ہائیڈرولک راک بریکر کی نظریاتی تحقیق کا جائزہ

1.5 ہائیڈرولک راک بریکر کی نظریاتی تحقیق کا جائزہ

ہائیڈرولک راک بریکر کے آپریشن کے دوران، ہدایتی والو کے کنٹرول کے تحت کام کرنے والے کمرے میں تیل کا دباؤ اعلیٰ فریکوئنسی پر سوئچ ہوتا ہے؛ تیل کے گزر کے راستے میں سیال کی خصوصیات کو صرف ہائیڈرولک ٹرانسمیشن کے نظریے کے مطابق سادہ طور پر بیان نہیں کیا جا سکتا، اور اس کے لیے ہائیڈرولک وائبریشن کے نظریے کا تجزیہ لاگو کرنا ضروری ہے۔ پستون اور چیزل پر عمل کرنے والی قوت چند دس مائیکرو سیکنڈز کے اندر صفر سے دسیوں سے سو میگا پاسکل تک بڑھ جاتی ہے، پھر دوبارہ صفر تک واپس آ جاتی ہے؛ تناؤ کی لہروں کے ذریعے توانائی کے منتقل ہونے کا انداز یہ ظاہر کرتا ہے کہ کام کے عمل کی وضاحت صرف سٹیٹکس، سخت جسم کی میکینکس اور کائنیمیٹکس کے نظریات کا استعمال کرکے نہیں کی جا سکتی۔ اِمپیکٹ مشین کا اصول لچکدار جسم کی ڈائنامکس کے مسائل سے تعلق رکھتا ہے اور اس کے توانائی کے منتقل ہونے کے عمل کی درست وضاحت کے لیے لہر کے نظریے کا استعمال کرنا ضروری ہے۔

بنیادی فرضیات اور ریاضیاتی ماڈلز میں فرق کی بنیاد پر، ہائیڈرولک راک بریکر کی تحقیق دو بڑے زمرے میں تقسیم ہوتی ہے: لکیری ماڈل کی تحقیق اور غیر لکیری ماڈل کی تحقیق۔

1.5.1 ہائیڈرولک راک بریکرز کے لیے لکیری تحقیق کے ماڈلز

لینیئر تحقیق ایک مثالی تحقیق ہے جو غیر لینیئر ہائیڈرولک راک بریکرز کو فرضیات کے ذریعے لینیئر بنانے کے ذریعے کی جاتی ہے — یہ لینیئر ماڈل 'مستقل ہائیڈرولک تیل کے دباؤ' کے فرض کے تحت حاصل کیے جاتے ہیں اور کچھ عوامل کو نظرانداز کر دیا جاتا ہے۔ اس کی تحقیقی بنیاد سوویت دور کے اسکالرز عُدالموف اور صَبَاسوف کی کتاب 'ہائیڈرولک وائبریشن امپیکٹ مشین سٹرکچر تھیوری' میں پیش کردہ نقطہ نظر پر مبنی ہے: 'امپیکٹ کے آخری سرعت کو دیے گئے مقررہ قدر تک یقینی بنانے کی شرط کے تحت، دباؤ-مکمل-مساوی دباؤ کنٹرول سب سے زیادہ کارآمد بہترین کنٹرول ہے۔' 'مستقل دباؤ کنٹرول' کے فرض کی بنیاد پر، سوویت دور کے اسکالرز نے کم سے کم اعلیٰ دھکا کی طاقت کے لیے بہترین ڈیزائن اسکیم پیش کیا۔ جاپانی اسکالر ناکامائی وغیرہ نے اس کی بنیاد پر پائپ لائن کے مقابلے کو مدنظر رکھتے ہوئے پسٹن کے سٹروک کی قابلِ تنظیمیت پر نظریاتی اور ڈیزائن کی تحقیق کی۔ بیجن یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی کے پروفیسر لی دازھی نے بہترین سٹروک ڈیزائن کا خیال پیش کیا۔ چین یوفن وغیرہ نے امپیکٹ ڈیوائس کے لینیئر ماڈلز کا استعمال کرتے ہوئے بہترین سٹروک کے طریقہ کے ساتھ بے بعدی تجزیہ کا استعمال کرتے ہوئے امپیکٹ ڈیوائس کے پیرامیٹرز کا بے بعدی تجزیہ کیا اور ڈیزائن کے کام کو ہدایت دینے کے لیے پیرامیٹرز کے درمیان تعلقات کے ایک سلسلہ کے عبارات حاصل کیے۔ بیجن یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی کے استاد چین ڈنگ یوان نے C = S/S_m (S: عملی سٹروک، S_m: زیادہ سے زیادہ سٹروک) کو ڈیزائن متغیر کے طور پر استعمال کرتے ہوئے ہائیڈرولک راک بریکرز کا بے بعدی تجزیہ کیا اور یہ نتیجہ اخذ کیا کہ بہترین کارکردگی کا علاقہ C = 0.75 سے 0.850 ہے۔ بیجن یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی کے استاد وانگ ژینگ نے پسٹن کی واپسی کی شروعاتی تسارع کے وقت t کو ڈیزائن متغیر کے طور پر استعمال کرتے ہوئے جامع پیرامیٹر تجزیہ کیا اور یہ نتائج حاصل کیے: جب اکومولیٹر کے حجم میں تبدیلی کم سے کم ہو تو t = 0.406T؛ جب ہائیڈرولک امپیکٹ کم سے کم ہو تو t = 0.5T۔ سنٹرل ساؤتھ یونیورسٹی کے استاد ہی چنگہوا نے امپیکٹ ڈیوائس کی ساختی خصوصیات کے ضریب — یعنی پسٹن کے سامنے اور پیچھے کے کمرے کے موثر رقبے کے تناسب — کو بے بعدی ڈیزائن متغیر کے طور پر استعمال کرتے ہوئے امپیکٹ ڈیوائس پر بہترین ڈیزائن کا کام انجام دیا۔ چونکہ بہت سی لینیئر تحقیقات نے پسٹن اور والو کے درمیان باہمی روک تھام کے تعلق کو نظرانداز کر دیا ہے جو براہ راست امپیکٹ کی کارکردگی اور اکومولیٹر کی حالت کو متاثر کرتا ہے، اس لیے یہ درست طریقے سے اس مشین کے بہت سے ساختی پیرامیٹرز کے درمیان باہمی تعلقات کو ظاہر نہیں کر سکتیں۔ اگرچہ ان کی تحقیقی درستگی نسبتاً کم ہے، لیکن ان کے نتائج مختلف عوامل کے کارکردگی پر اثر کے تعلق کو بنیادی طور پر ظاہر کر سکتے ہیں، اور اس لیے نظریاتی اور ڈیزائن کی تحقیق میں ان کی ایک مخصوص عملی اہمیت ہے۔

1.5.2 ہائیڈرولک راک بریکرز کے لیے غیر خطی ماڈلز

ایک نسبتاً عام اور پیچیدہ واحد جسم کے مکینیکل فیڈ بیک ٹریکنگ سسٹم کے طور پر، ہائیڈرولک راک بریکر دوسرے شعبوں میں غیر خطی سسٹمز کی طرح بہت سے غیر خطی پھینومینا اور الگورتھم ظاہر کرتا ہے۔ غیر خطی تحقیق نے ہائیڈرولک راک بریکر کی حرکت کے اثر انداز عوامل کو زیادہ جامع طور پر مدنظر رکھا ہے، ہائیڈرولک راک بریکر کی تناؤ کی حالت کا نسبتاً جامع تجزیہ کیا گیا ہے، اور اس کے حرکتی الگورتھم کی وضاحت کرنے کے لیے اعلیٰ درجے کے غیر خطی تفاضلی مساوات کے مجموعے حاصل کیے گئے ہیں۔ تاہم، ان مساوات کو حل کرنا مشکل ہے، وضاحت بہت واضح نہیں ہے، اور انہیں صرف کمپیوٹر کے ذریعے عددی طور پر حل کیا جا سکتا ہے۔ حالیہ سالوں میں، کمپیوٹر سائنس اور ٹیکنالوجی کی ترقی اور مائیکرو کمپیوٹرز کے عام ہونے کے ساتھ، غیر خطی ریاضیاتی ماڈلز کی تحقیق پر لوگوں کا توجہ بڑھتی جا رہی ہے۔

اُبتدائی 1970 کی دہائی سے ہی، غیر ملکی ماہرین نے ہوا سے چلنے والی چٹانوں کے بورنگ مشینوں پر اثر انداز ہونے والے مشینی شبیہ کاری کے تحقیقی کام کے لیے ڈیجیٹل کمپیوٹرز کا استعمال شروع کر دیا، جس سے نسبتاً درست نتائج حاصل ہوئے۔ 1976 میں، جاپانی ماہر ماساؤ ماسابوچی نے ہائیڈرولک چٹان توڑنے والے آلات کے مطالعہ کے لیے ریاضیاتی حساب کتاب کا سب سے پہلا استعمال کیا، جس میں ایک ہائیڈرولک اثرِ آزمائشی آلہ کا ریاضیاتی ماڈل پیش کیا گیا اور طاقت کے سٹروک کی رفتار اور فریکوئنسی کو تکراری حساب کتاب کے ذریعے معلوم کیا گیا، اور پھر ان نتائج کا ماپے گئے اعداد و شمار کے ساتھ موازنہ کیا گیا۔ 1980 کی دہائی میں، جاپانی ماہرین تاکاﺅچی یوشیو، تانی ماتا شو وغیرہ نے ہائیڈرولک چٹان توڑنے والے آلات کی کارکردگی اور ڈیزائن پر غیر خطی تحقیق کی، جس میں ہائیڈرولک چٹان توڑنے والے آلات کی کارکردگی کے جائزہ اور ڈیزائن کے لیے مناسب تجزیاتی ماڈلز پیش کیے گئے، اور ان تجزیاتی ماڈلز کے لیے اخذ کا نظریہ اور تجزیہ کا طریقہ کار بھی پیش کیا گیا۔ 1980 میں، بیجنگ یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی کے لی دازھی اور چین ڈنگ یوان نے اکومولیٹر کے دباؤ کو کام کے دباؤ کے طور پر استعمال کرتے ہوئے ایک غیر خطی ریاضیاتی ماڈل پیش کیا، اور مستحکم عددی حل تلاش کیے۔ 1983 میں، سنٹرل ساؤتھ انڈسٹریل یونیورسٹی کے ہی چنگ ہوا نے 'ہائیڈرولک چٹان توڑنے والے آلات کی عددی شبیہ کاری کی تحقیق' میں حالت کے تبدیل ہونے کے طریقہ کار (سٹیٹ سوئچنگ میتھڈ) کا استعمال کرتے ہوئے ایک جامع ریاضیاتی ماڈل قائم کیا، 'شبه یکساں شتاب کا حساب کتابی طریقہ' (PUA طریقہ) پیش کیا، حالت کے انتقالی نقاط پر غلطیوں کو درست کیا، اور شبیہ کاری کی درستگی میں بہتری لائی۔ 1987 میں، بیجنگ یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی کے پروفیسر چن شیاو زھونگ اور استاد چن ڈنگ یوان نے اثر انداز ہونے والے میکانزم کا غیر خطی ریاضیاتی ماڈل قائم کیا اور BASIC میں شبیہ کاری کے پروگرام لکھے، جن سے حاصل شدہ شبیہ کاری کے اعداد و شمار ماپے گئے نتائج کے ساتھ نسبتاً مطابقت رکھتے تھے۔ ہائیڈرولک چٹان توڑنے والے آلات کے عمل کے دوران، اعلیٰ دباؤ، مختصر اثرِ آزمائش کا دورانیہ، اور تیزی سے تبدیل ہوتی ہوئی تیل کی بہاؤ کی وجہ سے دباؤ کمرہ مسلسل متغیر رہتا ہے؛ اس لیے جب ہائیڈرولک تیل مختلف درجوں سے گزرتا ہے تو اس سے بہت زیادہ حرارت پیدا ہوتی ہے، جس کی وجہ سے مقامی طور پر درجہ حرارت میں اضافہ ہوتا ہے اور اثر انداز ہونے والے آلہ کی کارکردگی اور مقامی چکنائی پر اثر پڑتا ہے؛ تاہم اس شعبہ میں تحقیق ابھی تک خالی ہے۔

ہائیڈرولک راک بریکر کی حرکت کی پیچیدگی کی وجہ سے، غیر خطی ماڈلز بھی کچھ اصولوں کی بنیاد پر تیار کیے جاتے ہیں، اس لیے درحقیقت چیزوں کی بنیادی نوعیت کو بیان کرنے کے لحاظ سے لکیری اور غیر لکیری ماڈلز میں زیادہ فرق نہیں ہوتا — صرف ریاضیاتی ماڈل کے حل کے طریقے مختلف ہوتے ہیں۔ لکیری ماڈلز تحلیلی حل استعمال کرتے ہیں، جبکہ غیر لکیری ماڈلز کے حل کے لیے کمپیوٹرز کے ذریعے عددی طریقوں کا استعمال کرنا ضروری ہوتا ہے۔ دونوں ہی صرف اثر انداز ڈیوائس کی حرکت کے نمونوں کی تقریبی وضاحت کر سکتے ہیں، اور زیادہ درست وضاحتی طریقوں حاصل کرنے کے لیے کمپیوٹیشنل فلو ڈائنامکس کے مزید ترقی کی ضرورت ہے۔

یہ واضح کرنا ضروری ہے کہ ہائیڈرولک راک بریکر کی ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، خاص طور پر ہائیڈرولک-ہوا دباؤ مشترکہ اور نائٹروجن-دھماکہ خیز ہائیڈرولک راک بریکرز کے ظہور کے ساتھ، ہائیڈرولک راک بریکر کا کام کرنے والا ماحول نہ صرف تیل بلکہ گیس بھی ہے؛ اور نائٹروجن کا استعمال نظریاتی تحقیق کی مشکلات اور پیچیدگی کو مزید بڑھا دیتا ہے۔

1.5.3 ہائیڈرولک راک بریکرز کے اہم اجزاء پر تحقیق

(1) پسٹن کی تحقیق

تأثیری پستون کی ڈیزائن اور تیاری کی معیار، تأثیری آلے کی کارکردگی کو بڑی حد تک طے کرتی ہے۔ چینی ماہرین نے اس موضوع پر قابلِ ذکر تحقیق کی ہے۔ جیوزھو با ہائیڈرو الیکٹرک انجینئرنگ کالج کے استاد منگ سوئی مِن نے لکیری ماڈل کی بنیاد پر بے بعدی تجزیہ (ڈائمنشن لیس اینالیسس) کا استعمال کرتے ہوئے ہائیڈرولک راک بریکر کے آپریٹنگ پیرامیٹرز پر پستون کی واپسی کی رفتار کے اثرات کی ابتدائی تحقیق کی۔ شیانگتان انجینئرنگ کالج کے پروفیسر لیو دی شُن نے اپنے مقالے 'راک ڈرل پستون کی واپسی کی رفتار کا حساب' میں لہری حرکیات کے نظریے کو لاگو کیا اور راک ڈرلنگ کے کام کے اصول کا تجزیہ کرتے ہوئے راک ڈرلز کے لیے پستون کی واپسی کے فیصلے اور واپسی کی رفتار کے حساب کے فارمولے پیش کیے، جس کے نتیجے میں درج ذیل نتائج سامنے آئے: ① پستون کی واپسی کی حالت اور واپسی کی رفتار پستون، چیزل اور چٹان کی خصوصیات سے متعلق ہیں، اور ان کے اثرات آزادانہ نہیں بلکہ ایک دوسرے سے منسلک ہیں۔ ② چٹان کے ان لوڈنگ سختی کے عددی کوائفیشنٹ (کوائفیشنٹ آف ان لوڈنگ سٹیفنیس) کا چھوٹا ہونا واپسی کی رفتار کو بڑا کرتا ہے۔ راک ڈرل اور چٹان کی لوڈنگ خصوصیات کی نمائندگی کرنے والے عددی کوائفیشنٹ γ کا چھوٹا ہونا واپسی کی رفتار کو بڑا کرتا ہے۔ ④ نسبتاً مثالی راک ڈرلنگ کی کارکردگی حاصل کرنے کے لیے، جب تأثیری آلے کی ڈیزائن کی جائے تو خصوصی عددی کوائفیشنٹ γ کو حد 1 ≤ γ ≤ 2 کے اندر کنٹرول کرنا چاہیے۔

صنعت نے آہستہ آہستہ کچھ پسٹن ڈیزائن گائیڈ لائنز تشکیل دی ہیں:

1) پسٹن کو لمبا بنانا چاہیے اور غیر ضروری عرضی سیکشن کی تبدیلیوں کو کم سے کم کرنا چاہیے، تاکہ توانائی کے انتقال کی کارکردگی اور چیزل کی خدماتی عمر میں بہتری آئے۔

2) پسٹن کے اثر و رسوخ کے سامنے والے رخ کا رقبہ چیزل کے آخری سرے کے رخ کے رقبے کے برابر یا اس کے قریب ہونا چاہیے، اور اس میں ایک مخصوص شانکوی (ٹیپر) لمبائی موجود ہونی چاہیے، تاکہ اثر و رسوخ کی لہروں کے انتقال میں بہتری آئے۔

3) پسٹن کا مکمل سٹروک اور اوور-سٹروک دونوں سرے پر سیلنگ ساختوں کو نقصان نہ پہنچائے۔

4) خالی فائر ہائیڈرولک پیڈ کے ابعاد اور ہر پسٹن سیکشن کی سیلنگ لمبائیوں کو مناسب طریقے سے ڈیزائن کرنا ضروری ہے۔

5) درست مواد کا انتخاب ضروری ہے — پسٹن کے مواد میں اعلیٰ مکینیکل کارکردگی، اعلیٰ سطحی سختی، اچھی مرکزی مضبوطی، اور بہت اچھی سائیڈن اور اثر و رسوخ کے مقابلے کی صلاحیت ہونی چاہیے۔

6) پسٹن اور سلنڈر باڈی کے درمیان ملنے کا صاف فاصلہ مناسب طریقے سے طے کرنا چاہیے، جس میں رساو کے نقصانات اور مشیننگ کی درستگی کو جامع طور پر مدنظر رکھا جائے۔ عام طور پر پسٹن اور سلنڈر باڈی کے درمیان ملنے کا صاف فاصلہ 0.04 سے 0.06 ملی میٹر ہوتا ہے، اور پسٹن اور سپورٹ سلیو کے درمیان ملنے کا صاف فاصلہ 0.03 سے 0.05 ملی میٹر ہوتا ہے۔

(2) تقسیم والو کی تحقیق

فی الحال، زیادہ تر ہائیڈرولک راک بریکرز میں مقامی فیڈ بیک والو کنٹرولڈ پسٹن سسٹم استعمال کیے جاتے ہیں، اور اِمپیکٹ ڈیوائس کے ایک خاص کمرے میں تیل کی فراہمی کے طریقہ کار کو تبدیل کرکے بلند رفتار دھڑکن والے پسٹن کی حرکت کو حاصل کیا جاتا ہے۔ اگرچہ یہ کنٹرول کا طریقہ نسبتاً سادہ ہے، لیکن اس کا انتقالی عمل نسبتاً پیچیدہ ہوتا ہے۔ والو سوئچنگ کے دوران، وقت، رفتار، سٹروک، تیل کی صرفہ، اور دیگر پیرامیٹرز تمام مرحلہ وار تبدیل ہوتے ہیں، جو اِمپیکٹ ڈیوائس کی کارکردگی پر بہت زیادہ اثر انداز ہو سکتے ہیں۔ اس سلسلے میں، بیجنگ یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی کے لِو وانلنگ وغیرہ نے نظریاتی اور تجرباتی دونوں طریقوں سے ہائیڈرولک اِمپیکٹ سسٹمز میں کنٹرول والوز کی خصوصیات پر تحقیق کی، جس کے ذریعے مطالعہ کی جانے والی اِمپیکٹ ڈیوائس کے والو کے حقیقی حرکتی مسار کو حاصل کیا گیا، ہدایتی والو کی حرکت کے اصولوں کو واضح کیا گیا، اور اِمپیکٹ ڈیوائس کی کارکردگی کو متاثر کرنے والے کنٹرول والو کے اہم پیرامیٹرز کا تعین کیا گیا۔ سنٹرل ساؤتھ یونیورسٹی کے قی رین جون وغیرہ نے والو کنٹرول کے عمل پر نظریاتی تجزیہ، والو کی ساخت اور پیرامیٹرز کی بہتری کی تحقیق کی، اور کچھ مفید باقاعدگی کے نتائج حاصل کیے؛ ہدایتی والو کی بلند رفتار حرکت کے دوران ممکنہ رفتار کی اشباع اور کیویٹیشن کے پیش نظر، والو اسپول کے وزن اور سٹروک کو کم کرنے کے ساتھ ساتھ تیل کے گزرگاہ کے قطر کو مناسب طریقے سے بڑھانے کا مؤثر حل پیش کیا گیا۔ بیجنگ آئرن اینڈ اسٹیل کالج کے لِو وانلنگ اور گاؤ لان چنگ نے 'ہائیڈرولک راک بریکر ہدایتی والو کی گتیاتی خصوصیات کا تجزیہ — شبیہ سازی اور تجرباتی تحقیق' میں بیسک پروگرامنگ کا استعمال کرتے ہوئے والو کی گتیاتی خصوصیات کو بہتر بنانے کا جائزہ لیا، اور نتیجہ اخذ کیا کہ جب صفر اوورلیپ کھلنے کا حجم بڑھتا ہے تو پیچھے کے کمرے کا دباؤ تیزی سے کم ہوتا ہے، اِمپیکٹ کا کام بڑھتا ہے، اِمپیکٹ کی فریکوئنسی تھوڑی کم ہوتی ہے، اور اِمپیکٹ ڈیوائس کی کارکردگی بہتر ہوتی ہے؛ جب صفر اوورلیپ کھلنے کا حجم بہت زیادہ ہو جاتا ہے تو والو کے شولڈر پر سیلنگ لمبائی کے کم ہونے کی وجہ سے والو کا عمل غیر مستحکم ہو جاتا ہے۔

(3) اکومولیٹر کی تحقیق

ایکومولیٹر ہائیڈرولک راک بریکر کا ایک اہم جزو ہے، اور اس کی ساخت براہ راست ہائیڈرولک راک بریکر کی مجموعی مشین کی کارکردگی کو متاثر کرتی ہے۔ اس لیے، جب ہائیڈرولک راک بریکر کی کارکردگی کے تحقیقی مطالعات کیے جا رہے تھے، تو ایکومولیٹرز کے بارے میں بھی تحقیق کی گئی۔ سن 1990 میں، جاپانی ماہرین تاکاؤچی یوشیو اور تانی ماتا شو وغیرہ نے تجرباتی اور نظریاتی تحقیق کی، اور قائم کردہ تحلیلی ماڈل کی بنیاد پر حالت کے مساوات کا استعمال کرتے ہوئے ایکومولیٹر میں نائٹروجن کے چارج والیوم کا حساب لگانے کا فارمولہ حاصل کیا، اور اس فارمولے کی درستگی کو تجرباتی طور پر ثابت کیا، جس سے بہترین ایکومولیٹر کی تعمیر کے لیے ایک نظریاتی بنیاد فراہم کی گئی۔ سن 1986 میں، بیجن یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی کے ڈوان شیاوہونگ نے 'لنپڈ پیرامیٹر' کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے ہائی پریشر ممبرین ایکومولیٹرز کا ایک دینامک ماڈل قائم کیا، اور تجرباتی اور حساباتی دونوں طریقوں کے ذریعے ایکومولیٹر سسٹم کی فریکوئنسی خصوصیات کا تجزیہ کیا، ایکومولیٹر اور ہائیڈرولک راک بریکر کے درمیان بہترین کپلنگ پر بحث کی، اور یہ بھی بتایا کہ اثر انداز ڈیوائس کا بہترین کام کرنے والا علاقہ وہ ہے جہاں ایکومولیٹر کا سسٹم دباؤ میں تبدیلی کے لیے دوسرے ہارمونک ردعمل توانائی کے لحاظ سے غالب ہوتا ہے۔ سن 1986 میں، سنٹرل ساؤتھ یونیورسٹی کے استاد ہی چنگہوا نے ایک مقالہ 'ہائیڈرولک اثری مکینزمز کا واپسی والے تیل اور واپسی والے تیل کا ایکومولیٹر' شائع کیا، جس میں انہوں نے واضح کیا کہ ہائیڈرولک راک بریکر کا کام کرنے والا ہائیڈرولک دباؤ اس کے اپنے حرکت پذیر اجزاء کی لَکھڑی قوت (انرشیا فورس) پر منحصر ہوتا ہے؛ یہ ہائیڈرولک راک بریکر کی ایک اہم خصوصیت ہے جو اسے عام ہائیڈرولک مشینری سے ممتاز کرتی ہے، جہاں کام کرنے والا ہائیڈرولک دباؤ بنیادی طور پر بیرونی لوڈ پر منحصر ہوتا ہے۔ واپسی کا بیک پریشر بنیادی طور پر اس وقت تشکیل پاتا ہے جب پسٹن یا والوز تیل کو واپسی کے پائپ میں خارج کرتے ہیں اور تیل کی رفتار بڑھ جاتی ہے، جس سے ایک لَکھڑی ہائیڈرولک دباؤ پیدا ہوتا ہے؛ اور یہ بھی بتایا گیا کہ، چونکہ اثر انداز ڈیوائس کا خارج ہونے والا بہاؤ واپسی کے پائپ میں تیل کے بہاؤ کے نمونے سے مختلف ہوتا ہے، اس لیے جب واپسی کے پائپ میں داخل ہونے والا بہاؤ واپسی کے پائپ میں حرکت کرتے ہوئے تیل کے بہاؤ سے کم ہوتا ہے تو کیویٹیشن (کھوکھلی ہونے کا عمل) پیدا ہو جاتی ہے۔ لَکھڑی واپسی کے دباؤ کو کم کرنے اور واپسی کی کیویٹیشن کو ختم کرنے کے لیے، ہائیڈرولک راک بریکر میں واپسی کے ایکومولیٹر کو لگانے کا تجویز دیا گیا، اور اس کی بنیاد پر واپسی کے ایکومولیٹر کے پیرامیٹرز کی تعمیر کا طریقہ بھی پیش کیا گیا۔ حالیہ سالوں میں، بیجن یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی نے ہائیڈرولک راک بریکر کے ایکومولیٹرز کی دینامک کپلنگ خصوصیات کے بارے میں تحقیق کی ہے، HRDP نامی سیمولیشن سافٹ ویئر پیکیج تیار کیا گیا ہے، اور بہترین ایکومولیٹر کی دینامک کپلنگ خصوصیات کے لیے تصدیقی حسابات میں نتائج حاصل کیے گئے ہیں۔

(4) خالی فائر کو روکنے والی اوزار اور چھیلنے کی واپسی کی توانائی کو جذب کرنے والے اوزار کا تحقیقی مطالعہ

کیونکہ ہائیڈرولک راک بریکر کے آپریشن کے دوران ناگزیر چیسل ری باؤنڈ اور بلینک فائرِنگ کے مظاہر پیش آتے ہیں، اس لیے چیسل ری باؤنڈ توانائی جذب کرنے والے آلے اور بلینک فائرِنگ روکنے والے آلے کی کارکردگی ہائیڈرولک راک بریکر کی سروس زندگی پر بہت زیادہ اثر انداز ہوتی ہے۔ منگ سوئی مِن استاد نے اپنے مقالے 'راک ڈرل پسٹن ری باؤنڈ ویلوسٹی کا تجزیہ' میں چیسل کے دم کے ری باؤنڈ کے عوامل کا نظامی تجزیہ کیا اور چیسل ری باؤنڈ توانائی جذب کرنے کے طریقوں کا جائزہ لیا۔ سنٹرل ساؤتھ یونیورسٹی کے لِیاو یِ دے نے اپنے مقالے 'ہائیڈرولک راک ڈرل بلینک فائرِنگ بفر آلے کا نظریاتی اور تجرباتی تحقیق' میں بلینک فائرِنگ بفر عمل کا ریاضیاتی ماڈل قائم کیا اور شبیہ سازی کی تحقیق کی۔ ڈاکٹر لِیاو جِیان یونگ نے اپنے مقالے 'متعدد درجے کے ہائیڈرولک راک ڈرل کی ڈیزائن تھیوری اور کمپیوٹر ایڈیڈ ڈیزائن' میں چیسل ری باؤنڈ توانائی جذب کرنے والے آلے اور بلینک فائرِنگ روکنے والے آلے کی کمپیوٹر شبیہ سازی اور بہترین ڈیزائن کا کام کیا۔ سنٹرل ساؤتھ یونیورسٹی کے لِو دی شُن نے اپنی ڈاکٹریٹ کی تحقیقی رسالہ 'اثر انداز میکانیات کی لہری حیثیت کا تحقیقی جائزہ' میں لہری حیثیت کے نظریہ کو لاگو کرتے ہوئے اثر انداز آلے کے ہر حصے کی ری باؤنڈ ویلوسٹی کا حساب لگانے کے فارمولے اخذ کیے اور اشارہ کیا کہ اثر انداز آلے کے ہر حصے کی مناسب ڈیزائن کے ذریعے ری باؤنڈ توانائی کو استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سنٹرل ساؤتھ یونیورسٹی کے ہائیڈرولک انجینئرنگ مشینری ریسرچ انسٹی ٹیوٹ نے دو درجے کا بلینک فائرِنگ بفر آلہ تیار کیا، جس نے چیسل ری باؤنڈ توانائی جذب کرنے والے آلے کی صلاحیت کو مکمل طور پر استعمال کیا — یہ ایک تخلیقی تحقیقاتی کامیابی ہے۔

1.5.4 ہائیڈرولک راک بریکرز کے لیے فریکوئنسی ٹیوننگ، انرجی ٹیوننگ اور کنٹرول ٹیکنالوجی پر تحقیق

ہائیڈرولک راک بریکر ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، میدانی تعمیرات نے ہائیڈرولک راک بریکرز کے لیے نئی ضروریات عائد کی ہیں۔ پیداواری کارکردگی کو مؤثر طریقے سے بہتر بنانے کے لیے یہ مطلوب ہے کہ ہائیڈرولک راک بریکر کی امپیکٹ انرجی اور امپیکٹ فریکوئنسی چٹان کی خصوصیات میں تبدیلی کے مطابق تبدیل ہو سکے۔ یعنی، کیریئر مشین کی نصب شدہ صلاحیت کو زیادہ سے زیادہ استعمال کرتے ہوئے، جب چٹان سخت ہو تو ہائیڈرولک راک بریکر زیادہ امپیکٹ انرجی اور کم امپیکٹ فریکوئنسی کا اخراج کرے؛ اس کے برعکس، جب چٹان نرم ہو تو وہ کم امپیکٹ انرجی اور زیادہ امپیکٹ فریکوئنسی کا اخراج کرے، تاکہ زیادہ سے زیادہ پیداواری کارکردگی حاصل کی جا سکے۔ اس مقصد کو حاصل کرنے کے لیے، گھریلو اور بین الاقوامی سطح پر وسیع تحقیق کی گئی ہے۔

ہائیڈرولک راک بریکرز پر نظریاتی تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ اس کی آؤٹ پٹ (اثر انرجی اور فریکوئنسی) کو بنیادی طور پر تین طریقوں سے ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے: ① فلو کو ایڈجسٹ کرنا؛ ② اسٹروک کو ایڈجسٹ کرنا؛ ③ فیڈ بیک دباؤ کو ایڈجسٹ کرنا۔ فی الحال، زیادہ تر مقامی اور غیر ملکی ہائیڈرولک راک بریکرز میں صرف ایک مستقل اسٹروک ہوتی ہے — یعنی ان کی آؤٹ پٹ قابلِ ایڈجسٹ نہیں ہوتی۔ بالکل، اگر ایسے ہائیڈرولک راک بریکرز فلو کو ایڈجسٹ کرنے کے ذریعے آؤٹ پٹ کو ایڈجسٹ کرتے ہیں، تو اگرچہ یہ نظریہ کے لحاظ سے ممکن ہے، لیکن عملی طور پر یہ قابلِ عمل نہیں ہے۔ کیونکہ فلو میں تبدیلی کی وجہ سے اس کے آؤٹ پٹ کے پیرامیٹرز میں بھی ہم آہنگ تبدیلیاں واقع ہوں گی، جس کی وجہ سے الگ الگ ایڈجسٹمنٹ حاصل نہیں کی جا سکتی۔

اگرچہ کچھ مقامی اور غیر ملکی سازندگان نے اسٹروک قابلِ تنظیم ہائیڈرولک راک بریکرز کی تعمیر اور پیداوار کے لیے ڈیزائن تیار کیے ہیں، لیکن چونکہ یہ سخت ساخت والے درجہ وار ایڈجسٹمنٹ ہوتے ہیں اور استعمال کرنے میں بہت ناموزوں ہوتے ہیں، اور نتائج بھی خراب ہوتے ہیں، اس لیے صارفین ان کا استقبال نہیں کرتے۔ اسٹروک فیڈ بیک تقسیم کے لیے، اس کے آؤٹ پٹ کام کرنے والے پیرامیٹرز کو بنیادی طور پر سسٹم کے ان پُٹ فلو کو تبدیل کرکے یا متعدد واپسی اسٹروک فیڈ بیک سگنل کے سوراخوں کو شامل کرکے، اور ہر سگنل سوراخ کے آن/آف کو کنٹرول کرکے پسٹن اسٹروک کو ایڈجسٹ کیا جاتا ہے، جس سے ہائیڈرولک راک بریکر کی امپیکٹ توانائی اور امپیکٹ فریکوئنسی تبدیل ہو جاتی ہے۔ مثال کے طور پر، سویڈن میں تیار کردہ ایٹلس-کوپکو تین رفتار والی ہائیڈرولک راک ڈرل۔ مرکزی جنوبی یونیورسٹی کی YYG سیریز کے خودکار گیئر شفٹنگ ہائیڈرولک راک بریکرز — ساخت کی پابندی کی وجہ سے، اس اصول کے ذریعے ہائیڈرولک راک بریکر کے کام کرنے والے پیرامیٹرز کو صرف درجہ وار ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے، اور چونکہ امپیکٹ سسٹم کا دباؤ اور فلو ایک دوسرے کے مربع کے متناسب ہوتے ہیں، اس لیے امپیکٹ توانائی اور امپیکٹ فریکوئنسی دونوں کو ایک ساتھ بڑھانا کاریئر مشین کی طاقت میں بہت زیادہ تبدیلی کا باعث بنے گا، جو ہائیڈرولک راک بریکر کی کام کرنے کی حد اور کارکردگی کے وسعت کو محدود کرتا ہے۔ جاپان کی اکیتا یونیورسٹی کے پروفیسر تاکاشی تاکاہاشی نے ایک مقالے میں واپسی اسٹروک سگنل پورٹ کی جگہ کو ایڈجسٹ کرکے ہائیڈرولک راک بریکر کے پسٹن اسٹروک کو تبدیل کرنے کا مقصد حاصل کرنے کا ذکر کیا۔ تجربات سے ثابت ہوا کہ جب پسٹن اسٹروک 10% بڑھایا جاتا ہے تو، حالانکہ امپیکٹ فریکوئنسی 8% کم ہو جاتی ہے، امپیکٹ توانائی 12% تک بڑھ سکتی ہے، جس سے کام کرنے کی کارکردگی میں بہتری آئی اور ہائیڈرولک راک بریکرز کے اسٹروک قابلِ تنظیم ڈیزائن کے لیے نظریاتی اور تجرباتی ثبوت فراہم کیے گئے۔ مرکزی جنوبی یونیورسٹی کے استاد ہی چنگہوا نے 'اسٹروک قابلِ تنظیم ہائیڈرولک امپیکٹ مشینوں پر تحقیق' میں مختلف اقسام کے گیئر شفٹنگ طریقوں کا موازنہ کیا اور اسٹروک قابلِ تنظیم ہائیڈرولک امپیکٹ آلہ کے مختلف کام کرنے والے پیرامیٹرز اور گیئر شفٹنگ اسٹروک کے درمیان تعلقات کا نظریاتی تجزیہ کیا؛ نتائج گیئر شفٹنگ ہائیڈرولک راک بریکرز کے ڈیزائن اور استعمال کے لیے واضح رہنمائی کا حامل ہیں۔ اس کتاب نے دباؤ فیڈ بیک کے اصول پر مبنی کام کرنے والے پیرامیٹرز کو خودمختارانہ اور بے درجہ ایڈجسٹ کرنے کا تصور پیش کیا ہے، اور اس نئے ہائیڈرولک راک بریکر کے مصنوعاتی ورژن کو متعارف کرایا ہے۔ یہ بنیادی طور پر امپیکٹ آلہ کی واحد امپیکٹ توانائی کو پسٹن واپسی دباؤ کی شدت کو کنٹرول کرکے ایڈجسٹ کرتا ہے؛ اسی وقت متغیر پمپ فلو کو کنٹرول کرکے امپیکٹ آلہ کی فریکوئنسی کو بے درجہ ایڈجسٹ کرتا ہے، تاکہ امپیکٹ توانائی اور امپیکٹ فریکوئنسی دونوں کو نسبتاً وسیع حد تک الگ الگ اور بے درجہ ایڈجسٹ کیا جا سکے، جبکہ کاریئر مشین کی طاقت میں تبدیلی بہت چھوٹی رہتی ہے۔ اس نئی قسم کی ہائیڈرولک امپیکٹ مشین کے لیے نظریاتی تحقیق، ساختی ڈیزائن، اور کنٹرول کے طریقوں کے بارے میں، مصنفین نے امپیکٹ توانائی اور امپیکٹ فریکوئنسی کو خودمختارانہ اور بے درجہ ایڈجسٹ کرنے والی ہائیڈرولک امپیکٹ مشینوں پر تحقیق کی ہے۔ ڈاکٹر ژاؤ ہونگ کیانگ نے اپنی ڈاکٹریٹ کی رسالہ 'خودمختارانہ بے درجہ ایڈجسٹمنٹ کنٹرول کے ساتھ نئی قسم کی ہائیڈرولک اسٹون کرشر پر تحقیق' میں ہائیڈرولک راک بریکرز کے روایتی اسٹروک فیڈ بیک کنٹرول کے طریقہ کار کو توڑا، دباؤ فیڈ بیک اور متغیر پمپ فلو کنٹرول کے طریقوں کو اپنایا، اور اس طرح ہائیڈرولک راک بریکر کی امپیکٹ توانائی اور امپیکٹ فریکوئنسی کے خودمختارانہ بے درجہ ایڈجسٹمنٹ کنٹرول کو عملی جامہ پہنایا۔ ڈنگ وین سی نے اپنی ڈاکٹریٹ کی رسالہ میں، کرشنر کے آخری سرے پر نائٹروجن دباؤ کو کنٹرول متغیر کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، ہائی اسپیڈ سوئچنگ والو کے ذریعے کنٹرول کردہ جبری تقسیم کی قسم کے کرشنرز پر وسیع تحقیق کی، جس سے کرشنرز کی خودمختارانہ فریکوئنسی ٹیوننگ اور توانائی ٹیوننگ کو عملی جامہ پہنایا گیا۔ ژانگ شِن نے 'مشین-الیکٹرک انٹیگریشن کے ساتھ نئی قسم کے دباؤ فیڈ بیک ہائیڈرولک امپیکٹ آلہ سسٹم پر تحقیق' میں سنگل چپ مائیکرو کمپیوٹر کنٹرول کردہ ہائی اسپیڈ سوئچنگ والوز کو اپنایا تاکہ امپیکٹ آلہ کو مائیکرو کمپیوٹر کنٹرول کیا جا سکے۔ یانگ گوو پِنگ نے اپنی ڈاکٹریٹ کی رسالہ 'صرف ہائیڈرولک خودمختارانہ بے درجہ فریکوئنسی ٹیوننگ اور توانائی ٹیوننگ ہائیڈرولک امپیکٹ آلہ پر تحقیق' میں ایک ذہین امپیکٹ آلہ کا تصور پیش کیا جس میں صرف ہائیڈرولک کنٹرول اسکیم کو اپنایا گیا ہے، جو ایک پائلٹ قسم کے تقسیم والو ہینڈل کے ذریعے ہائیڈرولک راک بریکر کی امپیکٹ توانائی اور امپیکٹ فریکوئنسی کو بے درجہ ایڈجسٹ کرنے کے قابل ہے۔

1.5.5 ہائیڈرولک راک بریکر کے شبیہ سازی ٹیکنالوجی کی موجودہ حالت کا تحقیقی جائزہ

پروڈکٹ ڈیزائن اور ترقی کے نقطہ نظر سے، میکانزمز پر حرکتی خصوصیات کی تحقیق کو بہترین طریقے سے پروڈکٹ کی ترقی اور ڈیزائن کے مرحلے میں کیا جانا چاہیے۔ ہائیڈرولک کنٹرول سسٹمز کی حرکتی ردِ عمل کی شبیہ سازی ہمیشہ سے ہائیڈرولک صنعت کے ذریعہ جاری طور پر مطالعہ کی جانے والی ایک شعبہ رہی ہے، اور یہ کنٹرول سسٹمز کی حرکتی ردِ عمل کی خصوصیات کا مطالعہ کرنے کا ایک عام طریقہ بھی ہے۔

ہائیڈرولک راک بریکر کا خاص کام کرنے کا طریقہ یہ طے کرتا ہے کہ میکانزم کی نظریاتی تعمیر اور ترقی کے لیے دینامک سیملیشن تجزیہ اور ٹیسٹنگ کو بنیادی شرط کے طور پر استعمال کیا جانا چاہیے۔ کمپیوٹرز کے ظہور کے بعد، صرف مصنوعات کی آزمائش پر انحصار کرنے کی رکاوٹ جو میکانزم کی حرکت کی کارکردگی کے درست یا قابل اعتماد نتائج حاصل کرنے میں رکاوٹ تھی، دور ہو گئی۔ محققین نے ہائیڈرولک وائبریشن اور امپیکٹ مشین کی حرکت کی وضاحت کرنے والے ریاضیاتی ماڈلز قائم کرنے کے لیے مختلف طریقوں کا آغاز کیا، ہائیڈرولک راک بریکرز کے پیرامیٹر تبدیلی کے عمل کا سیملیشن ٹیکنالوجی کے ذریعے تجزیہ کیا، اور امپیکٹ مشینوں کی حرکت کے عمل کو سیملیٹ کرنے کے لیے ورچوئل پروٹو ٹائپ ٹیکنالوجی کا استعمال کیا۔ جب ڈیزائن کے نتائج طے کر لیے جاتے ہیں، تو میکانزم کی حرکت واضح طور پر سمجھی جا سکتی ہے اور متعلقہ کارکردگی کے پیرامیٹرز کا حساب لگایا جا سکتا ہے، جو نئی مصنوعات کے ترقی کے دورانیے کو مختصر کرنے، ڈیزائن کو بہتر بنانے اور دینامک کارکردگی کے تجزیے کو انجام دینے کے لیے ایک اچھا راستہ فراہم کرتا ہے۔

1960 اور 1970 کی دہائیوں میں، غیر ملکی ماہرین نے اثر انداز ہونے والی مشینوں کی شبیہ کاری کے کام کے لیے ڈیجیٹل کمپیوٹرز کا استعمال شروع کیا۔ ان اعمال میں سامنے اور پیچھے کے کمرے کے دباؤ کو متغیر کے طور پر لیا گیا، ہر دروازے سے سیال کے داخل ہونے اور باہر نکلنے کا حساب لگایا گیا، جسے بہاؤ کے درجہ بندی کے عوامل کے ساتھ درست کیا گیا؛ پھر گیس کی حالت کے مساوات اور توانائی کے توازن کے مساوات کو لاگو کرتے ہوئے، اکومولیٹر اور پسٹن کی حالت میں تبدیلیوں کی وضاحت کرنے والے مائیکرو-تفاضلی مساوات وضع کیے گئے؛ والو کی حرکت کے بارے میں کچھ تقریبی علاج کرنے کے بعد، عددی حل کے لیے محدود فرق کے طریقوں کو اپنایا گیا۔ شبیہ کاری کے نتائج، خاص طور پر کارکردگی کے اعداد و شمار، ناپے گئے اقدار کے بہت قریب تھے، جس سے اطمینان بخش نتائج حاصل ہوئے۔ جاپان میں، محققین نے مخصوص ہائیڈرولک راک بریکرز کے لیے کمپیوٹر ماڈلز قائم کرنے پر زیادہ زور دیا اور تجربات سے حاصل کردہ پیرامیٹرز کو شبیہ کاری میں شامل کرکے ہائیڈرولک راک بریکرز کے ساختی پیرامیٹرز، اثر انداز ہونے والے پیرامیٹرز اور کارکردگی کی بہتری کا عمل کیا، جس کے نتیجے میں متعلقہ ہائیڈرولک راک بریکر کے لیے بہترین واپسی آئل دروازے کا رقبہ، بہترین اکومولیٹر چارج والیوم اور پیچھے کے کمرے کے دباؤ برداشت کرنے والے رقبے کا تعین ہوا۔ شبیہ کاری کے دوران، جاپانی محققین نے شبیہ کاری کے نتائج اور تجرباتی ٹیسٹنگ کے نتائج کے موازنے پر زیادہ توجہ دی اور ٹیسٹ کے اعداد و شمار کے مطابق کمپیوٹر ماڈلز کو درست کیا۔ سینڈوک کمپنی نے اثر انداز ہونے والے پسٹن کی شکل کے توانائی کے منتقلی کے طریقے پر اثر کو مدنظر رکھتے ہوئے، اس شعبے میں ایک کمپیوٹر شبیہ کاری کا پروگرام بھی ڈیزائن اور تیار کیا۔ اس پروگرام کا استعمال کرتے ہوئے: ① اثر انداز ہونے کے دوران ہر حصے کے توانائی کے منتقلی کے عمل کو شبیہ کاری کیا جا سکتا ہے؛ ② ہر نظام کے اجزاء کے مختلف ڈیزائن کو شبیہ کاری کیا جا سکتا ہے؛ ③ مختلف اقسام کے اثر انداز ہونے والے اشیاء کی صورتحال میں، مختلف ڈیزائن کے توانائی کی منتقلی پر اثرات کو شبیہ کاری کیا جا سکتا ہے۔ سینڈوک کا کمپیوٹر پروگرام نہ صرف بہترین مصنوعات کی تیاری کو یقینی بناتا ہے بلکہ تمام پیرامیٹرز کی اثر انداز ہونے والے نظام پر اثرات کو ناپنے اور سمجھنے کے ساتھ ساتھ کچھ پیرامیٹرز میں تبدیلیوں کے کارکردگی پر اثرات کو بھی فراہم کرتا ہے، اور اسے صارفین کو ایک عملی اور موثر کمپیوٹنگ آلہ کے طور پر پیش کرتا ہے۔

1980 کی دہائی کے بعد، درآمدی سطح پر تقلیدی ٹیکنالوجی اور اطلاقات پر تحقیق بھی شروع ہو گئی۔ چینی محققین تیان شوجون، چین یوفان اور دیگر نے اپنے اپنے طریقوں کے ذریعے ریاضیاتی ماڈلز قائم کیے۔ تیان شوجون وغیرہ نے طاقت کے بانڈ گراف — جو ایک جدید دینامک ماڈلنگ ٹیکنالوجی ہے — کو حالت-جگہ تجزیہ کے طریقوں کے ساتھ جوڑ کر سلائیڈ والو کنٹرولڈ ہائیڈرولک راک بریکرز کے لیے دینامک تقلیدی سافٹ ویئر پر بنیادی تحقیق کی۔ اس تحقیق نے ہائیڈرولک راک بریکرز کے دینامک تقلیدی ماڈلنگ اور پروگرامنگ کا جائزہ لیا، جس نے بعد کے بہت سارے تقلیدی پروگرامرز کے لیے ایک طریقہ کار فراہم کیا، جیسے کہ بیجنگ یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی کے پروفیسر زھوو زھیہونگ جنہوں نے اپنے طلبہ یان یونگ وغیرہ کی رہنمائی کرتے ہوئے طاقت کے بانڈ گراف کے ذریعے مختلف اقسام کے ہائیڈرولک راک بریکر پسٹن، ہدایتی والوز، ہر ہائیڈرولک بہاؤ کے مساوات اور گیس کی حالت کے مساوات کو قائم کرنے کا کام کیا؛ پھر انہوں نے کمپیوٹر زبان میں تقلیدی پروگرام مرتب کیے تاکہ ہائیڈرولک راک بریکر کے اہم حالتی تبدیلی کے عمل جیسے سامنے اور پیچھے کے کمرے کا دباؤ، بہاؤ، پسٹن کا جابجا ہونا اور رفتار کا تجزیہ کیا جا سکے، جس سے ہائیڈرولک راک بریکر کے پیرامیٹرز کی تبدیلی کے اثرات کے بارے میں مزید تحقیق کے لیے ایک پلیٹ فارم فراہم کیا گیا۔ کمپیوٹرز اور سافٹ ویئر ٹیکنالوجی کی تیزی سے ترقی کے ساتھ، میٹ لیب اور ایم ای سِم سافٹ ویئر کو ہائیڈرولک راک بریکر سسٹم کے ماڈلنگ اور تقلیدی تجزیہ میں استعمال کیا گیا، جس سے نئے ماڈلز کی تحقیق و ترقی کے دوران کم وقت لگانا اور ڈیزائن کی معیار میں بہتری لانا ممکن ہوا۔

1.5.6 تجرباتی تحقیق کے طریقے

تجربہ انسان کا قدرت کو سمجھنے اور موضوعی دنیا کو تبدیل کرنے کا بنیادی ذریعہ ہے — تجربہ کے ذریعے مشاہدہ کیے گئے واقعات اور پیمائش کے حاصل شدہ اعداد و شمار کو جمع کرنا اور خلاصہ کرنا، ان کے درمیان اندرونی روابط اور نمونے تلاش کرنا، اور نظریہ تشکیل دینا۔ تجربہ نظریہ کا ماخذ ہے؛ تجربہ ہی واحد فیصلہ کن ذریعہ ہے جو نظریہ کی تصدیق کرتا ہے۔

ہائیڈرولک راک بریکر کی امپیکٹ کارکردگی کے پیرامیٹرز اس کے ڈیزائن، تیاری کے معیار اور معیار کو ناپنے کا ایک اہم اشاریہ ہیں۔ اہم پیرامیٹرز تمام تجرباتی طریقوں کے ذریعے ماپے جا سکتے ہیں، اور نتائج عددی اعداد و شمار، کریوز یا چارٹس کی شکل میں ظاہر کیے جاتے ہیں۔ کارکردگی کی تصدیق بنیادی طور پر امپیکٹ توانائی، امپیکٹ فریکوئنسی، سسٹم پریشر اور بہاؤ کو ماپنے پر مشتمل ہوتی ہے۔ ان پیرامیٹرز کو ماپنے کے موجودہ طریقے کا کوئی یکساں بین الاقوامی تجرباتی معیار موجود نہیں ہے۔ فی الحال عام طور پر استعمال ہونے والے ہائیڈرولک راک بریکر کی امپیکٹ کارکردگی کے ٹیسٹنگ کے طریقے درج ذیل ہیں: تناؤ کی لہر کا طریقہ، آپٹو الیکٹرونک ڈسپلیسمنٹ دِفرنشل طریقہ، الیکٹرو میگنیٹک انڈکشن طریقہ، رابطہ طریقہ، ہائی اسپیڈ فوٹوگرافی، اندیکیٹر ڈائیگرام طریقہ، اور توانائی کا طریقہ وغیرہ۔

تنش کی لہر کا طریقہ ایک ایسا طریقہ ہے جس میں چھیلنے والے آلے (چِسل) پر تنش کی لہر کو ناپ کر تصادمی توانائی کو ماپا جاتا ہے جب تصادمی پستون چھیلنے والے آلے سے ٹکراتا ہے۔ روشنی برقی طریقہ روشنی برقی تبدیلی کے اصول پر مبنی ہے؛ اس میں ایک روشنی برقی سینسر کے ذریعے تصادمی پستون کی مقام کو براہ راست پیمائش کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے تاکہ پستون کی حرکت کا درجہ حرکت (ڈسپلیسمنٹ) حاصل کیا جا سکے، اور پھر اس سے تصادمی آلے کے ہر عملکردی پیرامیٹر کا حساب لگایا جا سکے۔ روشنی برقی طریقہ، جو ایک غیر رابطہ (نان کانٹیکٹ) پیمائش کا طریقہ ہے، ہائیڈرولک راک بریکرز جیسے تصادمی مشینوں کے لیے بہت مناسب ہے جن میں پستون کا سفر لمبا ہوتا ہے، قطر بڑا ہوتا ہے اور رفتار زیادہ ہوتی ہے۔ الیکٹرومیگنیٹک انڈکشن کا طریقہ ایک الیکٹرومیگنیٹک انڈکشن سینسر سسٹم کا استعمال کرتا ہے جس میں تصادمی پستون پر لگائی گئی ایک مقناطیسی سلاخ اور ہاؤسنگ پر لگی ہوئی ایک حلزونی کوائل شامل ہوتی ہے؛ جب سلاخ پستون کے ساتھ دوطرفہ حرکت کرتی ہے تو کوائل کے ذریعے مقناطیسی میدان کی لکیروں کو کاٹنے سے پیدا ہونے والی القائی برقی حرکتی قوت (الیکٹرو موٹو فورس) کو استعمال کیا جاتا ہے، اور الیکٹرو موٹو فورس اور تصادمی رفتار کے درمیان کیلیبریشن کے تعلق کی بنیاد پر پستون کی حرکت کی رفتار حاصل کی جاتی ہے، جس سے پستون کی تصادمی توانائی کا حساب لگایا جاتا ہے۔

رابطہ کا طریقہ اس پستون کی آخری رفتار کو استعمال کرتے ہوئے تصادم کی توانائی کا حساب لگانے کا ایک طریقہ ہے جب یہ مدموعہ شے سے ٹکراتا ہے۔ پتھر توڑنے والے آلے کے کارکردگی کے ٹیسٹنگ میں، اوپر بیان کردہ 4 طریقے نسبتاً عام ہیں؛ دیگر طریقے یا تو آپریشنل پیچیدگی اور زیادہ لاگت کی وجہ سے، یا پستون کی حرکت کی حالت کو مکمل طور پر ظاہر نہ کرنے کی وجہ سے، عملی استعمال میں نایاب ہیں۔

یہ بات واضح کرنا ضروری ہے کہ اوپر بیان کردہ تناؤ کی لہر کا طریقہ صرف اُن اثر انداز ڈیوائسز کے ٹیسٹنگ کے لیے مناسب ہے جن کی اثر انداز توانائی نسبتاً کم ہو، جیسے ہائیڈرولک راک ڈرل اور پنومیٹک آلات؛ جبکہ بڑی اثر انداز توانائی والے ہائیڈرولک راک بریکرز کے ٹیسٹنگ میں اس کا استعمال کافی مشکل ہے۔ تناؤ کی لہروں کا مطالعہ کرنے والے مخصوص تحقیقاتی اداروں کی ٹیسٹنگ صلاحیت عام طور پر بہت بڑی نہیں ہوتی اور وہ بڑے ہائیڈرولک راک بریکرز کے ٹیسٹنگ کو سنبھال نہیں سکتے؛ اس کے علاوہ، اندرونِ عمارت ٹیسٹنگ کے دوران پیدا ہونے والی آواز اور کمپن بھی قابلِ قبول نہیں ہوتی۔ رابطہ کے طریقہ کے بارے میں، اگرچہ اس کی انسٹالیشن آسان ہے، لیکن نتائج کافی درست نہیں ہوتے اور اسے عام طور پر فروغ دینا ممکن نہیں ہے۔ صرف ہائیڈرولک راک بریکر کی ٹیسٹنگ کے لیے الیکٹرومیگنیٹک انڈکشن کا طریقہ تمام لحاظ سے جامع سمجھا جاتا ہے: یہ نہ صرف چھوٹی اثر انداز توانائی والے ہائیڈرولک راک ڈرلز بلکہ بڑے اور زیادہ اثر انداز توانائی والے ہائیڈرولک راک بریکرز دونوں کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے؛ یہ براہِ راست پسٹن کی حرکت کی رفتار کے گراف کو ماپتا ہے، جس کے ذریعے پسٹن کا ڈسپلیسمنٹ اور ایکسلریشن حاصل کیا جا سکتا ہے، جو پسٹن کی حرکت کے نمونوں کا مطالعہ کرنے والوں کے لیے بہت مفید ہے۔ اس کا واحد نقص یہ ہے کہ بلند تعدد کی پسٹن کمپن کے تحت مقناطیسی سلاخ آسانی سے خراب ہو جاتی ہے۔

چین کی سینٹرل ساؤتھ یونیورسٹی کے ڈاکٹر ڈنگ وینسی نے اپنی ڈاکٹریٹ کی تحقیقی رسالہ 'ایک نئی قسم کے دباؤ کے فیڈ بیک والے نائٹروجن-دھماکہ خیز مشین-برقی ہائیڈرولک پتھر توڑنے والے نظام' میں اثر انداز ہونے والے آلے کے آؤٹ پٹ کے اعداد و شمار کو جانچنے کا ایک نیا طریقہ — گیس دباؤ کا طریقہ — پیش کیا۔ اس طریقہ کار میں، پستون کی حرکت کے دوران پستون کے آخری سرے پر لگے ہوئے مسدود نائٹروجن کے کمرے پر دباؤ کے اثر کو ایک دباؤ سینسر کے ذریعے دریافت کیا جاتا ہے، اور پھر کمپیوٹر کے ذریعے پستون کے سفر (اسٹروک) اور حرکت کی رفتار کا تعین کیا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں اثر انداز ہونے والے آلے کے دو اہم آؤٹ پٹ اعداد و شمار — اثر انداز ہونے کی توانائی اور اثر انداز ہونے کی فریکوئنسی — حاصل کیے جاتے ہیں۔ روایتی جانچ کے طریقوں کے مقابلے میں، غیر رابطہ گیس دباؤ کا طریقہ وائبریشن کے خلاف مضبوط مزاحمت، تیاری کا کم سے کم کام، اثر انداز ہونے کی توانائی اور فریکوئنسی کا ایک ساتھ جانچنا، درستگی کی آسان تصدیق، اثر انداز ہونے کے اعداد و شمار میں کم غلطی، اور زیادہ درستگی جیسے فوائد رکھتا ہے۔ یہ صرف تجربہ گاہ کے مصنوعات کی پیمائش اور شناخت کے طریقہ کار کے طور پر استعمال ہی نہیں کیا جا سکتا بلکہ عملی کام کے دوران آن لائن جانچ کے لیے بھی آسانی سے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اسے جنگ یے کمپنی کے ہائیڈرولک جانچ کے پروگرام میں لاگو کیا گیا ہے اور اسے 'ہائیڈرولک راک بریکر' کے صنعتی معیار میں شامل کر لیا گیا ہے۔

1.5.7 وائبریشن، شور اور کنٹرول پر تحقیق

دھچک کی توانائی، دھچک کی فریکوئنسی اور وزن کے علاوہ، ہائیڈرولک دھچک مشین کی کارکردگی کو ناپنے کے لیے اشاریے میں شور، مشین کے جسم کا کمپن اور توانائی کے استعمال کی شرح بھی شامل ہیں، جو مجموعی کارکردگی کا جائزہ لینے کے لیے اہم پہلو ہیں۔ ماحولیاتی آگاہی بڑھنے کے ساتھ، ترقی یافتہ ممالک میں سامان کے شور پر پابندیاں بتدریج سخت ہوتی جا رہی ہیں۔ منڈی کی ضروریات کے مطابق ہم آہنگ ہونے کے لیے، ہائیڈرولک دھچک مشینوں کا شور اور کمپن، اور دھول کو روکنا، بتدریج کاروباری مقابلے کے اہم اشاریے بن رہے ہیں؛ ان کی کنٹرول ٹیکنالوجی اب ایک اہم تحقیقاتی موضوع ہے۔ مختلف ممالک کے ماہرین ساختی اور مواد کے پہلوؤں سے تحقیق کرتے ہیں؛ ساختی طور پر، کمپن اور شور کو کنٹرول کرنے کے لیے ان بِلٹ لائنر سلیووز، خاموشی کے آلات، یا کمپن کو کم کرنے والی سٹیل کی پلیٹس کو دوہرا بنانے جیسے اقدامات اپنائے جاتے ہیں۔ کروپ کمپنی نے اپنے تمام درمیانے اور چھوٹے پیداواری مصنوعات میں دھواں سوختنے والے مواد سے لیس کر دیا ہے۔ ریمر کمپنی نے نئی ترقی یافتہ مصنوعات پر ہائی پریشر واٹر پمپ اور ایٹومائزنگ نازلز لگا کر دھول کو کم کرنے کا اثر حاصل کیا ہے۔ اس کے علاوہ، سینسر ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے ہائیڈرولک راک بریکرز کی درست مقامیت حاصل کرنا، خود بخود سوراخ کرنا، چیسل کو روکنا اور چیسل کو واپس کھینچنا، اور کام کی اشیاء کے مطابق دھچک کی توانائی اور دھچک کی فریکوئنسی کو خود بخود ایڈجسٹ کرنا وغیرہ۔