स्टिक्शन के क्या कारण हैं? इन्हें कैसे कम करें?

जब तक आप वायलिन नहीं बजा रहे हों, स्टिकशन या स्टिक-स्लिप एक अवांछित स्थिति है जो दो सतहों के बीच स्थिर और गतिशील घर्षण के बीच अंतर के कारण होती है। जब स्टिकशन रैखिक गाइड में होता है, तो यह चटरिंग ("झटकेदार" गति), जब्त गति, उतार-चढ़ाव वाली टॉर्क आवश्यकताओं या ओवरशूटिंग के रूप में सटीकता की हानि का कारण बन सकता है।

स्टिक्शन का क्या कारण है?

दो सतहों के बीच स्थैतिक घर्षण गुणांक (μs) लगभग हमेशा गतिशील (गतिज) घर्षण गुणांक (μk) से अधिक होता है, और घर्षण में यह भिन्नता स्टिक-स्लिप का अंतर्निहित कारण है।

सभी सतहों में कुछ हद तक खुरदरापन होता है। यहां तक ​​कि अत्यधिक परिष्कृत और पॉलिश की गई सतहें भी पूरी तरह चिकनी नहीं होतीं - उनमें चोटियाँ (जिन्हें "अस्थिरता" कहा जाता है) और घाटियाँ होती हैं जो सतहों के प्रभावी संपर्क क्षेत्र को कम करती हैं। दूसरे शब्दों में, कुछ स्थानों पर, केवल दो सतहों की चोटियाँ ही संपर्क में होती हैं, जबकि अन्य स्थानों पर, एक सतह की चोटियाँ दूसरी सतह की घाटियों में बस जाती हैं। और कुछ स्थानों पर, सतहों के बीच कोई संपर्क नहीं होता है।

क्योंकि व्यक्तिगत संपर्क क्षेत्र बहुत छोटे होते हैं, सतहों के बीच दबाव बहुत अधिक होता है (दबाव = बल ÷ क्षेत्र), और इन बिंदुओं पर शीत वेल्डिंग नामक प्रक्रिया के माध्यम से आसंजन होता है।

सतहों के हिलने से पहले, इस आसंजन का कारण बनने वाले बंधनों को तोड़ा जाना चाहिए। इसी तरह, जहाँ सतहें आपस में जुड़ती हैं (एक सतह की चोटियाँ दूसरी सतह की घाटियों में बस जाती हैं), घर्षण या प्लास्टिक विरूपण, इन आपस में जुड़े क्षेत्रों को तोड़ने और सतहों को हिलने देने के लिए होना चाहिए।

एक बार जब प्रेरक बल सतहों के बीच इन बंधनों को तोड़ने के लिए पर्याप्त उच्च हो जाता है - और स्थैतिक घर्षण पर काबू पा लेता है - तो गति शुरू होती है। लेकिन गति के दौरान भी, कुछ घर्षण अभी भी होता है क्योंकि सतहें अभी भी पूरी तरह से चिकनी नहीं हैं। शेष सतह खुरदरापन के कारण गति के प्रतिरोध को गतिशील, या गतिज, घर्षण कहा जाता है।

स्टिक्शन को कैसे कम करें

रैखिक बीयरिंगों के लिए जो स्नेहन का उपयोग करते हैं (वस्तुतः सभी पुनरावर्ती बीयरिंग और कुछ सादे बीयरिंग), बीयरिंग सतहों के बीच की हलचल सतहों के बीच सूक्ष्म स्थानों में स्नेहन को खींचती है। जैसे-जैसे सतहों का सापेक्ष वेग बढ़ता है, स्नेहन फिल्म मोटी होती जाती है और सतह से सतह का संपर्क कम होता जाता है, इसलिए सतहों के बीच घर्षण कम होता जाता है।

लेकिन रैखिक बीयरिंग एक सीमित दूरी तय करते हैं और फिर विपरीत दिशा में लौटते हैं (रेडियल बीयरिंग के विपरीत, जो अनिश्चित काल तक एक ही दिशा में घूम सकते हैं), इसलिए वे मिश्रित स्नेहन के रूप में जाने जाने वाले समय में काफी समय बिताते हैं, जहाँ घर्षण सतहों के गुणों और स्नेहक के गुणों दोनों द्वारा निर्धारित होता है। इसलिए, उचित स्नेहन रीसर्कुलेटिंग बीयरिंग (और कुछ सादे बीयरिंग में) में स्टिकशन के प्रभावों को नियंत्रित करने या कम करने का सबसे अच्छा तरीका है।

स्टिक-स्लिप या स्टिकशन, रीसर्क्युलेटिंग बियरिंग्स की तुलना में प्लेन बियरिंग्स में अक्सर अधिक समस्याग्रस्त होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्लेन बियरिंग्स में स्थिर और गतिशील घर्षण गुणांक के बीच अधिक अंतर होता है। और प्लेन बियरिंग का घर्षण गुणांक लागू भार, घिसाव और पर्यावरणीय कारकों के आधार पर भिन्न हो सकता है।

गोल शाफ्ट पर चलने वाले सादे बियरिंग के लिए, स्टिक-स्लिप के प्रभावों का मुकाबला करने का एक तरीका सबसे अधिक सतही फिनिश (सबसे कम सतह खुरदरापन) वाले शाफ्ट चुनना है जो व्यावहारिक है। और 2:1 अनुपात (जिसे 2:1 नियम या बाइंडिंग अनुपात भी कहा जाता है) का पालन करना - जो निर्दिष्ट करता है कि क्षण भुजा की दूरी बियरिंग की लंबाई से दोगुनी से अधिक नहीं होनी चाहिए - सादे बियरिंग अनुप्रयोगों में स्टिक-स्लिप को रोकने के लिए अक्सर आवश्यक होता है।

स्टिक-स्लिप को कम करने या रोकने के लिए एक और विकल्प एयर बियरिंग गाइड का उपयोग करना है। एयर बियरिंग के लिए, घर्षण केवल गति से एयर शियर का एक कार्य है। इसलिए, एयर बियरिंग असेंबली में स्थैतिक और गतिज घर्षण के बीच का अंतर अनिवार्य रूप से शून्य है, इसलिए स्टिक-स्लिप की समस्या लगभग समाप्त हो जाती है।