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स्प्लाइन शाफ्ट में विभिन्न प्रकार के स्प्लाइन
स्प्लाइन शाफ्ट एक मशीनी पुर्जा है जिसमें आंतरिक और बाह्य स्प्लाइन होते हैं। स्प्लाइन चार अलग-अलग तरीकों से बनाए जाते हैं: इनवोल्यूट, पैरेलल, सेरेटेड और बॉल। इस लेख में आप प्रत्येक प्रकार के स्प्लाइन के बारे में अधिक जान सकते हैं। स्प्लाइन शाफ्ट चुनते समय, अपने उपयोग के लिए सही शाफ्ट का चुनाव करना सुनिश्चित करें। विभिन्न प्रकार के स्प्लाइन और वे शाफ्ट के प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करते हैं, इसके बारे में जानने के लिए आगे पढ़ें।
इनवोल्यूट स्प्लाइन्स
स्प्लाइन शाफ्ट में इनवोल्यूट स्प्लाइन का उपयोग यांत्रिक असेंबली को सुरक्षित और विस्तारित करने के लिए किया जाता है। ये चिकने, अंदर की ओर मुड़े हुए खांचे होते हैं जो संचालन के दौरान अलग होने से रोकते हैं। इनवोल्यूट स्प्लाइन वाला शाफ्ट अक्सर शाफ्ट की लंबाई से अधिक लंबा होता है। यह विशेषता अधिक अक्षीय गति की अनुमति देती है। यह कई अनुप्रयोगों, विशेष रूप से गियरबॉक्स में, लाभकारी है।
इनवोल्यूट स्प्लाइन एक आकारित स्प्लाइन है, जो समानांतर स्प्लाइन के समान होती है। यह कोणीय होती है और इसमें दांत होते हैं जो एक सर्पिल पैटर्न बनाते हैं, जिससे रेखीय और घूर्णी गति संभव होती है। इसके किनारों पर बने खांचे इसे अन्य स्प्लाइनों से अलग करते हैं। इसका ऊपरी भाग भी सपाट होता है। यह कपलर और अन्य अनुप्रयोगों के लिए एक अच्छा विकल्प है जहां कोणीय गति आवश्यक होती है।
इनवोल्यूट स्प्लाइन्स को उनके आकार के कारण इनवोल्यूट टीथ भी कहा जाता है। ये ऊपर से चपटे और किनारों से घुमावदार होते हैं। ये टीथ आंतरिक या बाह्य हो सकते हैं। परिणामस्वरूप, इनवोल्यूट स्प्लाइन्स अधिक सतह संपर्क प्रदान करते हैं, जिससे तनाव और थकान कम करने में मदद मिलती है। आकार चाहे जो भी हो, इनवोल्यूट स्प्लाइन्स को आमतौर पर मशीनिंग और फिटिंग में आसानी होती है।
इनवोल्यूट स्प्लाइन एक प्रकार की स्प्लाइन होती हैं जिनका उपयोग स्प्लाइन शाफ्ट में किया जाता है। इन स्प्लाइनों के व्यास के आधार पर इनके अलग-अलग नाम होते हैं। उदाहरण के लिए, 32-दांतों वाली मेल स्प्लाइन, 2,500-दांतों वाली मॉड्यूल और 30 डिग्री प्रेशर एंगल के लिए नाम दिए गए हैं। फीमेल स्प्लाइन, जिसे फिललेट रूट स्प्लाइन भी कहते हैं, का उपयोग स्प्लाइन शाफ्ट के व्यास को दर्शाने के लिए किया जाता है।
स्प्लाइन की प्रभावी दांत की मोटाई कीवे की संख्या और स्प्लाइन के प्रकार पर निर्भर करती है। स्प्लाइन शाफ्ट में इनवोल्यूट स्प्लाइन को इस तरह से डिज़ाइन किया जाना चाहिए कि कपलिंग के दौरान स्प्लाइन के 25 से 50 प्रतिशत दांत आपस में जुड़ सकें। इनवोल्यूट स्प्लाइन को बिना दरार पड़े भार सहन करने में सक्षम होना चाहिए।
समानांतर स्प्लाइन
एक स्प्लाइन शाफ्ट पर समानांतर स्प्लाइन बनाने के लिए, एक या अधिक दांतों को दूसरे में फिट किया जाता है। नर स्प्लाइन को मादा स्प्लाइन के केंद्र में रखा जाता है। नर स्प्लाइन के दांत भी शाफ्ट अक्ष के समानांतर होते हैं, लेकिन सामान्य असंतुलन के कारण स्प्लाइन लुढ़कने और झुकने लगते हैं। यह कई औद्योगिक अनुप्रयोगों में आम है, और स्प्लाइन के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के कई तरीके हैं।
सामान्यतः, घूर्णनशील भाग में घर्षण को कम करने के लिए समानांतर स्प्लाइन का उपयोग किया जाता है। स्प्लाइन शाफ्ट पर स्प्लाइन का बाहरी सिरा भीतरी सिरे की तुलना में संकरा होता है, जिससे उनमें घिसावट की संभावना अधिक होती है। इस प्रकार की स्प्लाइन का उपयोग मशीनरी जैसे विभिन्न उद्योगों में किया जाता है और यह टॉर्क संचरण में अधिक दक्षता प्रदान करती है।
स्प्लाइन शाफ्ट पर इनवोल्यूट स्प्लाइन सबसे आम हैं। इनमें दांत समान दूरी पर होते हैं, इसलिए थकान के कारण इनमें दरार पड़ने की संभावना कम होती है। इन्हें काटना और फिट करना भी आसान होता है। हालांकि, ये सबसे अच्छे प्रकार की स्प्लाइन नहीं हैं। स्प्लाइन का चुनाव करने से पहले पैरेलल और इनवोल्यूट स्प्लाइन के बीच का अंतर समझना महत्वपूर्ण है।
स्प्लाइन और इनवोल्यूट स्प्लाइन में मुख्य अंतर खांचों के आकार का होता है। इनवोल्यूट स्प्लाइन आमतौर पर पैरेलल स्प्लाइन से बड़ी होती हैं। इस प्रकार की स्प्लाइन गियर के दांतों को अधिक टॉर्क प्रदान करती हैं और संचालन के दौरान तनाव को कम करती हैं। ये अधिक टिकाऊ भी होती हैं और इनका जीवनकाल लंबा होता है। और क्योंकि इनका उपयोग कृषि मशीनों में किया जाता है, इसलिए इस प्रकार के अनुप्रयोगों में ये आवश्यक हैं।
दांतेदार स्प्लाइन
दांतेदार शाफ्ट के कई फायदे हैं। इस प्रकार का शाफ्ट अत्यधिक समायोज्य होता है। इसके दांतों की अधिक संख्या अधिक टॉर्क उत्पन्न करने में सक्षम है, और इसकी कम चौड़ाई के कारण इसमें समायोजन की गुंजाइश अधिक होती है। ये विशेषताएं इस प्रकार के शाफ्ट को उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाती हैं जहां सटीकता अत्यंत महत्वपूर्ण है। नीचे इस प्रकार के शाफ्ट के कुछ लाभ सूचीबद्ध हैं। ये लाभ इसके कुछ ही फायदे हैं। इस प्रकार के शाफ्ट के बारे में अधिक जानें।
हॉबिंग की प्रक्रिया सस्ती और अत्यधिक सटीक होती है। यह बाहरी स्प्लाइन शाफ्ट के लिए उपयोगी है, लेकिन आंतरिक स्प्लाइन के लिए उपयुक्त नहीं है। इस प्रकार की प्रक्रिया शाफ्ट पर समकालिक आकार बनाती है, जिससे निर्माण चक्र कम हो जाता है और स्प्लाइन और थ्रेड के बीच सापेक्षिक चरण स्थिर हो जाता है। शाफ्ट को आकार देने के लिए इसमें ग्राइंडिंग व्हील का उपयोग किया जाता है। CZPT मैन्युफैक्चरिंग के पास सेरेटेड स्प्लाइन शाफ्ट का बड़ा स्टॉक है।
दांतेदार स्प्लाइन शाफ्ट के दांत शाफ्ट की पूरी परिधि पर हब के साथ जुड़ने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। शाफ्ट के दांत स्प्लाइन के चारों ओर समान रूप से फैले होते हैं, जिससे शाफ्ट की पूरी लंबाई पर कई दांतों का संपर्क बिंदु बनता है। इन विश्लेषणों के परिणाम आमतौर पर संतोषजनक होते हैं। लेकिन कुछ सीमाएँ भी हैं। सबसे पहले, दांतेदार स्प्लाइन शाफ्ट के स्प्लाइन का चुनाव सावधानीपूर्वक किया जाना चाहिए। यदि अनुप्रयोग में बड़े पैमाने पर विश्लेषण की आवश्यकता है, तो डिज़ाइन में संशोधन करना आवश्यक हो सकता है।
दांतेदार शाफ्ट की स्प्लाइन्स का उपयोग अन्य उद्देश्यों के लिए भी किया जाता है। इनका उपयोग किसी अन्य उपकरण को टॉर्क संचारित करने के लिए किया जा सकता है। ये घूर्णन-रोधी उपकरण के रूप में भी कार्य करती हैं और रैखिक गाइड के रूप में भी काम करती हैं। स्प्लाइन्स का डिज़ाइन और प्रकार दोनों ही स्प्लाइन्ड शाफ्ट के कार्य को निर्धारित करते हैं। ऑटोमोबाइल उद्योग में, इनका उपयोग वाहनों, एयरोस्पेस, अर्थ-मूविंग मशीनरी और कई अन्य उद्योगों में किया जाता है।
बॉल स्प्लाइन्स
यह आविष्कार बॉल-स्पिन शाफ्ट से संबंधित है। शाफ्ट में कई बॉल एक क्रम में व्यवस्थित होती हैं और लोड पाथ सेक्शन से क्रियात्मक रूप से जुड़ी होती हैं। ये बॉल पाथ पर निरंतर लुढ़क सकती हैं। यह आविष्कार बॉल बेयरिंग से भी संबंधित है। यहां, बॉल बेयरिंग कई प्रकार के गियर में से एक है। आगे बॉल बेयरिंग की विशेषताओं का वर्णन किया गया है।
बॉल-स्प्लाइन शाफ्ट असेंबली में कम से कम एक बॉल-स्प्लाइन ग्रूव और कई परिधीय स्टेप ग्रूव वाला शाफ्ट होता है। शाफ्ट को एक पहले होल्डिंग साधन में रखा जाता है जो अनुदैर्ध्य रूप से फैला होता है और दूसरे होल्डिंग साधन द्वारा घूर्णी रूप से पकड़ा जाता है। शाफ्ट और पहला होल्डिंग साधन दोनों एक दूसरे के सापेक्ष पहले ड्राइविंग साधन द्वारा संचालित होते हैं। बॉल-स्प्लाइन शाफ्ट का निर्माण कई तरीकों से किया जा सकता है।
बॉल स्प्लाइन शाफ्ट में घूमने वाली गेंदों वाला नट लगा होता है। यह नट इन खांचों में घूमता है जिससे सीधी गति मिलती है और घूर्णन नहीं होता। घूमने वाली गेंदों वाले नट से युक्त स्प्लाइन शाफ्ट घूर्णी गति भी प्रदान कर सकता है। बॉल स्प्लाइन शाफ्ट की भार वहन क्षमता बॉल बुशिंग की तुलना में अधिक होती है। इन्हीं कारणों से बॉल स्प्लाइन कई अनुप्रयोगों के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प है।
इस आविष्कार में, एक वाहक उपकरण 40 के नीचे एक बॉक्स में दो बॉल-स्पिन शाफ्ट रखे गए हैं। दोनों शाफ्ट भुजा 50 की अनुदैर्ध्य रेखा के अनुदिश फैले हुए हैं। प्रत्येक शाफ्ट का एक सिरा स्लाइड ब्लॉक 56 द्वारा घूर्णनशील रूप से समर्थित है। स्लाइड ब्लॉक में एक सपोर्ट आर्म 58 भी है जो कैंटिलीवर तरीके से केंद्र भुजा 50 को सहारा देता है।
सेक्टर नो-गो गेज
नो-गो गेज एक ऐसा उपकरण है जो स्प्लाइन शाफ्ट की ओवरसाइज़ स्थिति की जांच करता है। शाफ्ट को हटाए बिना ही स्प्लाइन शाफ्ट की ओवरसाइज़ स्थिति का पता लगाने का यह एक प्रभावी तरीका है। यह बाहरी स्प्लाइन और सेरेशन को मापता है। नो-गो गेज 19 मिमी से 130 मिमी तक के आकार में 25 मिमी की प्रोफाइल लंबाई के साथ उपलब्ध है।
सेक्टर नो-गो गेज में व्यास के विपरीत दिशा में स्थित दांतों के दो समूह होते हैं। इनके बीच की दूरी अधिकतम चौड़ाई तक सीमित होती है और दांतों की मोटाई पूर्व निर्धारित सहनशीलता के भीतर होनी चाहिए। यदि स्प्लाइन को पिन से मापा जाए तो यह गेज सहनशीलता से बाहर होगा। इस स्प्लाइन शाफ्ट के आयाम संबंधित ANSI या DIN मानकों में पाए जा सकते हैं।
गो-नो-गो गेज थ्रेड पिच व्यास के अंतिम निरीक्षण के लिए उपयोगी है। यह स्प्लाइन शाफ्ट और थ्रेडेड नट के लिए भी उपयोगी है। स्क्रू का थ्रेड गो-नो-गो गेज हेड के आकार से मेल खाना चाहिए ताकि कोई समस्या न हो। एक उच्च गुणवत्ता वाली मशीन का कोई विकल्प नहीं है। यह किसी भी स्प्लाइन शाफ्ट और फास्टनर निर्माता के लिए एक आवश्यक उपकरण है।
नो-गो गेज दांतों की मोटाई में बदलाव का पता लगा सकता है। इसे ISO17025 मानकों के अनुसार कैलिब्रेट किया जा सकता है और इसमें अन्य नो-गो गेज की तुलना में कई फायदे हैं। यह स्प्लाइन शाफ्ट की मोटाई का दृश्य संदर्भ भी प्रदान करता है। जब दांत आपस में मेल खाते हैं, तो शाफ्ट को स्थापना के लिए तैयार माना जाता है। यह एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। कुछ मामलों में, शाफ्ट स्प्लाइन की सटीक लंबाई निर्धारित करना असंभव होता है।
45 डिग्री का प्रेशर एंगल आमतौर पर एक्सल और टॉर्क देने वाले पुर्जों के लिए इस्तेमाल किया जाता है। टूल लाइफ के लिहाज से यह प्रेशर एंगल सबसे किफायती होता है, लेकिन इसमें स्प्लाइन 30 डिग्री एंगल की तरह आसानी से नहीं घूमती। 45 डिग्री की स्प्लाइन बाकी दोनों की तुलना में बड़ी होकर गिरने की संभावना ज्यादा होती है। अक्सर, इसका आकार उभरा हुआ भी होता है। 37.5 डिग्री का प्रेशर एंगल बाकी दोनों प्रेशर एंगल्स के बीच का एक संतुलित कोण है। इसका इस्तेमाल अक्सर तब किया जाता है जब स्प्लाइन शाफ्ट का मटेरियल सामान्य से ज्यादा कठोर होता है।
संपादक: सीजेएच 2023-02-24
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