কীভাবে একটি ইউনিভার্সাল গিয়ারবক্স বিভিন্ন লোড প্রয়োজনীয়তার সাথে মেলে টর্ক এবং গতি সামঞ্জস্য করে

যন্ত্রপাতি জগতে, নম্র ওয়াশিং মেশিন থেকে শুরু করে একটি কারখানায় শক্তিশালী কনভেয়র ড্রাইভ পর্যন্ত, সেখানে একটি সর্বব্যাপী ওয়ার্কহর্স রয়েছে: দ্য ইউনিভার্সাল গিয়ারবক্স । এর মূল ফাংশনটি প্রতারণামূলকভাবে সহজ তবে মৌলিকভাবে সমালোচিত - একটি পাওয়ার উত্স (বৈদ্যুতিক মোটরের মতো) এবং একটি লোডের মধ্যে মধ্যস্থতাকারী হিসাবে পরিবেশন করা, এটি নিশ্চিত করে যে মোটরটি কার্যকরভাবে সম্পন্ন করার সময় দক্ষতার সাথে চালায়।

মৌলিক বাণিজ্য বন্ধ: টর্ক এবং গতি বোঝা

গিয়ারবক্সে নিজেই ডুব দেওয়ার আগে একজনকে অবশ্যই টর্ক এবং ঘূর্ণন গতির মধ্যে অপরিবর্তনীয় সম্পর্কটি উপলব্ধি করতে হবে। সহজ ভাষায়:

গতি (আরপিএম): আউটপুট শ্যাফ্টটি প্রতি মিনিটে যে ঘূর্ণন করে। উচ্চ গতির মানে কিছু দ্রুত ঘুরছে।

টর্ক: একটি মোচড় শক্তি যা ঘূর্ণন ঘটায়। এটিকে "পেশী" বা "টানিং শক্তি" হিসাবে ভাবেন। একটি ভারী লোড চলাচল শুরু করতে, ওজন বাড়াতে বা কোনও উপাদান ক্রাশ করার জন্য উচ্চ টর্কের প্রয়োজন।

সম্পর্ক দ্বারা পরিচালিত হয় শক্তি সংরক্ষণ আইন । শক্তি (বা শক্তি, যা সময়ের সাথে সাথে শক্তি) তৈরি বা ধ্বংস করা যায় না, কেবল রূপান্তরিত হয়। একটি নিখুঁত দক্ষ সিস্টেমে:

পাওয়ার আউট ইন পাওয়ার আউট

যেহেতু যান্ত্রিক শক্তি হিসাবে গণনা করা হয় টর্ক (τ) × ঘূর্ণন গতি (ω) , সমীকরণ হয়ে যায়:

(টর্ক_ইন × স্পিড_ইন) ≈ (টর্ক_আউট × স্পিড_আউট)

এটি মূল নীতিটি প্রকাশ করে: একটি ধ্রুবক ইনপুট পাওয়ার জন্য, টর্ক এবং গতি বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। আপনি একটি নির্দিষ্ট পাওয়ার উত্স থেকে একসাথে উভয়ই বাড়াতে পারবেন না। একটি গিয়ারবক্স হ'ল এমন একটি সরঞ্জাম যা আপনাকে তাদের মধ্যে ভারসাম্য চয়ন করতে দেয়।

টর্ক বাড়াতে: আপনাকে অবশ্যই আউটপুট গতি হ্রাস করতে হবে।

গতি বাড়াতে: আপনাকে অবশ্যই আউটপুট টর্ক হ্রাস করতে হবে।

একটি ইউনিভার্সাল গিয়ারবক্স মূলত একটি "টর্ক-স্পিড কনভার্টার", একটি মোটর লোডের দ্বারা প্রয়োজনীয় উচ্চ-টর্ক, স্বল্প-গতির শক্তি সরবরাহ করার সময় তার সর্বোত্তম, দক্ষ আরপিএম-এ পরিচালনা করতে দেয়।

মূল উপাদানগুলি: গিয়ারগুলি কীভাবে যান্ত্রিক সুবিধা তৈরি করে

একটি গিয়ারবক্স গিয়ার্স সিস্টেমের মাধ্যমে এই রূপান্তরটি অর্জন করে। জড়িত তিনটি মূল উপাদান হ'ল:

ইনপুট শ্যাফ্ট: মোটরটির সাথে সরাসরি সংযুক্ত, মোটরের গতি এবং টর্কে শক্তি গ্রহণ করে।

বিভিন্ন আকারের গিয়ারস: এগুলি সিস্টেমের হৃদয়। গিয়ারগুলি দাঁতযুক্ত চাকা যা শক্তি এবং গতি প্রেরণে একসাথে জাল হয়।

আউটপুট শ্যাফ্ট: লোডের সাথে সংযুক্ত (উদাঃ, একটি চাকা, একটি মিশ্রক, একটি পরিবাহক বেল্ট), পরিবর্তিত গতি এবং টর্ক সরবরাহ করে।

যান্ত্রিক সুবিধাটি জাল গিয়ারগুলিতে দাঁত সংখ্যার পার্থক্য থেকে আসে। এই পার্থক্য হিসাবে পরিচিত গিয়ার অনুপাত .

গিয়ার অনুপাতের যাদু

গিয়ার অনুপাত হ'ল মৌলিক গণনা যা গিয়ারবক্সের আচরণকে নির্দেশ করে। এটি হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়:

গিয়ার অনুপাত = Number of Teeth on Driven Gear / Number of Teeth on Driving Gear

এটি ইনপুট এবং আউটপুট গতি ব্যবহার করে গণনা করা যেতে পারে:

গিয়ার অনুপাত = Input Speed (RPM) / Output Speed (RPM)

আসুন দুটি প্রাথমিক পরিস্থিতি পরীক্ষা করা যাক:

দৃশ্য 1: টর্ক গুণের জন্য গতি হ্রাস (সবচেয়ে সাধারণ ক্ষেত্রে)

যখন একটি ছোট গিয়ার ("ড্রাইভিং" বা "ইনপুট" গিয়ার) একটি বৃহত্তর গিয়ার ("চালিত" বা "আউটপুট" গিয়ার) চালায় তখন এটি ঘটে।

ক্রিয়া: ছোট ইনপুট গিয়ারটি দ্রুত ঘোরে তবে তুলনামূলকভাবে কম টর্কের সাথে। এটি তৈরি করে এমন প্রতিটি সম্পূর্ণ ঘূর্ণনের জন্য, এটি কেবল জড়িত এবং বৃহত্তর গিয়ারকে একটি টার্নের একটি ভগ্নাংশে পরিণত করে।

ফলাফল: আউটপুট গতি হয় হ্রাস । তবে, বৃহত্তর গিয়ারে আরও দাঁত রয়েছে বলে বলটি একটি বৃহত্তর ব্যাসার্ধের উপরে বিতরণ করা হয়, যার ফলে একটি তাৎপর্যপূর্ণ আউটপুট টর্ক বৃদ্ধি .

রিয়েল-ওয়ার্ল্ড সাদৃশ্য: এর সর্বনিম্ন গিয়ারে সাইকেলের কথা ভাবুন। রিয়ার হুইলটি কয়েকবার (কম আউটপুট গতি) ঘুরিয়ে দেওয়ার জন্য আপনি বহুবার (উচ্চ ইনপুট গতি) প্যাডেল করেছেন। এটি আপনাকে খাড়া পাহাড়ে আরোহণের জন্য প্যাডেলগুলিতে বিশাল টর্ক প্রয়োগ করতে দেয়।

দৃশ্য 2: টর্ক হ্রাসের জন্য গতি বৃদ্ধি

এটি বিপরীত, যেখানে একটি বড় গিয়ার একটি ছোট গিয়ার চালায়।

ক্রিয়া: বড় ইনপুট গিয়ারটি ধীরে ধীরে ঘোরে। প্রতিটি সম্পূর্ণ ঘূর্ণনের জন্য, এটি একাধিক ঘূর্ণনের মাধ্যমে ছোট গিয়ারকে ধাক্কা দেয়।

ফলাফল: আউটপুট গতি হয় বৃদ্ধি , তবে আউটপুট টর্ক হ্রাস .

রিয়েল-ওয়ার্ল্ড সাদৃশ্য: এটি তার সর্বোচ্চ গিয়ারের সাইকেলের মতো। একটি পেডাল স্ট্রোক (কম ইনপুট গতি) রিয়ার হুইল স্পিনকে বহুবার (উচ্চ আউটপুট গতি) তৈরি করে, সমতল, উচ্চ-গতির ক্রুজিংয়ের জন্য উপযুক্ত যেখানে কম টর্কের প্রয়োজন হয়।

ইউনিভার্সাল গিয়ারবক্সের ধরণ এবং তাদের সমন্বয় প্রক্রিয়া

"সর্বজনীন" শব্দটি অভিযোজনযোগ্যতা বোঝায়। বিভিন্ন গিয়ারবক্স ডিজাইন বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন অনুসারে বিভিন্ন উপায়ে এই অভিযোজনযোগ্যতা অর্জন করে।

1। স্টেপড-অনুপাতের গিয়ারবক্সগুলি (ম্যানুয়াল ট্রান্সমিশন)

এটি কীভাবে কাজ করে: এই ধরণের স্থির, প্রাক-নির্ধারিত অনুপাত সহ একাধিক সেট গিয়ার রয়েছে। অপারেটর (বা একটি স্বয়ংক্রিয় সিস্টেম) এই সেটগুলির মধ্যে শারীরিকভাবে স্থানান্তরিত হয়।

লোডের জন্য সামঞ্জস্য: পরিবর্তিত লোড পরিচালনা করতে, আপনি একটি আলাদা গিয়ার নির্বাচন করুন। ভারী যানবাহন শুরু করার জন্য 1 ম গিয়ার প্রয়োজন (উচ্চ অনুপাত, উচ্চ টর্ক, কম গতি)। একবার সরে গেলে, আপনি দ্বিতীয়বার, তারপরে তৃতীয় ইত্যাদি তে স্থানান্তরিত হন, প্রতিবার উচ্চ গতির জন্য কিছু সম্ভাব্য টর্ককে ট্রেড করে। এটি ইঞ্জিনটিকে তার দক্ষ পাওয়ার ব্যান্ডে রাখে।

2। ক্রমাগত পরিবর্তনশীল সংক্রমণ (সিভিটি)

এটি কীভাবে কাজ করে: স্থির গিয়ারগুলির পরিবর্তে, একটি সিভিটি দুটি ভেরিয়েবল-ব্যাসের পাল্লির মধ্যে চলমান একটি বেল্ট বা চেইন ব্যবহার করে। লোড পরিবর্তিত হওয়ার সাথে সাথে, পুলি প্রস্থগুলি গতিশীলভাবে সামঞ্জস্য করে, কার্যকর "গিয়ার অনুপাত" নির্বিঘ্নে পরিবর্তন করে।

লোডের জন্য সামঞ্জস্য: এই সিস্টেমটি একটি নির্দিষ্ট পরিসরের মধ্যে অসীম সংখ্যার অনুপাত সরবরাহ করে। দ্রুত ত্বরণ (কম অনুপাত) বা জ্বালানী-দক্ষ ক্রুজিং (উচ্চ অনুপাত) এর জন্য হোক না কেন, এটি লোড চাহিদার সাথে ইঞ্জিনের শক্তির সাথে মেলে সবচেয়ে কার্যকর অনুপাতটি নিয়মিত এবং স্বয়ংক্রিয়ভাবে খুঁজে পায়।

3। গ্রহের গিয়ার সিস্টেম

এটি কীভাবে কাজ করে: এই কমপ্যাক্ট এবং শক্তিশালী সিস্টেমে একটি কেন্দ্রীয় "সূর্য" গিয়ার, একাধিক "গ্রহ" গিয়ারগুলি একটি "গ্রহ ক্যারিয়ার" এবং একটি বাইরের "রিং" গিয়ারে অবস্থিত। এই সিস্টেমের লকিং, ড্রাইভিং বা বিভিন্ন সদস্যকে ধরে রেখে বিভিন্ন গিয়ার অনুপাত (বিপরীত এবং নিরপেক্ষ সহ) অর্জন করা হয়।

লোডের জন্য সামঞ্জস্য: স্বয়ংক্রিয় সংক্রমণ, শিল্প মিশ্রণকারী এবং উইঞ্চগুলিতে ব্যবহৃত, সিস্টেমটি অপারেশনাল মোডগুলির মধ্যে স্যুইচ করতে জলবাহী বা বৈদ্যুতিনভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে, তাত্ক্ষণিক কাজের জন্য টর্ক এবং গতির সঠিক সংমিশ্রণ সরবরাহ করে।

এগুলি সমস্ত একসাথে রাখা: একটি ব্যবহারিক প্রয়োগ

বিবেচনা করুন a সিমেন্ট মিক্সার .

মোটর: একটি স্ট্যান্ডার্ড বৈদ্যুতিক মোটর যা একটি উচ্চ গতিতে দক্ষতার সাথে স্পিন করে (উদাঃ, 1,750 আরপিএম) তবে তুলনামূলকভাবে কম টর্ক সহ।

বোঝা: ভেজা কংক্রিটের পূর্ণ ড্রামটি অত্যন্ত ভারী এবং চলমান হওয়ার জন্য একটি উচ্চ ইনটারিয়াল লোড উপস্থাপন করে। এটি প্রায় 30 আরপিএম এ ধীরে ধীরে ঘোরানো দরকার, তবে ঘন মিশ্রণটি মন্থন করতে খুব উচ্চ টর্ক সহ।

ইউনিভার্সাল গিয়ারবক্স এই ব্যবধানটি ব্রিজ করে। এটি একটি উচ্চ গিয়ার অনুপাত ব্যবহার করে (উদাঃ, 1750 /30 ≈ 58: 1)। মোটরটি তার নকশাকৃত উচ্চ গতিতে সুখে স্পিন করে, গিয়ারবক্সে শক্তি প্রেরণ করে। ভিতরে, গিয়ার হ্রাসের একটি সিরিজ নাটকীয়ভাবে আউটপুট গতিটিকে নিরাপদ এবং কার্যকর 30 আরপিএম এ কম করে। গুরুতরভাবে, শক্তি সংরক্ষণের নীতি অনুসারে, গতিতে এই 58-গুণ হ্রাসের ফলে আনুমানিক 58-গুণ হয় বৃদ্ধি টর্কে (মাইনাস ছোটখাটো দক্ষতার ক্ষতি)। এই গুণিত টর্কটি কংক্রিটটি মিশ্রিত করার জন্য প্রয়োজনীয় প্রচুর "পেশী" সরবরাহ করে।

উপসংহার

একটি ইউনিভার্সাল গিয়ারবক্স শক্তির উত্স নয় বরং এটির একটি দুর্দান্ত দোভাষী। এটি পদার্থবিজ্ঞানের মৌলিক আইনগুলিকে সম্মান করে, পাওয়ার উত্স এবং বোঝা পুরোপুরি মিলে যায় তা নিশ্চিত করার জন্য অন্যের জন্য একটি বৈশিষ্ট্যকে বাণিজ্য করে। টর্ক এবং গতি এবং গিয়ার অনুপাতের মূল ভূমিকার মধ্যে বিপরীত সম্পর্ক বোঝার মাধ্যমে, কেউ এই জ্ঞানী ডিভাইসটি কীভাবে একটি একক, দক্ষ মোটরকে একটি বিস্তৃত অ্যারে সম্পাদন করতে সক্ষম করে - একটি মেডিকেল ডিভাইসের সূক্ষ্ম নির্ভুলতা থেকে শিল্প যন্ত্রপাতিগুলির নিষ্ঠুর শক্তি থেকে। এটি উজ্জ্বল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের সাথে প্রয়োগ করা সাধারণ যান্ত্রিক নীতিগুলির স্থায়ী শক্তির একটি প্রমাণ।