কৌণিক যোগাযোগ বিয়ারিং বল বিয়ারিং যার ভিতরের এবং বাইরের রেসওয়ে একে অপরের সাপেক্ষে অফসেট হয়, তাই বলগুলি বিয়ারিং এর রেডিয়াল সমতলে একটি কোণে সেট করা একটি রেখা বরাবর প্রতিটি রেসওয়েকে স্পর্শ করে। সেই কোণ — যাকে কন্টাক্ট অ্যাঙ্গেল বলা হয় — যা একটি একক ভারবহনকে একই সময়ে একই দিকে রেডিয়াল লোড এবং অক্ষীয় (থ্রাস্ট) লোড বহন করতে দেয়, যা একটি আদর্শ গভীর খাঁজ বল বিয়ারিং দক্ষতার সাথে করতে পারে না। অ্যাঙ্গুলার কন্টাক্ট বল বিয়ারিং (ACBBs) বাইরের রিং-এ একটি উঁচু কাঁধ এবং একটি নিচু কাঁধ দিয়ে তৈরি করা হয়, যা বল-টু-রেসের যোগাযোগ বিন্দুর মাধ্যমে থ্রাস্ট লোড প্রেরণের জন্য প্রয়োজনীয় অসামঞ্জস্য তৈরি করে।
ভারবহন শিল্প জুড়ে ব্যবহৃত স্ট্যান্ডার্ড যোগাযোগ কোণ হয় 15°, 25°, এবং 40° , 30° এর সাথে কিছু প্রস্তুতকারকের রেঞ্জেও প্রদর্শিত হচ্ছে। থাম্বের নিয়মটি সহজ: একটি বড় যোগাযোগ কোণ বেশি অক্ষীয় লোড বহন করে কিন্তু কম গতি সহ্য করে; একটি ছোট যোগাযোগ কোণ দ্রুত ঘোরে কিন্তু কম জোর বহন করে। যেহেতু একটি একক-সারি কৌণিক যোগাযোগের ভারবহন শুধুমাত্র একটি দিক থেকে খোঁচা প্রতিরোধ করতে পারে, বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনগুলি শ্যাফ্টের উভয় দিক থেকে আসা লোড পরিচালনা করার জন্য মিলে যাওয়া জোড়া হিসাবে দুটি বিয়ারিং মাউন্ট করে।
একটি গভীর খাঁজ বল বিয়ারিং এর ভিতরে, রেসওয়ের খাঁজগুলি প্রতিসম এবং বলটি তাদের মধ্যে কেন্দ্রীভূত থাকে — যোগাযোগের কোণটি মূলত শূন্য, তাই বিয়ারিং প্রধানত রেডিয়াল লোডকে প্রতিরোধ করে। একটি কৌণিক যোগাযোগ বিয়ারিং-এ, বাইরের রিং খাঁজটি অক্ষীয়ভাবে অভ্যন্তরীণ রিং খাঁজের তুলনায় স্থানান্তরিত হয়। যখন একটি বল দুটি অফসেট খাঁজের মধ্যে বসে, তখন এর দুটি যোগাযোগ বিন্দুকে সংযুক্তকারী রেখাটি শ্যাফ্টের সাথে আর লম্ব থাকে না - এটি কাত হয়ে যায়। সেই কাত হল যোগাযোগের কোণ (α) , এবং এটিই যেকোন রেডিয়াল পুশের অংশকে একটি লোড পাথে রূপান্তরিত করে যা অক্ষীয় থ্রাস্ট প্রতিরোধ করতে সক্ষম।
বিয়ারিং ক্যাটালগ একটি "ফ্রি" বা নামমাত্র যোগাযোগ কোণ (15°, 25°, 40°) উদ্ধৃত করে যা বিয়ারিং আনলোড করা এবং আনমাউন্ট করা দিয়ে পরিমাপ করা হয়। একবার ভারবহনটি একটি শ্যাফ্টের উপর চাপা-ফিট হয়ে গেলে, তাপ সম্প্রসারণ সাপেক্ষে, এবং ঘূর্ণন থেকে অপারেটিং লোড এবং কেন্দ্রাতিগ বলের অধীনে রাখা হয়, প্রকৃত - বা কার্যকর - যোগাযোগ কোণটি নামমাত্র চিত্র থেকে স্থানান্তরিত হয়। যদি যোগাযোগের কোণ খুব বেশি বেড়ে যায়, বলটি রেসওয়ের কাঁধের উপর দিয়ে যেতে পারে এবং অকাল ব্যর্থতার কারণ হতে পারে; যদি এটি খুব নীচে নেমে যায়, বলগুলি রেসওয়েতে আবদ্ধ হতে পারে বা প্রিলোড হারাতে পারে, যা অনিয়মিত বলের গতি এবং তাড়াতাড়ি পরিধানের দিকে পরিচালিত করে। এই কারণেই ভারবহন প্রকৌশলীরা শুধুমাত্র ক্যাটালগ কোণের উপর নির্ভর না করে একটি ফিট এবং প্রিলোড স্পেসিফিকেশন চূড়ান্ত করার আগে স্ট্যাটিক এবং ডাইনামিক কন্টাক্ট অ্যাঙ্গেল শিফট উভয়ই গণনা করে।
একটি কৌণিক যোগাযোগের ভারবহন নির্দিষ্ট করার ক্ষেত্রে সঠিক যোগাযোগের কোণটি বেছে নেওয়া হল একক সবচেয়ে ফলপ্রসূ সিদ্ধান্ত, কারণ এটি অ্যাপ্লিকেশনের জীবনের জন্য গতি এবং থ্রাস্ট ক্ষমতার মধ্যে ট্রেড-অফকে ঠিক করে। পনের-ডিগ্রি বিয়ারিংগুলি কম অক্ষীয় লোড ক্ষমতার সাথে গতির ক্ষমতাকে সর্বাধিক করে এবং প্রায় 15,000 RPM এর উপরে উচ্চ-গতির স্পিন্ডেলের জন্য সর্বোত্তম পছন্দ যেখানে অক্ষীয় লোড মাঝারি থাকে। পঁচিশ-ডিগ্রি বিয়ারিং হল সাধারণ-উদ্দেশ্য, সর্বাধিক ব্যাপকভাবে স্টক করা পছন্দ, বেশিরভাগ নির্ভুল গিয়ারবক্স, রোবোটিক্স জয়েন্ট এবং মাঝারি-গতির স্পিন্ডেল জুড়ে গতি এবং অক্ষীয় ক্ষমতার ভারসাম্য। চল্লিশ-ডিগ্রি বিয়ারিংগুলি অক্ষীয় লোড ক্ষমতা সর্বাধিক করে তবে একটি উল্লেখযোগ্য গতির শাস্তির সাথে আসে।
| যোগাযোগ কোণ | গতির ক্ষমতা | অক্ষীয় লোড ক্ষমতা | সাধারণ ব্যবহার |
|---|---|---|---|
| 15° | সর্বোচ্চ | সর্বনিম্ন | উচ্চ গতির স্পিন্ডেল, নাকাল মেশিন |
| 25° | মধ্যম-উচ্চ | মধ্যম-উচ্চ | সাধারণ-উদ্দেশ্য গিয়ারবক্স, পাম্প, মোটর |
| 40° | সর্বনিম্ন | সর্বোচ্চ | বল স্ক্রু, সেন্ট্রিফিউগাল পাম্প, থ্রাস্ট-হেভি শ্যাফ্ট |
এটি মনে রাখার একটি ব্যবহারিক উপায়: যখন রেডিয়াল লোড লোড কেসকে প্রাধান্য দেয়, তখন একটি 25° বিয়ারিং ডিফল্ট হয়; যখন অক্ষীয় (থ্রাস্ট) লোড প্রাধান্য পায়, তখন 40° পর্যন্ত ধাপে যান; যখন শ্যাফ্ট দ্রুত ঘোরাতে হবে এবং অক্ষীয় লোড হালকা হয়, তখন 15° এ নামিয়ে দিন। নির্মাতারাও অংশ নম্বরে কোণটি এনকোড করে — উদাহরণস্বরূপ, NSK 25° বোঝাতে "A5" প্রত্যয় ব্যবহার করে , এবং অনেক ব্র্যান্ড স্ট্যান্ডার্ড 30° এর পরিবর্তে 40° নির্দেশ করার জন্য একটি বেস পার্ট নম্বরের সাথে "B" যুক্ত করে, তাই সর্বজনীন প্রত্যয় সিস্টেম ধরে না নিয়ে সর্বদা নির্দিষ্ট নির্মাতার ক্যাটালগের বিপরীতে কোণ কোডটি নিশ্চিত করুন।
কৌণিক যোগাযোগ এবং গভীর খাঁজ বিয়ারিংগুলি প্রায়শই একই বোর, বাইরের ব্যাস এবং প্রস্থ ভাগ করে, যা একটি অঙ্কনে একে অপরের সাথে বিনিময়যোগ্য দেখায় — কিন্তু বাস্তব লোড পরিস্থিতিতে একটির সাথে অন্যটির অদলবদল করা L10 বিয়ারিং লাইফ 60-80% ভেঙ্গে দিতে পারে, অথবা আরও খারাপ ক্ষেত্রে স্টার্টআপের কয়েক ঘন্টার মধ্যে খিঁচুনি হতে পারে। পার্থক্যটি সম্পূর্ণরূপে সেই যোগাযোগের কোণে এবং এর জন্য প্রয়োজনীয় কাঁধের জ্যামিতিতে নেমে আসে।
একটি 6206 গভীর খাঁজ বল বিয়ারিং (30 মিমি বোর) মোটামুটি 19.5 kN এর গতিশীল রেডিয়াল লোড রেটিং বহন করে, যখন 25° এ একটি তুলনীয় 7206 কৌণিক যোগাযোগ বিয়ারিং প্রায় 17.8 kN রেডিয়ালি বহন করে - প্রায় 9% কম। যেখানে কৌণিক যোগাযোগের ভারবহন নির্ণায়কভাবে এগিয়ে যায় তা থ্রাস্টের দিকে থাকে: 25°-এ একই 7206 মোটামুটি 8.5 kN পর্যন্ত অবিচ্ছিন্ন অক্ষীয় লোড পরিচালনা করতে পারে, যেখানে একটি সমতুল্য গভীর খাঁজ বিয়ারিং সাধারণত 30-40% এর মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে তার লো-অ্যাক্স মোডে এবং রেটিং মোডে শুধুমাত্র লো-ডাইনামিক গতিতে। গতি অর্থপূর্ণ থ্রাস্ট সহ যেকোন প্রয়োগের জন্য — হেলিকাল গিয়ার মেশ, বল স্ক্রু, কৌণিক কাটিং ফোর্স — একটি গভীর খাঁজ বিয়ারিং একটি কৌণিক যোগাযোগের বিয়ারিং হওয়ার অনেক আগেই অক্ষীয় ক্ষমতার বাইরে চলে যায়।
একটি গভীর খাঁজ বিয়ারিং এর বল খাঁজের উভয় পাশে দুটি সমান কাঁধ থাকে, যখন একটি কৌণিক যোগাযোগ বিয়ারিং এর একটি লম্বা কাঁধ এবং একটি নিম্ন কাঁধ থাকে — লম্বা দিকটি লোড বহনকারী মুখ এবং ইনস্টলেশনের সময় থ্রাস্ট লোডের উৎসের মুখোমুখি হতে হবে। পার্ট নম্বরিং হল আরেকটি সুবিধা: কৌণিক যোগাযোগ বল বিয়ারিংগুলি সাধারণত 7xxx সিরিজের উপাধি বহন করে, যখন গভীর খাঁজ বল বিয়ারিং 6xxx সিরিজ নম্বর ব্যবহার করে।
যেহেতু একটি কৌণিক পরিচিতি বিয়ারিং শুধুমাত্র একটি দিক থেকে খোঁচাকে প্রতিরোধ করে, বেশিরভাগ বাস্তব ইনস্টলেশনে দুটি (বা তার বেশি) বিয়ারিং ব্যবহার করা হয় যা একটি মিলে যাওয়া, পূর্ব-সামঞ্জস্যযুক্ত জোড়া হিসাবে মাউন্ট করা হয়। বিয়ারিংগুলি তাদের বাইরের রিংয়ের সামনের মুখগুলি একসাথে (সামনে-মুখ, ডিএফ), তাদের পিছনের মুখগুলি একসাথে (ব্যাক-টু-ব্যাক, ডিবি), বা তাদের মুখগুলি একই দিকে সারিবদ্ধ করে (টেন্ডেম, ডিটি) দিয়ে সাজানো যেতে পারে। লোড কেসের জন্য ভুল ব্যবস্থা নির্বাচন করা হল সবচেয়ে সাধারণ — এবং ব্যয়বহুল — স্পেসিফিকেশন ত্রুটিগুলির মধ্যে একটি৷
ব্যাক-টু-ব্যাক বিন্যাসে, দুটি বিয়ারিংয়ের যোগাযোগের কোণ রেখাগুলি ভিতরের দিকে সরে যায়, একটি "O" আকৃতি তৈরি করে, যার কারণে DB-কে ও-বিন্যাসও বলা হয়। ডিবি পেয়ারিং টিল্টিং মুহূর্তগুলির সবচেয়ে শক্তিশালী প্রতিরোধ দেয়, তাই যখনই লোডের ক্ষেত্রে একটি কাত মোমেন্টের সাথে রেডিয়াল লোড মিলিত হয় তখন এটি সঠিক পছন্দ। এই ব্যাপক কার্যকর লোড-সেন্টার স্পেসিং কেন ডিবি জোড়াগুলি টাকু নাক এবং চাকা হাবের জন্য আদর্শ পছন্দ যা উল্টে যাওয়া শক্তিকে প্রতিরোধ করতে হবে।
সামনাসামনি বিন্যাসে, ব্যবধানটি ভিতরের ঘোড়দৌড়ের পরিবর্তে বাইরের ঘোড়দৌড়ের মধ্যে বসে এবং ইনস্টলেশনের সময় সেই ব্যবধানটি বন্ধ করা কার্যকারী প্রিলড তৈরি করে। ডিএফ পেয়ারিং হল সঠিক কল যখন অক্ষীয় লোড উভয় দিক থেকে আসতে পারে এবং অ্যাসেম্বলিকে শ্যাফ্ট সম্প্রসারণের জন্য তাপীয়ভাবে ক্ষতিপূরণ দিতে হবে, যেহেতু সংকীর্ণ লোড-সেন্টার ব্যবধানটি ডিবির তুলনায় শ্যাফ্ট বৃদ্ধিকে আরও সুন্দরভাবে সহ্য করে। ট্রেড-অফ হল মুহূর্ত লোডের কম প্রতিরোধের, তাই ডিএফ জোড়ার পর্যাপ্ত অক্ষীয় ব্যবধানের প্রয়োজন যদি ভুলভাবে প্রতিরোধ করা যায়।
একটি টেন্ডেম বিন্যাসে, উভয় বিয়ারিংয়ের যোগাযোগের কোণ রেখাগুলি সমান্তরালভাবে চলে, একটি খুব ভারী-শুল্ক থ্রাস্ট কনফিগারেশন তৈরি করে যা কোনও রেডিয়াল লোড বহন করে না এবং শুধুমাত্র একটি দিকে থ্রাস্ট গ্রহণ করে। ডিটি পেয়ারিং হল একটি পছন্দ যখন একক ভারবহনের জন্য একমুখী অক্ষীয় লোডকে বড় করা হয়, যেহেতু বিন্যাসটি উভয় বিয়ারিংয়ের অক্ষীয় ক্ষমতাকে সুপারইম্পোজ করে। যদি একটি টেন্ডেম সিস্টেমে উভয় দিক থেকে থ্রাস্টকে প্রতিহত করতে হয়, তাহলে টেন্ডেম জোড়ার বিপরীতে একটি তৃতীয় ভারবহন যোগ করতে হবে — DT একাই অতিরিক্ত প্রিলোড ছাড়া কোনো অন্তর্নিহিত অক্ষীয় স্থিতিশীলতা প্রদান করে না।
| ব্যবস্থা | অক্ষীয় লোড দিকনির্দেশ | মুহূর্তের অনমনীয়তা | জন্য সেরা |
|---|---|---|---|
| DB (ব্যাক-টু-ব্যাক) | উভয় দিক | উচ্চ | টাকু, চাকা হাব, কাত মুহূর্ত |
| DF (মুখোমুখি) | উভয় দিক | নিম্ন | তাপ সম্প্রসারণ সহনশীলতা, স্ব-সারিবদ্ধ সেটআপ |
| ডিটি (টেন্ডেম) | শুধুমাত্র একটি দিক | কোনটিই নয় (প্রিলোড যোগ করা প্রয়োজন) | ভারী একমুখী খোঁচা (বল স্ক্রু, পাম্প) |
বেসলাইন ডিজাইন: এক সারি বলের, একটি উত্থিত কাঁধ, একক দিকে রেডিয়াল লোড এবং অক্ষীয় লোড বহন করতে সক্ষম। শুধুমাত্র একা ব্যবহৃত হয় যেখানে খোঁচা সত্যিকারের এক-দিকনির্দেশক; অন্যথায় একটি DB, DF, বা DT জোড়ায় মাউন্ট করা হয়।
উচ্চ দৃঢ়তা এবং উভয় দিকের সম্মিলিত রেডিয়াল এবং অক্ষীয় লোডের জন্য ডিজাইন করা, ডাবল-সারি কৌণিক যোগাযোগের বিয়ারিংগুলি সাধারণত মোটর, পাম্প এবং কম্প্রেসারগুলিতে ব্যবহৃত হয়। এগুলি একটি একক বিয়ারিং-এ নির্মিত একটি স্থায়ী ব্যাক-টু-ব্যাক জোড়ার মতো কাজ করে, উভয় দিকেই অক্ষীয় লোড বজায় রাখে এবং মোমেন্ট লোডগুলি পরিচালনা করে এবং প্রায়শই শ্যাফ্ট সিস্টেমে ফিক্সড-এন্ড বিয়ারিং হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
ফোর-পয়েন্ট কন্টাক্ট বিয়ারিংগুলি একটি কমপ্যাক্ট, উচ্চ-দৃঢ়তার নকশা অফার করে যা সীমিত রেডিয়াল লোড ক্ষমতা সহ উভয় দিকে অক্ষীয় লোড সমর্থন করে এবং সাধারণত মোটর, গিয়ারবক্স এবং পাম্পে পাওয়া যায়। রেডিয়াল লোডের অধীনে, বলগুলি অভ্যন্তরীণ এবং বাইরের বলয়ের সাথে চারটি বিন্দুর যোগাযোগ স্থাপন করে — বিশুদ্ধ অক্ষীয় লোডের অধীনে, যোগাযোগ দুটি বিন্দুতে হ্রাস পায়, যা একটি আদর্শ কৌণিক যোগাযোগ বিয়ারিংয়ের মতো। এই ডিজাইনটি একটি একক বিয়ারিংকে একটি মিলিত জোড়া প্রতিস্থাপন করতে দেয় যেখানে অক্ষীয় স্থান একটি প্রিমিয়ামে থাকে।
ডুপ্লেক্স বিয়ারিং হল দুই বা ততোধিক একক-সারি কৌণিক যোগাযোগ বিয়ারিং তৈরি করা হয় এবং একটি নির্দিষ্ট ক্লিয়ারেন্স এবং প্রিলোডের সেট হিসাবে মিলিত হয়, তারপর একটি DB, DF, বা DT কনফিগারেশনে একসাথে মাউন্ট করা হয়। কারণ পারফরম্যান্সের সামঞ্জস্যের গ্যারান্টি দেওয়ার জন্য মিলে যাওয়া জোড়াগুলি অবশ্যই একই উত্পাদন ব্যাচে তৈরি করা উচিত, সেগুলিকে কখনই আলাদা সেটের বিয়ারিংয়ের সাথে মিশ্রিত করা উচিত নয় — এমনকি অংশ সংখ্যাগুলি অভিন্ন দেখালেও৷
মিনিয়েচার কৌণিক যোগাযোগ বিয়ারিংগুলি হল কম্প্যাক্ট, স্ট্যান্ডার্ড একক-সারি ডিজাইনের উচ্চ-নির্ভুল সংস্করণ, সাধারণত 10 মিমি-এর নিচে বোর আকারের, স্থান-সংকল্পিত, স্পষ্টতা-সমালোচনামূলক অ্যাপ্লিকেশন যেমন ডেন্টাল হ্যান্ডপিস, অপটিক্যাল ইন্সট্রুমেন্ট এবং ছোট সার্ভো অ্যাকচুয়েটরগুলির জন্য নির্মিত।
কৌণিক যোগাযোগের বিয়ারিংগুলি সাধারণত অভ্যন্তরীণ রেস, বল এবং বাইরের রেসের মধ্যে প্রয়োগ করা একটি প্রিলোডের সাথে একত্রিত হয়, যা বল এবং উভয় রেসওয়ের মধ্যে অভ্যন্তরীণ ক্লিয়ারেন্সকে হ্রাস করে বা সরিয়ে দেয়। প্রিলোড ব্যতীত, হালকা বা বিপরীত লোডের অধীনে একটি কৌণিক যোগাযোগ বিয়ারিং বল স্কিড, কম্পন এবং অকাল পরিধান বিকাশ করতে পারে কারণ বলগুলি মুহূর্তের জন্য রেসওয়ের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ যোগাযোগ হারিয়ে ফেলে।
প্রিলোড কন্টাক্ট অ্যাঙ্গেল এবং পেয়ারিং বিন্যাস উভয়ের সাথেই ঘনিষ্ঠভাবে আবদ্ধ, এবং এটি ঠিক করা বিশেষত উচ্চ-গতির, উচ্চ-নির্ভুলতা যেমন স্পিন্ডেল এবং সার্ভো মোটরগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে সঠিক প্রিলোড অনমনীয়তা উন্নত করে এবং কম্পন হ্রাস করে। নির্দিষ্ট পদ্ধতি — ফ্যাক্টরি থেকে মেশিনড-ইন প্রিলোড, স্প্রিং প্রিলোড, বা ইনস্টলেশনের সময় টেপারড ওয়াশার সহ প্রিলোড সেট — সাধারণত নকশা পর্যায়ে স্থির না হয়ে ইনস্টলেশন পর্যায়ে নির্ধারিত হয়। ওভার-টাইনিং প্রিলোড একটি সাধারণ ক্ষেত্রের ভুল: অতিরিক্ত ক্ল্যাম্পিং বল ঘর্ষণ এবং তাপকে চালিত করে, যা ভারবহন জীবনকে খুব কম প্রিলোড দিয়ে দৌড়ানোর মতোই ছোট করতে পারে।
কৌণিক যোগাযোগ বিয়ারিংগুলি যেখানেই একটি শ্যাফ্ট রেডিয়াল লোডের পাশাপাশি অর্থপূর্ণ থ্রাস্ট লোড অনুভব করে সেখানে প্রদর্শিত হয় — যা ঘূর্ণায়মান যন্ত্রপাতিগুলির বিস্তৃত অংশকে কভার করে। কয়েকটি সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন ব্যাখ্যা করে যে কেন যোগাযোগের কোণ এবং মাউন্টিং ব্যবস্থা অনুশীলনে এত গুরুত্বপূর্ণ:
একটি কৌণিক যোগাযোগের ভারবহন সঠিকভাবে নির্দিষ্ট করা লোডের দিক, গতি, এবং যথার্থ প্রয়োজনীয়তার মাধ্যমে কাজ করার জন্য নেমে আসে — এই ধাপগুলির যেকোন একটি এড়িয়ে যাওয়া হল যেখানে বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশন-সাইড ব্যর্থতার উদ্ভব হয়।
এই ছয়টি ধাপকে সামনের দিকে নিয়ে যাওয়া - একটি পরিচিত অংশ নম্বরে ডিফল্ট না করে - এমন একটি বিয়ারিংকে আলাদা করে যা তার রেটেড L10 লাইফকে পৌঁছে দেয় যেটি একটি লোড কেসের অধীনে প্রথম দিকে ব্যর্থ হয় যা আসলে বহন করার জন্য উপযুক্ত ছিল না৷
আরো দেখুন
আরো দেখুন
আরো দেখুন
আরো দেখুন
আরো দেখুন
আরো দেখুন