کمپریشن اسپرنگس کی کتنی اقسام ہیں۔

کمپریشن اسپرنگس مکینیکل توانائی کو دبانے پر ذخیرہ کرتے ہیں اور جب بوجھ ہٹا دیا جاتا ہے تو مکینیکل توانائی جاری کرتے ہیں۔ اگرچہ کمپریشن اسپرنگس عام طور پر اسپرنگ اسٹیل سے بنے ہوتے ہیں، ان میں کاربن، میگنیشیم، نکل، کرومیم، ٹن، تانبا، ٹنگسٹن اور ایلومینیم بھی شامل ہوسکتا ہے۔

مختلف مواد کمپریشن اسپرنگس کے لیے لچک اور توانائی کے ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کی مختلف ڈگریاں بناتے ہیں۔

رابرٹ ہُک نے 1676 کے اوائل میں ایک فارمولہ تجویز کیا تھا تاکہ ایک بہار کے ذریعے لگائی جانے والی قوت کا حساب لگایا جا سکے، جو اس کی لمبائی کے متناسب ہے۔

کمپریشن اسپرنگس مکینیکل ڈیوائسز ہیں جو خاص طور پر محوری کمپریشن بوجھ کو محسوس کرنے کے لیے بنائے گئے ہیں۔ وہ عام طور پر کھینچ سکتے ہیں اور ایک نقطہ پر گھوم سکتے ہیں۔ عام طور پر، کمپریشن اسپرنگس مکینیکل توانائی کو ذخیرہ کر سکتے ہیں جب کمپریشن بوجھ کے تابع ہوتے ہیں. بوجھ ہٹانے کے بعد، وہ اپنی اصل شکل اور سائز میں واپس آجائیں گے - لچکدار اخترتی سے گزر رہے ہیں۔

ممکنہ توانائی کو ذخیرہ کرنے کی یہ انوکھی صلاحیت، اس کی نسبتاً سادگی اور قابل استطاعت کے ساتھ مل کر، کمپریشن اسپرنگس کو ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج میں قیمتی بناتی ہے۔ مکینیکل کی بورڈ کے بٹنوں، گدوں اور بال پوائنٹ پین سے لے کر آتشیں اسلحے اور کار سسپنشن شاک ابزربر تک۔ 15 ویں صدی سے، ہم کمپریشن اسپرنگس استعمال کر رہے ہیں، اور پہلی کمپریشن اسپرنگ کلاک ڈیوائسز میں استعمال ہوتی تھی۔

کمپریشن اسپرنگس کی اقسام

کمپریشن اسپرنگس میں بہت سی مختلف جیومیٹرک شکلیں ہوسکتی ہیں۔ سب سے عام کنڈلی یا سرپل اسپرنگس ہیں۔ یہ شکل دوسری شکلوں کے مقابلے میں زیادہ مقبول ہے کیونکہ یہ ہموار ہائی کمپریشن اور ایک نقطہ تک توسیع کی اجازت دیتی ہے۔ یہ ہلکا بھی ہے کیونکہ یہ کمپریسیو بوجھ کو جذب کرنے کی ضرورت کو پورا کرنے کے لیے کم مواد استعمال کرتا ہے۔ آخر میں، کوائل اسپرنگ کی شکل اس قسم کو نسبتاً بڑا اسپرنگ کنسٹینٹ دیتی ہے (جس کی تفصیل بعد میں بیان کی جائے گی)۔

اس زمرے کو مزید ذیلی زمروں میں تقسیم کیا گیا ہے، بشمول:

کمپریشن بہار کا مواد

کمپریشن اسپرنگس عام طور پر اسپرنگ اسٹیل سے بنے ہوتے ہیں، جو کہ ایک قسم کا اسٹیل ہے جس کی پیداوار زیادہ ہوتی ہے۔ یہ انہیں اپنی اصل شکل، سائز اور شکل کو برقرار رکھنے کی اجازت دیتا ہے یہاں تک کہ جب وہ انتہائی حد تک درست ہو جائیں۔ لہذا، یہ سٹیل کشیدگی کے تحت ایک بڑی لچکدار اخترتی جگہ ہے. یہ سالماتی سطح پر ہوتا ہے، اس لیے ان اسٹیلز کی ساخت ان کی لچک پر نمایاں اثر ڈالتی ہے۔

عام طور پر، اسپرنگ اسٹیل میں کاربن اور مینگنیج کے ساتھ ساتھ نکل، کرومیم، مولبڈینم، ٹن، وینیڈیم، تانبا، آئرن، ٹنگسٹن اور ایلومینیم شامل ہوتے ہیں۔ اسپرنگ اسٹیل کو آفیشل ASTM کے ذریعے اس کی پیداوار کی طاقت اور سختی کی بنیاد پر درجہ بندی کیا جاتا ہے، اس لیے مختلف مواد کی ترکیبیں مختلف ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہو سکتی ہیں۔ مثال کے طور پر، ASTM A228 پیانو کے تاروں کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جس میں 0.7% -1% کاربن اور 0.2% -0.6% مینگنیز ہوتا ہے، زیادہ سے زیادہ پیداوار کے ساتھ 530 میگاپاسکلز کی طاقت اور 400 میگاپاسکلز کی ٹینسائل طاقت۔

کمپریشن اسپرنگس کی خصوصیات

اس سیکشن میں، میں ان کوائلڈ کوائل اسپرنگس کو متعارف کرانے پر توجہ دوں گا، کیونکہ یہ اسپرنگس سب سے زیادہ استعمال ہونے والے کمپریشن اسپرنگس ہیں۔ ان چشموں میں کچھ خصوصیات ہیں جو ان کی کارکردگی کے لیے بہت اہمیت رکھتی ہیں۔ بیرونی قطر (D) سے مراد اس سلنڈر کا قطر ہے جو اوپر سے دیکھا جائے تو اسپرنگ کے ذریعے تشکیل دیا جاتا ہے۔ کنڈلی کے قطر سے مراد بہار کے تار کی موٹائی (d) ہے، جو کہ بیلناکار بھی ہے۔ مفت لمبائی (L) بغیر کسی کمپریشن کے موسم بہار کی کل لمبائی سے مراد ہے، جبکہ موثر ہیلکس (na) اور کل ہیلکس (n) کنڈلیوں کی تعداد ہیں جو میکانکی توانائی کو ذخیرہ اور جاری کرتی ہیں، اور بس کنڈلیوں کی تعداد ( کم از کم دو موسم بہار کے اختتام/بیس کے لیے وقف ہیں)۔ ایک اور اہم مورفولوجیکل وصف گردش کی سمت ہے، جو بائیں یا دائیں ہوسکتی ہے۔

موسم بہار کی طرف سے لگائی جانے والی قوت اس کی لمبائی کے متناسب ہوتی ہے، یہ ایک قانون ہے جسے رابرٹ ہوک نے 1676 میں تجویز کیا تھا، پہلی بہار کے اطلاق کے چند سالوں کے اندر۔ ہُک نے اس فارمولے کو دنیا کے سامنے پیش کیا۔ "F=- kx"، جہاں F بہار کی قوت ہے، x کھینچنے والا فاصلہ ہے، اور k موسم بہار کا مستقل ہے۔ ہر بہار مختلف ہوتی ہے اور اس کا تعین کارخانہ دار تجربات کے ذریعے یا فارمولوں کے ذریعے صارف کے ذریعے کرتا ہے۔ K=Gd4/[83dna]۔ جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، بیرل اور مخروطی کنڈلی غیر لکیری چشمے ہیں، اس لیے ان پر ہُک کا قانون لاگو نہیں ہوتا ہے۔ ہُک کا قانون اُن چشموں پر لاگو نہیں ہوتا جو پہلے ہی درست شکل اختیار کر چکے ہیں یا عام لچکدار حد سے تجاوز کر چکے ہیں۔

مکمل طور پر کمپریسڈ اسپرنگ کی قوت

مکمل طور پر کمپریسڈ اسپرنگ کی قوت کا حساب لگانے کے لیے، ہم اس فارمولے کو استعمال کر سکتے ہیں۔ Fmax=Ed4 (L-nd)/[16 (1)+ ν) (Dd) 3n]۔ E ینگ کا ماڈیولس ہے، d سٹیل کے تار کا قطر ہے، L مفت لمبائی ہے، اور n موثر ہیلیکس/کوائلز کی تعداد ہے، ν یہ پوسن کا تناسب ہے، اور D بیرونی قطر ہے۔ یہ واضح ہے کہ ان میں سے کچھ کا تعین ڈیزائنر کے منتخب کردہ سٹیل سے ہوتا ہے، جبکہ دیگر کا تعین اسپرنگ کی شکل، شکل اور سائز سے ہوتا ہے۔

ڈیزائن کے تحفظات

کمپریشن اسپرنگ کو ڈیزائن کرتے وقت، فیصلہ کرنے کی پہلی چیز یہ ہے کہ آپ کون سا مواد استعمال کرنا چاہتے ہیں۔ پھر ڈیٹا ٹیبل سے شیئر ماڈیولس (G) اور ٹینسائل طاقت (TS) تلاش کریں۔ یہ دو عوامل تناؤ کی فیصد کا تعین کرنے کے لیے بہت اہم ہیں، مثال کے طور پر، بوجھ کی ضروریات کا حساب لگاتے وقت (100* σ/ اس ڈگری کا حساب لگائیں جس میں اسپرنگ کو سکڑایا جاتا ہے جب کسی خاص بوجھ کو متاثر کیا جاتا ہے، تناؤ کی طاقت کی بنیاد پر۔

ایک اور اہم بات یہ ہے کہ اسپرنگ کا قطر جب اس کے زیادہ سے زیادہ پوائنٹ پر دبایا جاتا ہے۔ سرپل کمپریشن اسپرنگس کمپریشن کے دوران قطر میں اضافہ کرتے ہیں. لہذا یہ ضروری ہے کہ اس توسیع کا فارمولہ "توسیع={sz [(Dd) 2+(p2-d2/π 2)+d] - D}" کا استعمال کرتے ہوئے حساب لگانا ضروری ہے۔

بہار کا اشاریہ اہم ہے، اور ڈیزائنرز اسے 4 سے 10 کی حد میں برقرار رکھنے کی کوشش کرتے ہیں۔ اس کا حساب کتاب کا طریقہ "C=(Dd/d)" ہے، جو تار کے تناسب کا ایک اچھا تصور فراہم کرتا ہے۔ موسم بہار کے قطر کی موٹائی یہ موسم بہار کی مجموعی طاقت کا تعین کرے گا (چھوٹا مضبوط ہے، لیکن بڑے کو سکیڑنا آسان ہے)۔