गुलिका बेयरिंग: Difference between revisions

Latest revision as of 12:37, 10 November 2023

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गुलिका बेयरिंग के लिए कार्य सिद्धांत; लाल बिंदु घूर्णन की दिशा दर्शाते हैं।

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एक चार-बिंदु कोणीय-संपर्क गुलिका बेयरिंग।

File:Ball Bearing with Semi Transparent Cover.JPG

सुघट्य के उत्थापक के साथ स्केटबोर्ड चक्रों के लिए गुलिका बेयरिंग।

File:Ball bearing self aligning.gif

विंगकविस्ट का स्वतः संरेखी गुलिका बेयरिंग।

गुलिका बेयरिंग एक प्रकार का दोलन-तत्व बेयरिंग है जो बेयरिंग प्रबल धारा के मध्य विभाजन को बनाए रखने के लिए गुलिकाओं का उपयोग करता है।

एक गुलिका बेयरिंग का उद्देश्य घूर्णी घर्षण को कम करना, त्रिज्यीय और अक्षीय भार का समर्थन करना है। यह गुलिकाओं को सम्मिलित करने और गुलिकाओं के माध्यम से भार संचारित करने के लिए कम-से-कम दो प्रबल धाराओं का उपयोग करके इसे प्राप्त करता है। अधिकांश अनुप्रयोगों में, एक प्रबल धारा स्थिर होती है और दूसरी घूर्णी समन्वायोजन (जैसे, हब या शाफ़्ट) से जुड़ी होती है। जैसे ही एक बेयरिंग प्रबल धारा घूमती है, इससे गुलिकाएं भी घूमने लगती हैं, क्योंकि गुलिकाएं दोलन कर रही हैं, उनमें घर्षण का गुणांक बहुत कम होता है, यदि दो सपाट सतहें एक दूसरे के विरुद्ध विसर्पण कर रही हों।

गुलिकाओं और प्रबल धाराओं के मध्य छोटे संपर्क क्षेत्र के कारण गुलिका बेयरिंग में अन्य प्रकार के दोलन-तत्व बेयरिंग की तुलना में उनके आकार के लिए कम भार क्षमता होती है। हालांकि, वे आंतरिक और बाह्य प्रबल धाराओं के कुछ गलत संरेखण को सहन कर सकते हैं।

इतिहास

हालांकि बेयरिंग प्राचीन काल से विकसित किए गए थे, गुलिका बेयरिंग पर पहला आधुनिक अभिलेखित एकस्व फिलिप वॉन, एक वेल्श आविष्कारक और आयरनमैन को प्रदान किया गया था, जिन्होंने 1794 में कार्मार्थन में गुलिका बेयरिंग के लिए पहला प्रारूप बनाया था। उनका पहला आधुनिक गुलिका-बेयरिंग प्रारुप था, जिसमें गुलिका धुरी समन्वायोजन में एक खातिका के साथ चलती थी।^[1]

पेरिस के साइकिल यान्त्रिक जूल्स सूरीरे ने 1869 में पहली त्रिज्यीय रूप गुलिका बेयरिंग को रूपांकित किया था।^[2] जिसे फिर नवंबर 1869 में विश्व की पहली साइकिल सड़क प्रतिस्पर्धा, पेरिस-रूएन में जेम्स मूर द्वारा विजयी साइकिल प्रतिस्पर्धा में उपयुक्त किया गया था।^[3]

सामान्य प्रारुप

गुलिका बेयरिंग के कई सामान्य प्रारूप हैं, जिनमें से प्रत्येक विभिन्न प्रदर्शन दुविधा प्रस्तुत करता है। उन्हें कई अलग-अलग सामग्रियों से बनाया जा सकता है, जिनमें: जंगरोधी इस्पात, क्रोम इस्पात और मृत्तिका (सिलिकॉन नाइट्राइड (Si)₃N₄)) सम्मिलित हैं। एक संकरित गुलिका बेयरिंग मृत्तिका गुलिकाओं और धातुओं की प्रबल धाराओं के साथ एक बेयरिंग है।

कोणीय संपर्क

एक कोणीय संपर्क गुलिका बेयरिंग अक्षीय रूप से असममित प्रबल धाराओं का उपयोग करता है। एक अक्षीय भार बेयरिंग के माध्यम से एक सीधी रेखा में गुजरता है, जबकि एक त्रिज्यीय भार एक तिर्यक पथ लेता है जो प्रबल धाराओं को अक्षीय रूप से पृथक करने के लिए कार्य करता है। तो आंतरिक प्रबल धारा पर संपर्क का कोण वही है जो बाह्य प्रबल धाराओं पर है। कोणीय संपर्क बेयरिंग उन्नत समर्थन संयुक्त भार (त्रिज्यीय और अक्षीय दोनों दिशाओं में भरण हो रहा है) और बेयरिंग के संपर्क कोण को प्रत्येक के सापेक्ष अनुपात से मेल खाना चाहिए। संपर्क कोण जितना बड़ा होगा (सामान्यतः 10 से 45 डिग्री की सीमा में), अक्षीय भार उतना ही अधिक होगा, परन्तु त्रिज्यीय भार कम होगा। परिवर्त, प्रधार यन्त्र और दंत चिकित्सा उपकरण जैसे उच्च गति अनुप्रयोगों में, गुलिकाओं द्वारा उत्पन्न केन्द्रापसारक बल आंतरिक और बाह्य प्रबल धाराओं में संपर्क कोण को परिवर्तित करते हैं। सिलिकोन नाइट्राइड जैसे मृत्तिका का कम घनत्व (इस्पात का 40%) होने के कारण ऐसे अनुप्रयोगों में अब नियमित रूप से उपयोग किया जाता है। ये सामग्रियां केन्द्रापसारक बल को काफी कम करती हैं और उच्च तापमान वातावरण में अच्छी तरह से कार्य करती हैं। वे कांच या चीनी मिट्टी के बरतन की तरह टूटने या बिखरने के बजाय इस्पात को धारण करने के समान तरीके से विघर्षण करते हैं।

अधिकांश साइकिलें हेडसेट में कोणीय-संपर्क बेयरिंगों का उपयोग करती हैं क्योंकि इन बेयरिंगों पर बल त्रिज्यीय और अक्षीय दोनों दिशाओं में होते हैं।

अक्षीय

एक अक्षीय या अभिप्लवन गुलिका बेयरिंग के आस-पास के प्रबल धाराओं का उपयोग करती है। एक अक्षीय भार सीधे बेयरिंग के माध्यम से प्रेषित होती है, जबकि एक त्रिज्यीय भार अपूर्णतः समर्थित होती है और प्रबल धाराओं को पृथक करती है, ताकि एक बड़ा त्रिज्यीय भार बेयरिंग को क्षति पहुंचा सके।

गहन खातिका

एक गहन खातिका वाले त्रिज्यीय बेयरिंग में, प्रबल धाराओं के आयाम उसमें चलने वाली गुलिकाओं के आयामों के निकट होते हैं। गहन खातिका वाले बेयरिंग सतही खातिका की तुलना में अधिक भार का समर्थन करते हैं। कोणीय संपर्क बेयरिंगों की तरह, गहन खातिका वाले बेयरिंग त्रिज्यीय और अक्षीय भार दोनों का समर्थन करते हैं।

पूर्व-भारित युग्म

उपरोक्त आधारभूत प्रकार के बेयरिंग सामान्यतः पूर्व-भारित युग्म की एक विधि में अनुप्रयुक्त होते हैं, जहां दो अलग-अलग बेयरिंगों को एक दूसरे का सामना करने के लिए घूर्णी शाफ़्ट के साथ कठोर रूप से बांधा जाता है। यह बेयरिंग वाली गुलिकाओं और प्रबल धारा के मध्य आवश्यक साधारण निकासी (पूर्व-भारित) करके अक्षीय अग्रक्षेप में सुधार करता है। युग्मन भी भार को समान रूप से वितरित करने का लाभ प्रदान करती है, एकल बेयरिंग की तुलना में कुल भार क्षमता को लगभग दोगुना कर देती है। कोणीय संपर्क बेयरिंग लगभग सदैव विरोधी युग्म में उपयोग किए जाते हैं: प्रत्येक बेयरिंग का असममित प्रारुप केवल एक दिशा में अक्षीय भार का समर्थन करता है, इसलिए यदि अनुप्रयोग दोनों दिशाओं में समर्थन की मांग करता है तो एक विपरीत युग्म की आवश्यकता होती है। पूर्व-भारित बल को सावधानी से रूपांकित और एकत्र किया जाना चाहिए, क्योंकि यह बेयरिंगों की अक्षीय बल क्षमता से कटौती करता है और अत्यधिक प्रयुक्त होने पर बेयरिंगों को क्षति पहुंचा सकता है। युग्म तंत्र सीधे बेयरिंगों का सामना कर सकता है, या उन्हें वेशिका, बुशिंग या शाफ़्ट सुविधा से पृथक कर सकता है।

निर्माण के प्रकार

कॉनराड

कॉनराड-शैली के गुलिका बेयरिंग का नाम इसके आविष्कारक, रॉबर्ट कॉनराड के नाम पर रखा गया है, जिन्हें 1903 में ब्रिटिश एकस्व 12,206 और 1906 में अमेरिकी एकस्व 822,723 से सम्मानित किया गया था। इन बेयरिंग के आंतरिक चक्र को बाह्य चक्र के सापेक्ष एक विलक्षण स्थिति में रखकर एकत्र किया जाता है। एक बिंदु पर संपर्क में दो चक्रों के साथ, जिसके परिणामस्वरूप संपर्क बिंदु के विपरीत एक बड़ा अंतर होता है। गुलिकाओं को अंतराल के माध्यम से डाला जाता है और फिर समान रूप से बेयरिंग समन्वायोजनों के चारों ओर वितरित किया जाता है, जिससे चक्र संकेंद्रित हो जाते हैं। एक दूसरे के सापेक्ष अपनी स्थिति बनाए रखने के लिए गुलिकाओं को उत्थापको में उपयुक्त करके समन्वायोजन पूर्ण किया जाता है। उत्थापको के बिना, गुलिका अंततः संप्रबल धारान के पर्यन्त अपनी स्थिति से बाहर हो जाएगी, जिससे बेयरिंग विफल हो जाएगा। उत्थापको में कोई भार नहीं होता है और केवल गुलिका की स्थिति बनाए रखने के लिए कार्य करता है।

कॉनराड बेयरिंगों का लाभ यह है कि वे त्रिज्यीय और अक्षीय भार दोनों का सामना करने में सक्षम हैं, परन्तु गुलिकाओं की सीमित संख्या के कारण कम भार क्षमता की हानि होती है जिसे बेयरिंग समन्वायोजन में लोड किया जा सकता है। संभवतः सबसे परिचित औद्योगिक गुलिका बेयरिंग गहन खातिका कॉनराड शैली है। अधिकांश यांत्रिक उद्योगों में बेयरिंग का उपयोग किया जाता है।

खातिका-भरण

एक खातिका-भरण त्रिज्यीय बेयरिंग में, आंतरिक और बाह्य प्रबल धाराओं को अग्र भाग पर खांचदार किया जाता है ताकि जब नॉच संरेखित हों, तो बेयरिंग को एकत्र करने के लिए परिणामी खातिका में गुलिकाओं को सर्पण किया जा सके। एक खातिका-भरण बेयरिंग का यह लाभ है कि अधिक गुलिकाओं को एकत्र किया जा सकता है (यहां तक कि एक पूर्ण पूरक प्रारुप की अनुमति भी), जिसके परिणामस्वरूप समान आयामों और सामग्रियों के प्रकार के कॉनराड बेयरिंग की तुलना में उच्च त्रिज्यीय लोड क्षमता होती है। हालांकि, एक खातिका-भरण बेयरिंग एक महत्वपूर्ण अक्षीय भार नहीं ले सकता है और खातिका प्रबल धारा में एक असंतोष का कारण बनता है जो बल पर एक छोटा परन्तु प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है।

मुक्त प्रबल धारा

जैसा कि नाम से पता चलता है, मुक्त प्रबल धारा गुलिका बेयरिंग को 'सह्य' मिलता है या तो आंतरिक चक्रों का ओडी एक तरफ कम हो जाता है, या बाह्य चक्रों की आईडी एक तरफ बढ़ जाती है। यह अधिक संख्या में गुलिकाओं को या तो आंतरिक या बाह्य प्रबल धारा में एकत्र करने की अनुमति देता है और फिर शमन पर अन्वायोजन को बाध्य करता है। समन्वायोजन की सुविधा के लिए कभी-कभी बाह्य चक्र को गर्म किया जाएगा। खातिका-भरण निर्माण की तरह, सह्य प्रबल धारा निर्मित कॉनराड निर्माण की तुलना में पूर्ण पूरक सहित गुलिकाओं की अधिक संख्या की अनुमति देता है और अतिरिक्त गुलिका संख्या अतिरिक्त भार क्षमता देता है। हालांकि, एक सह्य प्रबल धारा बेयरिंग केवल एक दिशा में महत्वपूर्ण अक्षीय भार का समर्थन कर सकती है।

खंडित प्रबल धारा

एक त्रिज्यीय गुलिका बेयरिंग में अधिक गुलिकाओं को उपयुक्त करने का एक और तरीका है त्रिज्यीय रूप से 'भंजन' (कतलीयन) चक्र में से एक के माध्यम से, गुलिकाओं को लोड करना, खंडित भाग को पुनः जोड़ना, और फिर इस्पात बैंड के एक युग्म का उपयोग करना, अनुयोजन में खंडित चक्र अनुभाग को एक साथ रोकना है। पुनः, यह पूर्ण गुलिका पूरक सहित अधिक गुलिकाओं की अनुमति देता है, हालांकि खातिका भरण या सह्य प्रबल धारा निर्माण के विपरीत, यह किसी भी दिशा में महत्वपूर्ण अक्षीय भरण का समर्थन कर सकता है।

पंक्तियाँ

दो पंक्ति प्रारूप: एकल-पंक्ति बेयरिंग और द्विक-पंक्ति बेयरिंग हैं। अधिकांश गुलिका बेयरिंग एकल-पंक्ति प्रारूप हैं, जिसका अर्थ है कि बेयरिंग वाली गुलिकाओं की एक पंक्ति है। यह प्रारूप त्रिज्यीय और प्रणोद लोड के साथ कार्य करता है।^[4]

एक द्विक-पंक्ति प्रारूप में बेयरिंग वाली गुलिकाओं की दो पंक्तियाँ होती हैं। एकल-पंक्ति की तुलना में द्विक-पंक्ति बेयरिंगों के लाभों में यह सम्मिलित है कि वे दोनों दिशाओं में त्रिज्यीय और अक्षीय भार सहन कर सकते हैं। द्विक-पंक्ति कोणीय संपर्क गुलिका बेयरिंग में एक अतिप्रवण आलंबन होती है, जो अभिनमन प्रभाव भी सहन कर सकती है। द्विक-पंक्ति बेयरिंगों के अन्य लाभ उनकी कठोरता और संहतता हैं। उनकी हानि यह है कि उन्हें एकल-पंक्ति बेयरिंग की तुलना में उन्नत संरेखण की आवश्यकता होती है।

फ्लैंजदार

बाह्य चक्र पर फ्लैंजदार के साथ बेयरिंग अक्षीय स्थान को सरल बनाते हैं। इस तरह के बेयरिंगों के लिए आवासन में एक समान व्यास की रिक्ति हो सकती है, परन्तु आवासन का प्रवेश अग्रभाग (जो या तो बाह्य या आंतरिक अग्रभाग हो सकता है) रिक्ति अक्ष के लिए यर्थाथतः सामान्य होना चाहिए। हालांकि इस तरह के अग्रीव निर्माण के लिए बहुत बहुमूल्य हैं। बेयरिंग वाली बाह्य चक्रों की अधिक लागत प्रभावी व्यवस्था, समान लाभ के साथ, बाह्य व्यास के दोनों सिरों पर एक संदंशिका चक्र खातिका है।

उत्थापक

सामान्यतः कॉनराड-शैली के गुलिका बेयरिंग में गुलिकाओं को सुरक्षित करने के लिए उत्थापको का उपयोग किया जाता है। अन्य निर्माण प्रकारों में वे विशिष्ट उत्थापको के आकार के आधार पर गुलिकाओं की संख्या कम कर सकते हैं और इस प्रकार भार क्षमता कम कर सकते हैं। उत्थापको के बिना दो उत्तल सतहों को एक दूसरे पर सर्पण कर स्पर्शरेखा की स्थिति को स्थिर किया जाता है। उत्थापको के साथ स्पर्शरेखा की स्थिति एक मिलान अवतल सतह में एक उत्तल सतह के सर्पण करने से स्थिर होती है, जो गुलिकाओं में क्षति से बचाती है और घर्षण कम होता है। यंत्र समयलेखी पर अपने कार्य के भाग के रूप में 18 वीं शताब्दी के मध्य में जॉन हैरिसन द्वारा उत्थापक रोलर बेयरिंग का आविष्कार किया गया था।^[5]

मृत्तिका गुलिकाओं का उपयोग कर संकरित गुलिका बेयरिंग

आकार और सामग्री के आधार पर मृत्तिका बेयरिंग वाली गुलिकाओं का भार इस्पात वाले की तुलना में 40% कम हो सकता है। यह केन्द्रापसारक भरण और सर्पण को कम करता है, इसलिए संकरित मृत्तिका बेयरिंग पारंपरिक बेयरिंगों की तुलना में 20% से 40% तीव्रता से कार्य कर सकते हैं। इसका अर्थ यह है कि बाह्य प्रबल धारा खातिका बेयरिंग प्रचक्रण के रूप में गुलिका के विरुद्ध भीतर की ओर कम बल लगाता है। बल में यह कमी घर्षण और दोलन प्रतिरोध को कम करती है। हल्की गुलिका बेयरिंग को तीव्रता से चक्रण करने की अनुमति देते हैं और इसकी गति को बनाए रखने के लिए कम शक्ति का उपयोग करते हैं।

मृत्तिका गुलिकाएं सामान्यतः प्रबल धारा से कठिन होती हैं। विघर्षण के कारण, समय के साथ वे प्रबल धारा में एक खांचा बना लेंगे। यह विघर्षण गुलिकाओं के लिए सुधार है जो उन्हें संभावित रूप से क्षति पहुंचाने वाले सपाट अवस्थाके साथ प्रदर्शन को क्षति पहुंचाएगा।

जबकि मृत्तिका संकरित बेयरिंग इस्पात के स्थान पर मृत्तिका गुलिकाओं का उपयोग करते हैं, वे इस्पात के आंतरिक और बाह्य चक्रों के साथ निर्मित होते हैं; इसलिए संकर अभिधान है। जबकि मृत्तिका सामग्री स्वयं इस्पात की तुलना में अधिक प्रबल होते है, यह कठोर भी होती है, जिसके परिणामस्वरूप चक्रों पर प्रतिबल बढ़ जाता है और इसलिए भार क्षमता कम हो जाती है। मृत्तिका गुलिकाएं विद्युत रूप से रोधक होती हैं, जो बेयरिंग के माध्यम से वर्तमान पारित होने पर 'आर्कन' विफलताओं को रोक सकती हैं। मृत्तिका गुलिकाएं उन वातावरणों में भी प्रभावी हो सकती हैं जहां स्नेहन (जैसे कि अंतरिक्ष अनुप्रयोगों में) उपलब्ध नहीं हो सकता है।

कुछ समायोजन में धातु गुलिका बेयरिंग पर मृत्तिका की केवल एक पतली परत का उपयोग किया जाता है।

पूर्णतया मृत्तिका बेयरिंग

ये बेयरिंग मृत्तिका गुलिका और प्रबल धारा दोनों का उपयोग करते हैं। ये बेयरिंग जंग के लिए अभेद्य हैं और सम्भवतः ही कभी स्नेहन की आवश्यकता होती है। गुलिकाओं और प्रबल धारा की कठोरता और कठोरता के कारण ये बेयरिंग उच्च गति पर कोलाहल करते हैं। मृत्तिका की कठोरता इन बेयरिंगों को भंगुर और लोड या प्रभाव के अंतर्गत तरेड़ के लिए उत्तरदायी बनाती है, क्योंकि गुलिका और प्रबल धारा दोनों समान कठोरता के होते हैं, विघर्षण से गुलिकाओं और प्रबल धारा दोनों की उच्च गति पर शकलन कर सकती है, जिससे स्फुलिंग हो सकती है।

स्व-संरेखण

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स्वेन गुस्ताफ विंगकविस्ट ने एक स्व-संरेखित गुलिका बेयरिंग विकसित किया।

स्व-संरेखित गुलिका बेयरिंग, जैसे कि चित्र में दिखाए गए स्वेन गुस्ताफ विंगकविस्ट बेयरिंग, आंतरिक चक्रों और गुलिका समन्वायोजनों के साथ निर्मित होते हैं जो एक बाह्य चक्रों के भीतर होते हैं जिसमें एक गोलाकार रेस्वे होता है। यह निर्माण बेयरिंग को शाफ़्ट या आवासन विक्षेपण या अनुचित आलंबन के परिणामस्वरूप होने वाले छोटे कोणीय अपसंरेखण को सहन करने की अनुमति देता है। बेयरिंग का उपयोग मुख्य रूप से बहुत लंबे शाफ़्ट के साथ बेयरिंग व्यवस्था, जैसे कपड़ा कारखानों में संचारण शाफ़्ट में किया जाता था।^[6]

स्व-संरेखित गुलिका बेयरिंग की कमी एक सीमित लोड अनुमतांकन है, क्योंकि बाह्य रेस्वे में बहुत कम आश्लेषी है (इसकी त्रिज्या गुलिका त्रिज्या से बहुत बड़ी है)। इससे गोलाकार रोलर बेयरिंग का आविष्कार हुआ, जिसका प्रारूप समान है, परन्तु गुलिकाओं के बजाय रोलर का उपयोग करता है। गोलाकार रोलर प्रणोद बेयरिंग स्वेन गुस्ताफ विंगकविस्ट के निष्कर्षों से प्राप्त एक अन्य आविष्कार है।

परिप्रबल धारान की स्थिति

जीवन अवधि

बेयरिंग के लिए परिकलित जीवन उसके द्वारा वहन किए जाने वाले भार और उसकी परिप्रबल धारान गति पर आधारित होता है। उद्योग मानक प्रयोग करने योग्य बेयरिंग जीवन अवधि बेयरिंग भार घन के व्युत्क्रमानुपाती होता है।^{[citation needed]} बेयरिंग का नाममात्र अधिकतम भार 1 मिलियन घूर्णन के जीवन अवधि के लिए है, जो 50 हर्ट्ज (अर्थात, 3000 आरपीएम) पर 5.5 कार्य घंटों का जीवनकाल है। उस प्रकार के 90% बेयरिंग का जीवन अवधि कम-से-कम होता है और 50% बेयरिंग का जीवन अवधि कम से कम 5 गुना लंबा होता है।^[7]

उद्योग मानक जीवन गणना 1947 में किए गए लुंडबर्ग और पामग्रेन के कार्य पर आधारित है। सूत्र जीवन को क्लांति द्वारा सीमित मानता है और जीवन वितरण को वेइबुल वितरण द्वारा वर्णित किया जा सकता है। सूत्र के कई रूप उपस्थित हैं जिनमें भौतिक गुणों, स्नेहन और भरण के कारक सम्मिलित हैं। भरण के लिए विखंडन को एक अनुक्त स्वीकारोक्ति के रूप में देखा जा सकता है कि आधुनिक सामग्री भार और जीवन के मध्य एक अलग संबंध प्रदर्शित करती है, जो लुंडबर्ग और पामग्रेन द्वारा निर्धारित किया गया है।^[7]

विफलता प्रणाली

यदि बेयरिंग घूर्णन नहीं कर रहा है, तो अधिकतम भार बल द्वारा निर्धारित किया जाता है जो तत्वों या रेस्वे के सुघट्य विरूपण का कारण बनता है। तत्वों के कारण होने वाले अतिदाब प्रतिबल को केंद्रित कर सकते हैं और घटकों में अतिरिक्त उत्पन्न कर सकते हैं। नहीं या बहुत धीमी गति से घूमने वाले बेयरिंगों के लिए अधिकतम भार को स्थैतिक अधिकतम भार कहा जाता है।^[7]

इसके अतिरिक्त यदि कोई बेयरिंग घूम नहीं रही है, तो बेयरिंग पर दोलन करने वाली शक्ति बेयरिंग प्रबल धारा या दोलन तत्व को प्रभाव क्षति पहुंचा सकती हैं, जिसे ब्रिनेलन कहा जाता है। एक दूसरा कम रूप जिसे मिथ्या ब्रिनेलन कहा जाता है, तब होता है जब बेयरिंग केवल एक छोटे चाप में घूमता है और स्नेहक को दोलन तत्वों से दूर धकेलता है।

एक घूर्णन बेयरिंग के लिए, गतिशील लोड क्षमता उस भार को इंगित करती है जिस पर बेयरिंग 1,000,000 चक्रों को सहन करता है।

यदि एक बेयरिंग घूम रहा है, परन्तु भारी भार का अनुभव करता है जो एक क्रांति से कम रहता है, स्थिर अधिकतम भार का उपयोग संगणना में किया जाना चाहिए, क्योंकि बेयरिंग अधिकतम लोड के पर्यन्त घूमता नहीं है।^[7]

यदि एक गहन खातिका त्रिज्यीय बेयरिंग पर एक तरफ़ बल आघूर्ण लगाया जाता है, तो बाह्य चक्रों के विपरीत किनारों पर दो क्षेत्रों में ध्यान केंद्रित करने वाले दोलन तत्वों द्वारा बाह्य चक्रों पर एक दीर्घवृत्त के आकार में एक असमान बल लगाया जाता है। यदि बाह्य चक्र पर्याप्त प्रबल नहीं है, या यदि यह सहायक संरचना द्वारा पर्याप्त रूप से बन्धनयुक्त नहीं है, तो बाह्य चक्र, एक तरफ़ बल आघूर्ण प्रतिबल से अंडाकार आकार में विकृत हो जाएगी, जब तक कि दोलन तत्वों से बचने के लिए अंतर काफी बड़ा न हो जाए। आंतरिक चक्र तब बाहर निकलते है और बेयरिंग संरचनात्मक रूप से पतन हो जाते है।

त्रिज्यीय बेयरिंग पर एक तरफ़ बल आघूर्ण भी उत्थापक पर दाब अनुप्रयुक्त करते है जो दोलन तत्वों को समान दूरी पर रखता है, क्योंकि दोलन तत्व उच्चतम एक तरफ़ बल आघूर्ण के स्थान पर एक साथ सर्पण करने के प्रयास कर रहे हैं। यदि उत्थापक का पतन हो जाता है या टूट जाता है, तो दोलन तत्व समूह एक साथ हो जाते हैं, आंतरिक चक्र समर्थन लुप्त कर देती है और केंद्र से बाहर निकल सकती है।

अधिकतम लोड

सामान्यतः, गुलिका बेयरिंग पर अधिकतम लोड बेयरिंग की चौड़ाई के बाह्य व्यास के समानुपाती (जहां चौड़ाई धुरी की दिशा में मापी जाती है) होता है।^[7]

बेयरिंग का स्थिर भार अनुमतांकन होता है। ये रेस्वे में एक निश्चित मात्रा में सुघट्य विरूपण से अधिक नहीं होने पर आधारित हैं। कुछ अनुप्रयोगों के लिए ये अनुमतांकन एक बड़ी राशि से अधिक हो सकती हैं।

स्नेहन

बेयरिंग ठीक से कार्य करने के लिए, इसे स्नेहित करने की आवश्यकता है। अधिकतर स्थितियों में स्नेहक स्नेहन प्रभाव (तेल या ग्रीस द्वारा) पर आधारित होता है परन्तु अत्यधिक तापमान पर कार्य करता है शुष्क स्नेहक बेयरिंग भी उपलब्ध हैं।

नाममात्र के अधिकतम भार पर अपना नाममात्र जीवनकाल रखने के लिए, इसे एक स्नेहक (तेल या ग्रीस) के साथ चिकनाई किया जाना चाहिए जिसमें उस बेयरिंग के लिए अनुशंसित कम-से-कम न्यूनतम गतिशील श्यानता (सामान्यतः ग्रीक अक्षर $\nu$ से चिह्नित) हो।^[7]

अनुशंसित गतिशील श्यानता बेयरिंग के व्यास के व्युत्क्रमानुपाती होती है।^[7]

अनुशंसित गतिशील श्यानता घूर्णन आवृत्ति के साथ घट जाती है। एक अपरिष्कृत संकेत के रूप में: 3000 आरपीएम से कम के लिए, अनुशंसित श्यानता कारक 6 के साथ गति में 10 की कमी के लिए और अधिक 3000 आरपीएम के लिए बढ़ जाती है, गति में 10 वृद्धि कारक के लिए अनुशंसित श्यानता कारक 3 के साथ घट जाती है।^[7]

बेयरिंग के लिए जहां बेयरिंग के बाह्य व्यास और धुरी रिक्ति के व्यास का औसत 50 मिमी है और 3000 आरपीएम घूर्णन कर रहा है, अनुशंसित गतिशील श्यानता 12 मिमी²/सेकंड है।^[7]

ध्यान दें कि तेल की गतिशील श्यानता तापमान के साथ बहुत भिन्न होती है: तापमान में वृद्धि 50–70 °C श्यानता को कारक 10 से कम करने का कारण बनता है।^[7]

यदि स्नेहक की श्यानता अनुशंसित से अधिक है, तो बेयरिंग का जीवनकाल स्थूलतः श्यानता के वर्गमूल के अनुपात में बढ़ जाता है। यदि स्नेहक की श्यानता अनुशंसित से कम है, तो बेयरिंग का जीवनकाल कम हो जाता है और कितना निर्भर करता है कि किस प्रकार के तेल का उपयोग किया जा रहा है। ईपी ('अत्यधिक दाब') योगात्मक तेलों के लिए, जीवन अवधि गतिशील श्यानता के वर्गमूल के समानुपाती होता है, ठीक वैसे ही जैसे यह बहुत अधिक श्यानता के लिए था, जबकि साधारण तेलों के लिए जीवन अवधि श्यानता के प्रबल धाराओं के समानुपाती होता है यदि कम-अनुशंसित श्यानता का उपयोग किया जाता है।^[7]

स्नेहन एक ग्रीस के साथ किया जा सकता है, जिसके लाभ हैं कि ग्रीस सामान्यतः स्नेहक तेल को स्रावि करने वाले बेयरिंग के भीतर आयोजित किया जाता है क्योंकि यह गुलिकाओं द्वारा संपीड़ित होता है। यह पर्यावरण से बेयरिंग वाले धातुओं के लिए एक सुरक्षात्मक अवरोध प्रदान करता है, परन्तु इसकी हानि यह है कि इस ग्रीस को समय-समय पर परिवर्तित किया जाना चाहिए और बेयरिंग का अधिकतम भार कम हो जाता है (क्योंकि यदि बेयरिंग बहुत गर्म हो जाता है, तो तेल पिघल जाता है और बेयरिंग नष्ट हो जाता है)। बेयरिंग के व्यास के साथ ग्रीस प्रतिस्थापन के मध्य का समय बहुत कम हो जाता है: 40 मिमी बेयरिंग के लिए, ग्रीस को हर 5000 कार्य घंटों में परिवर्तित किया जाना चाहिए, जबकि100 मिमी बेयरिंग को हर 500 कार्य घंटों में परिवर्तित किया जाना जाना चाहिए।^[7]

स्नेहन एक तेल के साथ भी किया जा सकता है, जिसमें अधिक से अधिक भार का लाभ होता है, परन्तु तेल को बेयरिंग में रखने के लिए किसी तरह की आवश्यकता होती है, क्योंकि यह सामान्य रूप से समाप्त हो जाता है। तेल स्नेहन के लिए यह अनुशंसा की जाती है कि उन अनुप्रयोगों के लिए जहां तेल अधिक गर्म न हो 50 °C, तेल को साल में एक बार परिवर्तित किया जाना चाहिए, जबकि उन अनुप्रयोगों के लिए जहां तेल गर्म नहीं होता है 100 °C, तेल प्रति वर्ष 4 बार परिवर्तित किया जाना चाहिए। कार के यन्त्र के लिए, तेल बन जाता है 100 °C परन्तु तेल की गुणवत्ता बनाए रखने के लिए यन्त्र में एक तेल भरण्टर है; इसलिए, बेयरिंग में तेल की तुलना में तेल सामान्यतः कम बार बदला जाता है।^[7]

यदि बेयरिंग का उपयोग दोलन के अंतर्गत किया जाता है, तो तेल स्नेहन को प्राथमिकता दी जानी चाहिए।^[8] यदि तेल स्नेहन आवश्यक है, तो रचना को होने वाले मापदंडों के अनुकूल होना चाहिए। यदि संभव हो तो उच्च रक्तस्राव दर और कम मूल तेल श्यानता वाले ग्रीस को प्राथमिकता दी जानी चाहिए।^[9]

भार की दिशा

अधिकांश बेयरिंग धुरी (त्रिज्यीय भार) के लंबवत भार का समर्थन करने के लिए हैं। क्या वे अक्षीय भार भी सहन कर सकते हैं, और यदि हां, तो कितना, बेयरिंग के प्रकार पर निर्भर करता है। विशेष रूप से अक्षीय भार के लिए प्रारूप किए गए हैं।^[7]

एकल-पंक्ति गहन खातिका गुलिका बेयरिंग के लिए, एसकेएफ का प्रलेखन कहता है कि अधिकतम अक्षीय भार अधिकतम त्रिज्यीय भार का लगभग 50% है, परन्तु यह भी कहता है कि प्रकाश और/या छोटे बेयरिंग अक्षीय भार ले सकते हैं जो अधिकतम त्रिज्यीय भार का 25% है।^[7]

एकल-पंक्ति सीमा संपर्क गुलिका बेयरिंग के लिए, अक्षीय भार लगभग 2 गुना अधिकतम त्रिज्यीय भार हो सकता है और शंकु-बेयरिंग के लिए अधिकतम अक्षीय भार अधिकतम त्रिज्यीय भार के 1 और 2 गुना के मध्य होता है।^[7]

प्रायः कॉनराड-शैली के गुलिका बेयरिंग अक्षीय भार के अंतर्गत संपर्क दीर्घवृत्त खंडन प्रदर्शित करेंगे। इसका अर्थ है कि या तो बाह्य चक्र की आईडी काफी बड़ी है, या आंतरिक चक्र का ओडी काफी छोटा है, ताकि गुलिकाओं और प्रबल धारावे के मध्य संपर्क के क्षेत्र को कम किया जा सके। जब ऐसा होता है, तो यह बेयरिंग में प्रतिबल को काफी बढ़ा सकता है, प्रायः त्रिज्यीय और अक्षीय भार क्षमता के मध्य संबंधों के सामान्य नियमों को अमान्य कर देता है। कॉनराड के अतिरिक्त अन्य निर्माण प्रकारों के साथ, बाह्य चक्र आईडी को और कम किया जा सकता है और इससे संरक्षण के लिए आंतरिक चक्र ओडी को बढ़ाया जा सकता है।

यदि दोनों अक्षीय और त्रिज्यीय भार उपस्थित हैं, तो उन्हें सदिश रूप से जोड़ा जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप बेयरिंग पर कुल भार होता है, जो नाममात्र अधिकतम भार के संयोजन में जीवनकाल की भविष्यवाणी करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।^[7]हालाँकि, गुलिका बेयरिंग के अनुमतांकन जीवन का सही अनुमान लगाने के लिए आईएसओ/टीएस 16281 का उपयोग गणना सॉफ़्टवेयर की सहायता से किया जाना चाहिए।

अवांछनीय अक्षीय भार से परिहरण

एक बेयरिंग का भाग जो घूमता है (या तो धुरा रिक्तिका या बाह्य परिधि) तय किया जाना चाहिए, जबकि जो भाग घूमता नहीं है, उसके लिए यह आवश्यक नहीं है (इसलिए इसे सर्पण की अनुमति दी जा सकती है)। यदि बेयरिंग को अक्षीय रूप से भार किया जाता है, तो दोनों पक्षों को ठीक किया जाना चाहिए।^[7]

यदि एक धुरी में दो बेयरिंग हैं, और तापमान परिवर्तित है, तो धुरी सन्कुचित या फैलती है, इसलिए यह दोनों बेयरिंग को दोनों तरफ निर्धारित करने के लिए स्वीकार्य नहीं है, क्योंकि धुरी के विस्तार से अक्षीय बल लगेगा जो इन बेयरिंग को नष्ट कर देगा। इसलिए, बेयरिंगों में से कम-से-कम सर्पण करने में सक्षम होना चाहिए।^[7]

एक 'स्वतंत्रतापूर्वक सर्पण उपयोज्यता' वह है जहां कम से कम 4 माइक्रोमीटर उत्सर्जन होता है, सम्भवतः इसलिए कि खराद पर बनी सतह की रूक्षता सामान्य रूप से 1.6 और 3.2 माइक्रोमीटर के मध्य होती है।^[7]

उपयोज्यता

बेयरिंग अपने अधिकतम भार का सामना तभी कर सकते हैं जब संभोग भागों का आकार ठीक से हो। बेयरिंग निर्माता शाफ़्ट और आवास के उपयोज्यता के लिए सहिष्णुता की आपूर्ति करते हैं ताकि इसे प्राप्त किया जा सके। सामग्री और कठोरता भी निर्दिष्ट किया जा सकता है।^[7]

जिन उपयोज्यता को सर्पण की अनुमति नहीं है, वे ऐसे व्यास के बने होते हैं जो सर्पण से रोकते हैं और परिणामस्वरूप युग्मन सतहों को बल के बिना स्थिति में नहीं लाया जा सकता है। छोटे बेयरिंगों के लिए यह एक दाब के साथ सबसे अच्छा किया जाता है क्योंकि हथौड़े से दोहन करने से बेयरिंग और शाफ़्ट दोनों को हानि होती है, जबकि बड़े बेयरिंगों के लिए आवश्यक बल इतना अधिक होता है कि उपयोज्यता से पहले एक भाग को गर्म करने का कोई विकल्प नहीं होता है, जिससे ऊष्मीय विस्तार एक अस्थायी सर्पण उपयोज्यता की अनुमति देता है।^[7]

विमोटी भार से परिहरण

यदि एक शाफ़्ट को दो बेयरिंगों द्वारा समर्थित किया जाता है, और इन बेयरिंगों के घूर्णन की केंद्र-रेखाएं समान नहीं होती हैं, तो बेयरिंग पर बड़ी ताकतें लगाई जाती हैं, जो इसे नष्ट कर सकती हैं। कुछ बहुत कम मात्रा में गलत संरेखण स्वीकार्य है, और कितना बेयरिंग के प्रकार पर निर्भर करता है। बेयरिंगों के लिए जिन्हें विशेष रूप से 'स्व-संरेखण' के लिए बनाया गया है, स्वीकार्य गलत संरेखण 1.5 और 3 डिग्री चाप के मध्य है। जिन बेयरिंग को स्व-संरेखित करने के लिए रूपांकित नहीं किया गया है, वे केवल 2-10 मिनट के चाप (0.033-0.166 डिग्री) के अपसंरेखण को स्वीकार कर सकते हैं।^[7]

अनुप्रयोग

सामान्यतः, गुलिका बेयरिंग का उपयोग अधिकांश अनुप्रयोगों में किया जाता है जिसमें गतिमान भाग सम्मिलित होते हैं। इनमें से कुछ अनुप्रयोगों में विशिष्ट विशेषताएं और आवश्यकताएं हैं:

परिकलक पंखे और प्रचक्रण उपकरण बेयरिंग अत्यधिक गोलाकार हुआ करते थे और कहा जाता था कि यह सबसे अच्छा गोलाकार निर्मित आकार है, परन्तु यह अब हार्ड डिस्क ड्राइव के लिए सही नहीं है, और अधिक से अधिक द्रव बेयरिंगों के साथ प्रतिस्थापित किया जा रहा है।
कालमापिकी में, जॉन लसाल उद्योग ने घड़ी की गति को रूपांकित किया, जो गतिविधि की मोटाई को कम करने के लिए गुलिका बेयरिंग का उपयोग करती थी। 0.20 मिमी गुलिकाओं का उपयोग करके, कैलिबर 1200 केवल 1.2 मिमी मोटा था, जो अभी भी सबसे पतला यांत्रिक घड़ी गतिविधि है।^[10]
अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी बेयरिंग का उपयोग वाणिज्यिक, निजी और सैन्य विमानों पर कई अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिसमें पुली, औज़ार सन्दूक और प्रधार इंजिन शाफ़्ट सम्मिलित हैं। सामग्री में एम50 टूल इस्पात (एएमएस6491), कार्बन क्रोम इस्पात (एएमएस6444), संक्षारण प्रतिरोधी एएमएस5930, 440सी जंगरोधी इस्पात, सिलिकॉन नाइट्राइड (मृत्तिका) और टाइटेनियम कार्बाइड-लेपित 440सी सम्मिलित हैं।
एक स्केटबोर्ड चक्र में दो बेयरिंग होते हैं, जो अक्षीय और त्रिज्यीय समय-भिन्न भार दोनों के अधीन होते हैं। सबसे अधिक बेयरिंग 608-2जेड का उपयोग (शृंखला 60 से 8 मिमी वेधन व्यास के साथ एक गहन खातिका गुलिका बेयरिंग) किया जाता है।
कई योयो, प्रारंभ से लेकर व्यवसायी या प्रतियोगिता श्रेणी तक, गुलिका बेयरिंग को सम्मिलित करते हैं।
कई व्यग्र घूर्णक खिलौने भार बढ़ाने और खिलौने को घूमने देने के लिए कई गुलिका बेयरिंग का उपयोग करते हैं।
केन्द्रापसारक पंपों में।
रेल-मार्ग स्वप्रबल स्वचालित यंत्र धुरी जर्नल हैं। रेलमार्गों को डीजल यन्त्रों में परिवर्तित करने से पहले नवीनतम उच्च गति वाले भाप यन्त्रों की एक पक्षीय प्रक्रिया है।

अभिधान

किसी दिए गए आंतरिक व्यास या बाह्य व्यास (दोनों नहीं) के लिए श्रृंखला बढ़ने पर गुलिका का आकार बढ़ता है। गुलिका जितनी बड़ी होगी, भार वहन करने की क्षमता उतनी ही अधिक होगी। श्रृंखला 200 और 300 सबसे सामान्य हैं।^[4]

यह भी देखें

गुलिका स्क्रू
बेयरिंग विशेषज्ञ संघ
रैखिक-गति बेयरिंग – Mechanical bearing designed to provide free motion in one direction
रोलर बेयरिंग

संदर्भ

↑ "डबल-पंक्ति कोणीय संपर्क बॉल बियरिंग्स". Archived from the original on 11 May 2013.
↑
See:
- Suriray, "Perfectionnements dans les vélocipèdes" (Improvements in bicycles), French patent no. 86,680, issued: 2 August 1869, Bulletin des lois de la République française (1873), series 12, vol. 6, page 647.
- Louis Baudry de Saunier, Histoire générale de la vélocipédie [General history of cycling] (Paris, France: Paul Ollendorff, 1891), pages 62–63.
↑ Bicycle History, Chronology of the Growth of Bicycling and the Development of Bicycle Technology by David Mozer. Ibike.org. Retrieved 1 September 2012.
↑ ^4.0 ^4.1 Brumbach, Michael E.; Clade, Jeffrey A. (2003), Industrial Maintenance, Cengage Learning, pp. 112–113, ISBN 978-0-7668-2695-3.
↑ Sobel, Dava (1995). Longitude. London: Fourth Estate. p. 103. ISBN 0-00-721446-4. A novel antifriction device that Harrison developed for H-3 survives to the present day – ...caged ball bearings.
↑ "निर्माण और बिक्री". SKF. Retrieved 5 December 2013.
↑ ^7.00 ^7.01 ^7.02 ^7.03 ^7.04 ^7.05 ^7.06 ^7.07 ^7.08 ^7.09 ^7.10 ^7.11 ^7.12 ^7.13 ^7.14 ^7.15 ^7.16 ^7.17 ^7.18 ^7.19 ^7.20 ^7.21 ^7.22 "Leerboek wentellagers", SKF, 1985
↑ Maruyama, Taisuke; Saitoh, Tsuyoshi; Yokouchi, Atsushi (4 May 2017). "तेल और ग्रीस लुब्रिकेशन के बीच झल्लाहट पहनने में कमी के लिए तंत्र में अंतर". Tribology Transactions. 60 (3): 497–505. doi:10.1080/10402004.2016.1180469. ISSN 1040-2004. S2CID 138588351.
↑ Schwack, Fabian; Bader, Norbert; Leckner, Johan; Demaille, Claire; Poll, Gerhard (15 August 2020). "विंड टर्बाइन पिच बेअरिंग कंडीशंस के तहत ग्रीस लुब्रिकेंट्स का एक अध्ययन". Wear (in English). 454–455: 203335. doi:10.1016/j.wear.2020.203335. ISSN 0043-1648.
↑ Brunner, Gisbert (1999). Wristwatches – Armbanduhren – Montres-bracelets. Köln, Germany: Könnemann. p. 454. ISBN 3-8290-0660-8.

बाह्य संबंध

गुलिका बेयरिंग at Curlie
Bearing Modeling using Wolfram

[1] "डबल-पंक्ति कोणीय संपर्क बॉल बियरिंग्स". Archived from the original on 11 May 2013.

[2] See:
Suriray, "Perfectionnements dans les vélocipèdes" (Improvements in bicycles), French patent no. 86,680, issued: 2 August 1869, Bulletin des lois de la République française (1873), series 12, vol. 6, page 647.

Louis Baudry de Saunier, Histoire générale de la vélocipédie [General history of cycling] (Paris, France: Paul Ollendorff, 1891), pages 62–63.

[3] Suriray, "Perfectionnements dans les vélocipèdes" (Improvements in bicycles), French patent no. 86,680, issued: 2 August 1869, Bulletin des lois de la République française (1873), series 12, vol. 6, page 647.

[4] Louis Baudry de Saunier, Histoire générale de la vélocipédie [General history of cycling] (Paris, France: Paul Ollendorff, 1891), pages 62–63.

[3] Bicycle History, Chronology of the Growth of Bicycling and the Development of Bicycle Technology by David Mozer. Ibike.org. Retrieved 1 September 2012.

[brumbach-4] 4.0 ^4.1 Brumbach, Michael E.; Clade, Jeffrey A. (2003), Industrial Maintenance, Cengage Learning, pp. 112–113, ISBN 978-0-7668-2695-3.

[5] Sobel, Dava (1995). Longitude. London: Fourth Estate. p. 103. ISBN 0-00-721446-4. A novel antifriction device that Harrison developed for H-3 survives to the present day – ...caged ball bearings.

[6] "निर्माण और बिक्री". SKF. Retrieved 5 December 2013.

[leerboek-7] 7.00 ^7.01 ^7.02 ^7.03 ^7.04 ^7.05 ^7.06 ^7.07 ^7.08 ^7.09 ^7.10 ^7.11 ^7.12 ^7.13 ^7.14 ^7.15 ^7.16 ^7.17 ^7.18 ^7.19 ^7.20 ^7.21 ^7.22 "Leerboek wentellagers", SKF, 1985

[8] Maruyama, Taisuke; Saitoh, Tsuyoshi; Yokouchi, Atsushi (4 May 2017). "तेल और ग्रीस लुब्रिकेशन के बीच झल्लाहट पहनने में कमी के लिए तंत्र में अंतर". Tribology Transactions. 60 (3): 497–505. doi:10.1080/10402004.2016.1180469. ISSN 1040-2004. S2CID 138588351.

[9] Schwack, Fabian; Bader, Norbert; Leckner, Johan; Demaille, Claire; Poll, Gerhard (15 August 2020). "विंड टर्बाइन पिच बेअरिंग कंडीशंस के तहत ग्रीस लुब्रिकेंट्स का एक अध्ययन". Wear (in English). 454–455: 203335. doi:10.1016/j.wear.2020.203335. ISSN 0043-1648.

[10] Brunner, Gisbert (1999). Wristwatches – Armbanduhren – Montres-bracelets. Köln, Germany: Könnemann. p. 454. ISBN 3-8290-0660-8.

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