बॉल बेयरिंग का उपयोग किस लिए किया जाता है?

कभी-कभी भौतिकी और इंजीनियरिंग में सबसे उपयोगी उपकरण सबसे सरल होते हैं। बॉल बेयरिंग दिखाते हैं कि कैसे धातु के छल्ले बेहद बहुमुखी हो सकते हैं। जैसा कि आप वाहनों, साइकिलों, स्केटबोर्डों और अन्य मशीनों जैसे कई सामान्य वस्तुओं में देख सकते हैं जिनमें धातु के हिस्सों को हिलाना शामिल है, मानव ने सदियों से बॉल बेयरिंग की शक्ति का उपयोग किया है।

कल्पना कीजिए कि जूते पहनते समय एक नरम कालीन पर फिसलने से। कालीन और आपके जूतों के बीच घर्षण के कारण यह मुश्किल हो सकता है, जो चमड़े, प्लास्टिक, लकड़ी या रबर सहित किसी भी चीज़ से बना हो सकता है। यदि आप इसके बजाय मोज़े पहनते हैं, तो नरम कालीन और मोज़े की सामग्री के बीच बहुत कम घर्षण के कारण यह बहुत आसान होगा। बॉल बेयरिंग उसी तरह काम करते हैं।

बॉल बेयरिंग उन पर लगाए गए भार के बीच घर्षण की मात्रा को कम करता है। वे ऐसा इसलिए करते हैं क्योंकि वे धातु के गोले या रोलर होते हैं जो एक आंतरिक लूप और एक बाहरी लूप (कभी-कभी रिंग के रूप में संदर्भित) में एक चिकनी धातु की सतह के चारों ओर घूमते हैं। आप कई बॉल बेयरिंग अनुप्रयोगों के बारे में उनकी भौतिकी के माध्यम से जान सकते हैं। बॉल बेयरिंग रेडियल दिशा में प्रकार के भार ले जाते हैं, और ये भार बॉल बेयरिंग के रोटेशन की धुरी पर एक लंबवत बल लगाते हैं।

बॉल बेयरिंग के छोरों के चारों ओर धातु की गेंदों के फिसलने से वस्तु और उसकी सतह के बीच घर्षण पैदा होता है जो वस्तु को धीमा कर देता है। कुछ मामलों में वस्तु रुक जाती है। यह तंत्र बॉल बेयरिंग को चरखी प्रणालियों या घूर्णी प्रणालियों में उपयोग करने देता है जिन्हें नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, कार का हब व्हील कार के वजन से रेडियल लोड का उपयोग करता है और एक मोड़ के चारों ओर जाने से जोर देता है।

बॉल बेयरिंग के सभी मामलों में, थ्रस्ट और रेडियल लोड के बीच संतुलन बॉल बेयरिंग को आंतरिक और बाहरी रिंग में गेंदों के बीच घर्षण को कम करने और ऑब्जेक्ट के भार को संभालने का कारण बनता है। बॉल बेयरिंग भार लेते हैं और इसे बाहरी रिंग से आंतरिक रिंग में स्थानांतरित करते हैं ताकि प्रत्येक रिंग के केंद्रों में गोले आसानी से घूम सकें।

प्रत्येक गोला दो रिंगों से जुड़ा होता है, लेकिन केवल जहां आवश्यक हो, बॉल बेयरिंग के घटकों के बीच घर्षण को कम करने के लिए। इन कारणों से, घर्षण को कम करने और रोटेशन की गति को कम करने के लिए बॉल बेयरिंग बनाए जाते हैं।

बॉल बेयरिंग के प्रकार उनके शामिल तंत्र द्वारा बहुत भिन्न होते हैं। सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला प्रकार कठोर एकल पंक्ति है, या रेडियल बॉल बेयरिंग. यह डिज़ाइन गेंदों को गहरे खांचे वाले ट्रैक में चलाने का कारण बनता है, और गहरी नाली बॉल बेयरिंग व्यवस्था उन्हें रेडियल और अक्षीय भार दोनों को सहन करने देती है। बॉल बेयरिंग के सीलबंद संस्करणों को उनके रखरखाव को कम करने के लिए स्थायी रूप से लुब्रिकेट किया जाता है।

डबल पंक्ति बॉल बेयरिंग गेंदों की दो पंक्तियों का प्रयोग करें। डिजाइन स्वयं असर की गति को अधिक कठोरता देता है। वे इलेक्ट्रिक मोटर्स, सेंट्रीफ्यूगल पंप और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक क्लच में पाए जाते हैं। कुछ बॉल बेयरिंग खुद को इस तरह से संरेखित करते हैं कि बॉल बेयरिंग के आवास के संबंध में किसी भी गलत संरेखण के लिए शाफ्ट खाते को अनुमति देता है।

कोणीय-संपर्क प्रकार बॉल बेयरिंग के बाहरी रिंग का एक किनारा काट दिया जाता है ताकि अधिक गेंदें खुद को सम्मिलित कर सकें। ये बीयरिंग तब एक दिशा में उच्च मात्रा में अक्षीय भार धारण कर सकते हैं और साथ ही बीयरिंग में अधिक गेंदों का उपयोग कर सकते हैं। इसका मतलब है कि इंजीनियर भारी भार उठाने के लिए दोनों दिशाओं में जोड़े में उनका उपयोग करते हैं, एक सेटअप में जो उन्हें बनाता है कोणीय-संपर्क डबल पंक्ति बॉल बेयरिंग. इस प्रकार के बॉल बेयरिंग उनकी सामग्री के आधार पर भी भिन्न होते हैं।

बॉल बेयरिंग विभिन्न उपयोगों के लिए स्टील, सिरेमिक या प्लास्टिक बॉल बेयरिंग के साथ सामग्री में भिन्न होते हैं। इस प्रकार के बॉल बेयरिंग इस बात में भिन्न होते हैं कि वे कितनी तेजी से काम कर सकते हैं, वे किस तापमान को प्राप्त कर सकते हैं और बॉल बेयरिंग के उपयोग से संबंधित अन्य गुण। प्रत्येक प्रकार की सामग्री के सकारात्मक और नकारात्मक को समझने से आपको बॉल बेयरिंग की आवश्यकता होने पर अधिक समझदारी से निर्णय लेने में मदद मिलेगी।

स्टील बॉल बेयरिंग या तो उन घटकों का उपयोग करते हैं जो पूरी तरह से स्टील या स्टील मिश्र धातु से बने होते हैं और संरचना में अन्य तत्वों के निशान होते हैं। चारों ओर घूमते समय महान रोटेशन गति प्राप्त करते हुए वे बहुत भारी भार भार को संभालने के लिए आदर्श उम्मीदवार हैं।

इस प्रकार के बॉल बेयरिंग आपको बहुत सटीक माप दे सकते हैं क्योंकि वे उच्च स्तर की सटीकता पर निर्मित होते हैं। उनके गुणों से स्टील कार्बन बॉल बेयरिंग का उपयोग ताले, साइकिल, रोलर स्केट्स, ट्रॉली और कन्वेयर मशीनों में होता है।

स्टील बॉल बेयरिंग सामग्री, दुर्भाग्य से, पानी या गैसों की उपस्थिति में जंग का कारण बन सकती है जो स्टील की रासायनिक संरचना को ही बदल देती है। इस प्रकार के बॉल बेयरिंग बहुत भारी और शोर वाले भी हो सकते हैं जब इनका उपयोग विनिर्माण और अन्य वातावरण में किया जा रहा हो।

स्टील बॉल बेयरिंग बहुत महंगा हो सकता है, और इंजीनियरों को भी स्टील धातुओं को कुशलता से काम करने के लिए लगातार लुब्रिकेट करने की आवश्यकता होती है। यदि उनका ठीक से रखरखाव नहीं किया जाता है, तो वे असर विफलता का कारण बन सकते हैं और अपने इच्छित जीवनकाल के अंत तक नहीं पहुंचेंगे।

निर्माता विभिन्न शैलियों में स्टील बॉल बेयरिंग बनाते और बेचते हैं। आप अधिक मात्रा में कार्बन के साथ स्टील के गोले खरीद सकते हैं जो गर्मी उपचार के संपर्क में हैं या अन्य तरीकों से कठोर हो गए हैं। स्टील बॉल बेयरिंग के बीच कार्बन सामग्री में भिन्नता उनके गुणों को प्रभावित करती है। कम कार्बन स्टील्स उन अनुप्रयोगों में पाए जाते हैं जिन्हें जंग के लिए प्रतिरोध की आवश्यकता होती है, लेकिन जरूरी नहीं कि सतह कठोर हो।

जबकि लो-कार्बन स्टील सामग्री का उपयोग बॉल बेयरिंग के रैखिक शाफ्टिंग में किया जा सकता है, वे स्वयं गेंदों के बीच संपर्क के लिए महान नहीं हैं। इन मामलों में क्षति को रोकने के लिए वे आम तौर पर बहुलक के साथ उपयोग किए जाते हैं। मध्यम मात्रा में कार्बन के साथ स्टील बॉल बेयरिंग मजबूत, पानी प्रतिरोधी और सख्त होते हैं, और ये विशेषताएं उन्हें गियर, एक्सल, स्टड और अन्य मशीन घटकों के लिए उपयुक्त बनाती हैं। जंग का विरोध करते हुए उच्च कार्बन स्टील्स सबसे मजबूत और कठोर होते हैं।

सिरेमिक बॉल बेयरिंग को आमतौर पर "हाइब्रिड" के रूप में बनाया जाता है जो बाहरी रिंग, आंतरिक रिंग और स्टील से बने पिंजरे का उपयोग स्वयं सिरेमिक से बनी गेंदों के साथ करते हैं। सिरेमिक गुण उन्हें उनके ऑपरेटिंग तापमान को ठंडा रखते हुए और उनके द्वारा किए जाने वाले शोर को सीमित करते हुए प्रति मिनट तेज घुमाव पर संचालित करने देते हैं।

ये संकर सिरेमिक-स्टील डिज़ाइन जंग से क्षतिग्रस्त हो जाते हैं, लेकिन सिरेमिक गेंदें स्वयं कम होती हैं स्टील सामग्री की तुलना में जंग के लिए प्रवण, और स्टील की गेंद की तुलना में अधिक टिकाऊ और अधिक हल्के होते हैं बियरिंग्स।

इस प्रकार के बॉल बेयरिंग का उपयोग विद्युत अनुप्रयोगों में किया जा सकता है जहां स्टील बॉल बेयरिंग नहीं कर सकते क्योंकि सिरेमिक बॉल बेयरिंग गैर-प्रवाहकीय हैं, लेकिन वे बहुत महंगे भी हैं। सिरेमिक बॉल बेयरिंग उच्च तापमान का सामना कर सकते हैं, जिससे वे उच्च गति पर काम कर सकते हैं। इनमें से कुछ बॉल बेयरिंग की कीमतें आम तौर पर महंगी हो सकती हैं, लेकिन आप उनके सस्ते संस्करण भी पा सकते हैं।

इन बॉल बेयरिंग की सिरेमिक सामग्री उन्हें स्टील बॉल बेयरिंग की तुलना में 40% से कम वजन देती है। इंजीनियर आमतौर पर इन रासायनिक और भौतिक गुणों को उत्पन्न करने के लिए सिरेमिक सिलिकॉन नाइट्राइड का उपयोग करके उनका निर्माण करते हैं। वे कोणीय बीयरिंग, जोर बीयरिंग, तकिया ब्लॉक बीयरिंग, सुई बीयरिंग और रोलर बीयरिंग में उपयोग किए जाते हैं। सिरेमिक सामग्री स्टील की तुलना में अधिक मजबूत हो सकती है, लेकिन वे आमतौर पर बॉल बेयरिंग सामग्री के रूप में सख्त होती हैं।

सिरेमिक स्टील की गेंदों को चमकाने से प्लाज्मा स्ट्रीम के साथ चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग होता है। उत्पादन की यह विधि उन्हें स्टील बॉल बेयरिंग की तुलना में रोटेशन की उच्च दर देती है। वे विद्युत रूप से इन्सुलेट कर रहे हैं, जिसका अर्थ है कि वे बिजली का संचालन नहीं करते हैं, इसलिए यदि वे वर्तमान में विफल नहीं होते हैं उनके माध्यम से पारित किया जाता है, और वे स्नेहन किए बिना कार्य कर सकते हैं जैसे स्टील बॉल बेयरिंग होना चाहिए हो।

हाल के नवाचारों ने प्लास्टिक बॉल बेयरिंग का उत्पादन किया है जो प्लास्टिक के छल्ले और प्लास्टिक के पिंजरे का उपयोग करते हैं, और प्लास्टिक, कांच या स्टेनलेस स्टील से बने गेंदों के रूप में खरीदा जा सकता है। इस प्रकार की बॉल बेयरिंग वाली सबसे आम बॉल सामग्री स्टेनलेस स्टील बॉल है। वे सबसे किफायती विकल्प हैं, लेकिन वे प्लास्टिक या कांच के प्रकारों से भी भारी हैं। वे आसानी से चुंबकीय भी बन सकते हैं, जो आस-पास की सामग्री की गति और भौतिकी को बाधित कर सकते हैं।

जब आप धातु का उपयोग नहीं कर सकते हैं तो कांच की गेंदों के साथ प्लास्टिक बॉल बेयरिंग बहुत अच्छे विकल्प हैं। उनके पास उच्च रासायनिक प्रतिरोध होता है और स्टील की गेंदों की तुलना में कम वजन होता है। प्लास्टिक बॉल बेयरिंग के लिए प्लास्टिक बॉल्स का वजन और भी कम होता है और वे समय के साथ उपयोग किए जाने पर पहनने के प्रतिरोध की पेशकश करते हैं। अधिकांश प्लास्टिक बॉल बेयरिंग चुपचाप संचालन करते समय स्व-चिकनाई, हल्के और जंग के प्रतिरोधी होते हैं।

इस प्रकार के बॉल बेयरिंग दुर्भाग्य से उच्च तापमान का सामना नहीं करते हैं और साथ ही अन्य बॉल बेयरिंग भी करते हैं और कभी-कभी उनके जितना अधिक भार नहीं संभाल सकते।