آشنایی با انواع قرقره و عملکرد آن ها

قرقره غالبا جهت تعدیل نیروی کششی یا جابجایی و بلند کردن طراحی می شود. به لحاظ ساختاری قرقره نوعی چرخ محسوب می گردد که به کمک لبه بلندی که یک شیار را تشکیل می دهد طناب، کابل، سیم و شیلنگ را نگه داشته و هدایت می نماید. بنابر شرط تعادل نیروها، وقتی که یک جسم سنگین از دو طناب آویخته شود، مجموعه نیرویی که برای بالا کشیدن جسم وارد می شود باید برابر وزن آن جسم باشد. اگر وزنه و سیستم آویخته آن با همدیگر متقارن باشند هر بار کشش طناب مساوی می شود با نصف وزن جسم.

پاراگراف بالا یک تعریف علمی از عملکرد قرقره ثابت بود و ممکن است پیچیده به نظر برسد منتهی سیستم عملکرد قرقره ها پیچیدگی خاصی نداشته و در زمره ماشین های ساده قرار می گیرند. در نوعی دیگر برای بالا کشیدن اجسام از قرقره متحرک می توان بهره گرفت. در نظر بگیرید که یک سر طناب را به جایگاهی ثابت بسته و سر دیگر را درون شیار قرقره ای که به جسم سنگین وصل شده قرار داده شود.

به کمک قرقره ها وزنه یا همان جسم سنگین با نیروی کمتری بالا می رود در عوض طول کشش طناب نسبت به وقتی که به طور مستقیم وزنه را بالا می کشد بیشتر خواهد بود، بنابراین مقدار طناب بیشتری نیاز خواهد بود. به عنوان مثال چنانچه فرض بگیریم طول طناب ۳ متر باشد، با هر بار کشش جسم فقط ۱.۵ متر بالا خواهد رفت.

تاریخچه قرقره

همانطور که در مورد همه دستگاه های ساده وجود دارد، منشا قرقره ناشناخته است. هنگامی که انسان های اولیه با پرتاب طناب های طبیعی بر روی شاخه های درختان، اشیاء سنگین را بلند می کردند، از ایده یک قرقره ثابت برای تغییر جهت نیرو استفاده کردند. اما از آنجا که چرخی برای چرخاندن وجود نداشت، این روش منجر تولید اصطکاک قابل توجهی شد.

مورخان معتقدند که سال ۱۵۰۰ قبل میلاد مسیح مردم در بین النهرین از این وسیله برای استخراج آب از چاه ها استفاده می کردند. در اسناد تاریخی ثبت نشده که این وسیله اولین بار توسط چه کسی ساخته شده است. با این حال اعتقاد بر این است که ارشمیدس اولین سیستم مستقل بلوک و قرقره را طراحی کرده و ساخته است. ارشمیدس با استفاده از قرقره های مرکب، توانسته یک کشتی جنگی را که قبلا توسط چند مرد جابه جا شده بود، یک نفره جابه جا کند.

نحوه عملکرد سیستم قرقره

در ساده ترین تئوری عملکرد که برای این سیستم فرض شده، قرقره ها و طناب ها بی وزن هستند. همچنین هیچ اتلاف انرژی بخاطر اصطکاک در این سیستم وجود ندارد. از قابلیت کشسانی کابل ها نیز صرف نظر می شود. در وضعیتی که سیستم در تعادل است، برآیند نیروهای موجود در بلوک باید به صفر برسد. به علاوه، تنش در هر دو بخش طناب باید یکسان باشد. یعنی هر دو قسمت طناب که از بلوک در حال حرکت پشتیبانی می کنند، باید هرکدام نیمی از بار را پشتیبانی کنند.

انواع قرقره‌های عمومی و صنعتی

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

1. 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.
2. 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 بالادری
  بالای درب هایی مانند درب پارکینگ ها و سوله ها نصب و به آن آویخته می گردد. این مدل قرقره در سایز ۴*۴ بوده و به صورت آویزی و دارای چرخ هایی از جنس پلی آمید است. به طور کلی قرقره هایی که از پلی آمید ساخته می شوند دارای مقاومت بالا در برابر حلال های نفتی، ساییدگی، ضربه پذیری بالا و در خم شدن های متوالی مقاومت ترک خوردگی زیاد دارند.
• قرقره کابل جمع کن
  جهت جمع کردن کابل جرثقیل های سقفی و به صورت چهار چرخ و در سایز ۳*۳ تولید می شود.
• قرقره آی ریل
  این قرقره برای حرکت و هدایت کابل بر روی ریل های I شکل به کار گرفته می شود. این نوع ریل ها برای جرثقیل سقفی ، جرثقیل بازویی و دروازه ای، خطوط راه آهن سریع السیر، کارواش های مکانیزه و خطوط هدایت شیلنگ های منتقل کننده گاز و مایعات صنعتی به خدمت گرفه می شوند. از این مدل جهت هدایت استفاده می شود در مواردی مانند تصفیه خانه آب و فاضلاب، برق رسانی به جرثقیل سقفی با طول کوتاه، مونوریل، مترو و شیلنگ های انتقال مواد و گاز.

کاربرد قرقره در اجسام مختلف

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:

1. کامیون جرثقیل‌دار
   از قرقره در این نوع از کامیون‌ها برای بلندکردن ماشین‌ها استفاده می‌شود.
2. 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.
3. طناب لباس
   برای آویزان کردن لباس‌های خیس از این نوع قرقره استفاده می‌شود که در هنگام جمع آوری لباس‌ها طناب قابل حرکت است.
4. قرقره‌های مکانیکی
   در صنایع خودرو، برای بلندکردن قطعات سنگین خودرو در ارتفاعات مختلف از قرقره استفاده می‌کنند.
5. 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.
6. 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.
7. 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 جا به جا کند.
8. 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.