ماشین آلات و دستگاه ها | کلیه ماشین آلات، حفاری، راهسازی، حمل و نقل، باربری و ...

لامپهای فلورسنت در معدن

این لامپها از یک لوله ی شیشه های تشکیل شده که محتوای بخار جیوه و گاز آرگون با فشار خیلی کم است .در دو انتهای لوله مزبور دو الکترود از جنس تنگستن تعبیه شده و سطح داخلی لوله نیزبا قشری از مواد فلورسنت اندود شده است . از آنجا که شیشه لامپ فلورسنت ضمن کار داغ نمی شود ودر حقیقت از جمله لامپ های سرد است لذا این لامپها در معادنی که دارای گاز زغال اند بااطمینان خاطر می توان به کار برد . مصرف این لامپها نیز انواع رشتهای کمتر وعمر بیشتر است .
لامپهای فلورسنتی که در داخل معدن به کار می رود، معمولا دارای یک پوشش محافظ است ودر مواردی که از این لامپها در معادن زغال گاز دار استفاده می شود ، حتما باید ضد جرقه باشد و به نحوی ساخته شود که در صورت بروز عیب جریان در آن قطع شود . در شکل زیر چراغ فلوسنت استفاده شده در معادن می باشد .
یکی از اشکالات لامپ های فلورسنت در معادن زغال سنگ آنست که هر گاه شیشه لامپ بشکند ممکن است جرقه داخل آن منجر به ایجاد انفجار در معادن زغال گازدار گردد . به همین خاطر لامپ فلورسنت مخصوص ساخته شده است که به محض شکسته شدن شیشه مدار برق داخل آنها قطع می شود از جرقه جلوگیری میکند .

چکش حفاری (Jack hammer)

ابتدایی ترین نوع سیستم حفاری ضربه ای می باشند ، (Jack hammer) . که عم ً برای حفر چالهای با قطر کم (یک تا دو اینچ) به کار برده می شود . انرژی این ماشین توسط هوای فشرده تامین و معمولاً از آنها جهت حفر چالهای با عمق کم استفاده می شود . چون کلاً جهت چالهایی که با این سیستم حفاری می شوند به سمت پایین است لذا به آنها سینکر (Sinker) نیز می گویند .
طبقه بندی چکشهای حفاری بر حسب وزن آنها است که بین 30 تا 90 پوند متغیراند . اگر چه در موارد نادر چکشهای حفاری برای حفر چالهایی تا عمق 20 فوت به کار گرفته شده اند اما بیشتر از آن برای حفر چالهای تا عمق 10 فوت استفاده می شود .
چکش های حفاری یا پیکورها بیشتر در معادن زیر زمینی و کارهای ساختمانی و حفر چال برای انفجارهای ثانویه مورد استفاده قرار می گیرند


مته های مورد استفاده در سیستم حفاری ضربه ای:


به طور کلی از سه نوع مته در سیستم حفاری ضربه ای استفاده می شود که عبارتند از :
.1. مته اسکنه ای . (Chisel bit)
.2. مته های تقاطعی (Cross bit)
.3. مته دگمه ای (Button bit)
مته های اسکنه ای غالبا در حفاری های معادن زیر زمینی به کار برده می شوند و چالزن هایی از نوع سینکر و یا چکش حفاری دارای این نوع مته هستند ولی برای چالهای با قطر و عمق زیاد مناسب نیستند و معمولاً برای چالهای با قطر کمتر از 3 اینچ استفاده می شود .
باید دانست که تا چند سال گذشته معمولاً مته های چکش های حفاری و یا دریفتر به شکل اسکنه مشابه نوک قلم خط نویسی در انتهای لوله های حفاری به طور یکپارچه ساخته می شد که در واقع غیر قابل جدا شدن و تعویض بودهند . اما در سالهای اخیر به جای این نوع ساختار ، مته ها غالبا به میله حفاری متصل می شوند . حسن این نوع مته ها آن است که به آسانی قابل تعویض اند و در ضمن در اندازه و اشکال مختلف با درجه سختی متفاوت طراحی گردیده اند . جنس این مته ها غالباً فولادی است اما به دلیل خاصیت خراش اندازی بعضی از کانیها و سنگها ، مته های فولادی گاهی به ازای هر اینچ حفاری باید تعویض گردند و چون از نظر اقتصادی و اتلاف وقت جهت عوض کردن این مته ها مشکلاتی در امر حفاری به وجود می اید ، لذا به تدریج برای ساختن این مته به جای فولاد از کربورتنگستن(WC) که مقاومت بیشتری دارد استفاده می شود . بدین جهت برای چالهای بیش از 3 اینچ مته های از این نوع به شکل دیگری توسعه داده شده که عم ً شباهت به حرف لاتین «X» دارد و در بعضی موارد نیز به علامت بعلاوه «+» طراحی گردیده اند .
معمولاً از مته های ضربدری جهت سنگهای متراکم و سخت ساخته می شود که در چال شیار های مارپیچی ایجاد می کند .
وزن این مته ها بین حدود 600 گرم تا حدود 8 کیلوگرم متغییر است .




واگن دریل ( Wagon drill):


واگن دریل نوع دیگر از سیستم حفاری ضربه ای است که چالزن از طریق تسمه ها به دکل نصب گردیده و به صورت خشاب وار بر روی دکل بالا و پایین می شود و مجموعه چالزن و دکل بر روی ارابه دو یا سه چرخ لاستیکی سوار گردیده اند که به همین دلیل به آن واگن دریل می گویند .
واگن دریل با زوایای مختلف می تواند چال حفر کند که در مجموع چال با واگن دریل
در مقایسه با انواع چکش های حفاری در شرایط یکسان از نظر سنگ با سهولت و کیفیت بهتری انجام می گیرد . از واگن دریل برای حفر چالهایی با عمق 150 فوت و قطر تا 5/4 اینچ برای سنگهای نیمه سخت و سخت استفاده می شود . اما به طور رایج عمق چالهایی که با واگن دریل حفاری می شوند تا 30 فوت است.

كاربرد چكش هيدروليك در تونل

چالشهاى دو كمپانى rammer و آى تى سى براى كاهش هزينه حفارى تونلهاى ريزشى دنياى رقابت موجب شده تا كمپانيهاى سازنده ماشين آلات حفار تونل با چالش تقليل هزينه ها، اعم از سرمايه گذارى و يا عملياتى روبرو باشند.
حفارى تونلهاى با سنگ سست و ترك دار كه داراى ساختار ضعيف هستند همواره از پردردسرترين براى مهندسان حفار تونل به شمار مى آيند. اين تونلها داراى هزينه حفارى و تحكيم بالائى بوده و گاه به علت ريزش در اثر انفجار نه تنها پروژه را متوقف مينمايد بلكه هزينه هاى گزافى
را موجب ميشوند. بدين لحاظ از روش هاى غير انفجارى كه متداول ترين
آنها در چند دهه اخير استفاده از ماشين آلات حفار تى بى ام و رودهدر
است استفاده ميگردد.
كاربرد چكش هيدروليك در تونلچالشهاى دو كمپانى rammer و آى تى سى براى كاهش هزينه حفارى تونلهاى ريزشىدنياى رقابت موجب شده تا كمپانيهاى سازنده ماشين آلات حفار تونل باچالش تقليل هزينه ها، اعم از سرمايه گذارى و يا عملياتى روبرو باشند.حفارى تونلهاى با سنگ سست و ترك دار كه داراى ساختار ضعيف هستند همواره از پردردسرترين براى مهندسان حفار تونل به شمار مى آيند. اين تونلها داراى هزينه حفارى و تحكيم بالائى بوده و گاه به علتريزش در اثر انفجار نه تنها پروژه را متوقف مينمايد بلكه هزينه هاى گزافىرا موجب ميشوند. بدين لحاظ از روش هاى غير انفجارى كه متداول ترينآنها در چند دهه اخير استفاده از ماشين آلات حفار تى بى ام و رودهدراست استفاده ميگردد.تى بى ام، بسيار گران و داراى زمان تحويل طولانيست و تنها براىتونلهاى بسيار طولانى با سنگ با مقاومت فشارى نه چندان متغير قابلاستفاده ميباشد. چنانچه مقاومت فشارى سنگ با مقدار پيش يينى شدهمغاير باشد، عملا تى بى ام فلج شده و براى جبران آن نياز به تغييرات گاهاساسي در تى بى ام ضرورى است كه خود مي تواند ماهها به طول بيانجامد.نكته ديگر اين كه إين سرمايه گذارى عظيم، تنها براى يك پروژه قابلاستفاده ميباشد.رودهدر ها تنها ميتوانند سنگ هاي با مقاومت فشارى تا 60 مگا پاسكال رابه صورت اقصادى حفارى نموده و چنانچه سنگ مستحكم تر در بين راهباشد نياز به روش انفجاري است كه خود نيز با مسائل متعدداضافه حفارى و تحكيم روبرو خواهد بود. هزينه حفارى بارودهدرها به علت مصرف بالاى ناخن هاى برش و مصرفبالاى برق نسبتا زياد ميباشد.براى مقابله با معضلات دو روش فوق، استفاده از چكشتخريب هيدروليك كه برروى بيل مكانيكى نصب ميگردد ازاواسط دهه1980 با موفقيت بسيار شروع گرديد.چكش هاى نوينى را براى سهولت عمليات حفارى تونلتوليد شده است كه بطوريكه در حال حاضر اين چكشها با حجمحفارى بسيار بالا و عمر طولانى مخصوص حفارى تونل توليدمي گردند. مزيت اين روش هزينه سرمايه گذارى كم، عدمنياز به ماشين آلات خاص مثل تى بى ام و رودهدر و سهولتنگهدارى و استفاده اين ماشين آلات براى عمليات ساختمانىغير تونلى پس از اختتام پروژه است.بهره گيرى از روش حفارى تونل با چكش تخريب درتونلهاى با سطح مقطع كوچك، به علت ابعاد بيل مكانيكىو نيز مشكلات تهويه عملى نبوده و لذا كمپانى آ ى تى سىسوئيس ماشين آلات حفارجديدي را ابداع نمودهاست كه در تصوير ملاحظه مي شود. اين ماشينميتواند در همه گونه سنگهاى سست عملياتحفارى تونل را با سرعت بالا و هزينه كم انجامدهد.در سنگهاي يكپارچه محكم گاه از روشانفجار استفاده ميشود. آي تى سى براى لقگيرى و رگلاز و قله شكنى و بالاخره بارگيرىسريع استفاده ميگردد. قابليت انعطاف اين ماشين باعث شده تا ايده آل براى تونلهاى بابافت سنگ متغير باشد.از مزاياى ديگر آن سهولت در انتقال است بهطوريكه ميتوان آن را در دو جبهه كارى منتجاز يك تونل دسترسي، متناوبا استفاده نمود.اپراتور ميتواند بر حسب شرايط از يكى از دوموتور برقى يا ديزل آن استفاده نمايد كه دراين صورت شكل تهويه مرتفع ميگردد. آىتى سى در چهارظرفيت براى تونلهاى با مقطع 8 الى 60 مترمربع توليد مى گردد.

شاول چیست؟ (?What is Shovel)

شاول چیست؟
شاول نوعي از مجموعه بيل مكانيكي است كه براي بارگيري سنگهاي سخت (واستثنائاً خاكها) و اغلب در فضاي باز (معادن روباز) مورد استفاده قرار مي گيرد.
شاولها در استخراج هاي سطحي به روش نواري و كاواكي مورد استفاده قرار مي گيرند. در روش نواري روباره برداشته شده و در يك بخش استخراج شده قبلي مجاور ريخته مي شود و ماده معدني زير روباره بوسيله ماشين ديگري بارگيري شده و به قسمت ديگري برده مي شود.
شاولها توانايي كندن و بارگيري مواد واقع در سطح ايستايي ماشين يا بالاتر از آن را دارند.


◄ انواع شاول :
1- شاول استاندارد :
در معدنكاري سطحي و براي اهداف عام بكار مي رود. از آنها براي بارگيري انواع كانسنگها و باطله استفاده مي شود. ظرفيت آنها معمولاٌ بين 7 تا 40 متر مكعب مي باشد.


2- شاولهاي دكل بلند :
داراي دكل بلندتر و جام كوچكتر هستند و كاربردهاي خاص دارند. اندازه صندوقه (جام) اين شاولها حدود 25 درصد از انواع استاندارد كوچكتر است و دكل آنها بسته به اندازه جام انتخاب شده 35 درصد و گاهي بيش از آن بلندتر است. شاولهاي دكل بلند ، با صندوقه تا 1.5 متر مكعب نيز ساخته شده اند


3- باركننده هاي زغالي :
مشابه شاولهاي استاندارد مي باشند ولي بيل آنها حدود 75 درصد بزرگتراز انواع استاندارد مشابه است.
ظرفيت اين باركننده ها تا 100 متر مكعب نيز مي رسد.


◄ ساختمان شاولها :
شاولها از سه قسمت اصلي تشكيل شده اند كه عبارتند از :


الف ) شاسي اصلي :
اين بخش پائين ترين قسمت ساختمان شاول را تشكيل مي دهد و از دو بخش ارابه و شاسي ثابت تشكيل شده است.


• ارابه (يا وسيله حركت) : معمولاٌ چرخ زنجيري بوده و توسط آن مي توان ماشين را جابجا كرد. دليل استفاده از چرخهاي زنجيري براي جلوگيري از فرو رفتن شاول در زمين مي باشد. وجود سطح تماس بيشتر چرخهاي زنجيري با زمين ، باعث كمتر شدن فشار وارده بروي سطح (مخصوصاً زمينهاي خاكي و نرم) مي شود.
البته شاولهايي با چرخ لاستيكي نيز وجود دارند كه در مواقعي از آنها استفاده مي گردد كه مقدار بارگيري نسبتاً كم است و شاول به حركت و جابجايي زيادي نياز دارد.


• شاسي ثابت : سازه ثابت اصلي دستگاهي است كه روي ارابه قرار گرفته و بخشهاي ديگري روي آن قرار مي گيرند.






ب) شاسي متحرك :
اين شاسي بر روي محور قائمي كه روي شاسي ثابت قرار گرفته سوار شده و مي تواند حول محور تا 360 درجه دوران كند. كليه وسايل و تجهيزات بارگيري بر روي اين شاسي قرار دارند.


ج) تجهيزات بارگيري :
اين تجهيزات شامل دكل ، بازوي جام ، جام و ماشين آلات مي شود كه همه بر روي شاسي متحرك سوار مي شوند.


• دكل : يكي از بخشهاي كليدي شاول مي باشد و ميله اي است كه به شاسي متصل بوده و به طرف جلوي ماشين زاويه دارد. در قسمت بالاي دكل قرقره شياردار وجود دارد كه كابل بالابري صندوقه از روي آن عبور مي كند.
اتصال دكل به بدنه شاسي بصورت لولايي بوده و دكل مي تواند در جهت بالا و پايين حركت نمايد و بوسيله كابلهاي مخصوص در موقعيت مورد نظر ثابت نگاه داشته شود.


• بازوي جام : از يك طرف به جام متصل بوده و از طرف ديگر به دكل لولا شده است. در زير بازو دندانه هايي وجود دارد كه امكان حركت بازو به جلو و عقب را فراهم مي آورد ، كه اين حركت مبناي نفوذ در سينه كار است.
بازوي صندوقه همچنين مي تواند حول محور اتصال خود به دكل به طرف بالا و پايين حركت نمايد كه اين كار با تغيير طول كابل بالابري انجام مي گيرد.


• جام (ياصندوقه يا بيل) :
كه به انتهاي بازو متصل بوده و در تماس مستقيم با سينه كار قرار مي گيرد. لبه جام به ناخنهاي قابل تعويض مجهز است كه موجب سهولت نفوذ مي گردد. در زير جام دريچه اي وجود دارد كه در موقع قرار گرفتن بيل در موقعيت تخليه به كمك كابل مخصوص باز شده و موا داخل آن تخليه مي شود.
بديهي است كه بين هر يك از بخشهاي ماشين هماهنگي قدرت و ظرفيت وجود دارد ، بعنوان نمونه جنس و وزن جام بستگي به نوع ماده مورد كار دارد.
براي كار در زغال جامها سبكتر بوده و فرم و لبه ناخنهاي آنها نيز متناسب اين كار ساخته مي شود.


◄ بطور كلي عمليات شاول شامل حركات ذيل مي باشد :
• نفوذ كردن در سينه كار و پركردن صندوقه بوسيله بازوي جام (crowding)
• بالا آوردن صندوقه و جدا كردن آن از سينه كار (hoisting)
• دور زدن به محل تخليه ((swining
• تخليه صندوقه بوسيله بازكردن دريچه بيل (dumping)
• چرخش مجدد بطرف سينه كار جهت شروع چرخه بعدي (swining)
• در صورت نياز حركت به محل بارگيري جديد بوسيله چرخ زنجيري (propelling)


شاولهاي قديمي مكانيكي و شاولهاي جديد با نيروي هيدروليكي كار مي كنند. شاولها معمولاً از پائين به بالا (يعني از كف به بالا) بار برمي دارند ولي شاولهايي نيز ساخته شده اند كه بار را از بالا به پائين برداشت مي كنند. شاولهاي معادن بزرگ با ظرفيت جام تا 30 متر مكعب كار ميكنند.
شاول مي تواند بار را بداخل سنگ شكن اوليه كه معمولاٌ سنگ شكني منقول است بريزد ، سپس توسط نوار كه معمولاً تغييرات آن بسادگي امكانپذير است مواد از معدن جابجا مي شوند (اين بحث مربوط به طراحي معدن مي باشد )


◄ سيستم محركه شاول :
دو روش اصلي براي تامين قدرت مورد نياز شاولها وجود دارد :
شاولهاي كوچكتر ، تا ظرفيت حدود 10 متر مكعب ، داراي موتور ديزلي هستند.
ماشينهاي بزرگتر كه از نيروي الكتريسيته براي تامين محركه مورد نياز خود استفاده مي كنند. (اين قدرت مي تواند از طريق كابل دنبايه و برق سه فاز AC تامين شده يا سيستم محركه شاول ديزل الكتريك باشد.
موتورهاي ديزلي قابليت تحرك بيشتري را براي ماشين بوجود مي آورند ولي عمر عملياتي آنها نسبت به انواع الكتريكي كمتر است. در عوض موتورهاي الكتريكي نياز به نگهداري و تعمير كمتر داشته ، عمر عملياتي آنها بيشتر است ، ولي فاقد تحرك كافي هستند. (ضمناً بدليل وجود كابل در اين نوع ، مشكلات نگهداري و تعميرات (نت) و انتقال كابلها به مكان ديگر در هنگام تغيير محل شاول وجود دارد.
به علت اينكه كابلها معمولاً طولاني و سنگين مي باشند ، براي حمل آنها معمولاً از لودر استفاده مي گردد كه گاهاً باعث آسيب ديدگي كابلها مي گردد ، از طرف ديگر بدليل عبور و مرور وسايل و پراكنده بودن كابلها بر روي زمين باز هم احتمال آسيب ديدگي كابل وجود دارد )


◄ سيستمهاي حركتي اصلي كه نيازمند قدرت محركه هستند شامل موارد ذيل مي باشند :


• سيستم بالابري
• سيستم نفوذ در سينه كار
• سيستم حركت دوراني
• سيستم حركت انتقالي


در اكثر ماشنها براي هر سيستم حركتي يك موتور محركه مستقل وجود دارد






◄ استفاده از شاولها (اكسكاواتورهاي كابلي) :
براي كمينه كردن هزينه بارگيري ظرفيت شاول بايد با ظرفيت كاميوني كه با آن كارمي كند هماهنگ باشد. بعنوان يك قاعده تجربي كاميون بايد با 4 تا 5 صندوقه شاول پر شود.
بعنوان مثال اگر كاميوني در حدود 150 تن را در نظر بگيريم ، با توجه به چگالي مواد ، شاولهايي با بيلهاي 20 تا 30 متر مكعبي براي اين چنين كاميونهايي مناسب هستند.
بايد توجه داشت كه ظرفيت واقعي صندوقه با ظرفيت اسمي آن يكسان نيست و معمولاً با ضرب كردن ظرفيت اسمي جام در يك ضريب كه به ضريب بيل DF (Deeper Factor) موسوم است ، ظرفيت واقعي بيل بدست مي آيد. مقدار ضريب بيل بسته به نوع ماده و شرايط كاري مي تواند از حدود 40 درصد تا بيش از 100 درصد تغيير كند.
بطور تجربي اين ضريب به شرح ذيل مي باشد :
براي مواد با قابليت كنده شدن آسان 85 تا 120 درصد
براي مواد با قابليت كنده شدن متوسط 80 تا 90 درصد
براي مواد با حفاري سخت 70 تا 80 درصد
براي سنگ 40 تا 60 درصد


◄ زمان چرخه شاول :
عامل مهم در كارايي شاول زمان چرخه آن است. اين زمان از زمانهاي لازم براي عملياتهاي زير تشكيل شده است :
نفوذ در سينه كار و پر كردن صندوقه بالابري جام
گردش بطرف باربر و گردش بطرف سينه كار
زمان چرخه به زاويه چرخش ، اندازه شاول و مهارت كاربر بستگي دارد و معمولاً از حدود 25 ثانيه تا بيش از يك دقيقه متغيير است.
بيشترين زمان چرخه به گردش شاول بطرف باربر و بازگشت بطرف سينه كار اختصاص دارد (حدود 60 درصد) و در نتيجه نحوه قرار گيري كاميون در كنار شاول از اهميت بالايي برخوردار است.
در آرايشهاي معمولي كاميون در كنار شاول و در سمت چپ ان قرار مي گيرد ، گاهي براي تسريع در كار ، وسيله باربر در صورت مناسب بودن شرايط در هر دو طرف شاول قرار مي گيرد تا زمان مانور كاهش يابد ، زاويه گردش شاول در اين حالتها حدود 90 درجه مي باشد.
با توجه به طولاني تر بودن زمان چرخه كاميون ، معمولاٌ يك شاول به چند كاميون سرويس مي دهد.


◄ مزاياي شاول :


1- هدايت جام ساده است.
2- از پائين به بالا و بالعكس بارگيري مي كند.
3- تخليه بدون جابجايي شاسي مي باشد و فقط با حركت دوراني دكل و اتاقك صورت مي گيرد.
4- سنگ را عملاٌ با ابعاد بزرگ مي پذيرد.
5- در برابر ديوارهاي سنگي بدليل بزرگي جثه و استحكام مقاومت دارد.
6- درسطوح (كف هاي) سست نيز استقرار مي يابد.


◄ معايب شاول :


1- هزينه خريد آن زياد است.
2- حداقل بار را لازم دارد تا اقتصادي كار كند.
3- تعميرات آن پر هزينه است.
4- به علت خصوصيات مانور كم بايد به اندازه كافي جا آماده باشد تا بارگيري صورت بگيرد.


◄ مدت كار شاول :


1- مدت كار شاول 37 درصد
2- تاخيرهاي طولاني (بيش از 15 دقيقه) 42 درصد (كه 33 درصد آن بدي آب و هوا مي باشد)
3- تاخيرهاي كوتاه مدت (كمتر از 15 دقيقه) 21 درصد


گذشته از موارد فوق تاخيرها مي توانند بدلايل زير باشند :
نرسيدن كاميون ، آماده سازي پس از انفجار ، استقرار كاميون ، آماده كردن محوطه ، جابجل شدن بيل ، تعمير بيل ، تسطيح راه ، برداشتن موانع (چوب و آهن آلات) و بدون راننده بودن

چكش اشميت براساس استاندارد astm c805

استاندارد هاي مرتبط:


cn650, bs1881-202, en12504/2, din 1048, iso-din 8045


اين آزمايش به نامهاي چكش بازتاب ، چكش ضربه اي ، يا آزمايش سنجش سختي نيز شناخته مي شود. و يك روش غير مخرب براي آزمايش بتن مي باشد.
آزمايش بر اساس اين اصل است كه بازتاب يك جرم ارتجائي به سختي سطح در مقابل جرمي كه به آن برخورد مي كند وابسته است. در چكش اشميت جرم متصل شده به فنر وجود دارد كه با كشيدن فنر تا نقطه مشخصي ، مقدار انرژي ثابتي به آن داده مي شود. اين كار با فشار دادن چكش به سطح صاف بتن انجام مي شود . بعد از آزاد كردن ، جرم تحت اثر بازتاب ميله چكش ( كه هنوز در تماس با سطح بتن است ) قرار مي گيرد و مسافتي كه توسط جرم طي مي شود و برحسب درصدي از انبساط اوليه فنر بيان مي شود، عدد بازتاب ناميده مي شود. اين مقدار توسط يك نشانه كه در طول يك مقياس مدرج است حركت مي كند ، نشان داده مي شود . عدد بازتاب يك اندازه مطلق است ، چون به انرژي ذخيره شده در فنر و به اندازه جرم وابسته مي باشد.
مطالعات نشان داده است که سختي سنگ ها با مقاومت فشاري تک محوري و مدول کشساني سنگ ها در ارتباط است در واقع سختي يكي از مفاهيم رايج است كه براي توصيف رفتاري سنگ*ها بكار مي رود. سختي تابعي از عوامل ذاتي چون نوع كاني ها، ابعاد دانه ها، چسبندگي مرزي كاني ها، مقاومت و رفتار الاستيك و پلاستيك سنگ مي باشد. تركيب و اندركنش اين عوامل، تعيين كننده سختي يك سنگ است. روش هاي متعددي براي تعيين سختي سنگ پيشنهاد شده است كه يكي از اين روش*ها بكارگيري وسيله اي به نام چكش اشميت است. كه معروف به آزمايشهاي واجهشي يا ديناميكي است. در اين دسته از آزمايش ها از يك چكش يا وزنه براي ضربه زدن به سطح سنگ استفاده مي شود و ارتفاع واجهش وزنه مقياسي براي سنجش سختي است. هرگونه رفتار پلاستيك يا تغيير شكل بر اثر ضربه، انرژي الاستيك واجهش چكش را كاهش مي دهد. اين آزمايش براي تعيين سختي سنگ و بتن با استفاده از چكش اشميت در صحرا و يا آزمايشگاه بكار مي رود. با استفاده از اين سختي مي توان خصوصيات ديگر سنگ و بتن را مانند مقاومت فشاري آن، تخمين كرد. اين روش كه توسط انجمن بين المللي مكانيك سنگ isrm به صورت استاندارد در آمده است. در مورد سنگ هاي خيلي نرم يا خيلي سخت داراي محدوديت هايي بوده است و نتايج قابل اطميناني ارائه نمي دهد.چکش هاي اشميتي که جهت تخمين مقاومت فشاري بتن بکار مي رودانرژی ضربه فنر در حدود 2.207ژول دارند که برای سازه های بتنی که مقاومتی بین 10 تا 70 مگاپاسکال دارند مناسب است.


نكاتي كه در انجام اين آزمايش مي بايست مد نظر قرار داد. عبارتند از:
1- اين آزمايش تخميني از عدد بازگشتي بتن سخت شده توسط چكش فولادي با نيروي محركه فنر ميباشد.
2- از اين تست مي توان در تعيين يكنواختي بتن درجا استفاده كرد براي تشخيص مناطقي از سازه كه بتن ضعيف يا خراب دارد. همچنين براي روند افزايش مقاومت بتن كاربرد دارد.
3- براي تخمين مقاومت بتن لازم است بين مقاومت بتن و عدد بازتاب رابطه اي بدست آورد. اين رابطه براي هر طرح اختلاط بتن متفاوت خواهد بود. براي تخمين مقاومت در حين ساخت بايد مقاومت نمونه هاي مكعبي در آزمايشگاه تعيين گردد و با استفاده از آن رابطه مذكور بدست آيد. براي تخمين در بتن هاي ساخته شده بايد رابطه فوق براساس تعيين مقاومت نمونه هاي كر بدست آمده از سازه تعيين شود. (aci-228 r روشهاي تعيين مقاومت درجا بتن )
4- براي يك طرح اختلاط مشخص عدد بازتاب تحت تاثير عوامل مختلفي از جمله رطوبت سطحي بتن ، روش بدست آوردن سطح نمونه و عمق كربناتاسيون بتن تاثير مي گذارد . اين عوامل بايستي در رابطه اي كه براي تخمين مقاومت بدست مي آيد و تفسير نتايج تاثير خودش را نشان دهد.
5- با توجه به تخميني بودن اين آزمايش نمي تواند تعيين كننده در رد يا قبول بتن باشد.
6- براساس موارد مندرج در استاندارد astm-c805 و نشريه 72 و همچنين 283-ک مرکز تحقيقات ساختمان و مسکن ، نتايج حاصل از اين روش تنها محدود به کيفيت لايه سطحي بتن (عمق حدود 30 ميليمتر ) بوده و تعيين مقاومت فشاري واقعي بتن با آزمايش شکستن (جک مقاومت فشاري) بتن امکانذير مي باشد. علاوه بر ان از اين وسيله بيشتر به منظور مقايسه بتن هاي با نسبت اختلاط و ميزان رطوبت يکسان استفاده مي شود.


وسايل آزمايش :
- چكش بازتاب (اشميت)
- سنگ سنباده جهت سائيدن سطح بتن هوازده و همچنين مسطح كردن سطح بتن
- سندان يا صفحه فولادي از جنس فولاد بسيار سخت با قطر 15 سانتيمتر جهت كاليبراسيون


انتخاب سطح آزمايش :
- حداقل ضخامت عضو مورد آزمايش 100 ميليمتر مي باشد.
- مناطق متخلخل و داراي ترك و پوسته شده و هوازده نباشد.
- در مناطق ماله كشيده شده و زبر اعداد بزرگتري نسبت به مناطق قالب بندي شده مي دهد.


آماده كردن سطح :
- سطح انتخابي حداقل 150 ميليمتر
- سائيدن محل مذكور درصورتي كه زبر يا ناصاف يا پوسته شده است و مسطح كردن آن
- سطح خيس عدد كمتري مي دهد. و سطح زبر عدد بيشتر . سطوح كربناته بايد قبل از آزمايش به مدت 24 ساعت خيسانده شود. يا سطح كربناته برداشته شود.
- بتن هاي روي سطح زمين با ساير بتن هاي قسمت هاي سازه اي نبايستي با هم مقايسه شوند.
مواردي كه در جوابها تاثير مي گذارد.
- بتن يخ زده عدد بسيار بيشتر مي دهد
- دماي چكش اشميت تاثير دارد ( دماي كمتر از 18- سانتي گراد)
- جهت ضربه ( عمودي ، افقي )
- چكش هاي مختلف حتي از يك كارخانه از يك تا سه واحد اختلاف دارند.
- عدم كاليبراسيون و سرويس كردن دستگاه
- جوابهاي يكسان در روي صفحه كاليبره تائيد كننده جوابهاي صحيح براي نمونه هاي ديگر نمي باشد.


روش آزمايش :


1) چكش اشميت : پلانژر(ميله چكش) روي نمونه قرار گرفته و با فشار دادن چكش به سنگ، به داخل بدنه فرو مي رود. اين عمل باعث فشرده شدن فنر داخل چكش مي گردد. ضامن فنر در سطح انرژي تراكمي مشخصي آزاد شده و به وزنه اي كه بالاي پلانژر قرار دارد ضربه وارد مي كند. ارتفاع واجهش وزنه از روي خط كش قرائت مي شود و به عنوان مقياسي براي تعيين سختي استفاده مي شود. اين وسيله قابل حمل بوده و در همه جا قابل استفاده است. مدلهاي گوناگوني از چكش اشميت با سطوح انرژي متفاوتي ساخته شده است. براي مثال چكش نوع l انرژي ضربه اي معادل 74/0 نيوتن متر توليد مي كند.


2) قاعده فولادي : قاعده فولادي به وزن حدودي 20 كيلوگرم كه نمونه را محكم در داخل خود نگه مي دارد. نمونه هاي استوانه اي شكل داخل يك غلاف v شكل يا استوانه اي شكل با شعاعي برابر شعاع مغزه قرار مي گيرند.


3) آنويل(سندان) فولادي استاندارد براي كاليبره كردن چكش : نمونه مورد آزمايش بايد معرف سنگ مورد مطالعه باشد. در صورت امكان بهتر است كه از قطعات بزرگتر براي آزمايش استفاده شود. چكش اشميت نوع بايد روي مغزه هاي (54 ميلي متر) يا بزرگتر و يا نمونه هاي بلوكي شكل كه هر ضلع آنها حداقل 6 سانتي متر باشد مورد استفاده قرار گيرد.


مراحل انجام آزمايش:
الف) چكش اشميت قبل از هر آزمايش توسط يك آنويل (سندان) استاندارد، كاليبره مي شود. ميانگين ده قرائت روي آنويل استاندارد محاسبه شده و از آن براي تعيين ضريب تصحيح استفاده مي شود.
ب) سطحي از نمونه كه زير پلانژر قرار مي گيرد بايد كاملا صاف و پرداخته شده باشد (چه در صحرا و چه در آزمايشگاه). اين سطح و همچنين ماده سنگي زير آن از هر گونه ناپيوستگي موضعي مربوط به توده سنگ باشد.
پ) قطعات مجزا و سنگ را بايد محكم به يك پايه صلب بست تا نمونه در طي آزمايش از هرگونه تكان يا لرزش محفوظ باشد.
ت) مقدار سختي بدست آمده بستگي به راستاي قرار گيري چكش دارد. طبق پيشنهاد isrm بهتر است كه چكش در يكي از سه وضعيت قائم به سمت بالا، افقي و يا قائم به سمت پايين قرار بگيرد.


- در هر سطح آزمايش 10 بار انجام شود و فاصله هركدام از هم 2.5 سانتيمتر كمتر نباشد و چنانچه سطح بتن خرد و شكسته شود آن نتيجه قابل قبول نيست.
- اعدادي كه بيش از 6 واحد با ميانگين فاصله دارند حذف گردد.
- اگر بيش از 2 نمونه حذف شود كل آزمايش باطل است.


در هر حالت مقدار انحراف چكش نبايد بيشتر از مثبت و منفي 5 درجه باشد. در صورتي كه امكان انجام آزمايش در هيچ يك از جهات ذكر شده نباشد مي توان آزمايش را با زاويه اي دلخواه انجام داد و سپس نتايج را براي حالات قائم و يا افقي تصحيح نمود. منحني تصحيح معمولا توسط كارخانه سازنده چكش ارائه مي شود. زاويه قرارگيري چكش و هرگونه تصحيح انجام شده روي نتايج بايد يادداشت و گزارش گردد.
ث)دست كم 20 آزمايش مجزا بايد روي هر نمونه سنگ انجام گيرد. نقاط مورد آزمايش بايد حداقل به اندازه قطر پلانژر از هم فاصله داشته باشند. درصورت ايجاد هرگونه درزه و ترك بر اثر ضربه وارده، نتايج آزمايش باطل و نمونه مربوطه براي آزمايش هاي بعدي غير قابل استفاده خواهد بود. وجود هرگونه خطا در آماده سازي نمونه و روش آزمايش باعث ايجاد مقادير پايين تر سختي مي شود.


◄ محاسبات:
ضريب تصحيح قرائت ها با توجه به كاليبراسيون چكش از رابطه زير بدست مي آيد:

مقدار سختي استاندارد ويژه سندان
-------------------------------------------------------------------------------- = ضريب تصحيح
ميانگين 10 قرائت انجام شده روي سندان كاليبراسيون

براي تعيين سختي اشميت با توجه به اينكه احتمال وجود خطا در مقادير پايين بيشتر است، ابتدا نيمي از داده ها كه كمترين مقدار را دارند حذف شده و از بقيه داده ها ميانگين گرفته مي شود. اين ميانگين در ضريب تصحيح ضرب شده و عدد حاصل به عنوان سختي واجهشي اشميت در نظر گرفته مي شود . با استفاده از سختي واجهشي اشميت ، مي توان بر اساس جداول ارائه شده توسط كارخانه سازنده و زاويه برخورد چكش به نمونه ، مقاومت فشاري سنگ را تخمين زد.


دقت و خطا :
فاصله بزرگترين و كوچكترين اعداد قرائت شده نبايد بيش از 12 واحد اختلاف داشته باشند . تخمين ميزان خطا ممكن نيست.


گزارش نتايج :
- تاريخ و زمان آزمايش
- توضيح دقيق مكانهاي انجام آزمايش و ابعاد عضو مورد بررسي
- توصيف اختلاط بتن و ابعاد درشت دانه
- مقاومت مشخصه بتن
- مشخصات سطح : سطح پودر شده يا ترك دار، پشت بند بودن سطح آزمايش ، نحوه قالب گيري ، نحوه آماده كردن سطح ، نحوه تماس با هوا و محيط اطراف
- مشخصات چكش : شماره سريال و ...
- دماي هوا
- زاويه چكش حين آزمايش
- ميانگين اعداد قرائت شده
- نكات مهم از جمله اعداد حذف شده و شرايط غير عادي


◄ منابع:
1-اورت هوک ؛ ترجمهي طاهريان؛ "مهندسي سنگ کاربردي" ، انتشارات دهخدا، چاپ اول
2-وتوکوري؛ ترجمه ي محمد فاروق حسيني؛ "در آمدي بر مکانيک سنگ" ، نشر کتاب دانشگاهي، چاپ چهارم.
3-سيد رحمان ترابي؛ "مقدمهاي بر مکانيک سنگ" ، انتشارات دانشگاه شاهرود، چاپ اول.


گردآورنده : محمد مهدی مالکی

رودهدر (Roadheader)

رودهدر یکی از ماشین های بازویی برای حفر تونل ها می باشد که اجزای آن عبارتست از: بدنه ، بازو ، سرمته ، ناخن های حفار و سیستم بارگیری.
بدنه دستگاه مرکب از یک ارابه چرخ زنجیری است که تحرک آن را تامین میکند.
موتور اصلی دستگاه معمولا برقی است و توان کلی دستگاه بین 86 تا 625 کیلو وات می باشد.
بازو یکی از بخش های مهم ماشین آلات بازویی است که قابلیت حرکت در امتداد افقی و قائم و در بعضی ماشین ها جلو و عقب را دارد.


سرمته به طور کلی به دو دسته تقسیم می شود:
•سرمته با برش شعاعی که محور دوران سرمته در امتداد محور بازوست و قطر آن ها بین 50 تا 150 سانتی متر است
•سرمته با برش عرضی که محور دوران آن عمود بر محور بازو است.
سیستم بارگیری: مواد حفاری شده به وسیله خود ماشین جمع آوری و بارگیری می شود. تقریبا در تمام ماشین ها در جلو دستگاه یک سینی وجود دارد که سیستم بارگیری درون آن نصب می شود