टैपर रोलर बियरिंग
टैपर रोलर बियरिंग एक प्रकार की रोलिंग एलेमेन्ट बियरिंग हैं जो अक्षीय बलों अर्थात थ्रस्ट बियरिंग के साथ-साथ रेडियल बलों का भी समर्थन कर सकती हैं।
विवरण
बियरिंग के आंतरिक और बाहरी वलय रेसवे के शंक्वाकार भाग हैं। सामान्यतः रोलर को पतला किया जाता है जिससे रेसवे की शंक्वाकार सतह रोलर के अक्ष पर प्रक्षेपित होती है जिससे थ्रस्ट बियरिंग के सभी मुख्य अक्ष एक सामान्य बिंदु पर एकत्र होते हैं। यह ज्यामिति शंकु की गति को सामान्य बनाए रखती है जिससे रेसवे और रोलर के बाहरी व्यास के बीच कोई घर्षण गति नहीं होती है।
यह शंक्वाकार ज्यामिति एक रैखिक संपर्क पैच बनाती है जो गोलाकार (बॉल) बियरिंगों की तुलना में अधिक भार ले जाने की स्वीकृति देती है जिसमें बिंदु संपर्क मे होता है। ज्यामिति का अर्थ है कि प्रत्येक रोलर की सतहों की स्पर्शरेखीय गति संपर्क पैच की पूरी लंबाई के साथ उनके रेसवे के समान होती है और कोई अंतर स्क्रबिंग नहीं होती है।
रोलर को आंतरिक वलय पर एक निकले सिरे द्वारा स्थिर और नियंत्रित किया जाता है जिसके विपरीत एक स्लाइड होती है जो उनके शंक्वाकार आकार के "पम्पकिन सीड प्रभाव" के कारण रोलर को बाहर निकलने से रोकती है। इन शंकुओं का अर्ध कोण जितना बड़ा होता है उतना ही अधिक अक्षीय बल होता है जिससे बियरिंग सामान्यतः उसके भार को उठा सकता है। टैपर रोलर बियरिंग को शंकु असेंबली या एक कप द्वारा अलग किया जा सकता है। शंक्वाकार असेंबली में आंतरिक वलय, रोलर और एक पिंजरा होता है जो रोलर को सामान्य बनाए रखता है और समान रूप से स्थान देता है। कप एक प्रकार का बाहरी वलय है। कप के सापेक्ष शंकु की अक्षीय स्थिति द्वारा माउंटिंग के समय आंतरिक निष्कासन को स्थापित किया जाता है। हालांकि निष्कासन के अतिरिक्त प्रीलोडेड इंस्टॉलेशन सामान्य होता है।
मीट्रिक टैपर रोलर बियरिंग आईएसओ 355 द्वारा परिभाषित पदनाम प्रणाली का अनुसरण करती हैं।
इतिहास
23 मार्च 1895 को विल्मोट इंडियाना के एक किसान और बढ़ई जॉन लिंकन स्कॉट ने एक रोलर बेयरिंग के आविष्कार के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका के पेटेंट कार्यालय से पेटेंट के लिए आवेदन किया था जो "वैगनों, बग्गियों के एक्सल-स्किन और हब" पर निर्भर था।[1] बियरिंग बेलनाकार रोलर के दो भागों से बना था एक भाग दूसरे की तुलना में व्यास में बड़ा था जो टेपर्ड एक्सल-स्कीन पर मशीनीकृत फ्लैटों पर प्रयुक्त होता था। 1898 में हेनरी टिम्केन को शंक्वाकार रोलर का उपयोग करने वाले टेपर्ड रोलर बेयरिंग के लिए पेटेंट से सम्मानित किया गया था।[2] उस समय टिमकेन सेंट लुइस में एक गाड़ी-निर्माता थे और उनके पास गाड़ी के स्प्रिंग्स के लिए तीन पेटेंट थे। हालाँकि यह टेपर्ड रोलर बियरिंग के लिए उनका पेटेंट था जिसने उनकी संस्था को सफल होने की स्वीकृति दी थी।
19वीं शताब्दी के अंत में टैपर रोलर बियरिंग एक सफलता थी क्योंकि व्हील एक्सल में उपयोग किए जाने वाले बियरिंग प्राचीन काल से अधिक परिवर्तित नहीं हुए थे। इनके फ्रेम पर बेलनाकार सीट और एक केस या बॉक्स में संलग्न धुरी का भाग होता था जिसमें लुब्रिकैंट होता था। इन्हें सामान्यतः जर्नल बियरिंग कहा जाता था और द्रव बियरिंग बनाने के लिए ये लुब्रिकैंट पर निर्भर होते थे। पर्याप्त लुब्रिकैंट के अतिरिक्त घर्षण से होने वाली अत्यधिक गर्मी के कारण जर्नल बियरिंग विफल हो गए थे। टिमकेन टेपर्ड एलेमेन्ट को जोड़कर अपने एक्सल बेयरिंग पर घर्षण को अपेक्षाकृत स्थिति तक कम करने में सक्षम था जो वास्तव में जटिल स्टील के आंतरिक और बाहरी रोलर उसके टेपर्ड रोलर बेयरिंग के माध्यम से एक्सल से फ्रेम तक भार को समान रूप से स्थानांतरित करते समय घूर्णन करता था।[3]
आधुनिक लुब्रिकैंट के साथ संयोजन में टैपर रोलर बियरिंग अत्यधिक सफल है जिसमे घूर्णन धुरी और संचालन शाफ्ट से जुड़े अनुप्रयोगों को लगभग सार्वभौमिक रूप से उपयोग किया जाता है। बियरिंग ड्यूरेबिलिटी शाफ्टों को प्रायः सैकड़ों-हजारों किलोमीटर के संचालन के लिए किसी भी प्रकार के संरक्षण की आवश्यकता नहीं होती है।
अनुप्रयोग
कई अनुप्रयोगों में टैपर रोलर बियरिंग का उपयोग बैक-टू-बैक जोड़ में किया जाता है जिससे अक्षीय बलों को किसी भी दिशा में समान रूप से समर्थित किया जा सकता है।
टैपर रोलर बियरिंग के जोड़ का उपयोग कार और वाहन पहिया बियरिंग में किया जाता है जहां उन्हें बड़े ऊर्ध्वाधर (रेडियल) और क्षैतिज (अक्षीय) बलों के साथ सामना करना पड़ता है। टैपर रोलर बियरिंग को सामान्यतः मध्यम गति और अधिक भार वाले वाहनों के लिए उपयोग किया जाता है जहां ड्यूरेबिलिटी शाफ्टों की आवश्यकता होती है। इसका वास्तविक उपयोग कृषि निर्माण और खनन उपकरण, स्पोर्ट्स रोबोट कॉम्बैट, एक्सल सिस्टम, गियर बॉक्स, इंजन मोटर और रेड्यूसर, प्रोपेलर शाफ्ट, रेलरोड एक्सल-बॉक्स, डिफरेंशियल, विंड टर्बाइन आदि में किया जाता है। टैपर रोलर बियरिंग एक इकाई है। इसमें पतला रेसवे (आंतरिक और बाहरी वलय) और पतला रोलर दोनों सम्मिलित होता है जिसका उपयोग निर्माण संयोजन भार के लिए किया जाता है जैसे दोहरे अभिनय अक्षीय और रेडियल भार मे बियरिंग अक्ष वह क्षेत्र है जहां रेसवे की प्रक्षेपित परतें घर्षण को कम करते हुए रोलिंग में सुधार करने के लिए एक सामान्य स्थान पर एकत्र होती हैं। संपर्क कोण के बढ़ने या घटने के आधार पर भार क्षमता को बढ़ाया या घटाया जा सकता है। कोण की डिग्री जितनी अधिक होगी, संपर्क कोण उतना ही अधिक होता है। इन्हें सामान्यतः अक्षीय भार नियंत्रण के लिए बियरिंग जोड़ में उपयोग किया जाता है। इसके साथ ही अत्यधिक जटिल अनुप्रयोगों में संयुक्त रूप से इसको दो या चार परतों में पाया जा सकता है।
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ U.S. patent 552008A[1]
- ↑ U.S. Pat. 606,635, Roller-bearing for vehicles
- ↑ Bearing Lubrication Whitepaper
