रोलर चेन पिच चयन और गति के बीच संबंध

रोलर चेन पिच चयन और गति के बीच संबंध

औद्योगिक संचरण प्रणालियों में, रोलर चेन की पिच और गति संचरण दक्षता, उपकरण के जीवनकाल और परिचालन स्थिरता को निर्धारित करने वाले प्रमुख कारक हैं। चयन के दौरान भार वहन क्षमता पर अत्यधिक ध्यान केंद्रित करने वाले कई इंजीनियर और खरीद कर्मी अक्सर इन दोनों कारकों के मिलान को नज़रअंदाज़ कर देते हैं। इससे अंततः चेन समय से पहले घिस जाती है और टूट जाती है, और यहाँ तक कि पूरी उत्पादन लाइन भी ठप हो जाती है। यह लेख पिच और गति के बीच अंतर्निहित सिद्धांतों और संबंधों को विस्तार से समझाएगा, और विभिन्न परिचालन स्थितियों के लिए उपयुक्त रोलर चेन चुनने में आपकी सहायता के लिए व्यावहारिक चयन विधियाँ प्रदान करेगा।

I. दो प्रमुख अवधारणाओं को समझना: पिच और गति की परिभाषा और औद्योगिक महत्व

इन दोनों के बीच संबंध का विश्लेषण करने से पहले, बुनियादी परिभाषाओं को स्पष्ट करना महत्वपूर्ण है—यह चयन त्रुटियों से बचने के लिए आवश्यक है। चाहे ANSI (अमेरिकी मानक), ISO (अंतर्राष्ट्रीय मानक), या GB (राष्ट्रीय मानक) रोलर चेन का उपयोग किया जाए, पिच और गति का मूल प्रभाव समान रहता है।

1. रोलर चेन पिच: यह "भार क्षमता" और "सुचारू संचालन" निर्धारित करती है।

पिच रोलर चेन का मूल आयाम है, जो दो आसन्न रोलर्स के केंद्रों के बीच की दूरी को दर्शाता है (जिसे "p" प्रतीक द्वारा दर्शाया जाता है और आमतौर पर मिलीमीटर या इंच में मापा जाता है)। यह सीधे तौर पर कुंजी चेन की दो विशेषताओं को निर्धारित करता है:

भार क्षमता: अधिक पिच के परिणामस्वरूप आमतौर पर प्लेट और पिन जैसे चेन के घटक बड़े होते हैं, और अधिक रेटेड भार (स्थैतिक और गतिशील दोनों) वहन किया जा सकता है, जिससे यह भारी-भरकम अनुप्रयोगों (जैसे खनन मशीनरी और भारी परिवहन उपकरण) के लिए उपयुक्त हो जाता है।

सुचारू संचालन: कम पिच होने से चेन और स्प्रोकेट के बीच की स्थिति में "टकराव की आवृत्ति" कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप संचरण के दौरान कंपन और शोर कम होता है। यह इसे उच्च स्थिरता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों (जैसे सटीक मशीन उपकरण और खाद्य पैकेजिंग उपकरण) के लिए अधिक उपयुक्त बनाता है।

2. घूर्णी गति: "गतिशील तनाव" और "घिसाव दर" निर्धारित करती है।

यहां घूर्णी गति से तात्पर्य विशेष रूप से उस ड्राइविंग स्प्रोकेट की गति से है जिससे चेन जुड़ी होती है (जिसे प्रतीक "n" द्वारा दर्शाया जाता है और आमतौर पर r/min में मापा जाता है), न कि संचालित सिरे की गति से। चेन पर इसका प्रभाव मुख्य रूप से दो पहलुओं में प्रकट होता है:
गतिशील तनाव: गति जितनी अधिक होगी, संचालन के दौरान चेन द्वारा उत्पन्न अपकेंद्रीय बल उतना ही अधिक होगा। इससे चेन लिंक और स्प्रोकेट के दांतों के आपस में टकराने पर उत्पन्न होने वाला "टकराव भार" भी काफी बढ़ जाता है (जैसे तेज गति से किसी कार के स्पीड ब्रेकर से गुजरने पर लगने वाला प्रभाव)।
घिसावट दर: गति जितनी अधिक होगी, चेन उतनी ही अधिक बार स्प्रोकेट से टकराएगी और रोलर्स और पिनों का सापेक्षिक घूर्णन उतना ही बढ़ जाएगा। समान समयावधि में कुल घिसावट आनुपातिक रूप से बढ़ जाती है, जिससे चेन का सेवाकाल सीधे तौर पर कम हो जाता है।

II. मूल तर्क: पिच और गति का “विपरीत मिलान” सिद्धांत

व्यापक औद्योगिक अभ्यास ने यह सत्यापित किया है कि रोलर चेन पिच और गति के बीच एक स्पष्ट "विपरीत मिलान" संबंध होता है—अर्थात्, गति जितनी अधिक होगी, पिच उतनी ही कम होनी चाहिए, जबकि गति जितनी कम होगी, पिच उतनी ही अधिक हो सकती है। इस सिद्धांत का सार "भार आवश्यकताओं" और "गतिशील तनाव जोखिम" के बीच संतुलन स्थापित करना है। इसे तीन आयामों में विभाजित किया जा सकता है:

1. उच्च गति संचालन (आमतौर पर n > 1500 r/min): एक छोटी पिच आवश्यक है।
जब ड्राइव स्प्रोकेट की गति 1500 r/min से अधिक हो जाती है (जैसे कि पंखों और छोटे मोटर ड्राइव में), तो चेन पर गतिशील तनाव और अपकेंद्री बल में नाटकीय रूप से वृद्धि होती है। इस स्थिति में उच्च-पिच वाली चेन का उपयोग करने से दो गंभीर समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं:

प्रभाव भार अतिभार: उच्च पिच वाली चेनों में लिंक बड़े होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मेशिंग के दौरान स्प्रोकेट के दांतों के साथ संपर्क क्षेत्र और प्रभाव बल अधिक होता है। उच्च गति पर इससे आसानी से "लिंक जंप" या "स्प्रोकेट के दांत टूटना" हो सकता है।

अपकेंद्रीय बल के कारण उत्पन्न शिथिलता: अधिक पिच वाली चेनों का डेडवेट अधिक होता है, और उच्च गति पर उत्पन्न अपकेंद्रीय बल के कारण चेन स्प्रोकेट के दांतों से अलग हो सकती है, जिससे "चेन ड्रॉप" या "ड्राइव स्लिप" हो सकती है। गंभीर मामलों में, इससे उपकरण दुर्घटनाग्रस्त हो सकते हैं। इसलिए, उच्च गति वाले अनुप्रयोगों के लिए, आमतौर पर 12.7 मिमी (1/2 इंच) या उससे कम पिच वाली चेनें चुनी जाती हैं, जैसे कि ANSI #40 और #50 श्रृंखला, या ISO 08B और 10B श्रृंखला।

2. मध्यम गति वाले अनुप्रयोग (आमतौर पर 500 r/min < n ≤ 1500 r/min): मध्यम पिच चुनें।
मध्यम गति वाले अनुप्रयोग औद्योगिक अनुप्रयोगों (जैसे कन्वेयर, मशीन टूल स्पिंडल और कृषि मशीनरी) में सबसे आम हैं। भार आवश्यकताओं और सुगमता आवश्यकताओं के बीच संतुलन महत्वपूर्ण है।
मध्यम भार (जैसे 10 किलोवाट या उससे कम रेटेड पावर वाले हल्के कन्वेयर) के लिए, 12.7 मिमी से 19.05 मिमी (1/2 इंच से 3/4 इंच) पिच वाली चेन, जैसे ANSI #60 और #80 सीरीज़, अनुशंसित हैं। अधिक भार (जैसे 10 किलोवाट-20 किलोवाट रेटेड पावर वाले मध्यम आकार के मशीन टूल्स) के लिए, 19.05 मिमी से 25.4 मिमी (3/4 इंच से 1 इंच) पिच वाली चेन, जैसे ANSI #100 और #120 सीरीज़, का चयन किया जा सकता है। हालांकि, मेशिंग अस्थिरता को रोकने के लिए स्प्रोकेट के दांतों की चौड़ाई का अतिरिक्त सत्यापन आवश्यक है।

3. कम गति संचालन (आमतौर पर n ≤ 500 r/min): एक बड़ी पिच चेन का चयन किया जा सकता है।

कम गति वाली स्थितियों में (जैसे खनन क्रशर और भारी-भरकम होइस्ट), चेन का गतिशील तनाव और अपकेंद्री बल अपेक्षाकृत कम होता है। भार वहन क्षमता मुख्य आवश्यकता बन जाती है, और बड़े पिच वाली चेन के लाभों का पूरी तरह से उपयोग किया जा सकता है:
अधिक पिच वाली चेनें घटकों की अधिक मजबूती प्रदान करती हैं और सैकड़ों किलोन्यूटन के प्रभाव भार को सहन कर सकती हैं, जिससे भारी भार के तहत चेन प्लेट के टूटने और पिन के मुड़ने को रोका जा सकता है।
कम गति पर घिसावट की दर कम होती है, जिससे उच्च पिच वाली चेनें उपकरण के समग्र जीवनकाल के बराबर लंबी चलती हैं और इन्हें बार-बार बदलने की आवश्यकता नहीं पड़ती (आमतौर पर 2-3 वर्ष)। इस स्थिति में आमतौर पर 25.4 मिमी (1 इंच) या उससे अधिक पिच वाली चेनें, जैसे कि ANSI #140 और #160 श्रृंखला, या विशेष रूप से निर्मित उच्च पिच वाली, हेवी-ड्यूटी चेनें उपयोग की जाती हैं।

III. व्यावहारिक मार्गदर्शिका: 4 चरणों में पिच और गति का सटीक मिलान करें

सिद्धांत को समझने के बाद, अब मानकीकृत प्रक्रियाओं के माध्यम से इसे लागू करने का समय है। निम्नलिखित 4 चरण आपको उपयुक्त श्रृंखला का शीघ्रता से चयन करने और अनुभव पर निर्भर रहने के कारण होने वाली त्रुटियों से बचने में मदद करेंगे:

चरण 1: मुख्य मापदंडों की पहचान करें – सबसे पहले 3 प्रमुख डेटा एकत्र करें

चेन का चयन करने से पहले, आपको उपकरण के इन तीन मुख्य मापदंडों को प्राप्त करना होगा; इनमें से किसी को भी अनदेखा नहीं किया जा सकता है:

ड्राइव स्प्रोकेट की गति (n): इसे सीधे मोटर या ड्राइव एंड मैनुअल से प्राप्त करें। यदि केवल ड्रिवन एंड की गति उपलब्ध है, तो "ट्रांसमिशन अनुपात = ड्राइविंग स्प्रोकेट पर दांतों की संख्या / ड्रिवन स्प्रोकेट पर दांतों की संख्या" सूत्र का उपयोग करके रिवर्स-कैलकुलेशन करें।

रेटेड ट्रांसफर पावर (P): यह वह पावर (किलोग्राम में) है जिसे उपकरण को सामान्य संचालन के दौरान स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है। इसमें पीक लोड (जैसे स्टार्टअप के दौरान शॉक लोड, जिसकी गणना आमतौर पर रेटेड पावर के 1.2-1.5 गुना के रूप में की जाती है) शामिल हैं।
कार्य वातावरण: धूल, तेल, उच्च तापमान (>80°C) या संक्षारक गैसों की जाँच करें। कठोर वातावरण के लिए, चिकनाई खांचे और संक्षारण रोधी कोटिंग वाली चेन चुनें। घिसावट को ध्यान में रखते हुए पिच को 10%-20% तक बढ़ा देना चाहिए।

चरण 2: गति के आधार पर प्रारंभिक पिच रेंज का चयन
ड्राइव स्प्रोकेट की गति के आधार पर प्रारंभिक पिच रेंज निर्धारित करने के लिए नीचे दी गई तालिका देखें (उदाहरण के तौर पर एएनएसआई मानक चेन का उपयोग किया गया है; अन्य मानकों को तदनुसार परिवर्तित किया जा सकता है):
ड्राइव स्प्रोकेट गति (r/min) अनुशंसित पिच रेंज (mm) संबंधित ANSI चेन श्रृंखला विशिष्ट अनुप्रयोग
>1500 6.35-12.7 #25, #35, #40 पंखे, छोटे मोटर
500-1500 12.7-25.4 #50, #60, #80, #100 कन्वेयर, मशीन टूल्स
<500 25.4-50.8 #120, #140, #160 क्रशर, एलिवेटर

चरण 3: पावर का उपयोग करके पिच की लोड क्षमता की जाँच करें
प्रारंभिक पिच चयन के बाद, ओवरलोड विफलता से बचने के लिए "पावर गणना सूत्र" का उपयोग करके सत्यापित करें कि चेन निर्धारित शक्ति को सहन कर सकती है। आईएसओ मानक रोलर चेन को उदाहरण के रूप में लेते हुए, सरलीकृत सूत्र इस प्रकार है:
श्रृंखला की अनुमेय शक्ति संचरण (P₀) = K₁ × K₂ × Pₙ
यहां: K₁ गति सुधार कारक है (उच्च गति के परिणामस्वरूप K₁ कम हो जाता है, जिसे चेन कैटलॉग में पाया जा सकता है); K₂ परिचालन स्थिति सुधार कारक है (कठोर वातावरण के लिए 0.7-0.9, स्वच्छ वातावरण के लिए 1.0-1.2); और Pₙ चेन की रेटेड पावर है (जिसे निर्माता के कैटलॉग में पिच द्वारा पाया जा सकता है)।
सत्यापन शर्त: P₀ को ≥ 1.2 × P को पूरा करना चाहिए (1.2 सुरक्षा कारक है, जिसे भारी-भरकम परिस्थितियों के लिए 1.5 तक बढ़ाया जा सकता है)।

चरण 4: स्थापना स्थान के आधार पर अंतिम योजना को समायोजित करें।
यदि प्रारंभ में चयनित पिच स्थापना स्थान द्वारा सीमित है (उदाहरण के लिए, उपकरण का आंतरिक स्थान बड़े पिच वाली चेन को समायोजित करने के लिए बहुत संकरा है), तो दो समायोजन किए जा सकते हैं:
पिच कम करें + चेन पंक्तियों की संख्या बढ़ाएँ: उदाहरण के लिए, यदि आपने मूल रूप से 25.4 मिमी पिच (#100) की एक पंक्ति का चयन किया था, तो आप इसे 19.05 मिमी पिच (#80-2) की दो पंक्तियों में बदल सकते हैं, जो समान भार क्षमता प्रदान करती है लेकिन आकार में छोटी होती है।
स्प्रोकेट के दांतों की संख्या को अनुकूलित करें: पिच को समान रखते हुए, ड्राइविंग स्प्रोकेट पर दांतों की संख्या बढ़ाने से (आमतौर पर कम से कम 17 दांतों तक) चेन एंगेजमेंट शॉक को कम किया जा सकता है और अप्रत्यक्ष रूप से उच्च गति अनुकूलन क्षमता में सुधार किया जा सकता है।

IV. बचने योग्य सामान्य गलतियाँ: इन 3 गलतियों से बचें

चयन प्रक्रिया में महारत हासिल करने के बाद भी, कई लोग छोटी-छोटी बातों को नज़रअंदाज़ करने के कारण असफल हो जाते हैं। यहाँ तीन सबसे आम गलतफहमियाँ और उनके समाधान दिए गए हैं:

पहली गलत धारणा: गति मिलान की अनदेखी करते हुए केवल भार वहन क्षमता पर ध्यान केंद्रित करना

गलत धारणा: यह मानना ​​कि "अधिक पिच का अर्थ अधिक भार वहन क्षमता है", उच्च गति संचालन के लिए अधिक पिच वाली चेन का चयन करना (उदाहरण के लिए, 1500 आरपीएम मोटर के लिए #120 चेन)। परिणाम: चेन का शोर स्तर 90dB से अधिक हो जाता है, और चेन प्लेट में दो से तीन महीनों के भीतर दरारें पड़ जाती हैं। समाधान: पिच का चयन सख्ती से "गति प्राथमिकता" के आधार पर करें। यदि भार क्षमता अपर्याप्त है, तो पिच बढ़ाने के बजाय पंक्तियों की संख्या बढ़ाने को प्राथमिकता दें।

भ्रम 2: "ड्राइव पुली स्पीड" को "ड्रिवन पुली स्पीड" से भ्रमित करना

गलत धारणा: ड्रिवन पुली की गति को चयन कारक के रूप में उपयोग करना (उदाहरण के लिए, यदि ड्रिवन पुली की गति 500 ​​आरपीएम है और वास्तविक ड्राइव पुली की गति 1500 आरपीएम है, तो 500 आरपीएम के आधार पर अधिक पिच का चयन किया जाता है)। परिणाम: चेन में अत्यधिक गतिशील तनाव, जिसके कारण पिन का अत्यधिक घिसाव होता है (एक महीने में 0.5 मिमी से अधिक घिसाव)। समाधान: "ड्राइव पुली की गति" को मानक के रूप में उपयोग किया जाना चाहिए। यदि अनिश्चितता हो, तो मोटर की गति और रिडक्शन अनुपात का उपयोग करके गणना करें (ड्राइव पुली की गति = मोटर की गति / रिडक्शन अनुपात)।

भ्रम 3: गति-पिच मिलान पर स्नेहन के प्रभाव को अनदेखा करना

गलती: "सही पिच का चयन करना ही काफी है" मान लेना, लुब्रिकेशन न करना या उच्च गति की स्थितियों में घटिया लुब्रिकेंट का उपयोग करना। परिणाम: कम पिच होने पर भी चेन का जीवनकाल 50% से अधिक कम हो सकता है, और शुष्क घर्षण के कारण चेन जाम भी हो सकती है। समाधान: उच्च गति की स्थितियों (n > 1000 rpm) के लिए ड्रिप लुब्रिकेशन या ऑयल बाथ लुब्रिकेशन का उपयोग करना आवश्यक है। लुब्रिकेंट की चिपचिपाहट गति के अनुरूप होनी चाहिए (गति जितनी अधिक होगी, चिपचिपाहट उतनी ही कम होगी)।

V. औद्योगिक केस स्टडी: विफलता से स्थिरता तक अनुकूलन

एक ऑटोमोटिव पार्ट्स फैक्ट्री में कन्वेयर लाइन की चेन महीने में एक बार टूट जाती थी। पिच-स्पीड मैचिंग को ऑप्टिमाइज़ करके, हमने चेन की लाइफ को दो साल तक बढ़ा दिया। विवरण इस प्रकार हैं:
मूल योजना: ड्राइव पुली की गति 1200 आरपीएम, 25.4 मिमी पिच (#100) वाली सिंगल-रो चेन, 8 किलोवाट पावर ट्रांसमिशन, कोई जबरन स्नेहन नहीं।
विफलता का कारण: 1200 आरपीएम मध्यम गति की ऊपरी सीमा है, और 25.4 मिमी पिच वाली चेन इस गति पर अत्यधिक गतिशील तनाव का सामना करती है। इसके अलावा, स्नेहन की कमी से घिसावट में तेजी आती है।
अनुकूलन योजना: पिच को 19.05 मिमी (#80) तक कम करें, दो-पंक्ति वाली चेन (#80-2) पर स्विच करें और ड्रिप स्नेहन प्रणाली जोड़ें।
अनुकूलन के परिणाम: चेन के संचालन से उत्पन्न शोर 85dB से घटकर 72dB हो गया, मासिक घिसाव 0.3mm से घटकर 0.05mm हो गया, और चेन का जीवनकाल 1 महीने से बढ़कर 24 महीने हो गया, जिससे प्रतिवर्ष प्रतिस्थापन लागत में 30,000 युआन से अधिक की बचत हुई।

निष्कर्ष: चयन का सार संतुलन है।
रोलर चेन की पिच और गति का चयन करना कभी भी "बड़ा या छोटा" जैसा सरल निर्णय नहीं होता। बल्कि, यह भार क्षमता, परिचालन गति, स्थापना स्थान और लागत के बीच इष्टतम संतुलन खोजने के बारे में है। "रिवर्स मैचिंग" के सिद्धांत में महारत हासिल करके, इसे मानकीकृत चार-चरणीय चयन प्रक्रिया के साथ मिलाकर और सामान्य त्रुटियों से बचकर, आप एक स्थिर और दीर्घकालिक संचरण प्रणाली सुनिश्चित कर सकते हैं।