logo

logo

logo

logo

logo

التحميل والتفريغ (معدات-)

تحميل وتفريغ (معدات)

Loading and unloading equipments -

 التحميل والتفريغ

التحميل والتفريغ (معدات-)

الحاوية container معدات آلية
أنواع معدات التحميل والتفريغ معدات التحميل والتفريغ في الموانئ البحرية
معدات يدوية معدات التحميل والتفريغ المستخدمة في المطارات
 

يُعدّ التحميل والتفريغ loading and unloading من أهم الأعمال التي تجري في المصانع والمستودعات وورشات البناء والموانئ البحرية والجوية والبرية. تستهلك منظومات التحميل والتفريغ في المصانع نحو 24% من الطاقة العمالية المستخدمة فيها، و55% من المكان، و87% من زمن الإنتاج، وتصرف عليها 15-70% من كلفة الإنتاج، ويُستخدم لإنجازها معدات خفيفة وثقيلة، ومنها معدات خاصة تستخدم في المطارات أو الموانئ أو الأعمال العسكرية، وهي إما يدوية وإما آلية وإما مؤتمتة. أما المستوعبات فأنواعها كثيرة وأهمها الحاويات. يجب أن تنجز أعمال التحميل والتفريغ في الوقت المحدد وضمن الزمن المحدَّد وللمادة المحدّدة، ويجب أن ينفَّذ ذلك بالتسلسل الصحيح إذا كان يشمل عدداً من المواد.

يقصد بالتحميل الصحيح وضع مادةٍ معيَّنة في مكانٍ معيَّن وبترتيبٍ معيَّن والحفاظ عليها من الضرر في أثناء العمل أو في أثناء حركة المستوعب الذي تشغله من دون الإضرار بالوسط المحيط. ويقصد بالتفريغ الصحيح استعادة هذه المادة من مستوعبها بعد وصولها إلى الجهة المطلوبة ووضعها في المكان المخصص لها من دون الإضرار بها أو بالوسط المحيط.

الحاوية container

هي مستوعب معدني على شكل متوازي المستطيلات، ويناسب شكلها وحجمها ووزنها ونقاط تعليقها وتثبيتها نوع المادة المراد تحميلها فيها وفق معايير ومواصفات معينة (الشكل 1-أ). تعدّ الحاويات أهم المستوعبات المستخدمة في التحميل والتفريغ في الموانئ والمطارات ومحطات النقل البرّي، وتمتاز بخفة وزنها ومتانتها وسهولة التعامل معها من حيث فتحاتها وطرائق ملئها وتفريغها وحملها ونقلها وتجميعها بعضها فوق بعض بسبب تماثلها. تصنَّع معظم الحاويات من صفائح متعرجة من الفولاذ الإنشائي لإكسابها المتانة المطلوبة، وتزود بأبوابٍ قابلةٍ للقفل؛ وأجزاء معدنية مخصصة لتعليق خطافات الحمل، وتضاف إلى زواياها أجزاء بهدف تسهيل تثبيتها بعضها مع بعض عند تنضيدها (الشكل 1-ب). ولها روافع خاصة في الموانئ من أجل التعامل معها؛ مجهزة بمعدات تناسب شكلها ونقاط تثبيتها وحملها، وتعمل ذاتياً في بعض الموانئ. وقد أثَّرَ كلُّ هذا في مرونتها وسرعة العمل ومردوده.

الشكل (1) الحاويات المستخدمة في النقل البحري والبري.

أنواع معدات التحميل والتفريغ

تنتشر في العالم أنواعٌ كثيرة لمعدات التحميل والتفريغ تختلف بحسب استطاعتها ومهمتها ومكان استخدامها، ويمكن تقسيمها إلى فئتين رئيسيتين؛ يدوية وآلية.

- معدات يدوية: هناك العديد من أنواع معدات التحميل والتفريغ اليدوية ويمكن أن تكون جوائز وأذرعاً بسيطة، أو عربات أو روافع.

1- العربات اليدوية: تستخدم عربات النقل اليدوية في المصانع والورشات والمطارات، وهي تتكوَّن من هيكلٍ معدني مجهزٍ بعجلتين أو ثلاث أو أربع عجلات تدفع يدوياً (الشكل2) تحمَّلُ عادةً بأحمال خفيفة لا تزيد على 300 كغ بحيث يمكن للإنسان دفعها على أرض مستوية أو قليلة الميل، ويمكن لبعضها أن يكون قابلاً لتعديل الارتفاع لكي تتلاءم مع أمكنة التحميل والتفريغ.

الشكل (2) نماذج من العربات اليدوية.

2- الروافع اليدوية: تتميز بسهولة استخدامها وقلة حاجتها إلى الصيانة ورخص ثمنها. وتستخدم في المستودعات والمصانع والورشات، وتشغَّل بسلسلة أو زنجير مع مجموعة مسننات تزيد من عزم الرفع؛ أو بمكابس هدروليكية تعمل بمضخات مكبسية يدوية (الشكل3). يمكن أن تتعامل هذه الروافع مع أحمالٍ خفيفة إلى متوسطة لا يزيد وزنها على 2000 كغ.

الشكل (3) نماذج من الروافع اليدوية.

3-المماسك والخطافات اليدوية والشبكات: تستخدم المماسك في الإمساك بالجوائز بمختلف مقاطعها من أجل رفعها والتعامل معها. وتستخدم الخطافات في تعليق مختلف أنواع الحبال والكبلات التي تمسك الأحمال. يمكن أن يرفع الخطاف أحمالاً ثقيلة تصل حتى عشرات الأطنان. أما الشبكات فتستخدم في حضن مختلف أنواع الأحمال والطرود الكبيرة لتعليقها بخطاف أو ما شابه لأعمال التحميل والتفريغ (الشكل4). وهناك معدات يدوية خاصة تستخدم في أعمال معينة لا يمكن حصرها.

الشكل (4) ممسك وخطاف وشبكة للحمل.

- معدات آلية: وجدت معدات التحميل والتفريغ الآلية من أجل التعامل مع الأوزان الثقيلة والمواد الخطرة. ويمكن أن تستخدم ضمن الأبنية أو خارجها، وتعمل على الكهرباء أو بالوقود، ويقودها سائق عادةً، وقد ظهرت في أواخر القرن العشرين معدات تحميل وتفريغ ذاتية الحركة والتشغيل.

1- المركبات: تتكوَّن عادةً من هيكل فولاذي مزود بمحرك كهربائي أو انفجاري. وتستخدم في أعمال النقل والتحميل والتفريغ في مختلف قطاعات الصناعة والنقل والبناء. تستخدم المركبات المزودة بمحرك كهربائي داخل الأبنية والمستودعات لتفادي التلوث (الشكل 5-أ). أما تلك المزودة بمحرك انفجاري فتستخدم في الهواء الطلق. ويقود هذه المركبة سائق عادة. وتعدّ على اختلاف أنواعها
-سياحية وشاحنات وقطارات- مركبات نقل تنقل الركاب ومختلف البضائع، وتتميز بوثوقيتها ومرونتها العالية.

2- العربات المؤتمتة (ذاتية التوجيه) automated carts: هي عربات حديثة مزودة بمحركات كهربائية وأجهزة تحكم محوسبة. وتستخدم عادةً داخل الأبنية من مصانع ومستودعات ومكتبات. وتعتمد في حركتها على خطوط حركة مرسومة على الأرض أو تتحرك على سكك خاصة؛ أو باتباع مسار محفوظ في ذاكرتها الإلكترونية؛ أو باستخدام كاميرا. وجميعها مزودة بحساسات تمنع اصطدامها بالإنسان أو بالأشياء (الشكل 5-ب). تراوح حمولتها من بضعة كيلوغرامات حتى بضعة أطنان.

الشكل (5) عربات النقل

3- الروافع الآلية: تستخدم في مجالٍ واسع من التطبيقات، وهي على أنواع أهمها:

أ- الروافع الشوكية fork lifts: تستخدم هذه الروافع في أغلب أعمال التحميل والتفريغ (الشكل 6)، وهي واسعة الانتشار في مختلف المجالات؛ لأن استخدامها عام وسهلة القيادة ومرنة، ونصف قطر دورانها صغير لأن عجلاتها الخلفية هي الموجهة. وتستخدم الكهربائية منها داخل الأبنية كما في المصانع والمستودعات؛ ويمكنها أن ترفع حمولات حتى 3 أطنان، وتستخدم التي تعمل على الوقود والديزل في الهواء الطلق؛ ويمكن أن تصل حمولتها حتى 8 أطنان.

الشكل (6) نماذج من الرافعة الشوكية.

ب- الروافع الدوّارة Jib cranes: تتألف من عمودٍ شاقولي ثبِّتَ في نهايته جائزٌ أفقي يحمل سكةً ينزلق عليها ملفاف كهربائي أو يدوي، وتستخدم عادةً في المصانع والورشات من أجل وضع المشغولات الضخمة على آلات التشغيل (الشكل 7-أ). يمكن لهذه الروافع حمل أثقالٍ تصل حتى 5 أطنان.

ج- الروافع البرجية المتحركة automotive cranes: هي روافع برجية مركبة على شاحنات (الشكل 7-ب)، يمكنها حمل أثقال يصل وزنها حتى 10 أطنان. وتتألف الرافعة من برج دوّار يتصل به جائز تلسكوبي (متداخل) مزود بملفاف وكبل فولاذي. تعمل هذه الروافع عادةً بمحركات ومكابس هدروليكية وتجهَّز بمساند هدروليكية تساعد على ثبات الرافعة في أثناء العمل.

الشكل (7)

د- الروافع البرجية cranes tower: هي روافع شبيهة بالروافع الدوّارة ولكنها أضخم منها بكثير؛ مثبتة في الأرض أو متحركة على سكة، وتستخدم غالباً في أعمال البناء (الشكل 8). وتتكون من جائز شاقولي مصنوع من هيكل شبكي فولاذي؛ وجائز أفقي مركب في الأعلى، مصنوع من هيكل شبكي فولاذي يحمل ثقلاً موازناً في مؤخرته. تنزلق على الجائز الأفقي عربة بمحرك كهربائي تحمل ملفافاً يعمل بالكهرباء مع كبل يستخدم في رفع مختلف الكتل والمواد اللازمة لأعمال البناء وتحميلها ويدور الجائز الأفقي حول الشاقولي بحرية بمحرك كهربائي. تمتاز هذه الروافع بأنها ذاتية التركيب؛ أي إنها تركِّب نفسها بنفسها، ويمكنها زيادة ارتفاعها ذاتياً أيضاً.

الشكل (8) رافعة برجية مثبتة في الأرض.

هـ- الروافع الجسرية cranes bridge: تتألف من جائزين طويلين يثبَّتان في سقف البناء الذي تعمل فيه؛ أو تثبت على الجدار على ارتفاعٍ معيَّن بوساطة أظفار بارزة، يعمل الجائزان عمل سكتين ينزلق عليهما جائز عرضي تتدحرج عليه عربة مزودة بملفاف كهربائي أو يدوي (الشكل 9-أ). ويستخدم هذا النوع من الرافعات في ورشات الصيانة والمصانع، ويمكن أن تستخدم خارج الأبنية عندما تكون مزودة بأرجل أو قواعد ارتكاز (الشكل 9-ب). ويمكن لهذه الروافع أن تحمل أثقالاً يصل وزنها حتى 50 طناً أو أكثر.

الشكل (9)

و- روافع التخزين المؤتمتة automated storage lifts: انتشرت الروافع المؤتمتة منذ نهاية القرن العشرين، وشاع استخدامها في المستودعات والمكتبات بسبب قدرتها على تخزين الكتل الصغيرة والخفيفة واستعادتها من رفوف المستودعات والمكتبات؛ والتي تكون قد خزِّنت بموجب منظومة معينة. تتحرك هذه الروافع وتصعد وتهبط؛ يتحكم بها برنامج حاسوبي
و/أو بمساعدة كاميرا فيديو، وتستطيع تخزين أي مادة مخزنة على الرفوف واستعادتها بحسب الطلب (الشكل
10). خفَّفت هذه الروافع من أخطاء العنصر البشري وتعرضه لمخاطر تسلق الرفوف، ويمكنها القيام بأكثر من مهمة على التسلسل.

الشكل (10) رافعة تخزين مؤتمتة.

4- جهاز ناقل conveyor: تتمتع النواقل بانتشارٍ كبير في أعمال التحميل والتنزيل والنقل داخل الأبنية وخارجها؛ لبساطة تصميمها؛ وعمرها الطويل؛ وانخفاض كلفتها؛ ومقاومتها للظروف الجوية. يمكن لهذه النواقل أن تنقل مختلف المواد ولها عدة أنواع:

أ- الناقل ذو الدحاريج conveyor rollers: هو منظومة مستخدمة بكثرة في المصانع والمستودعات، وتتألف من عددٍ كبيرٍ من الدحاريج الأسطوانية، مصفوفة بعضها إلى جانب بعض على سكتين طويلتين بميل قليل باتجاه الجاذبية الأرضية؛ لتتدحرج عليها مختلف المنتجات والأشياء باتجاهٍ معيَّن (الشكل 11). وتمتاز بعدم حاجتها إلى طاقة محركة أو إلى صيانة.

 

الشكل (11) الناقل ذو الدحاريج.

ب- النواقل الهوائية conveyor air: تتألف هذه النواقل من ضاغط هوائي مرتبط بأنابيب يجري فيها الهواء المضغوط حاملاً معه المادة المراد نقلها مثل المساحيق أو الحبيبات الصغيرة من مكان إلى آخر (الشكل 12). وتستخدم هذه النواقل في المصانع والأهراء (مخازن الحبوب). وتتميز بعدم وجود أجزاء متحركة فيها، وقلما تحتاج إلى صيانة.

 

الشكل (12) ناقل الهواء المضغوط.

ج- الناقل الهزاز conveyor vibrating: خُصص لنقل المواد الناعمة (الشكل 13-أ)، ويمتاز بأن عدد القطع المتحركة فيه محدود؛ وقلما يحتاج إلى صيانة.

د- الناقل ذو الدلاء bucket conveyor: تتألف هذه النواقل من سلاسل معدنية، عُلِّقت عليها دلاء معدنية تتسع لكمية معينة من مادة قابلة للتعبئة، ويمكن أن تركب هذه النواقل على هيكل معدني شاقولي أو مائل، ويحركها محرك كهربائي. وتستخدم في مخازن الحبوب والأعلاف وما شابه (الشكل 13-ب). وتتحمل هذه النواقل الغبار، وهي ذات وثوقية عالية.

 

الشكل (13)

هـ- الناقل ذو السلسلة conveyor chain: هو ناقل يتألف من سلسلتين متوازيتين تتدحرجان على دواليب مسننة، يمكن أن تثبَّت عليهما قطع معدنية أو لدائنية تحمل المواد المراد نقلها (الشكل 14-أ).

و- النواقل العلوية conveyor upper: تتألف هذه النواقل من سكة علوية، تنزلق عليها عربات صغيرة تنتهي بخطافات أو بأدوات تثبيت خاصة، تنزلق إما بِحُرّية (عندما تكون السكة مائلة باتجاه الجاذبية الأرضية)، وإما بوساطة سلسلة تقاد بمحرِّك. وتستخدم هذه النواقل في بعض المصانع وفي مسالخ الدجاج والمواشي (الشكل 14-ب)، وتمتاز بقلة حاجتها إلى الصيانة؛ ومناسبتها للعمل في مختلف الظروف والأجواء.

 
الشكل (14)

ز- الناقل اللولبي conveyor screw: يتألف هذا الناقل من لولب موضوع ضمن غلافٍ أسطواني أو ذي مقطعٍ مستطيل، ويكون شاقولياً أو أفقياً أو مائلاً، يستخدم هذا الناقل لنقل المواد الناعمة والحبيبية، ويركب في صوامع الحبوب والعلف وبعض معامل الصناعات الغذائية (الشكل 15). يمتاز باستطاعته العالية وقلة حاجته إلى الصيانة.

 

الشكل (15) الناقل اللولبي.

ح- السير الناقل conveyor belt: يتألف السير الناقل من مادة لدنة شبيهة بالمطاط نهايتاها متصلتان (الشكل 16-أ)، تتحرك حول أسطوانة عند مبتدئه وأخرى عند منتهاه، وتتوزع عدة أسطوانات ارتكاز قطرها أصغر على طوله؛ تساهم في حمل الأثقال الموضوعة عليه. تستخدم السيور النقالة كثيراً في المصانع والمناجم والمطارات (الشكل 16-ب). ويمكن لها أن تنقل الأشياء الخشنة مثل العلب والزجاجات والقطع في المصانع بين مختلف مراحل التصنيع، كما يمكنها أيضاً نقل المواد الناعمة مثل الأتربة وخامات الأرض عندما تكون مقعَّرة، وكذلك نقل المواد القابلة للتدحرج مثل الزيتون بزاوية ميل معينة عندما تكون مزودة بفرضات. ويمكن للنوع التلسكوبي (القابل للإطالة) منها أن يتمدد ليصل طوله حتى 21 م.

 

الشكل (16).

كما يمكن لهذا النوع من السيور نقل حمولات تبلغ كثافتها حتى 100 كغ/م. وهناك السيور ذات الشريحة (الشكل 17-أ) وتتكوَّن من عدد كبير من الشرائح المتصلة بعضها ببعض والمتمفصلة فيما بينها. تستخدم السيور أيضاً في نقل الرسائل البريدية والطرود وفرزها (الشكل 17-ب)، وفي فرز المنتجات المختلفة في المصانع، أو إخراج المنتجات المرفوضة من خط الإنتاج. تمتاز السيور النقالة بقلة حاجتها إلى الصيانة؛ واستطاعة نقلها المرتفعة، حيث يمكن للسير النقّال أن ينقل 11000 طن/سا من المادة الناعمة.

 

الشكل (17)

معدات التحميل والتفريغ في الموانئ البحرية

1- معدات تحميل وتفريغ البضائع: يُستخدم في الموانئ البحرية عددٌ لا بأس به من العربات والروافع والمعدات التي تساعد على تحميل السفن التجارية وناقلات النفط وتفريغها، حيث تجهز في الموانئ روافع خاصة من أجل التحميل والتفريغ من مختلف السفن التجارية، سواء كانت البضائع ضمن حاويات؛ أم مواد فرطاً معبأة ضمن العنابر. وتتوفر في الموانئ روافع برجية من أجل تحميل السفن وتفريغها (الشكل 18)؛ وروافع خاصة لحمل الحاويات (الشكل 19)، وتمتاز بمرونتها العالية وسرعة الحركة؛ وإمكان التعامل مع أكثر من حاوية في آن معاً.

 

الشكل (18) روافع برجية في الموانئ.

 

الشكل (19) آليات لحمل الحاويات من الموانئ البحرية ونقلها.

 

2- معدات تحميل ناقلات النفط والغاز وتفريغها: تعد أعمال تحميل النفط والغاز وتفريغها في الموانئ البحرية من أهم الأعمال في الموانئ البحرية، وتمثّل عصباً مهماً في الاقتصاد العالمي. تجهز الموانئ النفطية عادة بمعدات خاصة لتحميل ناقلات النفط والغاز وتفريغها، وتتألف أساساً من أنابيب مرنة ومتمفصلة ومضخات. يبين الشكل (20-أ) مجموعة أنابيب لتحميل الناقلات بالنفط، وهي مجهزة بعددٍ من الوصلات الدوّارة وموانع التسرب.

تراوح أقطار الأنابيب من 2 إلى 6 إنشات، وتثبَّت على هيكل منفصل متين يضمن جساءتها. وتزود أذرع التحميل والتفريغ هذه بكل وسائل الأمان والحماية من صمامات أمان للتحكم بالمستوى، وصمامات تنفيس وتصريف وغيرها، ومنظومات منع التلوث وأمان الحريق. وتزود أيضاً بمنظومة تحريك هوائية أو هدروليكية أو كهربائية. وتصمَّم لتتحمل ضغوطاً تصل حتى 40 باراً ودرجات حرارة تراوح بين -45° و300°س. وتتميَّز بمقاومتها للسوائل الأكالة والصدأ؛ واحتوائها على أثقال موازنة لزيادة مردودها ووثوقيتها. ويبين الشكل (20-ب) أنابيب تستخدم لتفريغ المنتجات النفطية من الناقلات أو القطارات الصهريج.

 

الشكل (20)

معدات التحميل والتفريغ المستخدمة في المطارات

تستخدم في المطارات معدات تحميل وتفريغ عامة وخاصة. وتتكون المعدات العامة من الروافع الشوكية والحاويات التي لها شكل خاص يلائم شكل مقطع جسم الطائرات؛ وعربات النقل والسيور النقالة (الشكل 21)، وتتكون المعدات الخاصة من جسور مغلقة jet bridge لحركة الركاب وركوب الطائرة أو مغادرتها (الشكل 22). وهي تحمي الركاب من حرارة الصيف والطقس البارد في الشتاء وتغني عن صعود سلالم الطائرات. ويضاف إلى ذلك منظومات سيور لنقل الأمتعة ووزنها وترميزها وتحميلها (الشكل 23). وثمة معدات خاصة لتحميل الكتل الكبيرة والثقيلة وتفريغها مثل المركبات والآلات.

 

الشكل (21) استخدام العربات والسيور النقالة في تحميل الطائرات وتفريغها.

 

الشكل (22) جسر لتحميل الطائرة بالركاب.

 

الشكل (23) آلة لوزن أمتعة الركاب وترميزها.

 

محمد خير الجباوي

 

مراجع للاستزادة:

- ICON Group International, The 2018-2023 World Outlook for Bulk Material Handling Conveyors and Conveying Systems, 2017.

- ICON Group International, The 2018-2023 World Outlook for Automated Material Handling and Storage Systems, 2017.

- C. Reese, Material Handling Systems: Designing for Safety and Health, CRC Press, 2000.

- Z. Y. Bian, Manual loading and unloading machine operator jobs, Machinery Industry Press 2015. 

 


التصنيف : التقانات الصناعية
النوع : التقانات الصناعية
المجلد: المجلد السابع
رقم الصفحة ضمن المجلد :
مشاركة :

اترك تعليقك



آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

هل تعلم ؟؟

عدد الزوار حاليا : 1115
الكل : 40704443
اليوم : 87335