डिज़ाइनर और इंजीनियर आमतौर पर रैखिक गति प्रणालियों में घर्षण से बचने या उसे कम करने की कोशिश करते हैं। हालाँकि घर्षण हमेशा बुरा नहीं होता - कुछ अनुप्रयोगों में, यह अवमंदन प्रभाव प्रदान कर सकता है और सर्वो ट्यूनिंग को बेहतर बनाने में मदद कर सकता है - लेकिन रैखिक गति प्रणालियों के मामले में, यह भार को स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक बल की मात्रा को बढ़ाता है, गर्मी पैदा करता है, घिसाव बढ़ाता है, और जीवनकाल को कम करता है।
रेखीय गति प्रणालियाँ कई स्रोतों से घर्षण का अनुभव करती हैं, जिनमें से कुछ को डिज़ाइन और उचित रखरखाव के माध्यम से कम किया जा सकता है। यहाँ, हम उन कारकों पर विचार करेंगे जो रेखीय गति प्रणालियों में घर्षण उत्पन्न करते हैं और घटक चयन एवं प्रणाली डिज़ाइन के माध्यम से घर्षण को कम करने के तरीकों पर चर्चा करेंगे।
स्लाइडिंग बनाम रोलिंग संपर्क
रैखिक गति प्रणालियों में घर्षण को कम करने के प्राथमिक तरीकों में से एक है, फिसलने वाले संपर्क के बजाय लुढ़कने वाले संपर्क वाले घटकों का उपयोग करना। उदाहरण के लिए, लीड स्क्रू और प्लेन बेयरिंग गाइड — जो फिसलने वाली गति पर निर्भर करते हैं — भार वहन करने वाली सतहों के बीच बड़े संपर्क क्षेत्र के कारण, लुढ़कने वाले तत्वों की तुलना में स्वाभाविक रूप से अधिक घर्षण का अनुभव करते हैं।
स्लाइडिंग संपर्क वाले बियरिंग्स में स्थैतिक (प्रारंभिक) और गतिशील (गतिज) घर्षण के बीच भी अधिक अंतर होता है, जिसके परिणामस्वरूप स्टिक-स्लिप या स्टिकशन नामक प्रभाव उत्पन्न होता है। स्टिक-स्लिप के कारण गति की शुरुआत में सिस्टम अपनी लक्ष्य स्थिति से आगे निकल सकता है, जो (उच्च) स्थैतिक घर्षण से (निम्न) गतिशील घर्षण में संक्रमण के कारण होता है।
रेसवे ज्यामिति
हालाँकि रोलिंग एलिमेंट बेयरिंग में स्लाइडिंग बेयरिंग की तुलना में घर्षण बहुत कम होता है, फिर भी ये पूरी तरह से घर्षण-मुक्त नहीं होते। कई कारक—जिनमें से कई बेयरिंग डिज़ाइन में अंतर्निहित होते हैं—रोलिंग एलिमेंट बेयरिंग में घर्षण उत्पन्न करते हैं। एक कारक रेसवे ज्यामिति, या रोलिंग एलिमेंट और रेसवे के बीच संपर्क का प्रकार और क्षेत्र है।
रोलिंग बेयरिंग आमतौर पर दो रेसवे ज्यामिति में से एक का उपयोग करते हैं: दो-बिंदु वृत्ताकार चाप ज्यामिति या चार-बिंदु गॉथिक आर्च ज्यामिति (हालाँकि इन दोनों डिज़ाइनों के कुछ रूपांतर मौजूद हैं)। कम घर्षण वाले अनुप्रयोगों के लिए, दो-बिंदु वृत्ताकार चाप ज्यामिति को आमतौर पर प्राथमिकता दी जाती है, क्योंकि इसमें चार-बिंदु गॉथिक आर्च डिज़ाइन की तुलना में कम विभेदक फिसलन होती है, और इसलिए, घर्षण भी कम होता है।
रिसर्कुलेशन
रीसर्क्युलेटिंग बॉल और रोलर बेयरिंग में, भार वहन करने वाले तत्वों की संख्या में लगातार उतार-चढ़ाव होता रहता है क्योंकि रोलिंग तत्व भार क्षेत्र में आते-जाते रहते हैं। इससे घर्षण बल में भिन्नता आती है, जो माइक्रोमशीनिंग और मेट्रोलॉजी जैसे अत्यधिक संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए हानिकारक हो सकता है। इन घर्षण भिन्नताओं को कम करने के लिए, रीसर्क्युलेटिंग लीनियर गाइड (और बॉल स्क्रू) के निर्माताओं ने रीसर्क्युलेटिंग घटकों और प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए महत्वपूर्ण अनुसंधान और विकास प्रयास किए हैं। सामान्यतः, उच्च परिशुद्धता वर्ग के बेयरिंग में अधिक चिकने और अधिक सुसंगत घर्षण प्रोफाइल होते हैं।
प्रीलोड
प्रीलोड, घटकों के बीच संपर्क क्षेत्र को बढ़ाकर बेयरिंग और गाइड (या नट और स्क्रू) के बीच की जगह को कम करता है। इससे बेयरिंग में कठोरता बढ़ती है और विक्षेपण कम होता है, लेकिन इससे घर्षण भी बढ़ता है। इसलिए, न्यूनतम प्रीलोड स्तर का उपयोग करना उचित है जो आवश्यक कठोरता और सटीकता प्रदान कर सके।
सील
रैखिक गाइड और स्क्रू की सभी डिज़ाइन और संचालन विशेषताओं में से, सबसे अधिक घर्षण उत्पन्न करने वाली विशेषता सील का उपयोग है। अधिकांश अनुप्रयोगों में, बॉल या रोलर (चाहे वे पुनःपरिसंचारी हों या नहीं) पर निर्भर रैखिक बियरिंग्स को स्नेहन को अंदर रखने और संदूषकों को बाहर रखने के लिए सील की आवश्यकता होती है। और अत्यधिक संदूषित वातावरण में, आमतौर पर दोनों पार्श्व (पार्श्व) सील और अंतिम सील की आवश्यकता होती है।
हालाँकि निर्माता विभिन्न प्रकार की सील सामग्री और प्रकार उपलब्ध कराते हैं—थोड़ी सी क्लीयरेंस वाली सील से लेकर दो तरफा, पूर्ण संपर्क प्रोफ़ाइल वाली सील तक—सबसे प्रभावी सील, निश्चित रूप से, वे होती हैं जो गाइड या स्क्रू घटक के साथ सबसे अधिक संपर्क बनाती हैं। लेकिन ज़्यादा संपर्क का मतलब है ज़्यादा घर्षण। प्रीलोड की तरह, सीलिंग के मामले में, उन विकल्पों का उपयोग करें जो अनुप्रयोग और वातावरण के लिए उपयुक्त हों, लेकिन ज़रूरत से ज़्यादा न करें।
स्नेहन
स्नेहन का एक प्रमुख कार्य लुढ़कने या फिसलने वाले तत्वों के बीच घर्षण को कम करना है। लेकिन बहुत अधिक स्नेहन या उच्च श्यानता वाले स्नेहक का उपयोग वास्तव में घर्षण को बढ़ा सकता है। इसलिए निर्माता के निर्देशों का पालन करना और सही प्रकार और सही मात्रा में स्नेहक का उपयोग करना महत्वपूर्ण है।
रेडियल बियरिंग्स
रेडियल बेयरिंग लगभग सभी रैखिक गति प्रणालियों में मौजूद होते हैं, जो बॉल या लीड स्क्रू शाफ्ट या बेल्ट ड्राइव सिस्टम में पुली जैसे घूर्णन घटकों को सहारा देते हैं। हालाँकि रैखिक गाइड या स्क्रू की तुलना में ये रेडियल बेयरिंग अपेक्षाकृत छोटे होते हैं, फिर भी ये घर्षण उत्पन्न करते हैं जिसे सिस्टम डिज़ाइन और आकार निर्धारण के दौरान ध्यान में रखा जाना चाहिए।
पोस्ट करने का समय: 23 मई 2022