क्रैंक (तंत्र)

एक क्रैंक एक घूर्णन शाफ्ट के समकोण पर जुड़ी एक भुजा है जिसके द्वारा शाफ्ट को परिपत्र गति प्रदान की जाती है या प्राप्त की जाती है। जब कनेक्टिंग छड़ के साथ जोड़ा जाता है, तो इसका उपयोग परिपत्र गति को प्रत्यागामी गति में परिवर्तित करने के लिए किया जा सकता है, या इसके विपरीत। हाथ शाफ्ट का एक मुड़ा हुआ हिस्सा हो सकता है, या एक अलग हाथ या उससे जुड़ी डिस्क हो सकती है। एक धुरी द्वारा क्रैंक के अंत में एक छड़ जुड़ी होती है, जिसे सामान्यतः पर कनेक्टिंग रॉड (कॉनरोड) कहा जाता है।

यह शब्द प्रायः एक मानव-संचालित क्रैंक को संदर्भित करता है जिसका उपयोग साइकिल क्रैंकसेट या ब्रेस और बिट ड्रिल के रूप में मैन्युअल रूप से धुरी को चालू करने के लिए किया जाता है। इस स्थिति में एक व्यक्ति का हाथ या पैर कनेक्टिंग रॉड के रूप में कार्य करता है, जो क्रैंक पर पारस्परिक बल लगाता है। सामान्यतः हाथ के दूसरे छोर पर एक बार यह लंबवत होता है, प्रायः स्वतंत्र रूप से घूमने योग्य हैंडल या पेडल संलग्न होता है।



उदाहरण


परिचित उदाहरणों में सम्मिलित हैं:

हाथ से संचालित क्रैंक

 * घूमता हुआ पहिया
 * यांत्रिक पेंसिल शापनर
 * मछली पकड़ने की रील और केबल, तार, रस्सियों आदि के लिए अन्य रील।
 * पुरानी कारों के लिए स्टार्टिंग हैंडल
 * मैन्युअल रूप से संचालित कार की खिड़की
 * बढ़ई का ब्रेस (उपकरण) एक मिश्रित क्रैंक है।
 * क्रैंक सेट जो अपने हैंडल के माध्यम से एक हाथ से चलाता है।
 * हाथ चरखी

पैर से संचालित क्रैंक

 * क्रैंकसेट जो पैडल के माध्यम से साइकिल को चलाता है।
 * ट्रेडल सिलाई मशीन

इंजन
लगभग सभी प्रत्यागामी इंजन पिस्टन के आगे-पीछे की गति को घूर्णी गति में बदलने के लिए क्रैंक (कनेक्टिंग रॉड के साथ) का उपयोग करते हैं। क्रैंक को क्रैंकशाफ्ट में सम्मिलित किया गया है।

चीन
यह सोचा गया था कि सबसे पुराने असली क्रैंक हैंडल का प्रमाण हान युग के चमकता हुआ-मिट्टी के बर्तन के मकबरे के मॉडल में पाया गया था, जो 200 ईस्वी के बाद का नहीं था, लेकिन तब से इसी तरह के मिट्टी के बर्तनों के मॉडल की एक श्रृंखला के साथ क्रैंक द्वारा संचालित फटकने वाले पंखों का पता लगाया गया था, जिनमें से एक पश्चिमी हान राजवंश (202 ईसा पूर्व - 9 ईस्वी) का है।  इतिहासकार लिन व्हाइट ने 1462 के एक चीनी क्रैंक-एंड-कनेक्टिंग रॉड के एक संदर्भ का उल्लेख करते हुए कहा कि चीनी क्रैंक को 'अन्य युक्तियों में परिपत्र गति में बदलने के लिए आवेग नहीं दिया गया। यद्यपि, बाद के प्रकाशनों से पता चलता है कि चीनी न केवल क्रैंक का इस्तेमाल करते थे, बल्कि पश्चिमी हान राजवंश (202 ईसा पूर्व - 9 ईस्वी) में भी क्वार्न के संचालन के लिए क्रैंक-एंड-कनेक्टिंग रॉड का इस्तेमाल करते थे। अंततः क्रैंक-और-कनेक्टिंग छड़ो का उपयोग अन्य अनुप्रयोगों जैसे कि आटा-छानने, ट्रेडल स्पिनिंग व्हील्स, पानी से चलने वाली भट्टी धौंकनी और रेशम-रीलिंग मशीनों के लिए अंतर-रूपांतरण या रोटरी और पारस्परिक गति में किया गया था।

चिरसम्मत पुरातनता
Roman crank handle, Augusta Raurica, Switzerland. Pic 01.jpg से रोमन क्रैंक हैंडल, जो दूसरी शताब्दी ईस्वी पूर्व का है हिएरापोलिस मिल के तल पर, एक चक्की दौड़ द्वारा खिलाए गए पानी का चक्का को गियर ट्रेन के माध्यम से दो फ्रेम आरी के माध्यम से शक्ति प्रदान करते हुए दिखाया गया है, जो आयताकार ब्लॉकों को किसी प्रकार की कनेक्टिंग छड़ो के माध्यम से और यांत्रिक आवश्यकता, क्रैंक के माध्यम से काटते हैं। साथ में शिलालेख ग्रीक भाषा में है। अन्य दो पुरातात्विक रूप से प्रमाणित आरा मिलों के क्रैंक और कनेक्टिंग रॉड तंत्र बिना गियर ट्रेन के काम करते थे। प्राचीन साहित्य में, चौथी शताब्दी के उत्तरार्ध के कवि ऑसोनियस द्वारा ट्रियर, अब जर्मनी के करीब पानी से चलने वाली संगमरमर की आरी के कामकाज का एक संदर्भ है; लगभग उसी समय, ये मिल प्रकार अनातोलिया के निसा के ईसाई संत ग्रेगरी द्वारा रोमन साम्राज्य के कई हिस्सों में जल-शक्ति के विविध उपयोग का प्रदर्शन करते हुए भी संकेतित प्रतीत होते हैं। तीनों खोजें क्रैंक और कनेक्टिंग रॉड के आविष्कार की तारीख को पूरी सहस्राब्दी तक पीछे धकेलती हैं: "क्रैंक और कनेक्टिंग रॉड सिस्टम के साथ, भाप इंजन के निर्माण के लिए सभी तत्व (1712 में खोजे गए) - हीरो के एओलिपाइल (भाप की शक्ति उत्पन्न करना), सिलेंडर] और पिस्टन (मेटल फ़ोर्स पंप में), नॉन-रिटर्न वाल्व (वाटर पंप में), गियरिंग (वॉटर मिल और घड़ियों में) — रोमन काल में जाने जाते थे.

With the crank and connecting rod system, all elements for constructing a steam engine (invented in 1712) — Hero's aeolipile (generating steam power), the cylinder and piston (in metal force pumps), non-return valves (in water pumps), gearing (in water mills and clocks) — were known in Roman times."

मध्य युग
रोटरी ग्रिंडस्टोन - उसका सबसे पुराना प्रतिनिधित्व - जो क्रैंक हैंडल द्वारा संचालित होता है, कैरोलिंगियन राजवंश पांडुलिपि यूट्रेक्ट साल्टर में दिखाया गया है; लगभग 830 का पेन ड्रॉइंग बाद के प्राचीन मूल में वापस जाता है। क्लूनी के मठाधीश ओडो (सीए. 878−942) के लिए वर्णित एक संगीत पथ एक पर्दायुक्त तार वाले वाद्य यंत्र का वर्णन करता है जिसे एक क्रैंक के साथ घुमाए गए घने पहिये द्वारा बजाया गया था; डिवाइस बाद में 12वीं सदी की दो प्रबुद्ध पांडुलिपियों में दिखाई देती है। फोर्टुना की इस और अगली सदी की अपनी नियति के चक्र को घुमाते हुए दो तस्वीरें भी हैं।

ट्रेपनेशन ड्रिल में क्रैंक हैंडल के उपयोग को स्पेनिश मुस्लिम सर्जन अबू अल-कासिम अल-ज़हरावी के क्रेडिट के लिए डिक्शनरीयर डेस एंटिकिटेस ग्रीक्स एट रोमेन्स के 1887 संस्करण में दर्शाया गया था; यद्यपि, इस तरह के एक उपकरण के अस्तित्व की पुष्टि मूल रोशनी से नहीं की जा सकती है और इस प्रकार इसे छूट दी जानी चाहिए। बेनेडिक्टिन भिक्षु थियोफिलस प्रेस्बिटेर (सी. 1070−1125) ने क्रैंक हैंडल का वर्णन "कास्टिंग कोर को मोड़ने में किया" था।

इटैलियन चिकित्सक गुइडो दा विगेवानो (सी. 1280-1349), एक नए धर्मयुद्ध की योजना बना रहे थे, उन्होंने एक पैडल बोट और युद्ध कैरिज के लिए चित्रण किया जो मैन्युअल रूप से मिश्रित क्रैंक और गियर व्हील (छवि का केंद्र) द्वारा संचालित थे। 1340 के आस-पास का लुट्रेल साल्टर, ग्रिंडस्टोन का वर्णन करता है जिसे दो क्रैंकों द्वारा घुमाया गया था, इसकी धुरी के प्रत्येक सिरे पर; गियर वाली हैंड-मिल, जो एक या दो क्रैंक के साथ संचालित होती है, 15वीं सदी में बाद में दिखाई दी।

मिडिवल क्रेन कभी-कभी क्रैंक द्वारा संचालित होते थे, यद्यपि अधिक बार विंडलैस (windlass) द्वारा।

पुनर्जागरण
15वीं शताब्दी की शुरुआत में क्रैंक यूरोप में सामान्यहो गया था, जिसे प्रायः जर्मन सैन्य इंजीनियर कोनराड क्येसर जैसे लोगों के कार्यों में देखा जाता है। काएसर के बेलिफ़ोर्टिस में दर्शाए गए उपकरणों में घेराबंदी वाले क्रॉसबो को फैलाने के लिए क्रैंक किए गए विंडलैस (स्पोक-व्हील्स के बजाय), पानी उठाने के लिए बाल्टी की क्रैंक वाली श्रृंखला और घंटियों के एक पहिये में लगे क्रैंक सम्मिलित हैं। क्येसर ने पानी उठाने के लिए आर्किमिडीज स्क्रू को एक क्रैंक हैंडल से भी सुसज्जित किया, यह एक नवीनता थी जिसने बाद में पाइप के चलने के प्राचीन अभ्यास को बदल दिया। क्रैंक के साथ एक अच्छी तरह से फहराने के लिए सबसे पहला प्रमाण c के लघुचित्र में पाया जाता है। 1425 मेंडल फाउंडेशन के जर्मन हॉसबच में।

बढ़ई के ब्रेस में यौगिक क्रैंक का पहला चित्रण 1420 और 1430 के बीच उत्तरी यूरोप की विभिन्न कलाकृतियों में दिखाई देता है। कंपाउंड क्रैंक को तेजी से अपनाने का पता ह्यूसाइट वॉर्स के एनोनिमस के कार्यों में लगाया जा सकता है, एक अज्ञात जर्मन इंजीनियर अपने समय की सैन्य तकनीक की स्थिति पर लिख रहा था: पहले, कनेक्टिंग-रॉड, क्रैंक पर लागू, फिर से प्रकट हुआ, दूसरा, डबल कंपाउंड क्रैंक भी कनेक्टिंग-छड़ो से लैस होने लगे और तीसरा, इन क्रैंक्स को 'डेड-स्पॉट' पर लाने के लिए फ्लाईव्हील का इस्तेमाल किया गया।

एनोनिमस ऑफ द हसाइट वॉर्स के चित्रों में से एक नाव को प्रत्येक छोर पर चप्पू-पहियों की जोड़ी के साथ दिखाता है जो पुरुषों द्वारा संचालित यौगिक क्रैंक (ऊपर देखें) द्वारा चालू किया गया है। 1463 में इटालियन इंजीनियर और लेखक रॉबर्ट वाल्टुरियो द्वारा इस अवधारणा में काफी सुधार किया गया था, जिन्होंने पांच सेटों के साथ एक नाव तैयार की थी, जहां समानांतर क्रैंक सभी एक कनेक्टिंग-रॉड द्वारा एक ही शक्ति स्रोत से जुड़ जाते हैं, एक विचार उनके देश-बंध द्वारा भी लिया गया था जॉर्ज के फ्रांसिस।

पुनर्जागरण इटली में, यौगिक क्रैंक और कनेक्टिंग-रॉड का सबसे पहला प्रमाण टैकोला की स्केच पुस्तकों में पाया जाता है, लेकिन यंत्र अभी भी यांत्रिक रूप से गलत समझा जाता है। सम्मिलित क्रैंक गति की अच्छी समझ थोड़ी देर बाद पिसानेलो को प्रदर्शित करती है जिसने एक पानी के पहिये द्वारा संचालित एक पिस्टन-पंप को चित्रित किया और दो साधारण क्रैंक और दो कनेक्टिंग-रॉड द्वारा संचालित किया।

15वीं शताब्दी में क्रैंकड रैक-एंड-पिनियन उपकरणों का आरम्भ भी हुआ, जिन्हें क्रेनक्विंस कहा जाता है, जो क्रॉसबो के स्टॉक में मिसाइल हथियार को फैलाने के दौरान और भी अधिक बल लगाने के साधन के रूप में लगाए गए थे (दाएं देखें)। कपड़ा उद्योग में, सूत को घुमावदार करने के लिए क्रैंक वाली रीलों को पेश किया गया।

1480 के आसपास, प्रारंभिक मध्यकालीन रोटरी ग्राइंडस्टोन को ट्रेडल और क्रैंक तंत्र के साथ सुधारा गया था। 1589 की एक जर्मन उत्कीर्णन में पहली बार पुश-कार्ट पर लगे क्रैंक दिखाई देते हैं।

16 वीं शताब्दी के बाद से, मशीन डिजाइन में एकीकृत क्रैंक और कनेक्टिंग छड़ो के प्रमाण इस अवधि के तकनीकी ग्रंथों में प्रचुर मात्रा में हो जाते हैं: एगोस्टिनो रामेली की 1588 की द डाइवर्स एंड आर्टिफैक्टिशियस मशीन्स अकेले अठारह उदाहरणों को दर्शाती है, एक संख्या जो थिएट्रम मैकिनेरम नोवम में उभरती है जॉर्ज एंड्रियास बॉक्लर को 45 अलग-अलग मशीनों के लिए, कुल का एक तिहाई।

मध्य पूर्व
वह क्रैंक 9वीं शताब्दी के मध्य में बानू मूसा बंधुओं द्वारा अपनी बुक ऑफ इनजेनियस डिवाइसेस में वर्णित कई हाइड्रोलिक उपकरणों में प्रकट होता है। हालांकि, इन उपकरणों ने केवल आंशिक घुमाव बनाए और अधिक शक्ति संचारित नहीं कर सके, हालांकि इसे एक क्रैंकशाफ्ट में बदलने के लिए केवल एक छोटे से संशोधन की आवश्यकता होगी।

अल-जजारी (1136-1206) ने अपनी दो जल-उठाने वाली मशीनों में घूमने वाली मशीन में क्रैंक और कनेक्टिंग रॉड प्रणाली का वर्णन किया। उनके युग्म सिलेंडर पंप में एक क्रैंकशाफ्ट सम्मिलित था। इस्लामिक तकनीक में अल-जज़ारी के बाद सनकी 15वीं शताब्दी की शुरुआत तक प्राचीन ग्रीक इंजीनियर हीरो ऑफ अलेक्जेंड्रिया के यांत्रिकी की प्रतिलिपि तक नहीं मिल पाए थे।

20वीं सदी
20वीं सदी की शुरुआत में कुछ मशीनों में पहले क्रैंक सामान्य थे; उदाहरण के लिए, 1930 के दशक से पहले के लगभग सभी फोनोग्राफ क्लॉकवर्क मोटर्स द्वारा क्रैंक के साथ घाव किए गए थे। प्रत्यागामी पिस्टन इंजन रैखिक पिस्टन गति को घूर्णी गति में परिवर्तित करने के लिए क्रैंक का उपयोग करते हैं। 20वीं सदी की शुरुआत में ऑटोमोबाइल के आंतरिक दहन इंजन आमतौर पर इलेक्ट्रिक स्टार्टर्स के सामान्य उपयोग में आने से पहले हैंड क्रैंक्स (यूके (ब्रिटेन) में स्टार्टिंग हैंडल्स के रूप में जाने जाते हैं) से शुरू किए गए थे। अंतिम कार मॉडल जिसमें क्रैंक सम्मिलित था, सिट्रोएन 2CV 1948-1990 था ।

1918 आरईओ (Reo) मोटर कार कंपनी के मालिक के मैनुअल में वर्णन किया गया है कि ऑटोमोबाइल को कैसे क्रैंक किया जाए:


 * पहला: सुनिश्चित करें कि गियर शिफ्टिंग लीवर तटस्थ स्थिति में है।


 * दूसरा: क्लच पेडल अनलैच है और क्लच लगा हुआ है। जहां तक संभव हो ब्रेक पैडल को पीछे के पहिये पर ब्रेक लगाकर आगे बढ़ाया जाता है।


 * तीसरा: देखें कि स्पार्क कंट्रोल लीवर, जो दाहिनी ओर स्टीयरिंग व्हील के शीर्ष पर स्थित छोटा लीवर है, ड्राइवर की ओर जितना संभव हो उतना पीछे है और कार्बोरेटर को नियंत्रित करने वाले स्टीयरिंग कॉलम के शीर्ष पर लंबा लीवर है। अपनी मंद स्थिति से लगभग एक इंच आगे धकेल दिया।


 * चौथा: ज्वलन स्विच को बिंदु "बी" या "एम" के रूप में चिह्नित करें


 * पांचवां: स्टीयरिंग कॉलम पर कार्बोरेटर नियंत्रण को "स्टार्ट" चिह्नित बिंदु पर सेट करें। सुनिश्चित करें कि कार्बोरेटर में गैसोलीन है। कार्बोरेटर के बाढ़ आने तक कटोरे के सामने से छोटे पिन को दबाकर इसका परीक्षण करें। यदि यह बाढ़ में विफल रहता है तो यह दर्शाता है कि कार्बोरेटर को ईंधन ठीक से नहीं पहुंचाया जा रहा है और मोटर के शुरू होने की उम्मीद नहीं की जा सकती है। निर्वात टंकी को भरने के लिए पृष्ठ 56 पर निर्देश देखें।


 * छठा: जब यह निश्चित हो जाए कि कार्बोरेटर में ईंधन की आपूर्ति है, तो स्टार्टिंग क्रैंक के हैंडल को पकड़ें, क्रैंक शाफ़्ट पिन के साथ शाफ़्ट को जोड़ने के लिए अंत में धक्का दें और एक त्वरित ऊपर की ओर खींचकर मोटर को चालू करें। कभी भी नीचे धक्का न दें, क्योंकि अगर किसी भी कारण से मोटर को पीछे हटना चाहिए, तो यह ऑपरेटर को संकट में डाल देगी।

क्रैंक धुरा
क्रैंक एक्सल एक क्रैंकशाफ्ट है जो एक एक्सल के उद्देश्य को भी पूरा करता है। इसका उपयोग स्टीम लोकोमोटिव पर सिलेंडरों के अंदर किया जाता है।

यह भी देखें

 * बीम इंजन - प्रमुख घटकों को जोड़ने के लिए रॉकिंग बीम का उपयोग करते हुए भाप इंजन का प्रारंभिक विन्यास
 * मानव शक्ति
 * स्लाइडर और क्रैंक तंत्र
 * स्लाइडर और क्रैंक तंत्र
 * स्लाइडर और क्रैंक तंत्र
 * स्लाइडर और क्रैंक तंत्र

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बाहरी कड़ियाँ

 * Crank highlight: Hypervideo of construction and operation of a four cylinder internal combustion engine courtesy of Ford Motor Company
 * Kinematic Models for Design Digital Library (KMODDL) - Movies and photos of hundreds of working mechanical-systems models at Cornell University. Also includes an e-book library of classic texts on mechanical design and engineering.