ইউনিভার্সাল জয়েন্ট খাদ: নকশা, নির্বাচন এবং রক্ষণাবেক্ষণ

এই নিবন্ধটি সর্বজনীন জয়েন্ট শ্যাফ্ট (U-জয়েন্ট শ্যাফ্ট) এর জন্য ব্যবহারিক, প্রকৌশল-স্তরের নির্দেশিকাকে কেন্দ্র করে। এটি সংজ্ঞা, কনফিগারেশন পছন্দ, আকারের সূত্র, উপাদান এবং তাপ-চিকিত্সা সুপারিশ, সমাবেশ এবং পর্যায়ক্রমিক পদ্ধতি, পরিদর্শন চেকলিস্ট, সাধারণ ব্যর্থতার মোড এবং ফিনিশিং/উৎপাদন সহনশীলতাগুলি কভার করে — সমস্তই লেখা যাতে একজন ডিজাইনিং বা রক্ষণাবেক্ষণ প্রকৌশলী সরাসরি এটি প্রয়োগ করতে পারেন।

একটি সর্বজনীন জয়েন্ট খাদ কি এবং কখন এটি ব্যবহার করতে হবে

একটি সার্বজনীন জয়েন্ট শ্যাফ্ট এক বা একাধিক সার্বজনীন (হুক-টাইপ) জয়েন্ট ব্যবহার করে নন-কলিনিয়ার শ্যাফ্টের মধ্যে টর্ক প্রেরণ করে। ধ্রুব-বেগ জয়েন্টের বিপরীতে, একটি মৌলিক U-জয়েন্ট কৌণিক ভুল-বিন্যস্তকরণের অনুমতি দেয় কিন্তু একা ব্যবহার করলে গতি ওঠানামা করে। ইউ-জয়েন্ট শ্যাফট ব্যবহার করুন যেখানে:

• কৌণিক মিসলাইনমেন্ট মাঝারি (সাধারণত ভারী-শুল্ক ডিজাইনের জন্য প্রতি জয়েন্টে 25-30° পর্যন্ত)।
• সরলতা, খরচ এবং রক্ষণাবেক্ষণের সহজতা অগ্রাধিকার।
• সিস্টেম গতির ওঠানামা গ্রহণ করতে পারে বা এটি বাতিল করতে জোড়া (ডবল) ইউ-জয়েন্ট ব্যবহার করতে পারে।

সার্বজনীন জয়েন্ট শ্যাফ্টের প্রকার এবং কনফিগারেশন

একক বনাম ডবল (কার্ডান) ইউ-জয়েন্ট শ্যাফ্ট

একটি একক ইউ-জয়েন্ট মিসলাইনড শ্যাফ্টের মধ্যে টর্ক প্রেরণ করে কিন্তু অ-ইউনিফর্ম কৌণিক বেগ প্রবর্তন করে। একটি সঠিকভাবে পর্যায়ক্রমে ডাবল ইউ-জয়েন্ট (একটি কেন্দ্রের শ্যাফ্টের সঙ্গে দুটি U-জয়েন্ট) যদি উভয় জয়েন্ট সমান কোণে কাজ করে এবং সঠিকভাবে পর্যায়ক্রমে কাজ করে তাহলে বেগের ভিন্নতা বাতিল করে — এটি ড্রাইভট্রেন অ্যাপ্লিকেশনে সবচেয়ে সাধারণ সমাধান।

ক্রস-বিয়ারিং (চার-বোল্ট) বনাম ট্রাইপড এবং ধ্রুব-বেগ হাইব্রিড

ক্রস-বিয়ারিং জয়েন্টগুলি (একটি সুই বহনকারী ক্রস সহ) ভারী রেডিয়াল লোডের জন্য কম্প্যাক্ট এবং শক্তিশালী। ট্রাইপড-স্টাইল বা সিভি-হাইব্রিড জয়েন্টগুলি উচ্চ কোণে কম্পন হ্রাস করে তবে আরও জটিল এবং ব্যয়বহুল। প্রয়োজনীয় মিসলাইনমেন্ট, ডিউটি ​​চক্র, তৈলাক্তকরণ অ্যাক্সেস এবং গতিশীল ভারসাম্য প্রয়োজনের উপর ভিত্তি করে চয়ন করুন।

ডিজাইন এবং সাইজিং নীতি (ব্যবহারিক সূত্র)

মৌলিক ঘূর্ণন সঁচারক বল এবং খাদ ব্যাস নির্বাচন

প্রেরিত টর্ক দিয়ে শুরু করুন। আপনি যদি অশ্বশক্তি (HP) এবং শ্যাফ্ট গতি (RPM) জানেন:

• টর্ক (lb·ft) = (HP × 5252) / RPM।
• মেট্রিক ইউনিটের জন্য: টর্ক (N·m) = (HP × 745.7) / (2π × RPM/60) — HP কে kW তে রূপান্তর করা সহজ এবং T (N·m) = (kW × 9550) / RPM ব্যবহার করা।

একবার টর্ক (T) জানা গেলে, অনুমোদিত শিয়ার স্ট্রেস (τ_allow) ব্যবহার করে প্রয়োজনীয় শ্যাফ্ট বিভাগের মডুলাস এবং ব্যাস নির্ধারণ করুন। টর্শন অধীনে একটি কঠিন বৃত্তাকার খাদ জন্য:

• পোলার মোমেন্ট J = π·d⁴ / 32
• শিয়ার স্ট্রেস τ = T·c / J = (16·T) / (π·d³)
• d এর সমাধান করতে পুনরায় সাজান: d ≥ ( (16·T) / (π·τ_অনুমতি) )^(1/3)

প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত একটি সুরক্ষা ফ্যাক্টর ব্যবহার করুন: সাধারণ ক্লান্তি/ঘূর্ণায়মান শ্যাফ্টগুলি শক লোডিং এবং অজানা ডিউটি চক্রের উপর নির্ভর করে 1.5-3.0 ব্যবহার করে। চাবিযুক্ত বা স্প্লিনড শ্যাফ্টের জন্য, চাপের ঘনত্বের জন্য হিসাব করুন এবং সেই অনুযায়ী অনুমোদিত চাপ কমিয়ে দিন।

উপাদান নির্বাচন, তাপ চিকিত্সা এবং পৃষ্ঠ সমাপ্তি

ইউ-জয়েন্ট শ্যাফ্টের জন্য সাধারণ উপকরণ এবং চিকিত্সা:

• মাঝারি-কার্বন স্টিল (AISI 1045/EN C45): ভাল যন্ত্রাদি; স্ট্রেস-রিলিফ বা পৃষ্ঠ শক্ত হওয়ার পরে মাঝারি লোডের জন্য উপযুক্ত।
• অ্যালয় স্টিলস (4140/42CrMo): উচ্চ টর্ক/ক্লান্তি প্রয়োগের জন্য পছন্দ করা হয়; প্রয়োজন অনুসারে 800-1000 MPa টেনসাইলের মাধ্যমে শক্ত করা বা নিভিয়ে দেওয়া এবং টেম্পার করা।
• স্প্লাইন বা জার্নালগুলির জন্য কেস হার্ডনিং (কারবারাইজ বা নাইট্রাইডিং) একটি শক্ত কোর ধরে রাখার সময় পরিধান উন্নত করতে।
• সারফেস ফিনিশ: বেয়ারিং জার্নালগুলিতে Ra ≤ 0.8 µm সুপারিশ করা হয়; পালিশ ভারবহন আসন সুই ভারবহন জীবন প্রসারিত.

সমাবেশ, ফেজিং, ব্যালেন্সিং এবং রানআউট সীমা

পর্যায়ক্রমিক নিয়ম (কম্পন এড়াতে)

সিরিজে দুটি U-জয়েন্ট ব্যবহার করার সময়, উভয় জয়েন্টের সমান অপারেটিং কোণ থাকতে হবে এবং পর্যায়ক্রমে 180° (ইয়োক ওরিয়েন্টেড) হতে হবে যাতে চালিত শ্যাফটের বেগ ওঠানামা বাতিল হয়। কার্যতঃ

• জোয়ালের কানগুলি দৃশ্যমানভাবে বিছিয়ে দিন এবং তাদের চিহ্নিত করুন; ইনস্টল করুন যাতে ফ্ল্যাঞ্জ/জোয়ালের চিহ্ন নির্দিষ্ট পর্যায়ে সারিবদ্ধ হয়।
• একটি কোণ গেজ সঙ্গে সমান কোণ নিশ্চিত করুন; অসম কোণগুলি পার্থক্যের সমানুপাতিক অবশিষ্ট কম্পন তৈরি করে।

ডায়নামিক ব্যালেন্সিং এবং রানআউট

অপারেটিং গতি সাধারণ ইঞ্জিন নিষ্ক্রিয় হলে বা কম্পন সহনশীলতা কম হলে U-জয়েন্ট এবং কেন্দ্র বিভাগ সহ শ্যাফ্টগুলি গতিশীলভাবে ভারসাম্যপূর্ণ হওয়া উচিত। লক্ষ্য রানআউট এবং ভারসাম্য সহনশীলতা:

• বিয়ারিং জার্নালগুলিতে মোট নির্দেশিত রানআউট (TIR): উচ্চ-গতির ড্রাইভট্রেনের জন্য ≤ 0.05 মিমি।
• আইএসও 1940/1 গ্রেড G16 বা স্বয়ংচালিত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উন্নততর গতিশীল ভারসাম্য; ভারী ঘূর্ণায়মান সরঞ্জামের জন্য G6.3–G2.5 প্রয়োজন হতে পারে।

পরিদর্শন, তৈলাক্তকরণ এবং রক্ষণাবেক্ষণ চেকলিস্ট

নিয়মিত চেক নাটকীয়ভাবে জীবন প্রসারিত. নির্ধারিত রক্ষণাবেক্ষণের সময় নিম্নলিখিত ব্যবহারিক চেকলিস্ট ব্যবহার করুন:

• স্কোরিং, ক্ষয় বা গ্রীস ফুটো করার জন্য জোয়াল রিলিফ, ক্রস ট্রুনিয়ন এবং সিলগুলির ভিজ্যুয়াল পরিদর্শন।
• ভারবহন খেলা চেক করুন: প্রস্তুতকারকের সহনশীলতার বাইরে অক্ষীয় বা রেডিয়াল খেলা বিয়ারিং পরিধান নির্দেশ করে; ডায়াল সূচক দিয়ে পরিমাপ করুন।
• গ্রীস ব্যবধান: ডিউটি ​​চক্র প্রতি রি-লুব সুই বিয়ারিং (সাধারণ: প্রতি 50-200 ঘন্টা) সামঞ্জস্যপূর্ণ NLGI গ্রেড এবং বিয়ারিং গ্রীস ব্যবহার করে।
• লোডের অধীনে শব্দ এবং কম্পন পরীক্ষা করুন — হঠাৎ শুরু হওয়া ভারবহন পতন, ক্রস ব্যর্থতা বা মিসফেসিংয়ের পরামর্শ দেয়।

সাধারণ ব্যর্থতার মোড এবং মূল কারণ

ব্যর্থতা মোড শনাক্ত করা সঠিক সমাধান নির্ধারণ করতে সাহায্য করে:

• অপর্যাপ্ত তৈলাক্তকরণ, দূষিত গ্রীস, বা ভুলভাবে সাজানো থেকে অকালে সুচ বহনকারী পরিধান।
• ক্রস/ট্রুনিয়ন ফ্র্যাকচার — উচ্চ শক লোড বা ভুল উপাদান/তাপ-চিকিত্সা; ক্লান্তি বনাম ওভারলোড স্বাক্ষরের জন্য ফ্র্যাকচার পৃষ্ঠ পরীক্ষা করুন।
• ইউ-জয়েন্ট জোয়ালের বিকৃতি — অনুপযুক্ত সমর্থন বা আন্ডারসাইজড শ্যাফ্টের কারণে অতিরিক্ত বাঁকানো মুহূর্ত।

উত্পাদন সহনশীলতা, QC চেক এবং পরীক্ষা

ম্যানুফ্যাকচারিং প্ল্যানে অন্তর্ভুক্ত করার জন্য মূল মাত্রা এবং QC অ্যাকশন:

• বিয়ারিং ফিটের উপর নির্ভর করে জার্নালের ব্যাস ±0.01–0.03 মিমি (প্রেস বনাম স্লিপ ফিট)।
• ব্যবহৃত ISO/RM মান অনুযায়ী স্প্লাইন বা কীড সেকশন টলারেন্স; রানআউট এবং ঘনত্বের জন্য নিয়ন্ত্রণ ≤ 0.05 মিমি।
• তাপ চিকিত্সার পরে কঠোরতা পরীক্ষা করুন (যেমন, কার্বারাইজড অংশগুলির জন্য মূল কঠোরতা এবং কেস গভীরতা)।
• এন্ড-অফ-লাইন কার্যকরী পরীক্ষা: কম্পন, শব্দ বা তেল/গ্রীস ফুটো সনাক্ত করতে অপারেটিং গতিতে লোডের নিচে ঘোরান।

নির্বাচন চেকলিস্ট এবং দ্রুত রেফারেন্স টেবিল

একটি শ্যাফ্ট ডিজাইন চূড়ান্ত করার আগে বা প্রতিস্থাপনের অংশগুলি অর্ডার করার আগে নীচের চেকলিস্টটি ব্যবহার করুন:

• অবিচ্ছিন্ন এবং সর্বোচ্চ টর্ক, RPM পরিসীমা এবং অপারেটিং কোণ নিশ্চিত করুন।
• ধ্রুবক বেগের জন্য কোণ এবং প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে একক বনাম ডবল যৌথ বিন্যাস নির্ধারণ করুন।
• জার্নাল এবং স্প্লাইনের জন্য উপাদান, তাপ-চিকিত্সা, এবং পৃষ্ঠ ফিনিস নির্দিষ্ট করুন।
• ক্রয় অঙ্কনে ব্যালেন্সিং স্পেসিফিকেশন এবং রানআউট সীমা অন্তর্ভুক্ত করুন।

চূড়ান্ত দ্রষ্টব্য: স্প্লাইন ফিট, সুই-বহন ধরন এবং গ্রীস সামঞ্জস্যের জন্য সর্বদা প্রস্তুতকারক-নির্দিষ্ট ইউ-জয়েন্ট ডেটাশীট উল্লেখ করুন। উপরের সূত্র এবং সহনশীলতাগুলি প্রমাণিত প্রারম্ভিক বিন্দু — সেগুলিকে নির্দিষ্ট দায়িত্ব চক্র, পরিবেশগত অবস্থা (ক্ষয়কারী বা উচ্চ-তাপমাত্রা পরিষেবা) এবং আপনার প্রকল্পের নিরাপত্তা প্রয়োজনীয়তার সাথে খাপ খাইয়ে নিন৷