मोटर गति अवमंदक गियर द्वारा संचालित यांत्रिक प्रणालियों के रूप में कार्य करते हैं, जो मोटरों से आने वाली तेज घूर्णन गति वाली, कमजोर शक्ति को धीमी लेकिन बहुत अधिक शक्तिशाली गति में बदल देते हैं। यह पूरी प्रणाली विभिन्न आकार के गियरों के एक-दूसरे से फिट होने के कारण काम करती है। जब एक छोटा गियर एक बड़े गियर को घुमाता है, तो जो होता है वह काफी सीधा भौतिकी का नियम है: घूर्णन गति धीमी हो जाती है लेकिन बल में वृद्धि हो जाती है। उदाहरण के लिए, 10:1 का गियर अनुपात लें। इसका अर्थ यह है कि आउटपुट शाफ्ट को एक बार घुमाने के लिए मोटर को दस पूर्ण चक्कर लगाने पड़ते हैं, लेकिन जब ऐसा होता है, तो यह दस गुना अधिक शक्ति प्रदान करता है। कन्वेयर बेल्ट इस सेटअप से विशेष रूप से लाभान्वित होते हैं क्योंकि उन्हें भारी सामान को लगातार चलाना होता है और उनके नीचे लगे मोटर्स को जलने से बचाना होता है।
गति अवमंदकों के मामले में, किसी चीज़ के घूर्णन की गति (आरपीएम) और उसके द्वारा उत्पादित ऐंठन बल (टॉर्क) के बीच मूल रूप से एक विपरीत संबंध होता है। यदि आधी गति पर निर्गत ले तो अचानक आपके पास उपलब्ध टॉर्क दोगुना हो जाता है। उदाहरण के लिए, 5 न्यूटन मीटर टॉर्क के साथ सामान्य रूप से 1,000 आरपीएम पर चलने वाली एक मोटर लें। 10:1 अवमंदक गियर के साथ, उसी मोटर की गति घटकर केवल 100 आरपीएम रह जाती है, जबकि इसके द्वारा दिया जाने वाला टॉर्क बढ़कर 50 एनएम हो जाता है। इस तरह का शक्ति रूपांतरण भारी मशीनरी जैसे औद्योगिक प्रेस और चट्टान तोड़ने वाली मशीनों में बहुत अंतर लाता है। इन मशीनों को मोटर्स को जलाए बिना धीमी गति पर विशाल मात्रा में टॉर्क की आवश्यकता होती है। हमने फ़ील्ड डेटा देखा है जो इंगित करता है कि जब निर्माता अवमंदक के आकार को सही ढंग से चुनते हैं, तो उनके उपकरण कठिन लोडिंग स्थितियों के तहत बिना किसी अवमंदन गियर के सीधे मोटर पर चलने वाली प्रणालियों की तुलना में लगभग 60% अधिक समय तक चलते हैं।
गियर अनुपात मूल रूप से हमें बताते हैं कि इनपुट चक्कर आउटपुट चक्करों से कैसे संबंधित हैं, और वास्तव में यह निर्धारित करते हैं कि एक प्रणाली कितनी अच्छी तरह से काम करती है। जब हम 20:1 जैसे उच्च अनुपात की बात करते हैं, तो ये अधिकतम टॉर्क प्राप्त करने के बारे में होते हैं, जिसीलिए वे चट्टान तोड़ने वाली मशीनों जैसे भारी उपकरणों में इतनी अच्छी तरह से काम करते हैं। दूसरी ओर, लगभग 3:1 के निचले अनुपात चीजों को उचित गति पर चलाए रखते हैं, जिससे वे पैकेजिंग लाइनों जैसी चीजों के लिए आदर्श होते हैं, जहां खास तौर पर निरंतर गति महत्वपूर्ण होती है, न कि केवल शक्ति। अधिकांश इंजीनियर यह बात जानते हैं: आउटपुट टॉर्क = मोटर टॉर्क × गियर अनुपात। इससे यह पता लगाने में मदद मिलती है कि क्या रिड्यूसर उस कार्य को संभाल सकता है जो उससे अपेक्षित है। और स्वीकार करें, यहां एक छोटी सी गलती भी महत्वपूर्ण होती है। हमने ऐसे मामले देखे हैं जहां सही अनुपात चुनने में केवल 15% की त्रुटि दोहराव चक्रों के दौरान दक्षता में 35% तक की भारी गिरावट ला देती है। इसीलिए औद्योगिक स्थापनाओं में पहले दिन से ही इन संख्याओं को सही ढंग से तय करना अत्यंत महत्वपूर्ण बना हुआ है।
ग्रहीय गियर रिड्यूसर में कई छोटे गियर केंद्रीय सन गियर के चारों ओर घूमते हैं, जिससे वे अच्छी संरेखण बनाए रखते हुए छोटे पैकेज में बहुत अधिक शक्ति समाहित कर सकते हैं। इसी सघन प्रकृति के कारण ये रोबोटिक आर्म और स्वचालित मशीनरी में बहुत लोकप्रिय हैं, जहाँ स्थान सीमित होता है लेकिन परिशुद्धता सबसे महत्वपूर्ण होती है। मैकेनिकल सिस्टम एनालिसिस के एक हालिया अध्ययन में पाया गया कि भारी भार के साथ काम करते समय इन प्रकार के रिड्यूसर लगभग 97% दक्षता तक पहुँच सकते हैं क्योंकि बल एकल बिंदु पर केंद्रित होने के बजाय कई गियर संपर्कों पर वितरित होते हैं। उपकरण प्रदर्शन को अनुकूलित करने की इच्छा रखने वाले निर्माताओं के लिए, जो बहुत अधिक स्थान नहीं लेना चाहते, ग्रहीय रिड्यूसर शक्ति और स्मार्ट इंजीनियरिंग दोनों को एक साथ एक सुव्यवस्थित पैकेज में प्रदान करते हैं।
वर्म गियर प्रणाली एक थ्रेडेड स्क्रू के साथ काम करती है, जिसे अक्सर वर्म कहा जाता है, जो दांतेदार पहिये के साथ मेष करता है। इन व्यवस्थाओं में केवल एक चरण में 100:1 से अधिक का रिडक्शन अनुपात प्राप्त किया जा सकता है। इन्हें खास बनाने वाली बात उनमें निर्मित स्व-ताला विशेषता है जो उल्टी दिशा में घूमने को रोकती है। इसीलिए वे कन्वेयर बेल्ट और लिफ्टिंग गियर जैसी चीजों के लिए बहुत अच्छे हैं, जहां अप्रत्याशित गति खतरनाक हो सकती है। निश्चित रूप से, वे ग्रहीय गियर की तरह कुशल नहीं हैं, शर्तों के आधार पर शायद 65 से 85 प्रतिशत तक की दक्षता होती है। लेकिन वे दक्षता में जो खोते हैं, विश्वसनीयता में उसकी भरपाई करते हैं। यह तथ्य कि वे फिसलते नहीं हैं, इस बात को सुनिश्चित करता है कि आवश्यकता पड़ने पर ये गियर अपनी जगह पर स्थिर रहते हैं, विशेष रूप से तब जब ऊर्ध्वाधर रूप से लटके भारों के साथ काम कर रहे हों।
बेवल गियर अपने शंक्वाकार दांतों की धन्यवाद शाफ्ट घूर्णन की दिशा को समकोण पर बदल देते हैं, जबकि हेलिकल गियर में एक कोण पर कटे दांत होते हैं जो तब शाफ्ट एक दूसरे के समानांतर चलते हैं तो अधिक सुचारु रूप से मेषिंग करने की अनुमति देते हैं। खदानों और निर्माण स्थलों में भारी मशीनरी में दोनों प्रकार का उपयोग बहुतायत में किया जाता है क्योंकि वे ऐसे कोणों पर शक्ति स्थानांतरित करते हैं जो समय के साथ अत्यधिक घिसावट से अन्य भागों की रक्षा में सहायता करते हैं। मानक स्पर गियर की तुलना में हेलिकल संस्करण वास्तव में लगभग 15 प्रतिशत अधिक शांत चलता है क्योंकि दांत एक साथ नहीं बल्कि क्रमिक रूप से संपर्क में आते हैं, जिससे ऑपरेशन के दौरान शोर के स्तर के महत्वपूर्ण होने वाले वातावरण के लिए इन गियर को आदर्श बनाता है।
सामग्री हैंडलिंग प्रणालियाँ वर्म गियर रिड्यूसर्स पर भारी निर्भरता रखती हैं क्योंकि वे उच्च टॉर्क और स्व-ताला सुविधा का महत्वपूर्ण संयोजन प्रदान करते हैं, जो झुकाव वाले कन्वेयरों पर चीजों को वापस नीचे लुढ़कने से रोकता है। सामग्री हैंडलिंग संस्थान द्वारा किए गए कुछ परीक्षणों में पता चला कि क्रॉस कन्वेयर सेटअप में हेलिकल गियर्स के बजाय हार्डन्ड स्टील बेवल गियर्स के उपयोग से दक्षता लगभग 30% तक बढ़ गई। यह समय के साथ बड़ा अंतर बनाता है। औद्योगिक श्रमिक जानते हैं कि ये रिड्यूसर्स कठोर परिस्थितियों का सामना भी कर सकते हैं। खदानों और पैकेजिंग ऑपरेशन में लगातार गति के बावजूद वे विशाल भार के तहत भी ठीक से काम करते रहते हैं। अधिकांश मॉडल दिन-प्रतिदिन की कठिन परिस्थितियों के बावजूद 85% से 92% के बीच काफी अच्छी दक्षता बनाए रखने में सक्षम होते हैं, जो वास्तव में काफी प्रभावशाली है।
गियर युक्त रोबोटिक बाजू और सीएनसी मशीनों को वास्तविक सटीकता के साथ काम करने के लिए लगभग अनिवार्य ग्रहीय गियर रिड्यूसर हैं। वे एक साथ कई गियर दांतों पर टोक़ को वितरित करते हुए बैकलैश को लगभग प्लस या माइनस एक आर्क मिनट तक कम कर देते हैं। जगह बचाने वाले डिज़ाइन का अर्थ है कि ये गियर शक्ति घनत्व के मामले में काफी शक्तिशाली हैं, जो सामान्य कृमि गियर की तुलना में लगभग पांच से दस गुना बेहतर है। इससे ये 20 किलोग्राम तक के भार को बिना पसीना छलकाए संभालने वाले सहयोगी रोबोट के लिए आदर्श बन जाते हैं। और मांग की बात करें, तो यहां हम गंभीर वृद्धि की ओर देख रहे हैं। अंतर्राष्ट्रीय रोबोटिक्स महासंघ के अनुसार, वे अपेक्षा करते हैं कि 2025 तक दुनिया भर में लगभग आधा मिलियन औद्योगिक रोबोट सेवा में लग जाएंगे। यह तब समझ में आता है जब वर्तमान में निर्माण कितना बदल रहा है।
क्रशर और एक्सट्रूडर में सामान्य टॉर्क स्तर के 200% से अधिक शॉक लोड का सामना करते समय हार्डन्ड हेलिकल गियर रिड्यूसर 50,000 घंटे से अधिक तक चलते हैं। इस लंबी आयु के लिए उनके टेपर्ड रोलर बेयरिंग और ISO VG 320 लुब्रिकेंट्स के सही प्रकार के कारण धन्यवाद है। ASTM मानकों के अनुसार हाल ही में किए गए क्षेत्र परीक्षण ने एक दिलचस्प बात भी पाई। ये आधुनिक रिड्यूसर 150 डिग्री सेल्सियस तापमान तक पहुँचने पर भी लगभग 98% दक्षता के साथ चलते रहते हैं। उद्योग में सीमेंट मिल के वास्तविक संचालन में पुराने समानांतर शाफ्ट डिज़ाइन की तुलना में यह काफी प्रभावशाली है, जो आमतौर पर लगभग 12 प्रतिशत अंक पीछे रहते हैं।
यांत्रिक प्रणालियों को देखते समय, संचालन को प्रभावित करने वाली जड़त्व बलों के साथ-साथ किस प्रकार की टॉर्क आवश्यकताएँ हैं, इसे समझने से शुरुआत करें। गियर अनुपात के चयन से प्रणाली वास्तव में क्या प्रदान कर सकती है, इसमें बहुत अंतर आता है। उच्च गियर अनुपात का अर्थ आमतौर पर कम घूर्णी गति के बदले अधिक टॉर्क उपलब्ध होना होता है। हेलिकल गियर रिड्यूसर को एक उदाहरण के रूप में लें। 10:1 अनुपात की एक मानक विन्यास आमतौर पर इनपुट की तुलना में लगभग नौ से आधे गुना टॉर्क आउटपुट बढ़ा देता है, हालाँकि इसके साथ मूल गति का लगभग आधा ही रह जाता है। ऐसी व्यवस्था औद्योगिक सेटिंग्स में देखी जाने वाली भारी ड्यूटी कन्वेयर बेल्ट के लिए वास्तव में अच्छी तरह से काम करती है। उद्योग के पेशेवर लगातार इस बात पर जोर देते हैं कि उचित आकार निर्धारण का बहुत महत्व है। अधिकांश समस्याओं का कारण अधिकतम भार स्थितियों और नियमित संचालन भार दोनों को ध्यान में न रखना होता है। विभिन्न विनिर्माण क्षेत्रों में सामग्री हैंडलिंग उपकरण में देखे गए सभी शुरुआती विफलता के मामलों का लगभग दो तिहाई हिस्सा छोटे आकार के घटकों के कारण होता है।
खाद्य प्रसंस्करण या समुद्री वातावरण में रेड्यूसर के लिए IP65+ सीलिंग और स्टेनलेस स्टील जैसी संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री की आवश्यकता होती है। धूल भरी जगहों पर भूलभुलैया सील की आवश्यकता होती है, जबकि धोने वाले क्षेत्रों में 150+ पीएसआई के लिए रेटेड होंठ सील की आवश्यकता होती है। शोध से पता चलता है कि 52% स्नेहक दूषित होने की विफलताओं के लिए अनुचित सील जिम्मेदार है।
असंगत माउंटिंग इंटरफेस 41% कंपन से संबंधित टूटने का कारण बनता है। सत्यापित करेंः
उच्च परिशुद्धता वाले ग्रहों के घटकों में 94% से 97% की दक्षता प्राप्त होती है, लेकिन कीड़े गियर मॉडल की तुलना में 2 से 3 गुना अधिक लागत होती है। जीवनचक्र लागत मॉडल का उपयोग करें:
| गुणनखंड | अल्पकालिक ध्यान | दीर्घकालिक ध्यान |
|---|---|---|
| आरंभिक लागत | $1,200–$2,500 | $3,000–$6,000 |
| दक्षता हानि | 15–25% | 3–8% |
| संरक्षण चक्र | 6–12 महीने | 24–36 महीने |
उद्योग मानकों से पता चलता है कि त्वरित बचत की तुलना में सेवा गुणक (आघात भार के लिए 1.5+ ) को प्राथमिकता देने पर 19% आरओआई में सुधार होता है।
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