بنیادی ڈیزائن کے تحفظات

بنیادی مقناطیس ڈیزائن
میگنا بینڈ مشین کو محدود ڈیوٹی سائیکل کے ساتھ ایک طاقتور ڈی سی مقناطیس کے طور پر ڈیزائن کیا گیا ہے۔
مشین 3 بنیادی حصوں پر مشتمل ہے: -

مقناطیسی جسم جو مشین کی بنیاد بناتا ہے اور اس میں الیکٹرو میگنیٹ کوائل ہوتا ہے۔
کلیمپ بار جو مقناطیس کی بنیاد کے کھمبوں کے درمیان مقناطیسی بہاؤ کے لیے راستہ فراہم کرتا ہے، اور اس طرح شیٹ میٹل ورک پیس کو کلیمپ کرتا ہے۔
موڑنے والا شہتیر جو مقناطیس کے جسم کے سامنے والے کنارے پر محور ہوتا ہے اور ورک پیس پر موڑنے والی قوت کو لاگو کرنے کا ذریعہ فراہم کرتا ہے۔

3-D ماڈل:
ذیل میں ایک 3-D ڈرائنگ ہے جو U-قسم کے مقناطیس میں حصوں کی بنیادی ترتیب کو ظاہر کرتی ہے:

ڈیوٹی سائیکل
ڈیوٹی سائیکل کا تصور برقی مقناطیس کے ڈیزائن کا ایک بہت اہم پہلو ہے۔اگر ڈیزائن ضرورت سے زیادہ ڈیوٹی سائیکل فراہم کرتا ہے تو یہ زیادہ سے زیادہ نہیں ہے۔زیادہ ڈیوٹی سائیکل کا فطری طور پر مطلب یہ ہے کہ زیادہ تانبے کے تار کی ضرورت ہوگی (اس کے نتیجے میں زیادہ لاگت کے ساتھ) اور/یا کلیمپنگ فورس کم دستیاب ہوگی۔
نوٹ: ایک اعلی ڈیوٹی سائیکل مقناطیس میں کم بجلی کی کھپت ہوگی جس کا مطلب ہے کہ یہ کم توانائی استعمال کرے گا اور اس طرح کام کرنا سستا ہوگا۔تاہم، کیونکہ مقناطیس صرف مختصر مدت کے لیے آن ہوتا ہے تو عام طور پر آپریشن کی توانائی کی قیمت کو بہت کم اہمیت کا حامل سمجھا جاتا ہے۔اس طرح ڈیزائن کا نقطہ نظر یہ ہے کہ آپ کوائل کی ونڈنگ کو زیادہ گرم نہ کرنے کے معاملے میں اتنی زیادہ طاقت کی کھپت حاصل کی جائے۔(یہ نقطہ نظر زیادہ تر برقی مقناطیسی ڈیزائنوں میں عام ہے)۔

Magnabend تقریباً 25% کے برائے نام ڈیوٹی سائیکل کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
عام طور پر موڑ بنانے میں صرف 2 یا 3 سیکنڈ لگتے ہیں۔اس کے بعد مقناطیس مزید 8 سے 10 سیکنڈ کے لیے بند رہے گا جب کہ ورک پیس کو دوبارہ ترتیب دیا جائے گا اور اگلے موڑ کے لیے تیار ہو جائے گا۔اگر 25% ڈیوٹی سائیکل سے تجاوز کر جاتا ہے تو بالآخر مقناطیس بہت گرم ہو جائے گا اور تھرمل اوورلوڈ ٹرپ کر جائے گا۔مقناطیس کو نقصان نہیں پہنچے گا لیکن دوبارہ استعمال کرنے سے پہلے اسے تقریباً 30 منٹ تک ٹھنڈا ہونے دینا ہوگا۔
فیلڈ میں مشینوں کے ساتھ آپریشنل تجربے سے پتہ چلتا ہے کہ 25% ڈیوٹی سائیکل عام صارفین کے لیے کافی ہے۔درحقیقت کچھ صارفین نے مشین کے اختیاری ہائی پاور ورژن کی درخواست کی ہے جس میں کم ڈیوٹی سائیکل کی قیمت پر زیادہ کلیمپنگ فورس ہوتی ہے۔

میگنا بینڈ کلیمپنگ فورس:
عملی کلیمپنگ فورس:
عملی طور پر یہ ہائی کلیمپنگ فورس صرف اس وقت محسوس ہوتی ہے جب اس کی ضرورت نہ ہو(!)، یعنی اسٹیل کی پتلی ورک پیس کو موڑنے کے وقت۔نان فیرس ورک پیس کو موڑنے پر قوت کم ہوگی جیسا کہ اوپر گراف میں دکھایا گیا ہے، اور (تھوڑا سا تجسس سے)، موٹی سٹیل ورک پیس کو موڑنے پر بھی کم ہوتا ہے۔اس کی وجہ یہ ہے کہ تیز موڑ بنانے کے لیے کلیمپنگ فورس کی ضرورت رداس موڑ کے لیے درکار قوت سے بہت زیادہ ہے۔تو کیا ہوتا ہے کہ جیسے ہی موڑ آگے بڑھتا ہے کلیمپ بار کا اگلا کنارہ تھوڑا سا اٹھاتا ہے اس طرح ورک پیس کو ایک رداس بننے دیتا ہے۔
چھوٹا ہوا خلا جو بنتا ہے اس کی وجہ سے کلیمپنگ فورس کا تھوڑا سا نقصان ہوتا ہے لیکن رداس موڑ بنانے کے لیے جس قوت کی ضرورت ہوتی ہے وہ میگنیٹ کلیمپنگ فورس کے مقابلے میں زیادہ تیزی سے گر گئی ہے۔اس طرح ایک مستحکم صورتحال کا نتیجہ ہوتا ہے اور کلیمپ بار جانے نہیں دیتا۔
جو اوپر بیان کیا گیا ہے وہ موڑنے کا طریقہ ہے جب مشین اپنی موٹائی کی حد کے قریب ہوتی ہے۔اگر اس سے بھی زیادہ موٹی ورک پیس آزمائی جائے تو یقیناً کلیمپ بار اٹھ جائے گا۔

یہ خاکہ بتاتا ہے کہ اگر کلیمپ بار کے ناک کے کنارے کو تیز کرنے کی بجائے تھوڑا سا ریڈیئس کیا جائے تو موٹے موڑنے کے لیے ہوا کا فرق کم ہو جائے گا۔
درحقیقت یہ معاملہ ہے اور مناسب طریقے سے بنائے گئے میگنا بینڈ میں ریڈیئسڈ کنارے کے ساتھ ایک کلیمپ بار ہوگا۔(تیز کنارے کے مقابلے میں ایک ریڈیوسڈ ایج بھی حادثاتی نقصان کا بہت کم خطرہ ہے)۔

موڑ کی ناکامی کا معمولی موڈ:
اگر کسی بہت موٹی ورک پیس پر موڑنے کی کوشش کی جاتی ہے تو مشین اسے موڑنے میں ناکام ہو جائے گی کیونکہ کلیمپ بار آسانی سے اُٹھ جائے گا۔(خوش قسمتی سے یہ ڈرامائی انداز میں نہیں ہوتا؛ کلیمپ بار صرف خاموشی سے جانے دیتا ہے)۔
تاہم اگر موڑنے کا بوجھ مقناطیس کی موڑنے کی صلاحیت سے صرف تھوڑا زیادہ ہے تو عام طور پر کیا ہوتا ہے کہ موڑ تقریباً 60 ڈگری کہنے کے لیے آگے بڑھے گا اور پھر کلیمپ بار پیچھے کی طرف پھسلنا شروع کر دے گا۔ناکامی کے اس موڈ میں مقناطیس صرف ورک پیس اور مقناطیس کے بستر کے درمیان رگڑ پیدا کرکے بالواسطہ طور پر موڑنے والے بوجھ کی مزاحمت کرسکتا ہے۔

لفٹ آف کی وجہ سے ناکامی اور سلائیڈنگ کی وجہ سے ناکامی کے درمیان موٹائی کا فرق عام طور پر بہت زیادہ نہیں ہوتا ہے۔
لفٹ آف کی ناکامی کی وجہ وارک پیس کلیمپ بار کے سامنے والے کنارے کو اوپر کی طرف لیور کرتی ہے۔کلیمپ بار کے سامنے والے کنارے پر کلیمپنگ فورس بنیادی طور پر اس کی مزاحمت کرتی ہے۔پچھلے کنارے پر کلیمپنگ کا بہت کم اثر ہوتا ہے کیونکہ یہ اس کے قریب ہے جہاں کلیمپ بار کو محور کیا جا رہا ہے۔درحقیقت یہ کل کلیمپنگ فورس کا صرف نصف ہے جو لفٹ آف کے خلاف مزاحمت کرتی ہے۔
دوسری طرف سلائیڈنگ کی مزاحمت کل کلیمپنگ فورس سے ہوتی ہے لیکن صرف رگڑ کے ذریعے ہوتی ہے لہذا اصل مزاحمت کا انحصار ورک پیس اور مقناطیس کی سطح کے درمیان رگڑ کے گتانک پر ہوتا ہے۔
صاف اور خشک سٹیل کے لیے رگڑ کا گتانک 0.8 تک زیادہ ہو سکتا ہے لیکن اگر چکنا موجود ہے تو یہ 0.2 تک کم ہو سکتا ہے۔عام طور پر یہ درمیان میں کہیں ایسا ہوگا کہ موڑ کی ناکامی کا معمولی موڈ عموماً سلائیڈنگ کی وجہ سے ہوتا ہے، لیکن مقناطیس کی سطح پر رگڑ بڑھانے کی کوششیں بے سود پائی گئی ہیں۔

موٹائی کی صلاحیت:
ای ٹائپ میگنیٹ باڈی کے لیے 98 ملی میٹر چوڑی اور 48 ملی میٹر گہری اور 3,800 ایمپیئر ٹرن کوائل کے ساتھ، پوری لمبائی موڑنے کی صلاحیت 1.6 ملی میٹر ہے۔یہ موٹائی سٹیل شیٹ اور ایلومینیم شیٹ دونوں پر لاگو ہوتی ہے۔ایلومینیم شیٹ پر کم کلیمپنگ ہوگی لیکن اسے موڑنے کے لیے کم ٹارک کی ضرورت ہوتی ہے لہذا یہ اس طرح معاوضہ دیتا ہے کہ دونوں قسم کی دھاتوں کے لیے یکساں گیج کی گنجائش فراہم کی جائے۔
بیان کردہ موڑنے کی صلاحیت کے بارے میں کچھ انتباہات کی ضرورت ہے: سب سے اہم یہ ہے کہ شیٹ میٹل کی پیداواری طاقت وسیع پیمانے پر مختلف ہوسکتی ہے۔1.6 ملی میٹر کی گنجائش 250 MPa تک کی پیداوار کے دباؤ کے ساتھ اسٹیل پر اور 140 MPa تک پیداوار کے دباؤ کے ساتھ ایلومینیم پر لاگو ہوتی ہے۔
سٹینلیس سٹیل میں موٹائی کی گنجائش تقریباً 1.0 ملی میٹر ہے۔یہ صلاحیت دیگر دھاتوں کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم ہے کیونکہ سٹینلیس سٹیل عام طور پر غیر مقناطیسی ہوتا ہے اور اس کے باوجود اس کی پیداوار میں کافی زیادہ تناؤ ہوتا ہے۔
ایک اور عنصر مقناطیس کا درجہ حرارت ہے۔اگر مقناطیس کو گرم ہونے دیا جاتا ہے تو کنڈلی کی مزاحمت زیادہ ہوگی اور اس کے نتیجے میں یہ کم ایمپیئر موڑ اور کم کلیمپنگ فورس کے ساتھ کم کرنٹ کھینچنے کا سبب بنے گا۔(یہ اثر عام طور پر کافی اعتدال پسند ہوتا ہے اور اس کا امکان نہیں ہوتا کہ مشین اس کی وضاحتیں پوری نہ کرے)۔
آخر میں، اگر مقناطیس کے کراس سیکشن کو بڑا بنایا جائے تو زیادہ موٹی صلاحیت والے میگنا بینڈ بنائے جا سکتے ہیں۔