استفاده از طناب در تمدن های اولیه
طناب های ساخته شده از پوست، مو یا مواد گیاهی بخش مهمی از دستاوردهای اولیه تمدن بشری را تشکیل می دهند. قدیمی ترین تصاویر طناب مربوط به حدود 12000 تا 9000 سال قبل از میلاد است. بقایای طناب هایی که در فنلاند پیدا شده اند مربوط به دوره مزولیتیک (9000 تا 3000 سال قبل از میلاد) است و طناب های دیگری که در مصر از موی شتر ساخته شده اند بیش از 4000 سال قدمت دارند. برخی از نقاشی های دیواری در مصر (حدود 2000 سال قبل از میلاد) فرآیند تولید طناب از پاپیروس، چرم یا الیاف خرما را نشان می دهد.
طناب ها در تمدن های اولیه برای مقاصد مختلفی استفاده می شدند از جمله :
- شکار و ماهیگیری
- ساخت و ساز
- حمل و نقل
- ارتباطات
- جنگ
به عنوان مثال، طناب ها برای ساخت تله برای حیوانات، کشیدن سنگ ها و الوارها، و ساخت قایق و پل استفاده می شدند. طناب ها همچنین برای برقراری ارتباط از راه دور، مانند ارسال سیگنال های دود یا آتش، استفاده می شدند. علاوه بر این، طناب ها در جنگ برای ساخت سلاح و ابزار محاصره استفاده می شدند. نهایتاً استفاده از طناب در تمدن های اولیه از اهمیت بالایی برخوردار بود و نقش مهمی در توسعه جوامع بشری ایفا کرد.
طناب در قرون وسطی
.در سال 1586، استاد سازنده پاپ، فردریکو فونتانا، بر برپای یک ستون در میدان سنت پیتر در رم نظارت می کند. پس از ماه ها برنامه ریزی، سنگ 327 تنی با همکاری خارق العاده بیش از 900 نفر، 75 اسب و با کمک تعدادی زیادی از سیستم های رسی برپا می شود
.به طور قابل توجهی اهمیت طناب را به عنوان وسیله ای برای حمل و نقل در معادن زمان خود نشان می دهد "De re metallica" (1556) آگریکولا در اثر معروف خود
.لئوناردو داوینچی، نابغه فناوری قرن پانزدهم و شانزدهم، دو طرح از ماشین آلات تولید طناب را ترسیم کرد که مانند بسیاری دیگر از اختراعات او، هرگز ساخته نشدند. در آثار او همچنین می توان طرحی از یک قالب برای ساخت سیم آهنی پیدا کرد که تولید سیم بکسل را امکان پذیر می کرد
.مهارت ساخت طناب پس از تکمیل شدن در دوران باستان، تقریباً به مدت 2000 سال بدون تغییر باقی ماند، به طوری که حدود 200 سال پیش طناب ها به همان روشی که در آغاز دوران مسیحیت ساخته می شدند، ساخته می شدند
طناب ها در قرون وسطی نقش مهمی در توسعه اقتصادی و اجتماعی ایفا کردند و برای مقاصد مختلفی استفاده شدند از جمله :
- کشاورزی و جنگل داری
- حمل و نقل دریایی و زمینی
- ساخت و ساز
- استخراج معادن
- جنگ
به عنوان مثال، طناب ها برای کشیدن گاوآهن، بادبان کشتی ها، بالا بردن سنگ ها و الوارها، و ساخت ابزارهای حفاری استفاده می شدند. طناب ها همچنین در جنگ برای ساخت سلاح و ابزار محاصره استفاده می شدند.
علاوه بر این، طناب ها در توسعه اکتشافات جغرافیایی نقش مهمی ایفا کردند. طناب ها برای ساخت کشتی ها و بادبان ها، و همچنین برای بالا بردن و پایین آوردن لنگر استفاده می شدند. نهایتاً استفاده از طناب در قرون وسطی از اهمیت بالایی برخوردار بود و نقش مهمی در توسعه جوامع بشری ایفا کرد.
جرثقیل ها در سال های اخیر پیشرفت زیادی داشته اند. در گذشته، جابجایی اجسام سنگین دشوار و خطرناک بود. اما امروزه، جرثقیل هایی با ظرفیت حمل 1000 تن رایج هستند و شرکت های اجاره جرثقیل مشهور می توانند به راحتی اجزای سازه ای با وزن چند صد تن را جابجا کنند. این امر امکان ساخت سازه های بزرگتر و پیچیده تر را فراهم کرده است و همچنین فرآیند ساخت را ایمن تر و کارآمدتر کرده است و نهایتاً جرثقیل های امروزی با ظرفیت حمل 1000 تن، جابجایی اجزای سازه ای با وزن چند صد تن را به کاری ساده تبدیل کرده اند.
طناب آلبرت
در اوایل قرن نوزدهم، از طناب های کنفی و زنجیرهای آهنی برای بالا بردن بار در معادن استفاده می شد. طناب های کنفی گران بودند و فقط می توانستند در معادن خشک استفاده شوند. زنجیرهای آهنی نیز برای استفاده ایمن نبودند، زیرا خرابی یک حلقه به معنای سقوط بار بود. بین سال های 1824 و 1838، یک مهندس معدن به نام آلبرت از کلوستال آلمان به طور مداوم در تلاش برای بهبود حمل و نقل در معادن بود. او متوجه مزیت طناب های کنفی شد که در آن عناصر تحمل بار به صورت موازی قرار دارند. اما او همچنین مزایای استحکام کششی بالاتر زنجیرهای آهنی را می دید. تلاش او برای ترکیب مزایای این دو وسیله بالا بردن، نقطه تولد سیم بکسل را رقم زد. آلبرت با پیچاندن تعدادی رشته سیم فولادی به دور هم، سیم بکسلی را اختراع کرد که هم قوی و هم انعطاف پذیر بود. سیم بکسل آلبرت در سال 1834 برای اولین بار در معدن کارولین کلاوستال استفاده شد و به سرعت جایگزین طناب های کنفی و زنجیرهای آهنی شد.
سیم بکسل آلبرت یک اختراع انقلابی بود که به طور قابل توجهی ایمنی و کارایی معدن کاری را بهبود بخشید. سیم بکسل همچنین در بسیاری از صنایع دیگر مانند ساخت و ساز، حمل و نقل و جنگلداری نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
امروزه، سیم بکسل یکی از پرکاربردترین وسایل حمل و نقل در جهان است. سیم بکسل در طیف گسترده ای از کاربردها مورد استفاده قرار می گیرد، از جمله:
- بالا بردن بار در معادن و سازه ها
- کشیدن کشتی ها و قطارها
- ساخت پل ها و ساختمان ها
- جابجایی مواد در کارخانه ها و انبارها
سیم بکسل آلبرت اختراعی ساده اما بسیار موثر بود که نقش مهمی در توسعه انقلاب صنعتی ایفا کرد. سیم بکسل امروزه نیز به طور گسترده ای استفاده می شود و یکی از اجزای ضروری بسیاری از صنایع مدرن است.
در زمان آلبرت، تولید سیم‌های آهنی بسیار پرهزینه بود. ابتدا تکه‌های کوچک آهنی را با چکش به شکلی کشیده در می‌آوردند و سپس، پس از تیز کردن یک سر آنها، به طور متوالی از سوراخ‌های یک قالب که به تدریج نازک‌تر می‌شد، کشیده می‌شدند تا اینکه سرانجام به قطر مورد نظر می‌رسیدند.
در آن زمان، بسیاری از سیم‌کش‌ها تمام روز کاری خود را روی یک تاب می‌گذراندند. پس از اینکه تاب را به حرکت درآوردند، سر سیم بیرون‌زده از قالب را با یک انبر می‌گرفتند و با استفاده از انرژی ذخیره‌شده در حرکت، آن را به تدریج بیرون می‌کشیدند. البته تاب به طور ناگهانی کند می‌شد، بنابراین باید قبل از تکرار فرآیند، "شارژ" می‌شد.
اگر نیروی آب برای راه‌اندازی یک میز سیم‌کش در دسترس بود، تولید سیم‌ها کمتر خسته‌کننده بود. به طور معمول، این میز شامل یک قرقره پرداخت، یک قالب و یک قرقره کشش هدایت‌شده بود.
خلاصه :
آلبرت، مهندس معدن آلمانی، در سال 1834 اولین سیم‌بکسل را اختراع کرد. سیم‌بکسل از چندین رشته سیم فولادی تشکیل شده است که به دور هم پیچیده شده‌اند. این اختراع انقلابی در تولید سیم‌های آهنی ایجاد کرد و باعث شد سیم‌ها ارزان‌تر و قوی‌تر شوند. سیم‌بکسل امروزه در طیف گسترده‌ای از کاربردها استفاده می‌شود، از جمله ساخت‌وساز، معدن، حمل‌ونقل و تولید.
تصور کنید دنیایی بدون سیم‌بکسل. ما نمی‌توانیم آسمان‌خراش‌ها یا پل‌های بلند بسازیم. ما نمی‌توانیم کالاها را به طور کارآمد یا ایمن حمل کنیم. ما نمی‌توانیم برای ساخت دنیای مدرن خود به منابعی که نیاز داریم، دسترسی پیدا کنیم.
اختراع سیم‌بکسل توسط آلبرت، دنیای ما را به مکانی بهتر تبدیل کرده است. این زندگی ما را ایمن‌تر و راحت‌تر کرده است. به ما کمک کرده است تا آینده‌ای بهتر برای خود و نسل‌های آینده بسازیم.
امروزه، قالب فلزی سخت جایگزین آهن کشیدن شده است و چرخ آب با موتور جریان مستقیم جایگزین شده است. علاوه بر این، ماشین‌های مدرن چندین مرحله کشیدن را مستقیماً پشت سر هم در یک چرخه عملیات انجام می‌دهند. گرمای تولید شده در فرآیند تغییر شکل سیم از طریق سیستم خنک کننده دفع می شود. اما اساساً ماشین های سیم کشی مدرن از همان عناصری تشکیل شده اند که در زمان مهندس معدن آلبرت وجود داشت.
اولین سیم بکسل در تاریخ جهان دارای قطر 18 میلی متر بود. این سیم از سه رشته با چهار سیم در هر رشته تشکیل شده بود که قطر هر کدام حدود 3.50 میلی متر بود و به صورت دستی پیچ خورده بود.
خلاصه:
ماشین های سیم کشی مدرن شاهکارهای مهندسی هستند. آنها می توانند سیم بکسل با طیف گسترده ای از قطرها و مقاومت ها را با دقت و کارایی بسیار تولید کنند. استفاده از قالب های فلزی سخت، موتورهای جریان مستقیم و سیستم های خنک کننده، سیم کشی را به فرآیندی بسیار ایمن تر و کارآمدتر از گذشته تبدیل کرده است.
اولین سیم بکسل در سال 1834 توسط آلبرت، مهندس معدن آلمانی ساخته شد. این یک کار ساده بود، متشکل از سه رشته سیم با چهار سیم در هر رشته، که به صورت دستی پیچ خورده بود. اما این یک اختراع انقلابی بود و راه را برای توسعه فناوری سیم بکسل مدرن هموار کرد.
امروزه، سیم بکسل در طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شود، از جمله ساخت و ساز، معدن، حمل و نقل و تولید. این یک ماده ضروری در بسیاری از صنایع مدرن است و برای ساخت و نگهداری زیرساخت هایی که هر روز به آنها متکی هستیم استفاده می شود.
در تاریخ 23 ژوئیه 1834، طناب سیمی ژولیوس ویلهلم آلبرت برای اولین بار در چاه 484 متری معدن کارولینه نزدیک کلوستال آزمایش شد. این آزمایش موفقیت آمیز بود و طناب سیمی دارای شش برابر ظرفیت بارگیری یک طناب کنف با همان قطر و چهار برابر ظرفیت بارگیری یک زنجیر هشت برابر وزن آن بود. علاوه بر این، فقط یک سوم فضای مورد نیاز یک زنجیر را روی درام اشغال می کرد.
مهمترین مزیت طناب سیمی برای بهره برداران معدن این بود که خرابی قریب الوقوع وسایل بالابری توسط شکست های سیمی تکی به خوبی از قبل نشان داده می شد. این بدان معنا بود که یک قسمت معیوب می تواند با گره زدن تعمیر شود یا کل طناب می تواند به موقع دور انداخته شود، که از بروز حوادث جلوگیری می کرد.
در حالی که در آن زمان تمام طناب های فیبری با لایه منظم ساخته می شدند، آلبرت برای طناب سیمی خود لایه لانگ را انتخاب کرد. این بدان معنا بود که سیم های بیرونی شرایط پشتیبانی مطلوبی را روی قرقره های هدایت پیدا می کردند و در جایی که با رشته های مجاور خود در داخل طناب تماس پیدا می کردند کاملاً موازی بودند. در نتیجه، اولین طناب سیمی جهان کاملاً عاری از سیم های متقاطع بود.
در طناب سیمی آلبرت، تمام سیم ها از یک ماده خام، دارای قطر یکسان و تحت شرایط یکسان تولید می شدند. علاوه بر این، تمام سیم های طناب سیمی آلبرت را می توان از بیرون بازرسی کرد. این ویژگی آخر است که اولین طناب سیمی در تاریخ را از تمام طرح های طناب بعدی متمایز می کند و بنابراین آقای آلبرت شایسته جایگاهی افتخاری در میان بزرگترین مخترعان زمان های مدرن است.
ژولیان ویلهلم آلبرت در 22 آوریل 1787 در کلوستال آلمان متولد شد. وی از سال 1803 تا 1806 در دانشگاه گوتینگن حقوق خواند. در سال 1806 به وی پیشنهاد شغلی در اداره معدن کلوستال داده شد. به لطف شایستگی او، در سال 1807 به مشاور قضایی منصوب شد و در سال بعد به ریاست اداره معدن رسید. در سال 1812 عنوان "برگ رات" به وی اعطا شد و در سال 1835 پس از اختراع پیشگامانه خود دوباره ارتقا یافت ("اوبربر رات").
آلبرت پس از بیماری شدید، در شب 4 تا 5 ژوئیه 1846 درگذشت، حتی 60 سال هم نداشت.
در مقاله خود با عنوان "Die Anfertigung von Treibseilen aus geflochtenem Eisendrath" (تولید طناب های بالابری معدن از سیم های بافته شده)، که در مجله معدنی پیشرو آن زمان "Karstens Archiv" منتشر شد، آلبرت به تفصیل در مورد طراحی اولین طناب سیمی، فرآیند تولید و تجربیات خود در حین آزمایش آن توضیح داد. به این ترتیب، او به همه کسانی که در سراسر جهان علاقه مند به این موضوع بودند، امکان تولید طناب های سیمی خود را با همان طراحی بدون نیاز به طی تمام آزمایشات را فراهم کرد. او همچنین اولین آزمایشات خستگی خمشی طناب های سیمی را انجام داد و راه را برای طناب های چهار رشته ای و شش رشته ای هموار کرد. امروزه این آزمایشات به عنوان اولین آزمایشات خستگی که تاکنون بر اساس علمی انجام شده است، شناخته می شوند.
معرفی هسته فیبر و بهبود کیفیت و قیمت ناشی از بستن مکانیکی طناب های سیمی منجر به گسترش بسیار سریع طناب های آهنی در اروپا و آمریکای شمالی شد.
خلاصه:
ژولیان ویلهلم آلبرت در سال 1834 اولین طناب سیمی را اختراع کرد. طناب سیمی او بهبود قابل توجهی نسبت به طناب های فیبری موجود بود، زیرا ظرفیت بارگیری بسیار بالاتری داشت و کمتر احتمال خرابی داشت. طناب سیمی آلبرت همچنین اولین طناب سیمی بود که کاملاً عاری از سیم های متقاطع بود، که آن را بادوام تر و کمتر مستعد سایش و پارگی می کرد.
طناب سیمی آلبرت به سرعت در اروپا و آمریکای شمالی محبوب شد و هنوز هم امروز در طیف وسیعی از کاربردها استفاده می شود. اختراع آلبرت به عنوان یکی از مهمترین نقاط عطف در تاریخ معدن و مهندسی در نظر گرفته می شود.