हेलिकल गियर बैकलैश क्या है?
एक प्रतिक्रिया में हेलिकल गियर पेयर, ड्राइविंग फ्लैंक के डिज़ाइन सेंटर डिस्टेंस पर संपर्क में होने पर नॉन-ड्राइविंग टूथ फ्लैंक के बीच का कुल अंतर है। अधिक सटीक रूप से: जब मेटिंग पेयर का एक गियर स्थिर रखा जाता है, तो बैकलैश वह कोणीय रेंज है जिसके माध्यम से दूसरा गियर बिना किसी भी तरफ टूथ फ्लैंक के स्पर्श किए घूम सकता है। यह थर्मल विस्तार, निर्माण सहनशीलता, ऑयल फिल्म स्पेस और असेंबली त्रुटियों को ध्यान में रखते हुए मेश में बनाया गया क्लीयरेंस है - और ड्राइव दिशा उलट जाने पर या हाउसिंग के थर्मल विकास से सेंटर डिस्टेंस थोड़ा बढ़ जाने पर टूथ-टूथ इंटरफेरेंस को रोकने के लिए भी है।
बैकलैश को पिच सर्कल पर रैखिक विस्थापन j_t (अनुप्रस्थ समतल बैकलैश, मिलीमीटर में) या गियर शाफ्ट पर कोणीय प्ले j_α (आर्क-मिनट या मिलिरैडियन में) के रूप में मापा जाता है। इन दोनों के बीच संबंध इस प्रकार है: j_α = 2 × j_t / d₁, जहाँ d₁ पिच व्यास है। खरीद और निरीक्षण के उद्देश्यों के लिए, बैकलैश को लगभग हमेशा j_t या दांत की मोटाई में नाममात्र से विचलन के रूप में निर्दिष्ट किया जाता है।
विरोध क्यों होता है — इंजीनियरिंग के चार कारण
गियरबॉक्स के ठंडे तापमान से लेकर परिचालन तापमान तक गर्म होने पर, गियर के केंद्र की दूरी में वृद्धि की दर, हाउसिंग सामग्री के तापीय प्रसार गुणांक (कास्ट आयरन: 11 µm/m·°C, एल्युमीनियम: 23 µm/m·°C) द्वारा निर्धारित होती है। 200 mm केंद्र दूरी और 50°C तापमान वृद्धि वाले कास्ट आयरन हाउसिंग के लिए: ΔC = 11 × 10⁻⁶ × 200 × 50 = 0.11 mm। बैकलैश के बिना, यह तापीय प्रसार दांतों के किनारों को आपस में टकराने के लिए मजबूर करेगा और जाम का कारण बनेगा।
कोई भी गियर या हाउसिंग अपने सटीक नाममात्र आयाम के अनुसार निर्मित नहीं होती है। केंद्र दूरी में निर्माण संबंधी सहनशीलता होती है, दांत की मोटाई में सहनशीलता होती है, और गियर पिच व्यास में सहनशीलता होती है। बैकलैश इन सहनशीलताओं के सबसे खराब संयोजन को समायोजित करता है ताकि दांतों में कोई रुकावट न आए — न्यूनतम बैकलैश को सबसे खराब सहनशीलता स्टैक से अधिक होने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
गैर-चालन दांतों के किनारों (जाली के ढीले हिस्से) के बीच ईएचएल तेल की परत में पर्याप्त जगह होनी चाहिए ताकि निष्क्रिय किनारे के दबाव के कारण तेल बाहर न निकल जाए। उच्च गति में हेलिकल गियर ड्राइव में, ढीली तरफ अपर्याप्त बैकलैश के कारण तेल फिल्म दबाव में उतार-चढ़ाव हो सकता है जो शोर में योगदान देता है।
गियर ऑयल में मौजूद छोटे घिसाव कण और संदूषण कणों को बिना अटके नॉन-कॉन्टैक्ट फ्लैंक ज़ोन से गुजरने में सक्षम होना चाहिए। बहुत कम बैकलैश वाले गियर कणों के कारण होने वाले जाम के प्रति संवेदनशील होते हैं, जिससे कण के बाहर निकलने पर प्रभाव भार उत्पन्न होता है - यही कारण है कि कम बैकलैश वाले गियर इतने कठोर होते हैं। हेलिकल गियर अनुप्रयोगों में तेल के बहुत बारीक निस्पंदन की भी आवश्यकता होती है।
दांत की मोटाई और केंद्र दूरी के आधार पर प्रतिघात को कैसे नियंत्रित किया जाता है
एक प्रतिक्रिया में हेलिकल गियर गियर युग्म दो स्वतंत्र चरों द्वारा निर्धारित होता है: प्रत्येक गियर की दाँत की मोटाई (सामान्य तल में सामान्य कॉर्डल दाँत की मोटाई s_n के रूप में मापी जाती है), और वह वास्तविक केंद्र दूरी जिस पर युग्म को असेंबल किया जाता है। इन दोनों के बीच और परिणामस्वरूप उत्पन्न होने वाले बैकलैश के बीच संबंध इस प्रकार है:
j_n = (s_n_nominal − s_n_actual_pinion − s_n_actual_gear) × cos α_n
व्यवहार में, दांत की मोटाई निर्दिष्ट करके बैकलैश को मुख्य रूप से नियंत्रित किया जाता है। विचलन नाममात्र मोटाई से — गियर के दांतों को आदर्श इनवोल्यूट नाममात्र मोटाई से थोड़ा पतला बनाया जाता है। DIN 3967 दांतों की मोटाई सहनशीलता वर्गों की एक मानकीकृत प्रणाली प्रदान करता है जो यह परिभाषित करती है कि वास्तविक दांत नाममात्र मोटाई के सापेक्ष कितना पतला हो सकता है।
डीआईएन 3967 दांत की मोटाई सहनशीलता प्रणाली
DIN 3967 दांत की मोटाई के लिए सहनशीलता निर्दिष्ट करता है। हेलिकल गियर दांत की नाममात्र मोटाई से दो विचलन होते हैं: ऊपरी विचलन A_s (अनुमत अधिकतम मोटाई नाममात्र मोटाई से कितनी कम है) और निचला विचलन A_i (न्यूनतम मोटाई कितनी कम है)। A_s और A_i दोनों ऋणात्मक होते हैं (बैकलैश सुनिश्चित करने के लिए वास्तविक दांत हमेशा नाममात्र मोटाई से पतला होता है)। दांत की मोटाई की सहनशीलता T_s = A_s − A_i है।
| डीआईएन 3967 वर्ग | विवरण | विशिष्ट j_n रेंज (Mn=5, α_n=20° पर) | आवेदन |
|---|---|---|---|
| डी (बहुत बड़ा) | बहुत बड़ा बैकलैश भत्ता | 0.30–0.60 मिमी | भारी और धीमी गति वाले औद्योगिक ड्राइव; उच्च तापीय उतार-चढ़ाव; संयोजन में आसानी |
| ई (बड़ा) | भारी विरोध | 0.20–0.40 मिमी | मानक औद्योगिक गियरबॉक्स (क्रेन होइस्ट, कन्वेयर, पंप) |
| एफ (सामान्य) | सामान्य प्रतिक्रिया | 0.14–0.28 मिमी | सामान्य मशीनरी, मानक संलग्न गियरबॉक्स — सबसे आम विशिष्टता |
| जी (संकीर्ण) | संकीर्ण प्रतिक्रिया | 0.08–0.18 मिमी | परिशुद्ध मशीनरी, मशीन उपकरण (गैर-स्थिति अक्ष) |
| एच (तंग) | सख्त — शून्य से न्यूनतम | 0.00–0.10 मिमी | सीएनसी पोजिशनिंग अक्ष, रोटरी टेबल, प्रिंटिंग प्रेस रजिस्ट्रेशन ड्राइव, रिवर्सल के साथ सर्वो अनुप्रयोग |
स्टैंडर्ड बैकलैश बनाम टाइट बैकलैश — कौन सा कब उपयुक्त है
हेलिकल गियर के दांतों का विवरण — बैकलैश, ड्राइविंग फ्लैंक के संपर्क में होने पर नॉन-ड्राइविंग फ्लैंक (ढीली तरफ) पर मौजूद अंतर होता है। यह पिच सर्कल पर सामान्य कॉर्डल टूथ थिकनेस s_n के रूप में मापी गई नाममात्र मोटाई के सापेक्ष वास्तविक टूथ थिकनेस द्वारा निर्धारित किया जाता है।
मानक बैकलैश (DIN 3967 क्लास e/f) — पावर ट्रांसमिशन ड्राइव
मानक बैकलैश (DIN 3967 में क्लास e या f) अधिकांश उपकरणों के लिए सही विनिर्देश है। हेलिकल गियर विद्युत संचरण ड्राइव — क्रेन, कन्वेयर, कंप्रेसर, पंप, पंखे और सामान्य बंद गियरबॉक्स। क्लास एफ (सामान्य) पर, लगभग 0.1–0.25 मिमी का बैकलैश थर्मल विस्तार के लिए पर्याप्त क्लीयरेंस प्रदान करता है, विनिर्माण सहनशीलता को समायोजित करता है और स्नेहक फिल्म को सही ढंग से कार्य करने देता है। मानक बैकलैश एक-दिशा या कभी-कभार रिवर्स होने वाले ड्राइव में कोई परिचालन समस्या उत्पन्न नहीं करता है — रिवर्सल धीमा या अनियमित होने पर यह अंतर इतना छोटा होता है कि इससे कोई श्रव्य प्रभाव उत्पन्न नहीं होता है।
टाइट बैकलैश (DIN 3967 क्लास g/h) — जब यह मायने रखता है
दो विशिष्ट अनुप्रयोग श्रेणियों में सख्त बैकलैश की आवश्यकता होती है, जिनमें से दोनों में शामिल हैं हेलिकल गियर ऐसे युग्म जिनमें दिशा बार-बार बदलती है और जहां आउटपुट शाफ्ट की कोणीय स्थिति की सटीकता मायने रखती है:
- सीएनसी मशीन टूल पोजिशनिंग अक्ष: एक सीएनसी मशीन टूल के एक्स, वाई, जेड अक्ष रैक-एंड-पिनियन या बॉल-स्क्रू ड्राइव का उपयोग करते हैं। पेचदार गियर सर्वो गियरबॉक्स में। गियर श्रृंखला में किसी भी प्रकार का बैकलैश अक्ष की दिशा बदलने पर गति हानि के रूप में प्रकट होता है - टेबल के चलना शुरू होने से पहले मोटर बैकलैश अंतर से होकर गुजरती है, जिससे उपकरण पर गियर अनुपात से विभाजित बैकलैश के बराबर स्थिति निर्धारण त्रुटि उत्पन्न होती है। क्लास जी या एच बैकलैश (आमतौर पर Mn = 2-4 सर्वो गियरबॉक्स गियर के लिए j_n = 0.01-0.04 मिमी) इस गति हानि को अक्ष स्थिति निर्धारण की पुनरावृत्ति के लक्ष्य (आमतौर पर ±1-5 µm) से नीचे सीमित करता है।
- प्रिंटिंग प्रेस और पैकेजिंग मशीन के चालक: मल्टी-कलर प्रिंटिंग प्रेस में 10,000 शीट प्रति घंटे से अधिक की गति पर सटीक रजिस्टर (रंग-से-रंग संरेखण) की आवश्यकता होती है। इंप्रेशन सिलेंडरों को चलाने वाले गियर ट्रेनों में किसी भी प्रकार की शिथिलता (बैकलैश) दोलनशील ड्राइव की गति में चक्रीय रजिस्टर त्रुटि उत्पन्न करती है। प्रिंटिंग प्रेस इंप्रेशन सिलेंडर ड्राइव के लिए क्लास जी बैकलैश मानक है।
व्यवहार में प्रतिक्रिया को कैसे मापा जाता है
सत्यापन के लिए तीन व्यावहारिक विधियों का उपयोग किया जाता है हेलिकल गियर उत्पादन और आवक निरीक्षण में प्रतिकूल प्रतिक्रिया:
| तरीका | यह काम किस प्रकार करता है | के लिए सर्वश्रेष्ठ | परिसीमन |
|---|---|---|---|
| गियर विश्लेषक (दांत की मोटाई) | गियर विश्लेषक पर वास्तविक दांत की मोटाई विचलन (A_s, A_i) को मापता है; दोनों गियरों के मापों से अपेक्षित बैकलैश की गणना करता है। | उत्पादन निरीक्षण; संयोजन से पहले ढीले गियरों का आवक निरीक्षण | आवास में वास्तविक केंद्र दूरी भिन्नता को ध्यान में नहीं रखता है |
| मेश में लीड गेज (फीलर गेज) | ड्राइविंग फ्लैंक पूरी तरह से संपर्क में रखते हुए, नॉन-ड्राइविंग दांतों के फ्लैंक के बीच फीलर गेज डालें; गेज की अधिकतम मोटाई जो पास हो सके, वही बैकलैश है। | असेंबल किए गए गियरबॉक्स पर फील्ड माप; त्वरित और किफायती | बड़े फेस चौड़ाई वाले पेचदार गियरों के लिए यह कठिन है (गेज को पूरी विकर्ण संपर्क रेखा के साथ संपर्क करना चाहिए)। |
| गियर रिम पर डायल इंडिकेटर | एक गियर को स्थिर करें; दूसरे गियर को आगे-पीछे हिलाएं; कुल इंडिकेटर रीडिंग = पिच सर्कल व्यास पर बैकलैश | असेंबल किया हुआ गियरबॉक्स; हाउसिंग सेंटर दूरी सहित वास्तविक ऑपरेटिंग बैकलैश को मापता है | इसके लिए दोनों गियर रिम तक एक साथ पहुंच आवश्यक है; यह केवल खुले या सुलभ गियर जालों पर ही व्यावहारिक है। |
सेवा अवधि के दौरान विरोध कैसे बढ़ता है
के तौर पर हेलिकल गियर जब गियरबॉक्स अपने सेवाकाल के दौरान घिसता है, तो दोनों दांतों के किनारे धीरे-धीरे अपनी मोटाई खो देते हैं — दांत की वास्तविक मोटाई कम हो जाती है और बैकलैश बढ़ जाता है। अच्छी तरह से चिकनाई युक्त सॉफ्ट टूथ फ्लैंक (QT HB 280) औद्योगिक गियरबॉक्स में, सामान्य घिसाव के कारण बैकलैश में मध्यम भार पर निरंतर संचालन के दौरान प्रति वर्ष लगभग 0.005–0.020 मिमी की वृद्धि होती है। जब बैकलैश मूल डिज़ाइन मान से लगभग 3 गुना अधिक हो जाता है, तो भार उलटने पर स्लैक-साइड पर लगने वाले बल में वृद्धि के कारण गियर का शोर आमतौर पर काफी बढ़ जाता है, और प्रभाव से उत्पन्न डायनामिक ओवरलोड के कारण दांत की जड़ पर बेंडिंग स्ट्रेस बढ़ जाता है। इसलिए बैकलैश मापन एक उपयोगी स्थिति निगरानी पैरामीटर है — बैकलैश दर में वृद्धि तेजी से घिसाव को इंगित करती है और रखरखाव की आवश्यकता का संकेत देती है।
हेलिकल गियर ड्राइंग पर बैकलैश निर्दिष्ट करना
बैकलैश को निर्दिष्ट किया गया है हेलिकल गियर डीआईएन 3967 के अनुसार दांत की मोटाई विचलन वर्ग संकेतन के माध्यम से आरेखण। गियर डेटा तालिका में सही आरेखण संकेतन इस प्रकार दिखाई देता है:
दांत की मोटाई विचलन वर्ग: डीआईएन 3967 − [बैकलैश वर्ग][सहनशीलता वर्ग]
उदाहरण: DIN 3967 − ef (बैकलैश क्लास e, दांत की मोटाई सहनशीलता f)
ये दो विशेषताएँ निर्दिष्ट करती हैं: पहली बैकलैश श्रेणी (a से d = अधिक; e, f = सामान्य; g, h = कम), और दूसरी दांत की मोटाई की सहनशीलता (अधिकतम से न्यूनतम दांत की मोटाई के बीच का अंतर)। सामान्य विनिर्देशों के लिए पेचदार गियर: डीआईएन 3967 − ef (सामान्य औद्योगिक), डीआईएन 3967 − fg (सटीक औद्योगिक), डीआईएन 3967 − gh (सर्वो/पोजिशनिंग)।
कोरिया एवर-पावर — प्रत्येक ऑर्डर पर प्रतिक्रिया की जानकारी दी गई है और उसकी पुष्टि की गई है।
कोरिया एवर-पावर ग्राउंड हेलिकल गियर — डीआईएन 3967 के अनुसार दांत की मोटाई में विचलन को गियर विश्लेषक पर मापा जाता है और निरीक्षण प्रमाणपत्र में इसकी जानकारी दी जाती है। बैकलैश क्लास की पुष्टि प्रत्येक सटीक ऑर्डर पर मानक दस्तावेज़ के रूप में शामिल होती है।
कोरिया एवर-पावर प्रत्येक उत्पाद के लिए सही डीआईएन 3967 बैकलैश क्लास निर्दिष्ट करता है। हेलिकल कट गियर आदेश — अनुप्रयोग प्रकार (मानक पावर ट्रांसमिशन बनाम पोजिशनिंग सर्वो) के लिए उपयुक्त वर्ग की पुष्टि करना और गियर विश्लेषक माप द्वारा वास्तविक दांत की मोटाई विचलन को सत्यापित करना। प्रत्यक्ष रूप से हेलिकल गियर निर्माताप्रत्येक ऑर्डर के साथ दिए गए निरीक्षण प्रमाण पत्र में बैकलैश क्लास की पुष्टि की जाती है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों
नहीं — DIN सटीकता वर्ग (DIN 3962) और बैकलैश वर्ग (DIN 3967) स्वतंत्र विनिर्देश हैं। एक गियर मानक (वर्ग e/f) बैकलैश के साथ DIN वर्ग 5 सटीकता का हो सकता है, या तंग (वर्ग g/h) बैकलैश के साथ DIN वर्ग 8 सटीकता का हो सकता है। सटीकता वर्ग यह निर्धारित करता है कि दांत का आकार, लीड और पिच आदर्श ज्यामिति से कितनी सटीक रूप से मेल खाते हैं; बैकलैश वर्ग यह निर्धारित करता है कि वास्तविक दांत नाममात्र मोटाई के सापेक्ष कितना पतला है। दोनों को ड्राइंग पर निर्दिष्ट किया जाना चाहिए — एक दूसरे का संकेत नहीं देता।
जब एक हेलिकल गियर गियरबॉक्स के गर्म होने पर, हाउसिंग फैलती है जिससे केंद्र की दूरी बढ़ जाती है। चूंकि दांत की मोटाई के लिए बैकलैश j_n ∝ (C − C_design) होता है, इसलिए C बढ़ाने से बैकलैश भी बढ़ता है। गियर के दांत भी फैलते हैं, लेकिन कास्ट आयरन हाउसिंग में लगे एक सामान्य स्टील गियर के लिए हाउसिंग की केंद्र दूरी, गियर पिच व्यास की तुलना में आनुपातिक रूप से अधिक बढ़ती है - क्योंकि ऑपरेटिंग तापमान पर हाउसिंग की लंबाई अधिक होती है (200 मिमी केंद्र दूरी बनाम 40 मिमी गियर त्रिज्या)। इसका मतलब है कि ऑपरेटिंग तापमान पर बैकलैश हमेशा कोल्ड असेंबली की तुलना में अधिक होता है, यही कारण है कि न्यूनतम बैकलैश को ऑपरेटिंग तापमान पर डिज़ाइन किया जाना चाहिए, न कि कोल्ड असेंबली पर।
एक मानक सिंगल में पूर्ण शून्य बैकलैश प्राप्त करना संभव नहीं है। हेलिकल गियर विनिर्माण सहनशीलता और तापीय विस्तार आवश्यकताओं के कारण युग्मन संभव नहीं है। क्या हासिल किया जा सकता है: प्रतिवाष्प प्रभाव। हेलिकल गियर स्प्रिंग-लोडेड अक्षीय प्रीलोड का उपयोग करके बैकलैश को कम करने के लिए, एक गियर को अक्षीय रूप से दो भागों में विभाजित किया जाता है, और एक स्प्रिंग एक भाग को दूसरे गियर के विरुद्ध धकेलती है ताकि ढीले सिरे पर मौजूद अंतर समाप्त हो जाए। यह विधि पोजिशनिंग अनुप्रयोगों के लिए लगभग शून्य बैकलैश प्राप्त करती है, हालांकि निरंतर प्रीलोड बल के कारण दांतों के पार्श्व भाग में घिसाव की दर अधिक होती है और प्रीलोड घर्षण के कारण ड्राइव टॉर्क हानि बढ़ जाती है।
अधिकांश सामान्य औद्योगिक विद्युत संचरण के लिए हेलिकल गियर प्रतिस्थापन — क्रेन होइस्ट, कन्वेयर ड्राइव, पंप गियरबॉक्स, फैन ड्राइव — के लिए DIN 3967 क्लास e (बड़ा) या क्लास f (सामान्य) उपयुक्त है। क्लास e तब बेहतर होता है जब मूल गियरबॉक्स हाउसिंग घिस गई हो और वास्तविक केंद्र दूरी नाममात्र दूरी से थोड़ी अधिक हो (जिससे नए हाउसिंग की तुलना में बैकलैश मार्जिन कम मिलता है)। क्लास f नए हाउसिंग और अच्छे हाउसिंग में प्रतिस्थापन गियर के लिए मानक है। क्लास g या h का उपयोग केवल तभी करें जब एप्लिकेशन सर्वो या पोजिशनिंग ड्राइव के रूप में पुष्टि हो गई हो — आवश्यकता से अधिक टाइट बैकलैश से असेंबली में कठिनाई होती है और बिना किसी परिचालन लाभ के तेजी से घिसाव होता है।
अपने हेलिकल गियर के लिए सही बैकलैश क्लास निर्दिष्ट करें
कृपया अपने एप्लिकेशन का प्रकार, परिचालन तापमान सीमा और लोड पड़ने पर ड्राइव के रिवर्स होने की जानकारी दें। कोरिया एवर-पावर सही DIN 3967 बैकलैश क्लास की पुष्टि करता है, इसे उत्पादन ड्राइंग पर निर्दिष्ट करता है और प्रत्येक ऑर्डर पर गियर एनालाइज़र माप द्वारा वास्तविक दांत की मोटाई में विचलन को सत्यापित करता है।
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संपादक: सीएक्सएम
