Stephenson valve gear
اسٹیفنسن والو گیئر یا اسٹیفنسن لنک یا شفٹنگ لنک والو گیئر کا ایک سادہ ڈیزائن ہے جو دنیا بھر میں مختلف قسم کے بھاپ انجنوں کے لیے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا تھا۔ اس کا نام رابرٹ اسٹیفنسن کے نام پر رکھا گیا ہے لیکن اسے ان کے ملازمین نے ایجاد کیا تھا۔ تاریخی پس منظر 1830 کی دہائی کے دوران، بھاپ انجنوں کے لیے سب سے مشہور والو ڈرائیو کو برطانیہ میں گیب موشن اور ریاستہائے متحدہ میں وی ہک موشن کے نام سے جانا جاتا تھا۔ گیب موشن میں ہر سلنڈر کے لیے ایکسینٹریکس اور سلاخوں کے دو سیٹ شامل تھے۔ ایک سنکی کو آگے دینے کے لیے سیٹ کیا گیا تھا اور دوسرا انجن کو پیچھے کی طرف حرکت دیتا تھا اور ایک یا دوسرا اس کے مطابق گیب کے ذریعے ڈسٹری بیوشن والو کو چلانے والے پن کے ساتھ مشغول ہو سکتا تھا:-ویو کے سائز کے سروں سے سنکی سلاخوں تک جو کہ والو کی چھڑی کو چلانے والے راکر کو پکڑنے کے لیے سمجھا جاتا ہے جو اس کی پوزیشن کچھ بھی ہو۔ یہ ایک عجیب و غریب طریقہ کار تھا، جسے چلانا مشکل تھا، اور صرف فکسڈ والو ایونٹس دیتا تھا۔ 1841 میں، رابرٹ اسٹیفنسن اینڈ کمپنی کے دو ملازمین، ڈرافٹ مین ولیم ہو اور پیٹرن بنانے والے ولیم ولیمز نے گیبز کو عمودی سلاٹڈ لنک سے تبدیل کرنے کا آسان طریقہ تجویز کیا، جو دونوں سروں پر سنکی سلاڈوں کی نوک پر موڑ دیا گیا تھا۔ سمت تبدیل کرنے کے لیے، ربڑ اور چھڑی کے سروں کو جسمانی طور پر ایک متوازن گھنٹی کے ذریعے بلند یا نیچے کیا جاتا تھا جسے ایک رسائی چھڑی کے ذریعے کام کیا جاتا تھا جو اسے ریورسنگ لیور سے جوڑتا تھا۔ اس نے نہ صرف الٹ پلٹ کو آسان بنایا بلکہ یہ بھی محسوس کیا گیا کہ گیئر کو چھوٹے انکریمنٹس میں اٹھایا یا کم کیا جا سکتا ہے، اور اس طرح "فارورڈ" اور "بیک" ایکسینٹریکس سے مختلف تناسب میں مشترکہ حرکت والو تک مختصر سفر فراہم کرے گی، اسٹروک میں پہلے داخل ہونے والی بھاپ کو کاٹ دے گی اور سلنڈر میں تھوڑی مقدار میں بھاپ کا وسیع استعمال کرے گی، بوائیلر سے کھینچنے کے بجائے اپنی توانائی کا استعمال کرتے ہوئے۔ انجن کو شروع کرنا یا لمبے کٹ آف پر گریڈینٹس چڑھنا، عام طور پر پاور اسٹروک کے زیادہ سے زیادہ 70-80% کے بارے میں اور کٹ آف کو مختصر کرنا رواج بن گیا کیونکہ توسیع پذیر کام کرنے کی معیشت اور ہر اسٹروک کے اختتام پر لیڈ اور اعلی کمپریشن میں اضافے کے اثر سے فائدہ اٹھانے کے لیے رفتار حاصل کی گئی تھی۔ یہ عمل مقبول طور پر "لنکنگ اپ" یا "نوچنگ اپ" کے نام سے جانا جاتا تھا، مؤخر الذکر کیونکہ ریورسنگ لیور کو چوتھائی حصے میں نوچوں کو شامل کرنے والے لیور پر کیچ کے ذریعے عین پوزیشن میں رکھا جا سکتا ہے۔ یہ اصطلاح سکرو ریورسر کے تعارف کے بعد بھی رک گئی۔ اسٹیفنسن گیئر کا ایک اور اندرونی فائدہ جو زیادہ تر دیگر اقسام میں نہیں پایا گیا وہ متغیر لیڈ تھا۔ اس بات پر منحصر ہے کہ گیئر کو کس طرح رکھا گیا تھا، مکمل گیئر میں کم رفتار سے کام کرتے وقت ہر پسٹن اسٹروک کے آخر میں کمپریشن اور بیک پریشر کو کافی حد تک کم کرنا ممکن تھا۔ ایک بار پھر جیسے جیسے رفتار حاصل ہوئی اور کٹ آف چھوٹا ہوا، اس لیے لیڈ خود بخود آگے بڑھ گئی اور کمپریشن میں اضافہ ہوا، ہر اسٹروک کے آخر میں پسٹن کو کشن کرنا اور باقی پھنسے ہوئے بھاپ کو گرم کرنا تاکہ آنے والے داخلہ بھاپ کے تازہ چارج میں درجہ حرارت میں کمی سے بچا جا سکے۔ اسٹیفنسن والو گیئر کے اندر عالمی طور پر استعمال ہونے والے امریکی انجنوں کو تقریبا 1900 تک فریموں کے درمیان رکھا گیا جب اس نے جلدی سے والشیئرٹ کے باہر کی حرکت کو راستہ دیا۔ یورپ میں، اسٹیفنسن گیئر کو یا تو ڈرائیونگ پہیوں کے باہر رکھا جا سکتا ہے اور اسے یا تو ایکسینٹریکس یا ریٹرن کرینکس کے ذریعے چلایا جا سکتا ہے یا پھر ایکسل سے ایکسینٹریکس کے ذریعے چلنے والے فریموں کے درمیان چلایا جا سکتا ہے، جیسا کہ زیادہ تر برطانیہ میں ہوتا تھا۔ ایبنر ڈوبل نے اسٹیفنسن والو گیئر پر غور کیا: "(.) سب سے زیادہ عالمگیر طور پر موزوں والو گیئر، کیونکہ اس پر انجن کے لمبے ڈھانچے یا مختصر ڈھانچے کے لیے کام کیا جا سکتا ہے۔ یہ ایک بہت ہی سادہ والو گیئر ہو سکتا ہے اور پھر بھی بہت درست ہو سکتا ہے، لیکن اس کا سب سے بڑا فائدہ یہ ہے کہ اس کی درستگی خود پر مشتمل ہے، کیونکہ اس کے سپورٹ پوائنٹس (شافٹ، والو کراس ہیڈ، اور لنک ہینگر آرم پر ایکسینٹریکس) کے درمیان صحیح تعلق ہے لیکن والو کی حرکت پر بہت کم اثر پڑتا ہے۔ انجنوں پر اس کا استعمال جس میں تمام سلنڈر ایک ہی جہاز میں ہوتے ہیں، مصنف کے عقیدے میں، بہترین انتخاب کی نمائندگی کرتا ہے۔ " اسٹیفنسن گیئر کا ایک اور فائدہ، جو سسٹم کا اندرونی حصہ ہے، متغیر لیڈ ہے: عام طور پر مکمل گیئر میں صفر اور کٹ آف کو چھوٹا کرتے ہوئے بڑھتا ہے۔ اسٹیفنسن گیئر کا ایک نتیجتا نقصان یہ ہے کہ جب بہت مختصر کٹ آف استعمال کیے جاتے ہیں تو اس میں اسٹروک کے اختتام پر زیادہ دباؤ کا رجحان ہوتا ہے، اور اس وجہ سے کم سے کم کٹ آف اتنا کم نہیں ہو سکتا جتنا والشیئرٹ گیئر والے انجن پر ہوتا ہے۔ لمبی سنکی سلاخیں اور ایک چھوٹی کڑی اس اثر کو کم کرتی ہے۔ اسٹیفنسن والو گیئر کسی بھی انجن کے لیے ایک آسان انتظام ہے جسے ریورس کرنے کی ضرورت ہوتی ہے اور اسے بڑے پیمانے پر ریلوے انجنوں، کرشن انجنوں، بھاپ کار انجنوں اور اسٹیشنری انجنوں پر لاگو کیا جاتا تھا جنہیں ریورس کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے کہ رولنگ مل انجن۔ یہ سمندری انجنوں کی بھاری اکثریت پر استعمال ہوتا تھا۔ گریٹ ویسٹرن ریلوے نے اپنے زیادہ تر انجنوں پر اسٹیفنسن گیئر کا استعمال کیا، حالانکہ بعد میں چار سلنڈر والے انجن والشیئرٹ گیئر کے اندر استعمال ہوئے۔ گیئر کی تفصیلات بنیادی طور پر توسیعی لنک کے ترتیب میں مختلف ہوتی ہیں۔ ابتدائی لوکوموٹو پریکٹس میں، سنکی چھڑی کے سروں کو لنک کے سروں پر محور کیا جاتا تھا جبکہ، سمندری انجنوں میں، سنکی چھڑی کے محور لنک سلاٹ کے پیچھے (یا عمودی انجن کے نیچے) رکھے جاتے تھے۔ یہ بالترتیب 'لوکوموٹو لنک' اور 'لانچ لنک' کے نام سے مشہور ہوئے۔ لانچ لنک نے لوکوموٹو کی قسم کو پیچھے چھوڑ دیا کیونکہ یہ مکمل گیئر میں پسٹن راڈ تک زیادہ براہ راست لکیری ڈرائیو کی اجازت دیتا ہے اور کسی دیئے گئے سفر کے لیے درکار سنکی کے سائز کو کم کرکے دی گئی جگہ کے اندر طویل والو کے سفر کی اجازت دیتا ہے۔ لانچ قسم کے لنکس 1850 کی دہائی سے ہی امریکی انجنوں کے لیے بہت اچھی طرح سے عالمگیر تھے لیکن، یورپ میں، اگرچہ یہ 1846 کے اوائل میں ہوا تھا، لیکن وہ 1900 کے آس پاس تک وسیع نہیں ہوئے تھے۔ بڑے سمندری انجن عام طور پر بلکیر اور زیادہ مہنگے سمندری ڈبل بار لنک کا استعمال کرتے تھے، جس میں زیادہ پہننے والی سطحیں ہوتی ہیں اور جس نے لانچ لنک میں موجود ہندسی سمجھوتوں کو کم سے کم کرکے والو کے واقعات کو بہتر بنایا۔ برطانیہ میں، اسٹیفنسن والو گیئر والے انجنوں میں عام طور پر یہ انجن کے فریموں کے درمیان نصب ہوتے تھے۔ 1947 میں، لندن، مڈلینڈ اور سکاٹش ریلوے نے اپنے اسٹینیر کلاس 5 4-6-0 انجنوں کا ایک سلسلہ بنایا، جن میں سے بیشتر میں والسچرٹس کا والو گیئر تھا جو اس کلاس کے لیے عام تھا، لیکن ان میں سے ایک، نہیں۔ 4767، اسٹیفنسن والو گیئر پہیوں اور فریموں کے باہر نصب تھا۔ ایکسینٹریکس کے بجائے، سنکی سلاخوں کو چلانے کے لیے ڈبل ریٹرن کرینکس کا استعمال کیا جاتا تھا، اور ایک لانچ قسم کا توسیعی لنک استعمال کیا جاتا تھا۔ اس کی قیمت 13,278 پاؤنڈ تھی، جو والشارٹس کے والو گیئر کے ساتھ ایک ہی وقت میں بنائے گئے سامان سے تقریبا 600 پاؤنڈ زیادہ تھی۔ اس تجربے کا مقصد یہ معلوم کرنا تھا کہ آیا متغیر لیڈ والا والو گیئر (والشیئرٹس کی حرکت کی مستقل لیڈ کے برخلاف) کارکردگی کو متاثر کرے گا یا نہیں۔ مقدمے کی سماعت میں، اس کا کوئی فائدہ ثابت نہیں ہوا، حالانکہ عام خدمت میں اس نے بینکوں میں ایک اچھے اداکار کے طور پر شہرت حاصل کی۔ مشتق ہارمونک والو گیئر کے طور پر، اسٹیفنسن ترتیب کو زیادہ سے زیادہ سمجھا جا سکتا ہے۔ اس کے باوجود، حقیقت یہ ہے کہ لنک کو ریورس کرنے کے لیے جسمانی طور پر بے گھر ہونے کی ضرورت تھی اس کا مطلب یہ تھا کہ اسے کافی عمودی کلیئرنس کی ضرورت تھی۔ اس کے تعارف کے وقت، لوکوموٹو کی دنیا میں کشش ثقل کے مرکز کو برقرار رکھنا اہم سمجھا جاتا تھا، اور اس وجہ سے بوائیلر سینٹر لائن کو جتنا ممکن ہو کم رکھا جاتا تھا۔ چونکہ برطانیہ میں والو گیئرز عام طور پر بوائیلر کے نیچے فریموں کے درمیان رکھے جاتے تھے، اس لیے انتہائی تنگ حالات نے والو گیئر کو سروسنگ کے لیے ناقابل رسائی بنا دیا۔ اس کے علاوہ الٹنا ایک سخت پیشہ ہو سکتا ہے کیونکہ اس میں لنک کا وزن اور سنکی چھڑی کے سروں کو اٹھانا شامل ہوتا ہے۔ ان مسائل کو حل کرنے کے لیے دو اہم قسمیں تیار کی گئیں: گوچ والو گیئر گوچ والو گیئر میں (1843 میں ڈینیل گوچ نے ایجاد کیا تھا) ریورسنگ اور کٹ آف افعال ایک ریڈیئس راڈ کو اٹھا کر یا کم کرکے حاصل کیے گئے تھے جو والو راڈ کو ایک مقررہ نقطہ کے گرد گھومتے ہوئے "اسٹیشنری" لنک سے جوڑتا تھا۔ مطلوبہ فوائد گیئر کے لیے اونچائی کو کم کرنا اور ہلکا ایکشن تھا کیونکہ ریورسنگ لیور صرف ریڈیئس راڈ کا وزن اٹھانے کے لیے درکار تھا۔ اس کا مطلب یہ تھا کہ لنک کنکیو کے بجائے کنویکس (ایکسینٹریکس کے سلسلے میں) تھا۔ گوچ والو گیئر میں والو کے تکلے اور مکمل گیئر میں سنکی چھڑی کے درمیان کونیی کا نقصان تھا، جبکہ اسٹیفنسن گیئر کی بہترین شکلیں، زور سیدھی لکیر میں تھا۔ گوچ گیئر نے کسی بھی کٹ آف پر مستقل برتری حاصل کی۔ یہ ایک نقصان کے طور پر دیکھا گیا جب گوچ یا اسٹیفنسن گیئر سے لیس اسی طرح کے انجنوں کا موازنہ سروس میں کیا گیا گوچ گیئر 1860 کی دہائی تک ایک یا دو انجینئروں کے علاوہ برطانیہ میں کبھی مقبول نہیں تھا، لیکن یہ فرانس میں کافی عام تھا۔ ایلن سٹریٹ لنک والو گیئر ایلن سٹریٹ لنک والو گیئر (جسے الیگزینڈر ایلن نے 1855 میں ایجاد کیا تھا) نے اسٹیفنسن اور گوچ گیئرز کی خصوصیات کو یکجا کیا۔ ریورسنگ اور کٹ آف افعال بیک وقت ریڈیئس راڈ کو بڑھا کر اور لنک کو کم کرکے یا اس کے برعکس حاصل کیے گئے تھے۔ گوچ گیئر کی طرح، اس نے جگہ بچائی لیکن ایلن گیئر نے کارکردگی کو اسٹیفنسن کے قریب کردیا۔ مزید برآں، سیدھا توسیعی لنک مینوفیکچرنگ کو آسان بناتا ہے۔ ایک بار پھر، ایلن گیئر اکثر برطانیہ میں استعمال نہیں ہوتا تھا لیکن براعظم میں کافی عام تھا۔ برطانیہ کی قابل ذکر مثالیں گریٹ ویسٹرن ریلوے کی 1361 اور 1366 کلاسیں، اور تنگ گیج فیفسٹینیگ ریلوے کی 0-4-0 TT کلاس (جو جارج انگلینڈ اینڈ کمپنی نے تیار کی تھی) اور تنگ گیج ٹالیلن ریلوے کے اصل انجن، ٹالیلن اور ڈولگوچ (جو فلیچر، جیننگز اینڈ کمپنی نے تیار کیے تھے) ہیں۔ والشیئرٹس والو گیئر بھی دیکھیں جسے بیلجیئم کے ریلوے مکینیکل انجینئر ایگیڈ والشیئرٹس نے 1844 میں ایجاد کیا تھا جو یورپ اور شمالی امریکہ میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والا والو گیئر بن گیا۔ بیکر والو گیئر 1903 میں امریکی انجینئروں نے ایجاد کیا اور شمالی امریکہ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ کیپروٹی والو گیئر 1920 کی دہائی کے اوائل میں اطالوی معمار اور انجینئر آرتورو کیپروٹی نے آٹوموٹو والو پر مبنی ایجاد کیا تھا جس میں کیم شافٹ اور پاپپیٹ والو استعمال ہوتے ہیں۔ کسی بھی دوسرے طریقہ سے زیادہ موثر سمجھا جاتا ہے۔ حوالہ جات بیرونی روابط معیاری اسٹیفنسن والو گیئر کا خاکہ۔ اسٹیفنسن والو گیئر کی شوٹنگ میں دشواری، خاکے کے ساتھ۔ لوکوموٹو والو گیئر