اوور ہیڈ کرین کیسے کام کرتی ہے - لیورز، پلیز، ہائیڈرولک سلنڈر اور مکینیکل فائدہ
کیا آپ نے کبھی جدید ٹیکنالوجی پر تعجب کیا ہے؟ اگرچہ بہت ساری جدید ٹکنالوجی اور مشینری درحقیقت بہت پیچیدہ ہیں، لیکن کچھ درحقیقت بہت سمجھدار ہوتی ہیں، ایک بار جب آپ گھنٹیاں اور سیٹیاں بجائیں۔
تعمیراتی کرین، مثال کے طور پر، ایسی مشین ہے۔ کرین میں عام طور پر صرف تین سادہ مشینیں لگتی ہیں۔ لیور، گھرنی، اور ہائیڈرولک سلنڈر۔
لیور
اس آرٹیکل میں، ہم مختصر طور پر تعمیراتی کرین میں ایک بہت اہم میکانزم کا جائزہ لیں گے: لیور. تاہم، بعد کے تین مضامین تعمیراتی کرینوں میں بالترتیب گھرنی، ہائیڈرولک سلنڈر، اور مکینیکل فائدہ کے تصور کے کردار کی چھان بین کریں گے۔
تو، اوور ہیڈ کرین کیسے کام کرتی ہے؟ زیادہ یا کم حد تک، زیادہ تر کرینیں غیر معمولی طور پر بڑے بوجھ کو اٹھانے کے لیے لیور کا استعمال کرتی ہیں۔ تقریباً تمام نصب کرینیں اور بہت سی متوازن کرینیں لیور کے ساتھ اٹھانے کی صلاحیت کو زیادہ سے زیادہ کرتی ہیں۔
یہ کرینیں لیورز یا مکینیکل ہتھیار استعمال کرتی ہیں جو اس کی طاقت کو بڑھاتی ہیں۔ اگرچہ رسیوں، زنجیروں اور پلیوں کا ایک پیچیدہ نظام عام طور پر مکینیکل بازو کے ساتھ ہوتا ہے، لیکن لیور خود محض ایک سادہ مشین ہے۔
قدیم لوگوں نے طویل عرصے سے بڑے مندروں، یادگاروں اور قلعوں کی تعمیر کے لیے عملی طور پر لیور کا استعمال کیا ہے۔ درحقیقت، اسکالرز کا کہنا ہے کہ مصریوں نے غالباً عظیم اہرام کی تعمیر کے لیے لیور کا استعمال کیا۔
تاہم، زیادہ تر مورخین لیور کے پیچھے جیومیٹرک تھیوری کی ترقی کو آرکیمیڈیز سے منسوب کرتے ہیں۔ آرکیمیڈیز، ایک ریاضی دان اور فلسفی، تیسری صدی قبل مسیح کے آس پاس قدیم یونان میں رہتا تھا، مبینہ طور پر، اس نے ایک بار طنز کیا، "مجھے کھڑے ہونے کی جگہ دو، اور میں زمین کو ایک لیور سے حرکت دوں گا۔"
لیور بذات خود ایک مستحکم بار ہے جو ایک محور نقطہ یا فلکرم پر ٹکی ہوئی ہے۔ آپ ایک سرے پر کچھ "کوشش" قوت کے ساتھ دبا سکتے ہیں تاکہ دوسرے سرے پر کچھ نتیجہ خیز "کام" قوت پیدا کی جا سکے۔ ورک فورس عام طور پر اٹھائے جانے والے شے کو لے جاتی ہے یا رکھتی ہے۔
سائنسدان تمام لیورز کو تین مختلف گروہوں میں درجہ بندی کرتے ہیں۔ کلاس ون لیورز میں، فلکرم کوشش اور کام کی قوتوں کے درمیان بیٹھتا ہے، جیسا کہ سیسا یا کروبار میں ہوتا ہے۔ کلاس ٹو لیور ایسے لیورز ہیں جن میں ورک فورس فلکرم اور کوشش کرنے والی قوت کے درمیان ایک پہیے کی طرح بیٹھتی ہے۔ اور کلاس تھری لیورز میں، فلکرم اور ورک فورس کے درمیان کوشش کی قوت کا اطلاق ہوتا ہے، جیسا کہ چمٹی میں ہوتا ہے۔
لیکن، ایک بار پھر، اوور ہیڈ کرین کیسے کام کرتی ہے؟ جیسا کہ ہم پللی اور ہائیڈرولک سلنڈر کے ساتھ دیکھیں گے، لیور ایک تصور کو جوڑتا ہے جسے ٹارک کہا جاتا ہے۔ ٹارک اس فاصلے کی پیمائش کرتا ہے جس پر طاقت کا اطلاق ہوتا ہے، یا ٹارک طاقت کے اوقات کے فاصلے کے برابر ہوتا ہے۔
جیسا کہ آرکیمیڈیز نے محسوس کیا، ٹارک کو جوڑ توڑ اٹھانے کی زیادہ صلاحیت فراہم کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، کھیل کے میدان میں ایک سادہ سی آرا پر غور کریں۔ سیسا دس فٹ لمبا ہے، اور یہ سیسا بورڈ کے بیچ میں براہ راست ایک بار پر گھومتا ہے۔ ایک طرف ایک 200 پاؤنڈ کا بچہ بیٹھا ہے، اور اس کے مخالف طرف ایک 100 پاؤنڈ کا بچہ بیٹھا ہے۔
موٹا بچہ یقینی طور پر اپنے سیرا کے پہلو کو نیچے زمین پر دھکیل دے گا، جبکہ گھٹیا بچہ اوپر اٹھے گا۔ چھوٹے بچے کے لیے، صرف کرسی کو متوازن کرنے کے لیے اضافی 100 پاؤنڈ طاقت کا اطلاق کرنا چاہیے!
لیکن کیا ہوگا اگر اس کے پاس جادوئی صلاحیتیں ہوں جس کی وجہ سے وہ سیرا کے اپنے پہلو کو مزید 5 فٹ تک بڑھا سکے۔ اس کے 100 پاؤنڈ وزن کے ساتھ ملتے ہوئے سیسا کا دس فٹ سائیڈ اسے سیسا کو متوازن کرنے کی اجازت دے گا۔ اور، نظریاتی طور پر، اگر اس نے اپنے پہلو کو 10 فٹ سے زیادہ لمبائی تک بڑھایا، تو اس کا پہلو آہستہ آہستہ زمین پر رینگنے لگے گا، اور موٹے بچے کو زمین سے اٹھا لے گا۔
پھر بھی، ایک بار پھر، اوور ہیڈ کرین کیسے کام کرتی ہے؟ لیور، جزوی طور پر، ٹارک کو جوڑ توڑ کرتا ہے کرینوں کو بہت زیادہ بوجھ اٹھانے کی اجازت دیتا ہے۔ جتنا زیادہ آپ کوشش کی قوت کو زیادہ فاصلے پر پھیلائیں گے، لفٹ بنانے کے لیے اتنی ہی کم "کوشش" قوت کی ضرورت ہوگی۔ لیورز نہ صرف گھٹیا بچوں کی مدد کرتے ہیں بلکہ سینکڑوں انجینئرز، آرکیٹیکٹس اور تعمیراتی کارکنوں کی بھی مدد کرتے ہیں جو روزانہ بہت بڑا بوجھ اٹھاتے ہیں!
ہماری سیریز "اوور ہیڈ کرین کیسے کام کرتی ہے؟" کے اگلے حصے کے لیے دیکھتے رہیں، جب ہم پللی کے کردار کو دریافت کریں گے۔ پھر ہم ہائیڈرولک سلنڈر اور مکینیکل فائدہ کے تصور کی طرف بڑھیں گے۔
بارن ہارٹ کرین اینڈ رگنگ کمپنی ہمیشہ کرین انڈسٹری میں بار بڑھا رہی ہے۔ اگر آپ کو کرین کی ضرورت ہے یا آپ مزید جاننا چاہتے ہیں، تو براہ کرم Barnhart Crane کی ویب سائٹ پر کرین سروس اور مشینری منتقل کرنے والے صفحات دیکھیں۔
گھرنی کی ٹارک کی ہیرا پھیری
اپنے آخری مضمون میں، میں نے سوال پوچھا: اوور ہیڈ کرینیں کیسے کام کرتی ہیں؟ اس معمہ کو حل کرنے کے لیے، میں نے سب سے پہلے تعمیراتی کرینوں میں لیور کے اہم کردار کی چھان بین کی۔ آج، ہم دیکھیں گے کہ پللی کی ٹارک کی ہیرا پھیری، لیور کی طرح، کرین کی بھاری بوجھ اٹھانے کی صلاحیت کو بڑھاتی ہے۔ مندرجہ ذیل مضامین میں، ہم ہائیڈرولک سلنڈرز اور مکینیکل فائدہ کے تصور کو تلاش کریں گے۔
جیسا کہ لیور کے ساتھ، اسکالرز نے پللی کی ابتدائی نظریاتی ترقی کا سہرا آرکیمیڈیز کو دیا ہے۔ پلوٹارک کے مطابق، ایک یونانی مورخ، آرکیمیڈیز نے دعویٰ کیا کہ اگر اس کے پاس کافی پلیاں ہوں تو وہ دنیا کو حرکت دے سکتا ہے، یہ ایک لیور کے ساتھ زمین کو حرکت دینے کے بارے میں اس کی تجویز سے بہت ملتا جلتا بیان ہے۔ کہانی اس وقت جاری رہتی ہے جب سائراکیز کے بادشاہ ہیرون نے آرکیمیڈیز سے ہیرون کی بحریہ میں ایک بڑے جہاز کو منتقل کرنے کو کہا۔ مقررہ دن پر، آرکیمڈیز نے پلیوں کا اپنا نظام ترتیب دیا، بادشاہ نے مسافروں اور سامان سے بھرا ہوا جہاز لاد دیا اور پھر آرکیمڈیز نے دور سے بیٹھ کر رسی کھینچی۔ نتیجہ؟ پلوٹارک وضاحت کرتا ہے کہ بھیجے گئے سامان کو "اتنی آسانی سے اور یکساں طور پر منتقل کیا گیا جیسے کہ وہ سمندر میں تھی۔"
قدیم لوگوں کے لیے یہ محض ایک نیا پن تھا، لیکن آج، یہ بنیادی سائنس ہے۔ اس کی خام خیالی سے وضاحت کرنے کے لیے، پلیاں رسی کے مختلف حصوں میں وزن تقسیم کرتی ہیں تاکہ بھاری چیزوں کو اٹھانا آسان ہو جائے۔ فرض کریں کہ کسی کے پاس ایک بڑی چیز ہے جسے وہ اٹھانا چاہتا ہے۔ وہ نیچے پہنچ کر اپنی طاقت سے اسے اٹھانے کی کوشش کرتا ہے لیکن وہ ایسا نہیں کر سکتا۔ اس کو آسان بنانے کے لیے، وہ ایک گھرنی کو بڑے بوجھ کے ساتھ جوڑتا ہے۔ پھر وہ ایک رسی کو چھت سے جوڑتا ہے اور اس رسی کو گھرنی سے کھینچتا ہے۔ اگلا، وہ رسی پر اٹھاتا ہے، اور آخر میں چیز کو اٹھاتا ہے۔ کوئی ایسا کر سکتا ہے کیونکہ چھت پر موجود رسی چیز کو اٹھانے کے لیے درکار نصف قوت فراہم کرتی ہے جب کہ ایک دوسرے کو آدھا لگاتا ہے۔
لیکن ایسا کیوں ہوتا ہے؟ گھرنی وزن کو رسی کے دو حصوں میں تقسیم کرتی ہے، رسی کا ایک حصہ چھت سے گھرنی تک اور رسی کا دوسرا حصہ گھرنی سے اٹھانے والے تک۔ یہ تقسیم ٹارک کی ہیرا پھیری ہے، کیونکہ لفٹر طاقت کو طویل فاصلے تک پھیلاتا ہے۔ چھت، مانیں یا نہ مانیں، کسی چیز کو اٹھانے میں مدد کرتی ہے، جزوی طور پر اس لیے کہ ہم چھت کے ڈھانچے کی اٹھانے کی صلاحیت کا فائدہ اٹھاتے ہیں جو چھت کو اوپر رکھتی ہے، اس طرح اٹھانے والے کو صرف آدھا کام کرنے کی اجازت ملتی ہے۔ کوئی شخص مزید پلیاں اور مختلف جگہوں پر جوڑ کر لفٹ کو آسان بنانا جاری رکھ سکتا ہے، لیکن ریاضی کچھ زیادہ ہی پیچیدہ ہو جاتا ہے۔ تاہم، عام اصول مندرجہ ذیل ہے: زیادہ گھرنی، زیادہ طاقت.
پلیوں کی مختلف ترتیبیں، نتیجے کے طور پر، اٹھانا آسان بناتی ہیں۔ پلیوں کی تین قسم کی ترتیب، یا اقسام موجود ہیں۔ ایک فکسڈ گھرنی ایک گھرنی کے نظام کی وضاحت کرتی ہے جہاں ایکسل یا وہیل فکس ہوتا ہے، یا غیر منقولہ ہوتا ہے۔ دوسری قسم ایک حرکت پذیر گھرنی ہے، جہاں ایکسل یا پہیہ آزادانہ طور پر گھوم سکتا ہے۔ اور تیسری قسم ایک مشترکہ گھرنی ہے، جس میں فکسڈ اور موو ایبل دونوں پلیاں استعمال ہوتی ہیں۔ فکسڈ پلیاں آسانی سے ترتیب دینے کی اجازت دیتی ہیں، لیکن حرکت پذیر پلیاں لاگو قوت کو ضرب دیتی ہیں، جس سے کام آسان ہوجاتا ہے۔ مختلف حالات مختلف قسم کے پلیوں کو کہتے ہیں، جیسا کہ لیور کا معاملہ تھا۔
لیکن یہ کرینوں پر کیسے لاگو ہوتا ہے؟ ویسے تو تقریباً تمام کرینیں پلیاں استعمال کرتی ہیں، لیکن کرینوں میں پلیوں کا سب سے عام استعمال جب کرینوں میں ہوتا ہے۔ جیب کرینوں میں تاریں ہوتی ہیں جو پلیوں اور بوجھ کے گرد لپیٹتی ہیں۔ جتنا زیادہ آپ تاروں کو ان دونوں میں لپیٹیں گے، اٹھانے کی گنجائش اتنی ہی زیادہ ہوگی۔
کرینیں کیسے کام کرتی ہیں کے اگلے حصے میں؟ ?میں ہائیڈرولک سلنڈر کی اہمیت کا خاکہ پیش کروں گا، جس کے بعد، میں مکینیکل فائدہ کے کردار پر بعد کے اور آخری مضمون کے ساتھ اختتام کروں گا۔
ہائیڈرولک سلنڈر اور مکینیکل فائدہ
اب تعمیراتی کرینوں کے پیچھے سائنس پر ہماری سیریز کا تیسرا حصہ، جس میں ہم ہائیڈرولک سلنڈر کے کردار پر غور کریں گے۔ پہلے دو حصوں نے مختصراً بتایا کہ کس طرح بالترتیب لیور اور پلیاں کرینوں میں اٹھانے والی قوت میں حصہ ڈالتے ہیں۔ اس کے بعد کا اور آخری مضمون لفٹنگ فورس کو زیادہ سے زیادہ کرنے میں شاید سب سے اہم سائنسی اصول پر غور کرے گا: مکینیکل فائدہ۔
تو ہائیڈرولک سلنڈر کیا ہے؟ سادہ جواب ایک مہر بند سلنڈر، یا ایک سرکلر پرزم ہے، جو مکمل طور پر کسی قسم کے مائع سے بھرا ہوا ہے، عام طور پر ایک تیل، جس میں دو پسٹنوں کے لیے دو سوراخ ہوتے ہیں۔ پسٹن مختلف کنفیگریشنز میں سلنڈر سے منسلک ہو سکتے ہیں۔
اگر ہم فرض کریں کہ ہائیڈرولک سلنڈر میں پسٹن ایک ہی سائز کے ہیں اور ان میں کوئی رگڑ نہیں ہے، جب ایک پسٹن کو نیچے کی طرف دبایا جائے گا، تو دوسرا برابر قوت، رفتار اور فاصلے پر اوپر کی طرف اٹھے گا۔ لہذا، اگر کوئی پسٹن کو دو سینٹی میٹر نیچے دباتا ہے، تو دوسرے پسٹن کو دو سینٹی میٹر اوپر کی طرف دبانا چاہیے۔
اس نظام کا فائدہ آپ کو آسانی سے فورسز کو ری ڈائریکٹ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ افقی طور پر منسلک ایک پسٹن عمودی طور پر منسلک دوسرے پسٹن کو حرکت دے سکتا ہے، جب کہ دوسری مشینیں سمت کا اتنا آسان ترجمہ کرنے کی اجازت نہیں دیتی ہیں، جیسا کہ ہم نے پللیوں اور لیورز کے ساتھ دیکھا۔ لیورز اور پللیوں کے ساتھ، نیچے کی قوت کے نتیجے میں کچھ قوت اوپر کی طرف بڑھے گی، اور اس کے برعکس، اور دائیں طرف کی قوت کے نتیجے میں بائیں طرف ایک قوت آئے گی، اور اس کے برعکس۔ ہائیڈرولک سلنڈر ایک سمت میں کسی بھی ممکنہ سمت، اوپر، نیچے، آگے، پیچھے، دائیں، یا بائیں منتقل کرنے کی اجازت دے سکتا ہے۔
دوسری طرف، ہائیڈرولک سلنڈر ٹارک کو زیادہ سے زیادہ کر کے قوتوں کو بڑھا سکتا ہے، جیسا کہ ہم نے لیور اور پللی کے ساتھ دیکھا۔ اگر ایک پسٹن کا رقبہ 6 مربع یونٹ ہے، اور دوسرے پسٹن کا رقبہ 2 مربع یونٹ ہے، تو چھوٹے پسٹن پر نیچے دھکیلنے والی قوت بڑے پسٹن پر 3 گنا زیادہ ظاہر ہوگی۔ مثال کے طور پر، اگر کوئی 2 مربع یونٹ پسٹن کو 500 پاؤنڈ کی طاقت کے ساتھ نیچے دھکیلتا ہے، تو 6 مربع یونٹ کے پسٹن کو 1500 پاؤنڈ کی قوت کے ساتھ ایک دھکا ملتا ہے۔ تاہم، بڑا پسٹن جتنا فاصلہ حرکت کرتا ہے وہ اس فاصلے سے 3 گنا کم ہوگا جو چھوٹے پسٹن نے 1500 پاؤنڈ قوت پیدا کرنے کے لیے منتقل کیا تھا۔
لیور اور پللی کی طرح، تقریباً تمام کرینیں ہائیڈرولک سلنڈر کو کسی نہ کسی شکل میں استعمال کرتی ہیں۔ کرین براہ راست بوجھ اٹھانے کے لیے ہائیڈرولک سلنڈر کا استعمال کر سکتی ہے، لیکن ہائیڈرولک کا استعمال کرین کے بازو کو کم کرنے یا اٹھانے کے طریقہ کار کو لے جانے والے جیب یا بیم کو منتقل کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔
آخر میں، ہائیڈرولک سلنڈر کرینوں میں اس کے بار بار استعمال اور اس کے ٹارک میں ہیرا پھیری کے لیے گھرنی اور لیور کی طرح ہے۔ تاہم، ہائیڈرولک سلنڈر اپنی قوتوں کو مختلف طیاروں کی طرف ری ڈائریکٹ کرنے کی صلاحیت کی وجہ سے خود کو الگ کرتا ہے۔ تاہم، تینوں، لیور، پللی، اور ہائیڈرولک سلنڈر، اجتماعی طور پر بڑی چیزوں کو اٹھانے میں مکینیکل فائدہ کو زیادہ سے زیادہ بناتے ہیں۔ اگلی قسط میں، ہم اس بات کا جائزہ لیں گے کہ مکینیکل فائدہ کیا ہے اور یہ کرینوں پر کیسے لاگو ہوتا ہے۔
زورا زاؤ
اوور ہیڈ کرین/گینٹری کرین/جِب کرین/کرین پارٹس کے حل میں ماہر
کرین اوورسیز ایکسپورٹ انڈسٹری میں 10+ سال کے تجربے کے ساتھ، 10,000+ صارفین کو ان کے پہلے سے فروخت کے سوالات اور خدشات کے ساتھ مدد کی، اگر آپ کو کوئی متعلقہ ضروریات ہیں، تو براہ کرم مجھ سے بلا جھجھک رابطہ کریں!