मोटर फ्लेंज एक माउंटिंग इंटरफेस के रूप में कार्य करते हैं, जिनकी डिज़ाइन इलेक्ट्रिक मोटर्स को सीधे उस उपकरण से जोड़ने के लिए की गई होती है जिसे वे चलाते हैं, जैसे पंप या कंप्रेसर। ये कनेक्शन बोल्ट के माध्यम से बनाए जाते हैं और घटकों के बीच एक मजबूत कड़ी बनाते हैं। इसका मुख्य लाभ यह है कि इस प्रणाली में कोई खेल या ढीलापन नहीं होता है, जो सब कुछ ठीक से संरेखित रखता है। उद्योग के माहौल में वास्तव में संरेखण का बहुत महत्व होता है। केवल 1 मिमी का अंतर भी लगभग 12% से लेकर लगभग 15% तक ऊर्जा के अपव्यय का कारण बन सकता है। मोटर फ्लेंज इस संरेखण को बनाए रखने में मदद करते हैं ताकि संरचनाएं बरकरार रहें और बिना रास्ते में शक्ति खोए दक्षता से शक्ति स्थानांतरित हो सके। उन मशीनों के लिए जिन्हें थोड़ी सी भी लचीलापन के बिना अपने सर्वोत्तम प्रदर्शन की आवश्यकता होती है, ये फ्लेंज सेटअप के लगभग आवश्यक भाग बन जाते हैं।
शाफ्ट कपलिंग मूल रूप से शाफ्ट के बीच शक्ति स्थानांतरित करती हैं, भले ही कुछ मिसएलाइनमेंट हो रहा हो। अच्छी कपलिंग में या तो रबर के भाग या धातु के घटक होते हैं जो उन परेशान करने वाले कंपनों को सोख लेते हैं और नाजुक बेयरिंग और गियर को क्षतिग्रस्त होने से बचाते हैं। चूंकि ये विभिन्न प्रकार की संरेखण समस्याओं को संभाल सकते हैं, इसलिए ये कपलिंग फैक्ट्री मशीनरी से लेकर कार ट्रांसमिशन तक हर जगह पाई जाती हैं। उदाहरण के लिए, ऑटोमोटिव उद्योग में, जहां उचित कपलिंग ड्राइवट्रेन के माध्यम से सुचारु शक्ति वितरण सुनिश्चित करती है बिना लगातार खराबी के। इन्हें कठोर फ्लैंज कनेक्शन से अलग करने वाली बात यह क्षमता है कि सामान्य संचालन के दौरान होने वाली धक्कों और लोड में परिवर्तन के बावजूद चीजों को सुचारु रूप से चलाते रहने के लिए बस इतना गति कर सकते हैं।
मोटर फ्लैंज सटीक रूप से मशीनीकृत इस्पात कनेक्शन के माध्यम से कठोर शक्ति संचरण प्रदान करते हैं, जिससे वे टरबाइन जनरेटर जैसे अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बन जाते हैं, जहाँ मिलीमीटर के छोटे से छोटे विचलन का भी महत्व होता है। हालाँकि कपलिंग अलग तरीके से काम करती हैं, जो वास्तविक स्थापनाओं में हमें दिखने वाली अनिवार्य गलत संरेखण को संभालने के लिए कुछ कठोरता छोड़ देती हैं। वास्तविक रिपोर्टों के अनुसार, इस दृष्टिकोण से घूमने वाले भागों की प्रणालियों में बेयरिंग के प्रतिस्थापन में काफी कमी आती है, लगभग 30-40% तक। सामग्री के मामले में, यहाँ भी स्पष्ट अंतर है। फ्लैंज आमतौर पर ऐसे मजबूत मिश्र धातुओं के लिए जाते हैं जो मूल रूप से हमेशा तक चलने के लिए बने होते हैं। लेकिन कपलिंग अक्सर पॉलीयूरिथेन जैसी सामग्री का उपयोग करती हैं क्योंकि ये सामग्री कंपन को बेहतर ढंग से अवशोषित करती हैं और समय के साथ खराब हुए बिना तापमान में बदलाव के अनुकूल हो जाती हैं।
मोटर फ्लैंज मजबूत कनेक्शन बनाने के लिए सटीक बोल्टेड जोड़ों पर निर्भर करते हैं, जो मोटरों और उन उपकरणों के बीच एक ठोस कनेक्शन बनाते हैं जिन्हें वे चलाते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि शाफ्ट के बीच बिल्कुल भी गति न हो। इन कनेक्शनों की मजबूती उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिनमें बहुत अधिक टोक़ की आवश्यकता होती है, जैसे कि वे बड़े पॉवर जनरेशन टर्बाइन जो हम सभी संयंत्रों में देखते हैं। यहाँ संरेखण बिल्कुल सही होना चाहिए, आमतौर पर लगभग 0.05 मिमी या उससे बेहतर के भीतर। जब जोड़ पर बोल्टों को ठीक से कस दिया जाता है, तो वे काफी गंभीर टोक़ बलों को संभाल सकते हैं, 2023 में मशीनरी डायनामिक्स की कुछ हाल की उद्योग रिपोर्टों के अनुसार लगभग 15,000 Nm तक। लेकिन इस सख्ती के साथ एक समस्या है। चूंकि कनेक्शन इतना कठोर होता है, इसलिए स्थापना के दौरान इंस्टॉलर को सब कुछ बिल्कुल सही ढंग से संरेखित करना होता है। और एक बार स्थापित हो जाने के बाद, ये फ्लैंज तापमान परिवर्तन जैसी चीजों के लिए खाता नहीं रखते जिससे सामग्री के विस्तार या संकुचन का कारण बनता है, न ही वे समय के साथ नींव में किसी भी बदलाव को संभालते हैं।
लचीले कपलिंग्स में आमतौर पर रबर जैसे इंसर्ट या धातु के भाग होते हैं जो शाफ्ट के बीच संरेखण में अंतर को संभालने और मशीनरी के माध्यम से फैलने वाले कंपन को कम करने के लिए मुड़ जाते हैं। इन डिज़ाइन में लगभग 3 डिग्री के कोणीय अंतर और लगभग 5 मिलीमीटर की तिरछी गति को संभालने की क्षमता होती है। जो वास्तव में प्रभावशाली है, वह यह है कि गतिशील विश्लेषण जर्नल (Vibration Analysis Journal) के पिछले साल के अनुसंधान के अनुसार, दृढ़, गैर-लचीले कनेक्शन की तुलना में ये कंपन संचरण को लगभग 40% से 60% तक कम कर देते हैं। हम उन्हें निरंतर हिलने वाले तापन प्रणालियों और नावों के इंजनों में हर जगह देखते हैं। इसका नुकसान? वे अपनी क्षमता के लगभग 20% से 30% टॉर्क शक्ति का त्याग कर देते हैं। लेकिन ऐसे अनुप्रयोगों के लिए जो भार में बदलाव या तापमान में उतार-चढ़ाव से निपटते हैं जो विस्तार और संकुचन का कारण बनते हैं, इस लचीलेपन के कारण उपकरणों को बिना टूटे सुचारू रूप से चलाने में सभी अंतर बन जाता है।
| गुणनखंड | कठोर मोटर फ्लैंज | फ्लेक्सिबल कप्लिंग |
|---|---|---|
| थर्मल विस्तार | 0.1 मिमी/°C ΔT पर तनाव उत्पन्न करता है | 8 मिमी तक के प्रसार की भरपाई करता है |
| आघात भार | प्रभाव बलों का 95% संचारित करता है | अचानक भार का 30–50% अवशोषित करता है |
| संरक्षण चक्र | 8,000–10,000 घंटे | 5,000–7,000 घंटे |
कठोर फ्लैंज सिस्टम थर्मल रूप से स्थिर वातावरण में सबसे अच्छा प्रदर्शन करते हैं, जबकि लचीले कपलिंग उन सिस्टम में महत्वपूर्ण होते हैं जो आवृत्त भार परिवर्तन या ±50°C से अधिक तापमान में उतार-चढ़ाव के संपर्क में आते हैं।
कठोर फ्लैंज कपलिंग्स बोल्ट द्वारा जुड़े संयोजनों के माध्यम से मजबूत, बैकलैश-मुक्त कनेक्शन बनाती हैं, जिससे उन्हें पंपों, कंप्रेसरों और टर्बाइनों जैसे भारी उपकरणों के लिए आदर्श बना देता है, जहाँ थोड़ी सी भी गलत संरेखण से सिस्टम विफलता हो सकती है। बिजली संयंत्रों में इन कपलिंग्स के प्रकार 50,000 Nm से अधिक के ऐंठन बल का सामना कर सकते हैं, और इस्पात संयंत्रों और खनन स्थलों पर संचालन को निर्बाध रखने में वे महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इनकी अटूट निर्माण गुणवत्ता और बड़ी मात्रा में टोक़ को बिना दक्षता खोए स्थानांतरित करने की क्षमता के कारण ही इंजीनियर उद्योग में उन पर इतना अधिक भरोसा करते हैं, जहाँ बंद रहने की लागत पैसे के रूप में होती है और सुरक्षा सर्वोच्च प्राथमिकता होती है।
रबर या पॉलियुरेथेन इंसर्ट्स इलास्टोमेरिक फ्लैंज कपलिंग्स को कोणीय गैर-संरेखण के लगभग 3 डिग्री को संभालते हुए कंपन को अवशोषित करने में बहुत अच्छा बनाते हैं। ये कपलिंग्स बेयरिंग के घिसावट को भी काफी कम कर देती हैं। 2023 की रखरखाव रिपोर्ट्स के कुछ अध्ययनों में दर्शाया गया है कि कागज मिलों और खाद्य प्रसंस्करण संयंत्रों में इस प्रकार की कपलिंग्स के उपयोग से लगभग एक तिहाई कम घिसावट होती है। ये काफी उच्च गति को भी संभाल सकती हैं, जो 12 हजार आरपीएम तक जा सकती है। इससे उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है जहां चीजें गर्म और हिलने वाली होती हैं, जैसे सेंट्रीफ्यूगल प्रशंसक और वे सीएनसी स्पिंडल जो संचालन के दौरान थर्मल रूप से विस्थापित होने के लिए प्रवृत्त होते हैं। झटके को अवशोषित करने और गति सहनशीलता के संयोजन के कारण कई संयंत्र इंजीनियर अन्य कपलिंग विकल्पों की तुलना में इन्हें प्राथमिकता देते हैं।
| जोड़ का प्रकार | मुख्य विशेषताएँ | औद्योगिक उपयोग |
|---|---|---|
| स्प्लिट फ्लैंज | दो-भाग बोल्टेड डिज़ाइन | खनन क्रशर, एचवीएसी सिस्टम |
| मैरीन ग्रेड | 316 स्टेनलेस स्टील निर्माण | जहाज प्रणोदन, ऑफशोर रिग |
| सुरक्षित फ्लैंज | धूल/रसायन-प्रतिरोधी सील | सीमेंट संयंत्र, रासायनिक मिल |
विभाजित फ्लैंज कपलिंग मोटर फ्लैंग प्रणालियों के लिए आधारभूत स्थापना, संरेखण और रखरखाव पर विचार 45%रिफाइनरी पंप मरम्मत के दौरान। समुद्री-ग्रेड संस्करण ज्वारीय ऊर्जा स्थापना में 15 साल से अधिक समय तक लवण जल संक्षारण का प्रतिरोध करते हैं, जबकि सीलबंद सुरक्षित फ्लैंज 1000°C से अधिक तापमान पर संचालित सीमेंट किल्न में दूषण को रोकते हैं। 200°C .
मोटर फ्लैंज सिस्टम को सही ढंग से स्थापित करने का अर्थ है शाफ्ट के संरेखण को लेकर बहुत ध्यान देना। अधिकांश पेशेवर चिकनाई से चलने के लिए लगभग 0.05 मिमी सहिष्णुता का लक्ष्य रखते हैं। आजकल, लेज़र संरेखण उपकरण लगभग सभी के द्वारा उपयोग किए जाते हैं, पुराने डायल संकेतकों के बजाय। वास्तव में अंतर बहुत बड़ा है – अध्ययनों से पता चलता है कि इन लेज़रों से कोणीय असंरेखण की समस्याओं में लगभग 90% की कमी आती है। संयंत्र जिन्होंने इस विधि पर स्विच किया है, उन्हें अपने बेयरिंग्स के आयुष्य में लगभग 35% की वृद्धि देखने को मिलती है क्योंकि कम कंपन के कारण घिसावट कम होती है, जो 2024 के यांत्रिक प्रणाली रिपोर्ट में नवीनतम आंकड़ों के अनुसार है।
कठोर फ्लैंज स्थापना में बारीक टोक़ क्रम और संरेखण सत्यापन के कारण 2–3 घंटे के कुशल श्रम की आवश्यकता होती है। इसके विपरीत, लचीले कपलिंग आमतौर पर 45–60 मिनट में स्थापित हो जाते हैं, जो छोटे संरेखण विचलन—अधिकतम 3° कोणीय विचलन तक—के प्रति अंतर्निहित सहनशीलता के कारण लाभान्वित होते हैं, बिना प्रारंभिक संचालन को प्रभावित किए।
वार्षिक रूप से 5,000 घंटे से अधिक संचालित होने वाली मोटर फ्लैंज प्रणालियों को M12 फास्टनर्स के लिए अनुशंसित 80–120 Nm) बोल्ट टेंशन की तिमाही जाँच और छमाही संरेखण सत्यापन की आवश्यकता होती है। उचित रूप से बनाए रखे जाने पर, फ्लैंज कनेक्शन 7–10 वर्षों तक 98% ट्रांसमिशन दक्षता बनाए रखते हैं, जो कठोर या धूल भरे वातावरण में लचीले कपलिंग की तुलना में बेहतर प्रदर्शन करते हैं, जहाँ इलास्टोमरिक घटक 40% तक तेजी से नष्ट हो जाते हैं।
मोटर फ्लैंज उन अनुप्रयोगों के लिए जाने-माने विकल्प हैं जो उच्च टोक़ की स्थिति के तहत निरंतर संचालन की आवश्यकता रखते हैं, जैसे कि अपकेंद्री पंप या टरबाइन जनरेटर। इन प्रणालियों को घटकों के बीच पूर्णतः शून्य खेल (नॉ-प्ले) की आवश्यकता होती है और लगभग 0.05 मिमी या उससे कम तक की अत्यधिक सटीक संरेखण की आवश्यकता होती है। मोटर फ्लैंज की मजबूत संरचना उन्हें शक्ति को सीधे आधार संरचनाओं तक स्थानांतरित करने में सक्षम बनाती है, जो कई मेगावाट की रेटिंग वाली विशाल मशीनों के साथ काम करते समय बहुत बड़ा अंतर लाती है। पिछले वर्ष रोटरी पावर सिस्टम्स द्वारा प्रकाशित शोध के अनुसार, फ्लैंज के माध्यम से जुड़े कंप्रेसर लचीले कपलिंग पर निर्भर मॉडलों की तुलना में लगभग 18 प्रतिशत बेहतर ऐंठन बल का सामना कर सकते हैं। यह प्रकार का प्रदर्शन उन स्थापनाओं में बहुत महत्वपूर्ण होता है जहाँ प्रणाली की स्थिरता केवल महत्वपूर्ण नहीं होती बल्कि सुरक्षित संचालन के लिए पूर्णतः आवश्यक होती है।
जब अत्यधिक गर्मी या संक्षारक स्थितियों जैसे रासायनिक सुविधाओं में उपस्थित अम्लीय धुएँ की स्थिति के सामने आना पड़ता है, तो स्टेनलेस स्टील मोटर फ्लैंज प्लास्टिक विकल्पों की तुलना में बेहतर काम करते हैं, क्योंकि लगभग 150 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पहुँचते ही प्लास्टिक टूटने लगता है। तटरेखा के निकट स्थित बिजली संयंत्र अक्सर लैबिरिंथ सील के साथ निकल प्लेटेड फ्लैंज के साथ अपने सिस्टम को अपग्रेड करते हैं। पिछले वर्ष के मैरीन इंजीनियरिंग डाइजेस्ट के अनुसार, नियमित कपलिंग सेटअप की तुलना में पाँच वर्षों के बाद इन संशोधनों से विश्वसनीयता में लगभग 30-35% का सुधार होता है। खनन ऑपरेशन्स के सामने लगातार कंपन और गति के साथ एक और चुनौती होती है। कठोर फ्लैंज इंजीनियरों द्वारा 'फ्रेटिंग संक्षारण' कहे जाने वाले मुद्दे को प्रभावी ढंग से संबोधित करते हैं, क्योंकि वे समय के साथ सामान्य लचीले कनेक्शन में होने वाली छोटी गतिविधियों को रोक देते हैं।
कागज मिल के संचालन में लचीले और कठोर घटकों के संयोजन से प्रणाली की स्थायित्व के मामले में वास्तविक लाभ दिखाई देते हैं। पिछले साल के हालिया क्षेत्र परीक्षणों ने एक दिलचस्प बात दिखाई, जब पारंपरिक फ्लैंज कनेक्शन में से लगभग एक पांचवां हिस्सा डिस्क प्रकार के कपलिंग से बदल दिया गया। परिणाम? उन क्षेत्रों में जहां तापीय प्रसार समस्या पैदा कर रहा था, बेयरिंग संबंधी समस्याएं लगभग आधी रह गईं। नए विकासों को देखते हुए, टोर्क सीमित कपलिंग इन दिनों कन्वेयरों पर मोटर फ्लैंज के लिए मानक साझेदार बन रहे हैं। इन सेटअप में ऊर्जा स्थानांतरण दक्षता को बहुत कम किए बिना गलत संरेखण के एक डिग्री तक के प्लस या माइनस को संभालने की क्षमता होती है, जो सामग्री गतिक उपकरणों के लिए उद्योग मानकों के आधार पर लगभग 98% प्रभावशीलता तक पहुंचती है।
मोटर फ्लैंज को उन उपकरणों से सीधे विद्युत मोटर्स को जोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें वे संचालित करते हैं, जिससे उचित संरेखण और कुशल शक्ति संचरण सुनिश्चित होता है।
शाफ्ट कपलिंग गलत संरेखण को समायोजित करती है, कंपन को कम करती है, और बेयरिंग और गियर जैसे घटकों की सुरक्षा करती है, जो विभिन्न मशीनों में सुचारु संचालन के लिए आवश्यक है।
उचित संरेखण ऊर्जा की बर्बादी को कम करता है और कुशल शक्ति संचरण सुनिश्चित करता है। 1 मिमी जितना छोटा संरेखण भी 12% से 15% तक ऊर्जा नुकसान का कारण बन सकता है।
लचीली कपलिंग सीमित गति की अनुमति देने वाली सामग्री को शामिल करती है, गलत संरेखण को अवशोषित करती है और कंपन को कम करती है, इस प्रकार प्रणाली के घटकों की सुरक्षा करती है।
निर्णय अनुप्रयोग की आवश्यकताओं, पर्यावरणीय स्थितियों और कुशल प्रणाली संचालन के लिए आवश्यक शक्ति और लचीलेपन पर आधारित होता है।
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