चाप कमानी

चाप कमानी (आर्क स्प्रिंग) (धनु कमानी, वक्र कमानी, वृत्तीय कमानी या बनाना कमानी के रूप में भी जाना जाता है) कुंडली कमानी का एक विशेष रूप है जिसे मूल रूप से आंतरिक दहन इंजन उत्तजन ट्रेनों के दोहरे द्रव्यमान वाले गतिपालक चक्र में उपयोग के लिए विकसित किया गया था। चाप कमानी शब्द का उपयोग पूर्व-घुमावदार या चाप के आकार का पेचदार संपीड़न कमानी का वर्णन करने के लिए किया जाता है। उनके पास एक चाप के आकार का कुंडल अक्ष है।

File:Bogenfedern und Bogenfedersysteme.jpg

विभिन्न चाप कमानी और चाप कमानी प्रणाली (आंतरिक और बाहरी चाप कमानी से युक्त प्रणाली) का चित्रण।

प्रकार्य

अन्य कमानी (उपकरण) की तरह, चाप कमानी संभावित ऊर्जा के रूप में कार्य (भौतिकी) को संग्रहीत करने और इस ऊर्जा को फिर से जारी करने की क्षमता के मूल सिद्धांत पर आधारित हैं। बल कमानी के सिरों के माध्यम से लगाया जाता है। एक आघूर्ण बल $M=F\cdot r$ इस पेचदार अक्ष के साथ निर्देशित बल F के माध्यम से एक अक्ष के चारों ओर प्रेषित किया जा सकता है और उत्तोलक भुजा को प्रणाली केंद्र बिंदु $r$ पर भेजा जा सकता है। चाप कमानी का तार मुख्य रूप से मरोड़ (यांत्रिकी) के अधीन है।

समर्थन

File:Bogenfeder mit Gleitschale.jpg

सर्पण आवरण के साथ चाप कमानी।

File:Arc spring characteristic curve (single-stage).jpg

आघूर्ण बल-कोण विशेषता वक्र में सर्पण आवरण द्वारा समर्थित एकल-चरण चाप कमानी के घर्षण शैथिल्य का प्रतिनिधित्व।

चाप कमानी को आघूर्ण बल प्रसारित करने के लिए उपयुक्त समर्थन की आवश्यकता होती है। समर्थन सामान्यतः एक धनुषाकार प्रणाल (सर्पण आवरण) या त्रिज्यीय आकार की समर्थन पट्टिका के रूप में बाहर से प्रदान किया जाता है। यह चाप कमानी के व्याकुंचन को रोकता है। इस समर्थन का एक और परिणाम विशेषता वक्र में भरण और अभारण घटता के बीच एक शैथिल्य है। यह त्रिज्यीय समर्थन पर कमानी के घर्षण से उत्पन्न होता है और प्रणाली में अवमंदन आघूर्ण बल प्राप्त करने के लिए एक इच्छित प्रभाव है।

चाप कमानी प्रणाली

कमानी (उपकरण) की तरह, कमानी प्रणाली का उपयोग चाप कमानी के लिए भी किया जा सकता है। मुख्य अभिकल्पना श्रृंखला और समांतर संयोजन हैं। इनके साथ, एकल-चरण या बहु-चरणी कमानी विशेषताओं को प्राप्त किया जा सकता है। उपलब्ध स्थान का इष्टतम उपयोग करने के लिए, आंतरिक और बाहरी चाप कमानी वाली प्रणालियों का प्रायः उपयोग किया जाता है।

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एक आघूर्ण बल-कोण विशेषता वक्र में सर्पण आवरण द्वारा समर्थित दो-चरण चाप कमानी के घर्षण शैथिल्य का प्रतिनिधित्व।

इसके अतिरिक्त, कमानी की विशेषता अन्य मापदंडों से प्रभावित हो सकती है जैसे कि तार के प्रतिनिध्यात्मक ज्यामिति, कुण्डली व्यास या कुण्डली की संख्या है। कंप्यूटर सहाय अभिकल्पना विन्यासक, जो कुछ मापदंडों को दर्ज करने के बाद सीएडी प्रतिरूप उत्पन्न करते हैं, इष्टतम अभिकल्पना में योगदान कर सकते हैं।

अनुप्रयोग

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एक दोहरे द्रव्यमान वाले चक्का में धनुष कमानी का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व।

चाप कमानी स्थिर और अर्ध-स्थैतिक के साथ-साथ गतिशील अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। उदाहरणों में निम्न सम्मिलित हैं:

• गतिशील अनुप्रयोग:
  • दोहरे द्रव्यमान वाला चक्का
  • आघूर्ण बल परिवर्त्तक
  • चाप कमानी संग्राह
  • पट्टा तनावक, चरखी डिकूप्लर

• स्थैतिक और अर्ध-स्थैतिक अनुप्रयोग:
  • एक यंत्रमानव जोड़ में केंद्र की स्थिति वापसी
  • बहिःकंकाल में लोचदार तत्व
  • टेलगेट या पृष्ठाश्रय का पुनर्नियोजन

सामग्री और उनका मानकीकरण

सिद्धांत रूप में, साधारण कुण्डली कमानी के लिए उपयोग किए जाने वाले कमानी इस्पात का उपयोग चाप कमानी के लिए भी किया जा सकता है। ये:

• डीआईएन एन 10270-1 एकस्व अधिकार-तैयार विशुद्ध कमानी इस्पात तार
• दीन एन 10270-2 तेल संस्कारित कमानी इस्पात तार
• दीन एन 10270-3 जंगरोधी कमानी इस्पात तार

महत्वपूर्ण मापदण्ड

शब्द	परिभाषा
$d$	तार का व्यास [mm]
$D$	औसत कुंडल व्यास [mm]
$D$e	बाहरी कुंडल व्यास [mm]
$r$	वसंत सक्रिय त्रिज्या [°]
$\alpha$0	मुक्त कोण [°]
$\alpha$c	ठोस कोण [°]; चाप-वसंत का कोण जिस पर कुंडलियों का संपर्क होता है
$n$	सक्रिय कुंडल
$n$t	कुल कुंडल
$R$	वसंत दर [Nmm/°]