انواع قرقره صنعتی

قرقره صنعتی چیست؟

قرقره یکی از ماشین‌های ساده (simple machine) است، که از یک یا چند چرخ ثابت تشکیل شده‌است، که در روی قسمت فلزی آن (block)، طناب یا سیم فلزی (tackle)، برای جابجایی راحت‌تر قرار داده شده‌است.

کاربرد قرقره

از گذشته‌های دور برای کاهش نیروی لازم برای کشیدن یا بلند کردن بارها در ارتفاعات مختلف از قرقره‌ها استفاده می‌شد. امروزه کاربرد اصلی آن در زندگی روزمره ما، در بالا کشیدن اجسام سنگین در ارتفاعات مختلف، مانند بالا کشیدن مصالح ساختمانی در ساختمان سازی مشهود است.

از جمله کاربردهای قرقره‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد

کامیون جرثقیل‌دار

از قرقره در این نوع از کامیون‌ها برای بلندکردن ماشین‌ها استفاده می‌شود.

پرده روژکتور سینما

دستگاه‌های قدیمی نمایش فیلم، از دو قرقره تشکیل می‌شد که با حرکت آن‌ها فیلم به نمایش در می‌آمد. همچنین برای بالا و پایین بردن پرده در سینما و تئاتر از قرقره استفاده می‌شود.

طناب لباس

برای آویزان کردن لباس‌های خیس از این نوع قرقره استفاده می‌شود که در هنگام جمع آوری لباس‌ها طناب قابل حرکت است.

قرقره‌های مکانیکی

 در صنایع خودرو، برای بلندکردن قطعات سنگین خودرو در ارتفاعات مختلف از قرقره استفاده می‌کنند.

قرقره‌های ساختمانی

یکی از ماموس‌ترین کاربردهای قرقره‌ها در بالابرها و جابجایی مصالح و تجهیزات ساختمان‌سازی است. در این صنایع برای جابجایی ابزار با هر وزنی و صرفه جویی در نیرو و وقت از قرقره‌ها استفاده میکنند.

لوازم و وسایل ورزشی

بسیاری از دستگاه‌های بدنسازی برای کنترل وزنه‌ها و میزان نیرویی که ورزشکار تحمل و وارد می‌کند، و همچنین در تردکیل و دوچرخه از قرقره‌ها استفاده می‌شود.

آسانسور

درآسانسور از چندین قرقره متفاوت استفاده می‌شود که این قرقره‌ها به کابل‌های فلزی این نیرو را می‌دهند تا با کمک یک وزنه تعادل و موتور، آسانسور را به بالا و پایین جابجا کند.

چاه آب

در برداشتن آب از چاه‌ها برای جمع آوری طناب و کشیدن سطل پرآب، برای کاهش نیروی وارده به طور دستی، از قرقره‌ها بهره می‌برند.

مزیت مکانیکی

مزیت مکانیکی کمیتی است میزان نیروی ایجاد شده و افزوده شده توسط قرقره را نشان می‌دهد. این کمیت به دو صورت بیان می‌شود که مزیت مکانیکی کامل و مزیت مکانیکی واقعی است.

انواع قرقره در فیزیک

قرقره‌ها سه نوع دارند که شامل موارد زیر هستند.

قرقره ثابت

قرقره متحرک

قرقره مرکب

قرقره ثابت

قرقره ثابت نوعی قرقره است که قلاب آن در جایی ثابت بوده و قرقره حول محور خود می‌چرخد. به عنوان مثال، قرقره پرچم نوعی قرقره ثابت است.

ویژگی‌های قرقره ثابت

عدم جابجایی با حرکت طناب.

سرعت جابجایی نیروی محرک برابر با سرعت جابجایی نیروی مقاوم.

دارای مزیت مکانیکی کامل ۱.

تغییر جهت نیرو.

قرقره متحرک

قرقره متحرک در واقع اهرم نوع دوم است و از قسمت شیار فلزی خود روی یک طناب یا سیم قرار گرفته‌است. در این نوع قرقره به دلیل اینکه یک سر طناب ثابت و سر دیگر به طور آزاد می‌تواند حرکت کند، اگر طناب‌ها بریده شوند، قرقره سقوط خواهد کرد.

ویژگی‌های قرقره متحرک

تکیه‌گاه اهرم در این قرقره شیار پایینی قرقره است.

شعاع قرقره نقش بازوی مقاوم آن را دارد.

قطر قرقره نقش بازوی محرک آن را دارد.

دارای مزیت مکانیکی کامل 2.

نیرو را افزایش می‌دهد.

سرعت جابجایی نیروی مقاوم در این نوع قرقره نصف سرعت جابجایی نیروی محرک است.

قرقره مرکب

قرقره مرکب، از دو یا چند قرقره و به منظور بدست آوردن مزیت مکانیکی بیش از 2 ساخته شده و کاربرد دارد. بنابراین انی نوع قرقره همیشه از چند قرقره ثابت و متحرک ساخته شده و در واقع ترکیبی از این دو نوع قرقره است که همواره دارای مزیت مکانیکی کامل 2 و یا بیشتر است.

مزیت مکانیکی در قرقره‌های مرکب

محاسبه مزیت مکانیکی در قرقره‌های مرکب وابسته به نوع اتصال قرقره‌ها دارد و دارای 3 حالت است که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.

قرقره تک ریسمانی

در حالت تک ریسمانی همانطور که از نام آن برمی‌آید، تمام قرقره‌ها با استفاده از یک ریسمان یا طناب به یکدیگر متصل شده‌اند. برای محاسبه مزیت مکانیکی کامل در این نوع اتصالات در قرقره‌های مرکب، کافیست یکی از دو روش زیر را انجام دهیم:

تعداد ریسمان‌های متصل به قرقره متحرک را بشمرید.

نیروی کشش طناب یا نخ یا ریسمان (T) را بدست آورید و مزیت مکانیکی کامل را محاسبه کنید.

دقت کنید که در محاسبه مزیت مکانیکی کامل قرقره‌ها، وجود قرقره ثابت در مزیت مکانیکی کامل دستگاه تاثیری ندارد. دلیل استفاده از قرقره ثابت این است که کشیدن ریسمان به سمت پایین آسان‌تر از کشیدن به سمت بالا است، بنابراین برای آسان‌تر شدن کار گاهی از قرقره ثابت استفاده می‌کنند.

قرقره ارشمیدس

در این حالت اتصال در قرقره مرکب، از چندین ریسمان برای اتصال قرقره‌ها استفاده شده‌است، به این صورت که یک سر طناب هر قرقره به سقف متصل است.

در این حالت نیز مزیت مکانیکی کامل قرقره مرکب از دو راه بدست می‌آید:

۲ به توان تعداد قرقره‌های متحرک ( برای مثال، اگر قرقره مرکب دارای دو قرقره متحرک باشد، بنابراین مزیت مکانیکی کامل در این حالت 2 به توان 2 و معادل 4 است.)

محاسبه نیری کشش نخ (T)

حالت سوم

در حالت سوم، حالتی را در نظر بگیرید که در آن قرقره‌ها با چند طناب به هم وصل شده و یک سر طناب هر قرقره به بار متصل است.

برای بدست آوردن مزیت مکانیکی کامل این حالت از دو راه استفاده می‌شود:

از راه کشش نخ (T)

2 به توان (تعداد قرقره‌های ثابت و متحرک منهای 1)

همچنین ذکر این نکته ضروری است که قرقره‌ها را می‌توان به حالت‌های متنوع و متفاوت و گوناگون با هم ترکیب و متصل کرد. برای به دست آوردن مزیت مکانیکی کامل سیستم می‌توان از نیروی کشش نخ استفاده کرد.

محدودیت افزایش نیرو

شاید در قرقره‌های مرکب اینطور به نظر برسد که می‌توان با استفاده از قرقره‌های بیشتر، میزان نیروی محرک را کاست، اما باید بدانید که استفاده از قرقره‌ها در قرقره مرکب محدودیت دارد. در حالات توضیح داده شده، از برخی عوامل  موثر مانند نیروی اصطحکاک، وزن قرقره‌های متحرک، کشسانی طناب و مقاومت هوا صرف نظر شده‌است. به طور کلی در دنیا واقعی، با اضافه شدن هر یک قرقره، اصطحکاک نیز افزایش می‌یابد، به این صورت که اگر قرقره متحرک باشد که در واقع این نوع قرقره نیروی محرک را کاهش داده و وزن آن به نیروی مقاوم اضافه می‌گردد.  به طور کلی، نیروی محرک در یک سیستم واقعی همواره از نیروی محرک محاسبه شده که با تقسیم نیروی مقاوم میان طناب‌ها بدست آمده‌است، بزرگ‌تر است.

با افزایش تعداد قرقره‌ها، مقدار نیروی مقاوم به طور قابل توجهی بیشتر شده و نیروی اصطحکاک نیز، با وجود اینکه باعث افزایش نیروی محرک خواهد شد، تأثیر چندانی در میزان کشیدگی ریسمان ندارد.

انواع عمومی و صنعتی قرقره

قرقره‌ها علاوه بر دسته بندی به عنوان قرقره ثابت و قرقره متحرک به انواع صنعتی و عمومی نیز تقسیم می‌شوند.

قرقره های عمومی

از این نوع قرقره برای کاربردهایی مانند چوب ماهیگیری، جمع کننده شیلنگ آتش نشانی، بالا یا پائین کشیدن پرچم، درب های کشویی پارکینگ یا مغازه و غیره استفاده می‌شود.

قرقره های صنعتی

این نوع قرقره برای کاربردهایی مانند جمع کردن کابل برق صنعتی، برق رسانی طولی جرثقیل، مونوریل، هدایت شیلنگ گاز و مایعات صنعتی، جرثقیل های فوق سنگین بندرگاه ها و غیره استفاده می‌شوند.

قرقره‌های صنعتی انواع متنوع و مختلفی دارند که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره می‌کنیم.

قرقره بالا دری

این نوع قرقره که در بالای درب‌های پارکينگ ها و سوله ها نصب می‌شود، معمولا دارای چرخ هایی از جنس پلی آمید است و به طور آویزان استفاده می‌شود. این نوع قرقره‌ها که از پلی آمید ساخته می‌شوند، دارای مقاومت بالا در برابر حلال های نفتی، ساییدگی، ضربه پذیری بالا و در خم شدن های متوالی مقاومت ترک خوردگی زیاد دارند. در درب‌های ریلی این نوع قرقره، دارای 2 چرخ بلبرینگی بدون دنده ساخته شده و برای پل مخصوص درب های آکاردئونی طراحی و استفاده می‌شوند.

  قرقره کابل جمع کن

از قرقره کابل جمع کن، برای جمع کردن کابل جرثقیل‌های سقفی و به صورت چهار چرخ کاربرد دارند.

مقاله پیشنهادی: بررسی انواع تجهیزات انتقال قدرت

  قرقره آی‌ریل

برای حرکت و هدایت کابل بر روی ریل‌های I شکل از قرقره آی‌ریل استفاده می‌شود.

کاربرد ریل‌هایI  شکل برای جرثقیل سقفی، جرثقیل بازویی و دروازه ای، خطوط راه آهن سریع السیر، کارواش‌های مکانیزه و خطوط هدایت شلنگ‌های منتقل‌کننده گاز و مایعات صنعتی و همچنین تصفیه خانه آب و فاضلاب، برق رسانی به جرثقیل سقفی با طول کوتاه، مونوریل، مترو و شیلنگ های انتقال مواد و گاز مشهود و فراوان است.

 همچنین غلطک ویژه‌ای برای ریل‌های بسته،  برای کاربرد در مسیر های پر پیچ و قوس دار و همینطور فضاهایی گرد و غبار دارند، استفاده می‌شود، که معمولا برای جابجایی مواد خیلی سنگین، سیستم های انتقال مواد، جرثقیل های فوق سنگین بندرگاه کاربرد دارد.