات والحمولة ؛ مما يقلل تعرضها للحوادث، تعتبر تكلفة البكرات قليلة نسبيًا حتى البكرات المُجمعة منها أيضًا، كما تحمي البكرات المجمعة من انزلاق الحمولة أو تغير حمولتها.[2]
استخدام الانسان البكرات قديما في
- رفع المياه لاستخدامها في أغراض مختلفة.
- الصناعات
- ورش العمل.
- المنازل.
- العربات الحربية.
منذ بداية التاريخ عرف الإنسان البكرات، وهي من أهم 6 اختراعات غيرت من حياة البشرية وقتها، وأول بكرة صنعت عام 287-212 قبل الميلاد، و استخدمها سكان بين النهرين في رفع المياه، واستخدم المصريين القدماء البكرات في صناعة عجلة بسيطة يستخدمونها لرفع الأحجار لبناء الهرم، وكانت عبارة عن فكرة بسيطة لعجلة يضعون عليها الأحمال الثقيلة من الحجارة ويجرونها باستخدام أجسامهم لمعادلة التوازن؛ لتُوفر عليهم مجهود رفع الاحجار الثقيلة بأنفسهم، وقد ابتكر عالم الرياضيات الكبير المهندس اليوناني أرخميدس عام 40 قبل الميلاد العديد من الابتكارات التي كانت على أساس إختراع البكرات، وذلك عندما عرف البكرة بعد بناء الأهرامات بسنوات، وعلى نفس النمط ابتكر العربات الحربية، واستخدمت البكرات في ابتكار آلات السقاية من الآبار والأنهار.[1] [3]
عيوب البكرات
البكره عبارة عن عجلة بها حبلًا أو سلكًا أو سلاسل، تستخدم منفردة أو مجتمعة لنقل الطاقة والحركة، ويمكن استخدام بكرة واحدة للحصول على آلية ميكانيكية، ويمكن أيضًا استخدام أكثر من رافعة في أنٍ واحد ؛ للحصول على أكبر قدر من مميزات البكرات ومن عيوب البكرات ما يأتي:
- العيب الأساسي في البكرات هو أنها تتطلب مساحة واسعة؛ لتركيب وتثبيت الرافعة وتجهيزها للاستخدام,
- قد تنزلق الأحمال من عجلة البكره نتيجة لحركة الحبال.
- تتعرض الرافعات المثبتة لفترات طويلة لتلف الحبال وتقطعها.
- وتحتاج إلى صيانة دورية لكل أجزاء الرافعة.
- والأضرار الناجمة عن انقطاع الحبال وانزلاق الاحمال كبيرة جدا.
ما هي بكرة الحزام المسطحة
هي نوع من البكرات الذي يستخدم في ماكينات النقل، وفي ماكينات صناعة المنسوجات، و وصناعة الورق والآلات المكتبية وطابعات الكمبيوتر، ويثبت الحزام المسطح على البكرة بعيدا عن مركزها، وتدور البكرة مع حركة الحزام المسطح بسرعة مما يمنع الحزام من الانزلاق بعيدًا عن حافة البكرة، وتم تصميم الحزام المسطح للخدمات الخفيفة والدقيقة، وتستخدم الأحزمة المسطحة أيضًا للناقلات، وهي أقل تكلفة من الأنواع الأخرى من البكرات.
أنواع بكرات الحزام المسطح
- بكرات من الحديد الزهر.
- بكرات فولاذية.
- بكرات خشبية.
- بكرات ورقية.
- بكرات سريعة وسائبة.
بكرات الحديد الزهر: وسميت بهذا الاسم لأنها مصنوعة بالكامل من الحديد الزهر، وهو نوع ثقيل من الحديد، وتصنع هذه البكرات بحواف مستديرة، وتوضع مستقيمة أو منحنية في المقطع العرضي أو مقطع بيضاوي الشكل، ومن عيوب هذا النوع تعرضه للكسر بسرعة، وتكون البكرات إما منفصلة أو صلبة، و يعتمد اختيار البكرة على العمود الذي يتم تثبيتها فيه، فإذا كان العمود يحمل بكرات مثبتة عليه تكون البكرات المنفصلة أنسب، وتعتبر البكرات المنفصلة أسهل في الاستخدام أما البكرات الصلبة تحتاج الى مفتاح غاطس.
البكرات الفولاذية: وهي بكرة مصنوعة من صفائح الفولاذ، وتتميز بالقوة والمتانة، وهي أخف بكثير من بكرة الحديد الزهر، وتعمل بسرعة عالية جدا، ومناسبة للاستخدام مع الحزام الجلدي؛ لتقليل الاحتكاك، والبكرة مصنوعة من لب صلب منقسم إلى جزئين متداخلين في بعضهما؛ لتثبيته على العمود ولا يحتاج إلى مفتاح غاطس.
بكرات الخشب: وتتميز هذه البكرات بأن وزنها خفيف، ومعامل الاحتكاك بها أقل بكثير من الفولاذ والحديد الزهر، وهي أخف بكثير من البكرة المصنوعة من الزهر، رغم أنها بنفس الحجم، وتصنع هذه البكرات من خشب القيقب، ويتم وضعها تحت ضغط عالى، ويتم طلاؤها بأنواع من الطلاء التي تمنع امتصاصها للرطوبة ، وهي أيضًا صلبة او مقسمة، ويتم تثبيتها مع محور مزود بمسامير، وتستخدم هذه البكرات للمحركات التى يقيد فيها قوس الاحتكاك بين البكرة والحزام.
بكرات ورقية: وهي بكرات تصنع من ألياف الورق المضغوط، ويوضع بها جزء صلب من المعدن في الوسط، وتستخدم لنقل المحركات الكهربائية.
بكرات سريعة وسائبة: تستخدم هذه البكرات المثبتة على الاعمدة في إيقاف أو تشغيل المكينة، ويتم تركيب بكرة سريعة على عمود الآلة، وتعمل البكرة السائية بشكل مستقل، ويوضع الحزام على البكرة السريعة لنقل الطاقة، أما البكرة السائبة فيتم اضافة حديد زهر لها؛ لكي يعمل الحزام بشكل بطئ، وتحتوي البكرة السائبة على محاور متعددة لتقليل التآكل والاحتكاك.[2]
