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बियरिंग क्लीयरेंस मापने के लिए अंतिम गाइड
मैकेनिकल इंजीनियरिंग और विनिर्माण में, बीयरिंग प्रमुख घटक हैं जो यांत्रिक उपकरणों के सुचारू संचालन और लंबे जीवन को सुनिश्चित करते हैं। किसी बियरिंग का प्रदर्शन न केवल उसके डिज़ाइन और विनिर्माण गुणवत्ता पर निर्भर करता है, बल्कि बियरिंग क्लीयरेंस पर भी निर्भर करता है। बियरिंग क्लीयरेंस से तात्पर्य बियरिंग रोलिंग तत्वों और आंतरिक और बाहरी रिंगों के बीच के अंतर से है, जिसका असर के शोर, कंपन, गर्मी उत्पादन और भार वितरण पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। यह लेख की अवधारणा, वर्गीकरण, गणना विधियों पर प्रकाश डालेगा असर निकासी और असर प्रदर्शन पर इसका प्रभाव, और विस्तृत सूत्र और डेटा समर्थन प्रदान करते हैं।
बियरिंग क्लीयरेंस जब कोई बाहरी भार लागू नहीं होता है तो असर वाले रोलिंग तत्वों और आंतरिक और बाहरी रिंगों के बीच के अंतर को संदर्भित करता है। माप की दिशा के आधार पर, बीयरिंग क्लीयरेंस को रेडियल क्लीयरेंस और अक्षीय क्लीयरेंस में विभाजित किया जा सकता है।
1. रेडियल क्लीयरेंस: नो-लोड स्थिति में, जब बीयरिंग की आंतरिक रिंग तय हो जाती है, तो रेडियल दिशा में बाहरी रिंग की गति की मात्रा, यानी अक्ष दिशा के लंबवत विस्थापन होता है।
2. अक्षीय निकासी: नो-लोड स्थिति में, जब बीयरिंग की आंतरिक रिंग तय हो जाती है, तो बाहरी रिंग की अक्षीय दिशा में गति की मात्रा, यानी अक्ष दिशा के समानांतर विस्थापन होता है।
बियरिंग क्लीयरेंस ग्रेड
बियरिंग क्लीयरेंस ग्रेड को उनके आकार के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है, और प्रत्येक ग्रेड विभिन्न कार्य स्थितियों और अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होता है। सामान्य क्लीयरेंस ग्रेड में C2, CN, C3, C4, और C5 शामिल हैं।
C2 स्तर की निकासी
क्लास सी2 में छोटी निकासी होती है और यह उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिनके लिए उच्च असर सटीकता और स्थिरता की आवश्यकता होती है, जैसे सटीक उपकरण और मोटर। इसकी छोटी निकासी के कारण, इस प्रकार के बीयरिंग में ऑपरेशन के दौरान कम शोर और कंपन होता है, और यह उच्च-सटीक यांत्रिक उपकरणों के लिए उपयुक्त है।
सीएन स्तर की निकासी
ग्रेड सीएन सामान्य निकासी है और औद्योगिक मशीनरी और वाहनों जैसे अधिकांश सामान्य अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। यह एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है, सामान्य भार और तापमान परिवर्तन के अनुकूल होने के साथ-साथ बियरिंग की परिचालन स्थिरता सुनिश्चित करता है।
C3 स्तर की निकासी
ग्रेड सी3 में बड़ी निकासी है और यह उच्च तापमान या बड़े भार वाले अनुप्रयोगों, जैसे मोटर और हेवी-ड्यूटी मशीनरी के लिए उपयुक्त है। बड़ा क्लीयरेंस बढ़ते तापमान के कारण होने वाले थर्मल विस्तार की भरपाई कर सकता है और ओवरहीटिंग के कारण बेयरिंग की विफलता को रोक सकता है।
ग्रेड सी4 और ग्रेड सी5 क्लीयरेंस
ग्रेड सी4 और सी5 में क्रमशः ग्रेड सी3 की तुलना में बड़ी मंजूरी है और उच्च तापमान या अधिक भार वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं। क्लीयरेंस के इन स्तरों का उपयोग अत्यधिक कामकाजी परिस्थितियों, जैसे उच्च तापमान वाले वातावरण या अतिभारित यांत्रिक उपकरण के तहत उपकरणों के लिए किया जाता है, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि बीयरिंग अभी भी कठोर परिस्थितियों में स्थिर रूप से काम कर सकें।
| क्लीयरेंस क्लास | रेडियल क्लीयरेंस (µm) | अक्षीय क्लीयरेंस (µm) | आवेदन उदाहरण |
|---|---|---|---|
| C2 | सामान्य से कम (10-20) | सामान्य से कम (10-25) | उच्च परिशुद्धता, कम शोर अनुप्रयोग |
| सीएन (सामान्य) | सामान्य (20-40) | सामान्य (25-50) | सामान्य औद्योगिक अनुप्रयोग |
| C3 | सामान्य से अधिक (40-70) | सामान्य से अधिक (50-90) | उच्च तापमान या भारी भार अनुप्रयोग |
| C4 | C3 से अधिक (70-100) | C3 से अधिक (90-130) | बहुत अधिक तापमान या बहुत भारी भार |
| C5 | C4 से अधिक (100-130) | C4 से अधिक (130-160) | अधिकतम निकासी के साथ चरम स्थितियाँ |
बेयरिंग क्लीयरेंस को मापना
बेयरिंग क्लीयरेंस को मापना वास्तविक परिचालन स्थितियों के तहत बीयरिंगों के स्थिर प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए एक महत्वपूर्ण कदम है। निम्नलिखित विभिन्न प्रकार के आंतरिक बीयरिंग क्लीयरेंस और उनके गणना सूत्रों का वर्णन करता है।
मापी गई आंतरिक बीयरिंग क्लीयरेंस (Δ1)
मापी गई आंतरिक बीयरिंग क्लीयरेंस को एक विशिष्ट भार के तहत मापा जाता है, जिसमें लोड-प्रेरित लोचदार विरूपण (δfo) भी शामिल है। गणना सूत्र है:
Δ1=Δ0+δfo
Δ1 मापा आंतरिक बीयरिंग क्लीयरेंस है
Δ0 सैद्धांतिक आंतरिक बीयरिंग क्लीयरेंस है
δfo भार के कारण होने वाली लोचदार विकृति है
सैद्धांतिक आंतरिक असर निकासी (Δ0)
सैद्धांतिक आंतरिक बीयरिंग क्लीयरेंस रेडियल आंतरिक बीयरिंग क्लीयरेंस है जिसे बिना किसी भार के मापा जाता है और इसमें लोचदार विरूपण शामिल नहीं होता है। रोलिंग बीयरिंग के लिए, लोचदार विरूपण शून्य है, इसलिए सूत्र सरल हो जाता है:
Δ0=Δ1
शेष आंतरिक बीयरिंग क्लीयरेंस (Δf)
अवशिष्ट आंतरिक बीयरिंग क्लीयरेंस मशीन को असेंबल करने के बाद लेकिन इसे सेवा में लगाने से पहले, इलास्टिक विरूपण को छोड़कर, लेकिन रिंग विस्तार या संपीड़न के लिए लेखांकन में बेयरिंग क्लीयरेंस है। गणना सूत्र है:
Δf=Δ0+δf
δf रिंग विस्तार या संपीड़न के कारण होने वाला परिवर्तन है
प्रभावी आंतरिक बीयरिंग क्लीयरेंस (Δ)
प्रभावी आंतरिक बियरिंग क्लीयरेंस लोड के कारण लोचदार विरूपण को छोड़कर, ऑपरेटिंग तापमान के कारण मशीन द्वारा उत्पन्न बियरिंग क्लीयरेंस है। गणना सूत्र है:
Δ=Δf−δt=Δ0−(δf+δt)
δt आंतरिक और बाहरी रिंगों के बीच तापमान के अंतर के कारण होने वाला परिवर्तन है
बेयरिंग क्लीयरेंस को प्रभावित करने वाले कारक
तापमान परिवर्तन, लोड परिवर्तन, स्थापना गुणवत्ता और परिचालन गति सहित कई कारक बीयरिंग क्लीयरेंस को प्रभावित कर सकते हैं।
तापमान परिवर्तन
बढ़े हुए तापमान के कारण असर वाले घटकों का विस्तार होता है, जिससे निकासी प्रभावित होती है। ऑपरेशन के दौरान उत्पन्न गर्मी के कारण बेयरिंग के आंतरिक और बाहरी रिंग का विस्तार होता है, जिससे क्लीयरेंस कम हो जाता है। थर्मल विस्तार के कारण बेयरिंग की विफलता से बचने के लिए, उचित क्लीयरेंस ग्रेड का चयन करना महत्वपूर्ण है। सूत्र इस प्रकार है:
δt=αΔtDe
δt आंतरिक और बाहरी रिंगों (इकाई: मिमी) के बीच तापमान अंतर के कारण रेडियल बियरिंग क्लीयरेंस में कमी है।
α असर स्टील का रैखिक थर्मल विस्तार गुणांक है, जो लगभग 12.5 × 10⁻⁶/℃ है।
Δt आंतरिक और बाहरी रिंगों (इकाई: ℃) के बीच तापमान का अंतर है।
De बाहरी रिंग चैनल व्यास (इकाई: मिमी) है, बॉल बेयरिंग के लिए: De=(4D+d), रोलिंग बेयरिंग के लिए: De=(3D+d)।
परिवर्तन लोड हो रहा है
अलग-अलग लोडिंग स्थितियां क्लीयरेंस में बदलाव का कारण बन सकती हैं, खासकर अक्षीय भार में। जब बेयरिंग को अक्षीय भार के अधीन किया जाता है, तो रोलिंग तत्व अक्षीय दिशा में विस्थापित हो जाएंगे और क्लीयरेंस बदल देंगे। इसलिए, बीयरिंगों को डिजाइन और चुनते समय वास्तविक लोड स्थितियों पर विचार किया जाना चाहिए।
स्थापना गुणवत्ता
अनुचित स्थापना से बेयरिंग का क्लीयरेंस बदल सकता है और उसका प्रदर्शन प्रभावित हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक अधिक टाइट इंस्टॉलेशन बेयरिंग को संपीड़ित कर सकता है, क्लीयरेंस को कम कर सकता है, और घर्षण और घिसाव को बढ़ा सकता है। बहुत ढीली स्थापना से निकासी बढ़ जाएगी और अस्थिर संचालन हो जाएगा।
दौड़ने की गति
हाई-स्पीड ऑपरेशन के दौरान, केन्द्रापसारक बल असर असेंबली को ख़राब कर देगा और निकासी को बदल देगा। यह सुनिश्चित करने के लिए कि उच्च गति पर बियरिंग स्थिर रहे, उचित क्लीयरेंस ग्रेड का चयन करना महत्वपूर्ण है।
निष्कर्ष
बियरिंग प्रदर्शन के लिए बियरिंग क्लीयरेंस एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। बेयरिंग क्लीयरेंस की सही समझ और गणना, बेयरिंग की स्थापना, संचालन और जीवन के लिए महत्वपूर्ण है। विभिन्न प्रकार की बीयरिंग क्लीयरेंस और उनकी गणना कैसे की जाती है, इसे समझकर, इंजीनियर विभिन्न परिचालन स्थितियों और अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए बीयरिंग का बेहतर चयन और उपयोग कर सकते हैं। मुझे उम्मीद है कि यह लेख पाठकों को बेयरिंग क्लीयरेंस के महत्व को पूरी तरह से समझने में मदद कर सकता है और उपकरणों की परिचालन दक्षता और विश्वसनीयता में सुधार के लिए इस ज्ञान को व्यावहारिक कार्यों में लागू कर सकता है।