چین میں بنائے گئے ہائیڈرولک راک ڈرلز میں، گھماؤ کا اکائی عام طور پر سائیڈ سے پانی فراہم کرتی ہے۔ سیل کے مواد اور ڈیزائن کے انتخاب کا سیل کی کارکردگی اور اس کی عمر پر بڑا اثر پڑتا ہے — جو براہ راست ڈرل کی مجموعی کارکردگی کو متاثر کرتا ہے۔

1. پانی کے سیل کو کیسے لوڈ کیا جاتا ہے اور اس کی کیا ضرورتیں ہیں

ہائیڈرولک راک ڈرل روٹیشن یونٹ پر سائیڈ فیڈ واٹر سسٹم کو بنانے کے لیے تین اجزاء کا استعمال کیا جاتا ہے: ایک واٹر سلیو (1)، ایک واٹر سیل (2)، اور ایک شینک ٹیل (3) (تصویر 1 دیکھیں)۔ جب ڈرل کام کر رہا ہوتا ہے، تو شینک ٹیل نہ صرف گھومتا ہے بلکہ زیادہ تر باریکی سے محور کے ساتھ آگے پیچھے بھی حرکت کرتا ہے، جس کے ذریعے اِمپیکٹ توانائی منتقل ہوتی ہے۔ YYC250B ہائیڈرولک راک ڈرل واٹر سیل کے کام کرنے کے اعداد و شمار درج ذیل ہیں: شینک کی گھومنے کی رفتار 220 ریوولوشن فی منٹ، شینک کی اِمپیکٹ فریکوئنسی 60 ہرٹز، دھلائی کے لیے واٹر کا دباؤ 1 میگا پاسکل، اور سوراخ کرنے کی رفتار 110 سینٹی میٹر فی منٹ۔ یہ اعداد و شمار ظاہر کرتے ہیں کہ واٹر سیل زیادہ تر باریکی سے محور کے ساتھ دھکے اور گھومنے کے باعث ایک مشترکہ رگڑ لوڈ کے تحت ہے۔ اس وجہ سے، سیل کے مواد میں درج ذیل خصوصیات ہونی چاہئیں:

1. اچھی پانی کی استحکامیت — یہ پانی میں زیادہ سولنے یا سکڑنے کے بغیر مستحکم رہنا چاہیے، اور نہ ہی پانی میں گھلنا، نرم ہونا یا سخت ہونا چاہیے۔
2. اچھی لچکدار واپسی — یہ اچھی طرح سے واپس گھسنا چاہیے اور مستقل طور پر ڈی فارم نہیں ہونا چاہیے۔
3. اچھی پہننے کی مزاحمت — رگڑ کا کم کوائفیشینٹ۔
4. بلند مکینیکل طاقت — اچھی کشش طاقت، سختی، اور پھٹنے کے خلاف مزاحمت۔
5. دھاتی اجزاء کے ساتھ کوئی رد عمل نہیں — چپکنے کا اثر نہیں، نہ ہی تخریب۔

آپشنز کے موازنے کے بعد، ہم نے سیل کے مواد کے طور پر پولی یوریتھین کا انتخاب کیا۔ اس کی مالیکولر ساخت میں یوریتھین گروپس موجود ہیں، جو اسے بلند مکینیکل طاقت فراہم کرتے ہیں — جو نائٹرائل ربر کی طاقت سے تقریباً ۱ سے ۴ گنا زیادہ ہے۔ اس کی پہننے کے خلاف مزاحمت بہترین ہے، جو قدرتی ربر کی نسبت تقریباً ۱۰ سے ۱۵ گنا بہتر ہے۔ اس کے علاوہ، اس میں اچھی تیل کے خلاف مزاحمت بھی ہے (جو نائٹرائل ربر کی نسبت ۵ گنا سے زیادہ بہتر ہے) اور یہ اوзон اور عمر بڑھنے کے خلاف مزاحمت میں بھی اچھا کام کرتا ہے۔

یہ نوٹ کرنا چاہیے کہ پولی یوریتھین دو اہم اقسام میں آتا ہے جن کی مختلف درجہ بندیاں ہوتی ہیں، اور انتخاب سے اس کی سیل کارکردگی پر اثر پڑتا ہے۔ پہلی قسم پولی ایسٹر پر مبنی پولی یوریتھین ہے (درجہ بندیاں جیسے دونگ فینگ-1 اور جے اے3)۔ دوسری قسم پولی ایتھر پر مبنی پولی یوریتھین ہے (درجہ بندیاں جیسے جے اے2 اور جے اے5)۔ پولی ایسٹر قسم کی مکینیکل خصوصیات اچھی ہوتی ہیں، لیکن اس کی پانی کے مقابلے میں مزاحمت کمزور ہوتی ہے — پانی ایلاسٹومر نیٹ ورک میں موجود قطبی گروپس کے ساتھ کیمیائی طور پر ردعمل کرتا ہے، جس سے ساخت کا ٹوٹنا ہوتا ہے۔ نیٹ ورک میں جتنے زیادہ قطبی گروپس ہوں گے، پانی کے مقابلے میں مزاحمت اتنی ہی کمزور ہوگی۔ پولی ایتھر قسم میں قطبی گروپس کم ہوتے ہیں، اس لیے اس کی پانی کے مقابلے میں مزاحمت پولی ایسٹر قسم کی نسبت 5 گنا زیادہ بہتر ہوتی ہے۔ تاہم، چونکہ پولی ایتھر قسم میں ایتھر بانڈز کم توانائی ذخیرہ کرتے ہیں، اس لیے اس کی مکینیکل طاقت پولی ایسٹر قسم جتنی اچھی نہیں ہوتی۔ واضح حل دونوں اقسام کی مضبوطیوں کو جوڑنا ہے۔ دونوں کو ایک ساتھ ملانے اور ایک پہننے کے مقابلے میں مزاحم بھرنے والے مادے کو شامل کرنے سے ہم ایک ایسا مواد حاصل کر سکتے ہیں جس میں اچھی مکینیکل کارکردگی اور اچھی پانی کے مقابلے میں مزاحمت دونوں موجود ہوں۔ اس مقصد کے لیے ہم نے ایک ربر کے اجزاء کے کارخانے (ایک پولی یوریتھین سازنده) کے ساتھ مل کر ایک مخصوص مرکب پولی یوریتھین مواد تیار کیا۔ ٹیسٹوں سے ثابت ہوا کہ اس مواد سے بنائی گئی سیلز کی سیلنگ کارکردگی اور خدماتی عمر دونوں قابلِ ذکر طور پر بہتر ہے۔

2. سیل رنگ کے قسم کا انتخاب

گھومنے والی یونٹ کے واٹر سیل پر لوڈنگ کی حالتوں کو مدنظر رکھتے ہوئے، ہم نے Y قسم کی سیل رنگز کا انتخاب کیا۔ اس قسم کے تین فائدے ہیں: (1) خود-سیلنگ اثر — جب دباؤ لگایا جاتا ہے تو، ہونٹ مضبوطی سے دب جاتے ہیں اور بہتر طریقے سے سیل کرتے ہیں؛ (2) کم چلنے کا مقاومت اور ہموار آپریشن؛ (3) اچھی استحکام، جو تیزی سے تبدیل ہونے والے دباؤ والے ہائیڈرولک اجزاء کے لیے مناسب ہے۔ O قسم کی رنگز اِن حالتوں میں موڑ جانے اور خراب ہونے کا شکار ہو جاتی ہیں۔

3. سیل کا کام کرنے کا طریقہ

Y-نوع کے رنگ سیلز بنیادی طور پر اپنے ہونٹوں کے خود-سیلنگ عمل کے ذریعے سیل کرتے ہیں۔ شکل 2 میں پانی کی سلیو گروو میں فٹ کیے گئے Y-نوع کے رنگ کے رابطے کے دباؤ کا تقسیم ظاہر کیا گیا ہے۔ بے دباؤ کی حالت میں، صرف ہونٹ کے سرے کی تبدیلی کی وجہ سے ایک چھوٹا سا رابطہ دباؤ پیدا ہوتا ہے (شکل 2b)۔ جب اندرونی دباؤ لگایا جاتا ہے تو پاسکل کا قانون بیان کرتا ہے کہ ایک بند نظام میں، سیال کے رابطے میں آنے والے ہر نقطے پر اندرونی دباؤ کے برابر ایک عمودی قوت وارد ہوتی ہے۔ اس کی وجہ سے سیل رنگ کے نیچلے حصے پر محوری طور پر دباؤ پڑتا ہے اور ہونٹوں پر گولائی کے لحاظ سے دباؤ پڑتا ہے۔ ہونٹوں کا شینک کے ساتھ رابطے کا رقبہ بڑھ جاتا ہے اور رابطہ دباؤ بھی بڑھ جاتا ہے (شکل 2c)۔ جب اندرونی دباؤ مزید بڑھتا ہے تو دباؤ کا تقسیم اور اس کی شدت مزید تبدیل ہو جاتی ہے (شکل 2d)، جس کی وجہ سے ہونٹ شافٹ کے خلاف مزید مضبوطی سے دب جاتے ہیں — یہی "خود-سیلنگ اثر" ہے۔ یہی وجہ ہے کہ Y-نوع کا رنگ اس پانی کے سیل کے استعمال کے لیے اچھا انتخاب ہے۔

4. ہونٹ کی شکل کا سیلنگ اور سروس لائف پر اثر

رابطے کا دباؤ تقسیم ہونٹوں کی شکل سے قریبی تعلق رکھتا ہے۔ ایک ہونٹ نما رنگ کے لیے اچھی سیل کا راز، سیل رابطہ بینڈ پر دباؤ کے تقسیم اور ہونٹ کے سرے پر زیادہ سے زیادہ دباؤ میں پایا جاتا ہے۔ شکل 3a Y-نما رنگز کے سیل اثر کا موازنہ کرتی ہے جن میں آگے کے ہونٹ پر چمفر ہے اور جن میں نہیں ہے۔ وہ رنگ جس میں چمفر ہے، سیل رابطہ بینڈ پر واضح دباؤ کا عروج پیدا کرتی ہے، جو ہونٹ نما سیل کی کارکردگی کی ضروریات کو بہترین طور پر پورا کرتی ہے۔ مناسب آگے کے ہونٹ کے زاویے θ کا انتخاب کرکے رساؤ کو کافی حد تک کم کیا جا سکتا ہے — جب θ > 30° ہو تو رساؤ صرف اتنی ہوتی ہے جتنی θ = 0° پر ہوتی ہے۔ شکل 3b پیچھے کے ہونٹ (ایڑی) پر چمفر کے ساتھ اور بغیر چمفر کے سیل اثر کا موازنہ کرتی ہے۔ آگے کے ہونٹ کے برعکس، کام کے دباؤ کے تحت ایڑی پر چمفر دوسرے دباؤ کے عروج کو پیدا کرتا ہے، جو پانی کے واپس بہنے کو روکتا ہے اور رساؤ کو بڑھا دیتا ہے۔ اگر ایڑی پر چمفر نہ ہو تو دوسرا دباؤ کا عروج نہیں بنتا اور سیل بہتر کام کرتی ہے۔

5. ڈیزائن کے پیرامیٹرز کا سیل اور سروس کی عمر پر اثر

ایک اچھی طرح سے ڈیزائن کردہ سیل رنگ مواد کو اس کی مکمل صلاحیت تک کام کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ Y- قسم کی رنگ کے لیے، کارکردگی اور خدماتی عمر کے لیے سب سے اہم عوامل میں سے ایک بعد l اور بعد h کے درمیان تعلق ہے (تصویر 4 دیکھیں)۔ عملی استعمال کے مطابق، جب تناسب l/h = 1 ہو، تو رنگ لمبے عرصے تک رساؤ کو کم رکھ سکتا ہے۔ اس لیے بہترین سیلنگ کے لیے l/h کی قدر 1 پر برقرار رکھی جانی چاہیے۔

اس کے علاوہ، سیل کے کچھ عرصے تک چلنے کے بعد، لِپ کھولنے کا حصہ پہن جائے گا۔ اگر لِپ اس پہناؤ کی تلافی نہ کر سکے تو رساؤ شروع ہو جائے گا۔ لِپ والی دیوار کی موٹائی b کا انتخاب مواد کی میکانی خصوصیات اور شینک کے قطر کے مطابق کرنا چاہیے۔ مقصد یہ یقینی بنانا ہے کہ لِپ کو کافی سختی حاصل ہو جبکہ وہ اب بھی لچکدار رہے اور پہناؤ کی تلافی کر سکے۔

6. لِپ سیل رنگ کی انسٹالیشن

اگر سیل رنگ کو انسٹالیشن کے دوران احتیاط سے نہ سنبھالا جائے تو وہ خراش کھا سکتی ہے یا بگڑ سکتی ہے، جس سے معیار متاثر ہوتا ہے اور اسے غیر قابل استعمال بنا دیا جا سکتا ہے۔ درج ذیل نکات کو ضرور ملاحظہ کیا جانا چاہیے:

• وہ حصہ جہاں سیل رنگ منسلک کیا جاتا ہے (پانی کی سلیو) کے آخری سطح پر 15° سے 30° تک کا چمفر ہونا چاہیے، تاکہ رنگ کو آخری سے دھکیلنے کے دوران اس کے خراش آنے سے روکا جا سکے۔
• کوئی بھی سوراخ جس سے رنگ گزرنا ہو، اس کے کنارے پر بھی 15° سے 30° تک کا چمفر ہونا چاہیے۔
• اسمبلی کے دوران زیادہ سے زیادہ طاقت کو کم کرنے کے لیے اسمبلی سے پہلے منسلک کرنے والے علاقے پر گریس یا کام کرنے والے تیل کو لگا دیں۔
• اسمبلی کے دوران رنگ کو زیادہ سے زیادہ کھینچنے سے گریز کریں، کیونکہ اس سے مستقل پلاسٹک ڈی فارمیشن ہو سکتی ہے۔

خلاصہ طور پر، مناسب سیل مواد کا انتخاب کرنا، مضبوط ڈیزائن استعمال کرنا، اور اسمبلی کے دوران احتیاط برتنا ہائیڈرولک راک ڈرل راؤٹیشن یونٹس میں سیلنگ کی کارکردگی اور خدماتی عمر کو بہتر بنانے کے لیے اہم ہے۔ عملی طور پر، یہاں بیان کردہ طریقہ کار سے اچھے نتائج حاصل ہوئے ہیں — رساؤ کم ہوا ہے اور خدماتی عمر قابلِ ذکر حد تک بڑھ گئی ہے۔