साइक्लोन गियरबॉक्स डिजाइन करने की मूल बातें

परंपरागत गियरबॉक्स की तुलना में, साइक्लोइडल गियरबॉक्स कई लाभ प्रदान करता है, जिनमें उच्च संचरण अनुपात, झटकों के प्रति मजबूती और बेहतर स्थिति निर्धारण शामिल हैं। हालांकि, साइक्लोइडल गियरबॉक्स का डिज़ाइन जटिल हो सकता है। यह लेख कुछ बुनियादी डिज़ाइन सिद्धांतों पर चर्चा करेगा। इसके अलावा, इसमें आकार, स्थिति निर्धारण सटीकता और संचरण अनुपात जैसे विषयों को भी शामिल किया जाएगा।

बुनियादी डिजाइन सिद्धांत

पारंपरिक रिंग गियर के विपरीत, साइक्लोइडल गियरबॉक्स टॉर्क गुणन प्रदान करने के लिए साइक्लोइडल डिस्क का उपयोग करता है। साइक्लोइडल गियर डिस्क की आउटपुट दिशा इनपुट शाफ्ट के घूर्णन की विपरीत होती है। इससे अधिक सघन गियर संरचना संभव हो पाती है। साथ ही, इससे भार वहन क्षमता भी बढ़ जाती है।
साइक्लोइड ड्राइव की गतिकी देखने में जटिल लग सकती है, लेकिन वास्तव में यह काफी सरल है। पारंपरिक गियरों की तरह गुरुत्वाकर्षण केंद्र के चारों ओर घूमने के बजाय, साइक्लोइडल डिस्क स्थिर पिनों के चारों ओर घूमती है। इससे उच्च अपचयन अनुपात प्राप्त होता है।
कंपन और शोर को कम करने के लिए, कई साइक्लोइडल डिस्क का उपयोग किया जाता है। इससे कैरियर पिन उपकरणों पर बलों का समान वितरण सुनिश्चित होता है। साथ ही, इससे बेहतर घूर्णी संतुलन भी प्राप्त होता है। इसके अतिरिक्त, कई साइक्लोइडल डिस्क कैरियर पिन उपकरणों के अक्षीय आघूर्ण को कम करती हैं।
साइक्लोइडल गियर डिस्क को एक अलग गियर डिस्क बेयरिंग द्वारा सहारा दिया जाता है। यह डिज़ाइन कम घटकों की उपलब्धता सुनिश्चित करता है और घिसाव को कम करता है। इस प्रकार की गतिशीलता का उपयोग उच्च शक्ति घनत्व वाले विद्युत मोटर में भी किया जा सकता है।
साइक्लोइडल गियर डिस्क उच्च अपचयन अनुपात प्रदान करती है, जिससे कॉम्पैक्ट संरचना संभव हो पाती है। रिंग गियर के विपरीत, साइक्लोइडल डिस्क में दांतों की संख्या कम होती है। यह उच्च अपचयन अनुपात भी प्रदान करती है, जो उच्च घूर्णी इनपुट गति वाले अनुप्रयोगों के लिए लाभकारी है।
साइक्लॉइड गियर डिस्क में बेलनाकार छेद होते हैं, जिनसे कैरियर पिन उपकरण बाहर निकल सकते हैं। यह इसलिए उपयोगी है क्योंकि कैरियर पिन उपकरण गियर डिस्क के बेलनाकार छेद की भीतरी दीवार पर लुढ़क सकते हैं।
लोड प्लेट का उपयोग बाहरी संरचनाओं को सहारा देने के लिए भी किया जाता है। इस प्लेट में केंद्र से 15 मिमी की दूरी पर थ्रेडेड स्क्रू होल बने होते हैं। इसका बाहरी व्यास 9 मिमी और अंदर का छेद 3 मिमी का होता है।

संचरण अनुपात 300:1 तक

साइक्लोइडल गियरबॉक्स का उपयोग मशीन टूल्स से लेकर मेडिकल इमेजिंग उपकरणों तक, विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है। प्लेनेटरी गियरबॉक्स की तुलना में, ये बेहतर स्थिति निर्धारण सटीकता, मरोड़ कठोरता, बैकलैश और थकान प्रतिरोध प्रदान करते हैं।
साइक्लॉइड गियरबॉक्स प्लेनेटरी गियर की तुलना में अधिक टॉर्क संचारित करने में सक्षम होते हैं। इसके अलावा, इनमें हर्ट्ज़ियन संपर्क तनाव कम होता है और ओवरलोड से सुरक्षा अधिक होती है। साइक्लॉइड गियरबॉक्स छोटे आकार में भी 300:1 तक के ट्रांसमिशन अनुपात प्रदान कर सकते हैं।
साइक्लॉइड गियर में लंबे समय तक बैकलैश कम होता है, जिससे ये सटीक स्थिति निर्धारण वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श विकल्प बन जाते हैं। साइक्लॉइड गियरबॉक्स में घिसाव प्रतिरोध अच्छा होता है और घर्षण भी कम होता है। साइक्लॉइड गियर हल्के होते हैं और इनमें टॉर्शनल स्टिफ़नेस अच्छी होती है, जिससे ये भारी भार वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श होते हैं।
साइक्लॉइड गियरबॉक्स कई अलग-अलग डिज़ाइनों में उपलब्ध हैं। ये अतिरिक्त प्री-स्टेज की आवश्यकता के बिना 300:1 तक के ट्रांसमिशन अनुपात प्रदान कर सकते हैं। साइक्लॉइड गियर के निर्माण में इनवोल्यूट गियर की तुलना में अधिक सटीक प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। साइक्लॉइड गियरबॉक्स का उपयोग उच्च विद्युत खपत वाले अनुप्रयोगों में भी किया जा सकता है और ये झटके सहन कर सकते हैं।
साइक्लॉइड गियरबॉक्स को अधिकांश सामान्य सर्वोमोटरों के अनुरूप बनाया जा सकता है। इनमें मॉड्यूलर डिज़ाइन, चौतरफा जंग से सुरक्षा और आसान इंस्टॉलेशन की सुविधा होती है। साइक्लॉइड गियर में रेडियल क्लैम्पिंग रिंग होती है, जो जड़त्व को 39% तक कम कर देती है।
CZPT ग्रुप की सहायक कंपनी CZPT प्रेसिजन यूरोप GmbH ने गियरबॉक्स के कॉन्फ़िगरेशन को सरल बनाने के लिए एक अभिनव ऑनलाइन कॉन्फ़िगरेशन टूल विकसित किया है। CZPT साइक्लोइडल गियरहेड सटीक रूप से निर्मित, मजबूत और विश्वसनीय हैं। इनमें दो-चरणीय अपचयन सिद्धांत है, जो कंपन को कम करता है और बल का समान वितरण सुनिश्चित करता है।
साइक्लॉइड गियर 30:1 से 300:1 तक के ट्रांसमिशन अनुपात प्रदान करने में सक्षम हैं। साइक्लॉइड गियरबॉक्स उच्च गियर अनुपात प्राप्त कर सकते हैं क्योंकि इनमें कम गतिशील पुर्जे होते हैं और इनमें बैकलैश कम होता है।

झटके और भार के प्रति मजबूती

पारंपरिक गियरबॉक्स के विपरीत, जो झटकों से आसानी से क्षतिग्रस्त हो जाते हैं, साइक्लोइडल गियरबॉक्स अत्यंत मजबूत होता है। यह एक बहुमुखी समाधान है जो हैंडलिंग उपकरण, खाद्य उत्पादन और मशीन टूल्स के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त है।
साइक्लोइडल गियरबॉक्स की यांत्रिक संरचना में कई यांत्रिक घटक शामिल होते हैं। इनमें साइक्लोइडल पहिए, बियरिंग, रूपांतरण तत्व और सुइयां शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, इसमें उच्च मरोड़ कठोरता और झुकाव बल होता है। साथ ही, इसमें अत्यधिक गैर-रेखीय घर्षण विशेषता भी पाई जाती है।
साइक्लोइडल गियरबॉक्स की झटकेदार भार के प्रति मजबूती का आकलन करने के लिए एक गणितीय मॉडल विकसित किया गया। इस मॉडल का उपयोग साइक्लोइड डिस्क पर तनाव वितरण की गणना करने के लिए किया गया। इस मॉडल को अधिक जटिल यांत्रिक मॉडलों के आधार के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
यह मॉडल एक नए दृष्टिकोण पर आधारित है, जो साइक्लॉइड गियर के सभी चतुर्थांशों में घर्षण को मॉडल करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, इसे एक्चुएटर नियंत्रण में भी लागू किया जा सकता है।
गणितीय मॉडल को संपर्क तनाव मापने की प्रक्रिया के साथ प्रस्तुत किया गया है। परिणामों की तुलना वास्तविक प्रणाली में किए गए मापन से की गई है। मॉडल और मापन के परिणाम एक दूसरे के बहुत करीब पाए गए हैं।
यह मॉडल भार वितरण के लिए विभिन्न गियर प्रोफाइल के विश्लेषण की भी अनुमति देता है। इसके अतिरिक्त, विभिन्न ज्यामितीय मापदंडों के साथ संपर्क तनावों का विश्लेषण करना भी संभव है। डिस्क की चौड़ाई के साथ मेश का परिष्करण संपर्क बलों के समान वितरण को सुनिश्चित करने में सहायक होता है।
मोटर की ओर घर्षण टूटने की गति की गणना की जाती है। इसके बाद गियरबॉक्स के इनपुट साइड में गैर-शून्य धारा प्रवाहित की जाती है। साथ ही, गति दिशा परिवर्तन के दौरान एक छोटे स्थिर चरण को मॉडल किया जाता है। सिमुलेशन के परिणामों की तुलना माप से की जाती है। परिणाम दर्शाते हैं कि मॉडल अत्यंत सटीक है।

स्थिति निर्धारण सटीकता

साइक्लोइडल गियरबॉक्स से सटीक पोजीशनिंग प्राप्त करना आसान काम नहीं है। इसका कारण यह है कि गियर कॉम्पैक्ट होते हैं और उनके बीच की दूरी अपेक्षाकृत कम होती है। इसका मतलब है कि आप आउटपुट शाफ्ट से काफी टॉर्क की उम्मीद कर सकते हैं। हालांकि, यह पूरी बात नहीं है। बैकलैश, काइनेमैटिक त्रुटि और लोडिंग जैसी अन्य चिंताएं भी महत्वपूर्ण हैं।
साइक्लोइडल गियरबॉक्स से सर्वोत्तम संभव स्थिति निर्धारण सटीकता प्राप्त करने के लिए, अच्छी तरह से निर्मित और सही ढंग से कॉन्फ़िगर किए गए रिड्यूसर का चयन करना आवश्यक है। सही ढंग से चयनित रिड्यूसर बार-बार होने वाली त्रुटियों को दूर करेगा और हर समय पूर्ण स्थिति निर्धारण सटीकता प्रदान करेगा। इसके अलावा, इस प्रकार का गियरबॉक्स पारंपरिक गियरबॉक्स की तुलना में कई लाभ प्रदान करता है। इनमें उच्च दक्षता, कम बैकलैश और उच्च ओवरलोड सुरक्षा शामिल हैं।
गियरबॉक्स से सटीक पोजीशनिंग प्राप्त करने के लिए, एक ऐसे सप्लायर का चुनाव करना भी आवश्यक है जो अपने काम में माहिर हो। सबसे अच्छे विक्रेता वे होते हैं जिन्हें उत्पाद का अनुभव हो, जो कई प्रकार के उत्पाद पेश करते हों और उत्पाद की सही स्थापना और रखरखाव सुनिश्चित करने के लिए सहायता और सेवा प्रदान करते हों। निर्माता की वारंटी भी एक महत्वपूर्ण पहलू है। एक प्रतिष्ठित निर्माता गियरबॉक्स के लिए वारंटी प्रदान करता है। उपरोक्त कारक यह सुनिश्चित करेंगे कि साइक्लोइडल गियरबॉक्स में आपका निवेश आने वाले वर्षों तक लाभकारी साबित हो।
साइक्लोइडल गियरबॉक्स से सटीक पोजीशनिंग प्राप्त करने के लिए, ऐसे निर्माता का चयन करना आवश्यक है जो इस प्रकार के उत्पादों में विशेषज्ञता रखता हो। यह विशेष रूप से तब महत्वपूर्ण है जब आप रोबोटिक्स, स्वचालित पेंटिंग या किसी अन्य औद्योगिक प्रक्रिया में शामिल हों जिसके लिए सर्वोत्तम संभव सटीकता की आवश्यकता होती है। एक अच्छा निर्माता नवीनतम तकनीक प्रदान करेगा और आपके अनुप्रयोग के लिए सर्वोत्तम समाधान खोजने में आपकी सहायता करने की विशेषज्ञता रखता होगा। इससे यह सुनिश्चित होगा कि आपका उत्पाद शुरू से अंत तक सफल रहे।

आकार

साइक्लोइडल गियरबॉक्स के कुशल संचालन के लिए सही आकार का चयन करना महत्वपूर्ण है। हालांकि, यह आसान काम नहीं है। इस प्रक्रिया में जटिल मशीनिंग शामिल है और कई पुर्जों का निर्माण करना पड़ता है। साइक्लोइडल गियरबॉक्स विभिन्न आकारों में उपलब्ध हैं, और कुछ बुनियादी नियमों की मदद से आप सही आकार का चयन कर सकते हैं।
साइक्लोइडल गियरबॉक्स के सही आकार का चुनाव करने का पहला नियम यह है कि इनपुट शाफ्ट के व्यास के बराबर व्यास वाला गियरबॉक्स इस्तेमाल किया जाए। इसका मतलब है कि गियरबॉक्स कम से कम 5 मिमी मोटा होना चाहिए। साइक्लोइड को ड्राइवशाफ्ट को अपनी जगह पर रखने के लिए एक बेस और एक बेयरिंग की भी आवश्यकता होगी। बेस इतना बड़ा होना चाहिए कि उसमें पिन फिट हो सकें। बेयरिंग का आकार इनपुट शाफ्ट के आकार के बराबर होना चाहिए।
अगला महत्वपूर्ण नियम यह है कि साइक्लॉइड में आउटपुट शाफ्ट के लिए एक छेद होना चाहिए। इस तरह, आउटपुट बैक-ड्राइव करने योग्य होगा और इसमें बैकलैश कम होगा। कम से कम चार से छह आउटपुट छेद होने चाहिए। छेदों का आकार ऐसा होना चाहिए कि साइक्लॉइड की सेंटरलाइन बेयरिंग के केंद्र के आकार के बराबर हो।
डेसमॉस ग्राफ का उपयोग करके, आप गियर पैरामीटर बना सकते हैं। पिनों की संख्या साइक्लोइडल गियर में दांतों की संख्या के बराबर होनी चाहिए, और पिनों का आकार गियर के आकार का दोगुना होना चाहिए। पिनों की त्रिज्या डेसमॉस से प्राप्त C के मान के बराबर होनी चाहिए, और पिन सर्कल का आकार R के मान के बराबर होना चाहिए।
अंतिम नियम यह सुनिश्चित करना है कि साइक्लॉइड में कोई नुकीले किनारे या असंतुलन न हो। साथ ही, इसकी रेखा चिकनी होनी चाहिए।

editor by CX 2023-04-24