साइक्लोन गियरबॉक्स की स्थिति निगरानी

चाहे आप अपने घर, दफ्तर या गैराज में साइक्लोइडल गियरबॉक्स का उपयोग करने की सोच रहे हों, आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि यह उच्च गुणवत्ता वाली सामग्री से बना हो। साथ ही, यह भी सुनिश्चित करें कि इसका डिज़ाइन सही हो, ताकि कंपन से इसे कोई नुकसान न पहुंचे।

ग्रहीय गियरबॉक्स

साइक्लोइडल गियरबॉक्स की तुलना में प्लेनेटरी गियरबॉक्स हल्के और अधिक कॉम्पैक्ट होते हैं, लेकिन इनमें साइक्लोइडल गियरबॉक्स जैसी सटीकता और टिकाऊपन की कमी होती है। ये उच्च टॉर्क या गति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं। इसी कारण से इनका उपयोग आमतौर पर रोबोटिक्स अनुप्रयोगों में किया जाता है। हालांकि, कुछ अनुप्रयोगों के लिए, जिनमें झटके वाले भार शामिल हैं, साइक्लोइडल गियरबॉक्स अभी भी बेहतर हैं।
उत्पादन के दौरान गियरबॉक्स के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले कई कारक होते हैं। इनमें से एक है दांतों की संख्या। प्लेनेटरी गियरबॉक्स के मामले में, प्लेनेट की संख्या बढ़ने के साथ दांतों की संख्या भी बढ़ती है। साइक्लोइडल गियरबॉक्स में दांतों की संख्या कम होती है, जिसके परिणामस्वरूप ट्रांसमिशन अनुपात अधिक होता है। इन गियरबॉक्स में ब्रेकअवे टॉर्क भी कम होता है, जिसका अर्थ है कि उपयोगकर्ता द्वारा इन्हें अधिक आसानी से नियंत्रित किया जा सकता है।
साइक्लॉइड गियरबॉक्स तीन मुख्य भागों से मिलकर बना होता है: रिंग गियर, सन गियर और इनपुट शाफ्ट। रिंग गियर गियरबॉक्स में स्थिर रहता है, जबकि सन गियर घूर्णन को प्लेनेट गियर तक पहुंचाता है। इनपुट शाफ्ट गति को सन गियर तक पहुंचाता है, जो बदले में इसे आउटपुट शाफ्ट तक पहुंचाता है। आउटपुट शाफ्ट का टॉर्क इनपुट शाफ्ट से अधिक होता है।
साइक्लॉइड गियर में बेहतर मरोड़ कठोरता, कम घिसाव और कम हर्ट्ज़ियन संपर्क तनाव होता है। हालांकि, ये आकार में बड़े होते हैं और इनके निर्माण में अत्यधिक सटीकता की आवश्यकता होती है। साइक्लॉइड गियर का निर्माण इनवोल्यूट गियर की तुलना में अधिक कठिन हो सकता है, जिनमें उच्च स्तर की परिशुद्धता की आवश्यकता होती है।
साइक्लॉइड गियर 300:1 तक के संचरण अनुपात प्रदान कर सकते हैं, और वह भी छोटे आकार में। इनमें घिसाव और घर्षण भी कम होता है, जो इन्हें उच्च संचरण अनुपात की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है।
साइक्लॉइड गियरबॉक्स में आमतौर पर लगभग एक कोणीय मिनट का बैकलैश होता है। यह बैकलैश सटीक गति के लिए आवश्यक परिशुद्धता और नियंत्रण प्रदान करता है। साथ ही, इनमें घिसावट कम होती है और ये झटके सहने की क्षमता भी रखते हैं।
प्लेनेटरी गियरबॉक्स सिंगल और टू-स्टेज डिज़ाइन में उपलब्ध हैं, जिनकी लंबाई स्टेज जोड़ने पर बढ़ती जाती है। दो स्टेज के अलावा, इनमें एक वैकल्पिक आउटपुट बेयरिंग भी लगाई जा सकती है, जिससे माउंटिंग स्पेस बढ़ जाता है। कुछ अनुप्रयोगों में, तीसरा स्टेज भी उपलब्ध होता है।

इनवोल्यूट गियर

सामान्यतः, साइक्लोइडल गियर की तुलना में इनवोल्यूट गियर का निर्माण अधिक जटिल होता है। उदाहरण के लिए, इनवोल्यूट गियर के दांत का प्रोफाइल एक ही वक्र होता है, जबकि साइक्लोइडल गियर के दांत का प्रोफाइल दो वक्रों वाला होता है। इसके अलावा, इनवोल्यूट वक्र आधार वृत्त के भीतर नहीं होता है।
गियर के दांत का इनवोल्यूट वक्र एक अत्यंत महत्वपूर्ण घटक है और यह दांतों के बीच संपर्क जाल की गुणवत्ता को काफी हद तक प्रभावित कर सकता है। इस विषय पर कई शोध कार्य किए गए हैं, जिनमें मुख्य रूप से इसके संचालन सिद्धांतों पर ध्यान केंद्रित किया गया है। इसके अतिरिक्त, डबल-एनवेलपिंग साइक्लॉइड ड्राइव की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता इसके आपस में जुड़े दांतों के जोड़ों के बीच दोहरी संपर्क रेखाएं हैं।
साइक्लॉइड गियर, इनवोल्यूट गियर की तुलना में अधिक शक्तिशाली, कम शोर करने वाले और अधिक समय तक चलने वाले होते हैं। इनके उत्पादन में कम प्रक्रियाएं लगती हैं। हालांकि, साइक्लॉइड गियर, इनवोल्यूट गियर से महंगे होते हैं। इनवोल्यूट गियर आमतौर पर रेखीय गतियों में उपयोग किए जाते हैं, जबकि साइक्लॉइड गियर घूर्णी गतियों के लिए उपयोग किए जाते हैं।
यद्यपि साइक्लॉइड गियर तकनीकी रूप से अधिक उन्नत हैं, फिर भी इनवोल्यूट गियर गुणवत्ता में श्रेष्ठ और दिखने में अधिक आकर्षक होते हैं। साइक्लॉइड गियर का उपयोग पंप और कंप्रेसर जैसे विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है। इनका उपयोग घड़ी उद्योग में भी व्यापक रूप से होता है। फिर भी, घड़ी उद्योग में इनवोल्यूट गियर ने अभी तक साइक्लॉइड गियर का स्थान नहीं लिया है।
साइक्लॉइड डिस्क के बाहरी किनारे पर कई पिन होते हैं, जबकि इनवोल्यूट गियर में दांतों के लिए केवल एक ही वक्र होता है। इसके अलावा, साइक्लॉइड गियर का डिज़ाइन अधिक मजबूत और विश्वसनीय होता है। दूसरी ओर, इनवोल्यूट गियर में रैक कटर सस्ता होता है और इनवोल्यूट दांत भी कम खर्चीले होते हैं।
साइक्लॉइड डिस्क की संचरण सटीकता लगभग 98.5% है, जबकि रिंग गियर की संचरण सटीकता लगभग 96% है। साइक्लॉइड डिस्क का घूर्णी वेग 3 रेडियन/सेकंड है। केंद्र दूरी में मामूली बदलाव संचरण सटीकता को प्रभावित नहीं करता है। हालांकि, घूर्णी वेग में उतार-चढ़ाव संचरण सटीकता को प्रभावित कर सकता है।
साइक्लॉइड गियर में साइक्लॉइड गियर डिस्क की घूर्णी गति भी होती है। डिस्क में N लोब होते हैं। हालांकि, साइक्लॉइड गियर डिस्क की संचरण सटीकता अभी भी पूर्ण नहीं है। इसका कारण लोबों के बीच बड़े घूर्णी कोण हैं। इस वजह से इसका निर्माण भी कठिन होता है।

कंपन

कंपन निदान और डेटा-आधारित विधियों की आधुनिक तकनीकों का उपयोग करते हुए, यह लेख साइक्लोइडल गियरबॉक्स की स्थिति निगरानी के लिए एक नया दृष्टिकोण प्रस्तुत करता है। यह दृष्टिकोण गियरबॉक्स की विफलता के मूल कारण का पता लगाने पर केंद्रित है। इस लेख का उद्देश्य गियर डिजाइनरों को एक एकीकृत दृष्टिकोण प्रदान करना है।
साइक्लोइडल गियरबॉक्स एक उच्च परिशुद्धता वाला गियरबॉक्स है जिसका उपयोग भारी मशीनों में किया जाता है। इसका रिडक्शन अनुपात बहुत अधिक होता है, जिसके कारण इसमें बहुत अधिक इनपुट गति की आवश्यकता होती है। साइक्लोइडल गियर उच्च सटीकता वाले होते हैं, लेकिन इनमें कंपन की समस्या हो सकती है। इस लेख में, लेखक बताते हैं कि साइक्लोइडल गियरबॉक्स कैसे काम करता है और कंपन को कैसे मापा जाता है। वे यह भी दिखाते हैं कि इस गियरबॉक्स का उपयोग करके दोषों का पता कैसे लगाया जा सकता है।
इस गियरबॉक्स का उपयोग पोजिशनर, मल्टी-एक्सिस रोबोट और हेवी-ड्यूटी मशीनों में किया जाता है। इस गियरबॉक्स की मुख्य विशेषताएं उच्च सटीकता, ओवरलोड क्षमता और उच्च रिडक्शन अनुपात हैं।
साइक्लोइडल गियरबॉक्स के कंपन और स्थिति निगरानी पर बहुत कम दस्तावेज़ उपलब्ध हैं। लेखक इस समस्या के समाधान के लिए एक साइक्लोइडल गियरबॉक्स और एक परीक्षण बेंच का उपयोग करते हुए अपने दृष्टिकोण का वर्णन करते हैं। उनके दृष्टिकोण में विभिन्न इनपुट गतियों के साथ गियरबॉक्स की आवृत्ति को मापना शामिल है।
परिणाम स्वस्थ और क्षतिग्रस्त अवस्थाओं के बीच स्पष्ट अंतर दर्शाते हैं। दोष आवृत्तियाँ निम्न आवृत्तियों में दिखाई देती हैं। दोषों का पता बिनिंग विधि से लगाया जा सकता है, जिससे टैकोमीटर की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। इसके अतिरिक्त, गियरबॉक्स की स्थिति निर्धारित करने के लिए बिनिंग को प्रिंसिपल कंपोनेंट एनालिसिस के साथ संयोजित किया जाता है।
इस विधि की तुलना पारंपरिक तकनीकों से की गई है। इसके अलावा, परिणामों से पता चलता है कि बियरिंग की दोष आवृत्तियों की गणना के लिए बिनिंग का उपयोग कैसे किया जा सकता है। इसका उपयोग घटकों की आवृत्तियों को निर्धारित करने के लिए भी किया जाता है।
टेस्ट बेंच से प्राप्त संकेतों को चार सेंसरों का उपयोग करके इकट्ठा किया जाता है। ये सेंसर मध्यम संवेदनशीलता वाले 100 mV/g एक्सेलेरोमीटर हैं। इन संकेतों को विभिन्न सिग्नल प्रोसेसिंग तकनीकों का उपयोग करके संसाधित किया जाता है। परिणामों से पता चलता है कि कंपन संकेत गियरबॉक्स की आंतरिक गति से संबंधित हैं। इस जानकारी का उपयोग ट्रांसमिशन की आंतरिक आवृत्ति की पहचान करने के लिए किया जाता है।
कंपन संकेतों का आवृत्ति विश्लेषण चक्रस्थिर और गैर-चक्रस्थिर स्थितियों में किया जाता है। फिर इन संकेतों का विश्लेषण करके गियर के आपस में जुड़ने की आवृत्ति का परिमाण निर्धारित किया जाता है।

डिज़ाइन

सटीक गियरबॉक्स का उपयोग करके, सर्वोमोटर अब उच्च गति पर भारी भार को नियंत्रित कर सकते हैं। कैम इंडेक्सिंग उपकरणों के विपरीत, साइक्लोइडल गियर अत्यंत सटीक स्थिति निर्धारण और उच्च टॉर्क प्रदान करते हैं। वे उत्कृष्ट मरोड़ कठोरता और झटके सहने की क्षमता भी प्रदान करते हैं।
साइक्लॉइड गियर उच्च आरपीएम पर कंपन को कम करने के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए जाते हैं। इनवोल्यूट गियर के विपरीत, ये स्टैक्ड नहीं होते हैं, जिससे घर्षण और प्रत्येक दांत पर लगने वाले बल कम हो जाते हैं। इसके अलावा, साइक्लॉइड गियर में हर्ट्ज़ियन संपर्क तनाव कम होता है।
साइक्लॉइड गियर का उपयोग अक्सर मल्टी-एक्सिस रोबोट में पोजिशनर के लिए किया जाता है। ये कॉम्पैक्ट आकार में 300:1 तक का उच्च संचरण अनुपात प्रदान कर सकते हैं। इनका उपयोग भारी मशीनों के पहले जोड़ों में भी किया जाता है। हालांकि, इनके निर्माण में अत्यंत सटीकता की आवश्यकता होती है। साथ ही, इनवोल्यूट गियर की तुलना में इनका उत्पादन अधिक कठिन होता है।
साइक्लोइडल गियरबॉक्स एक प्रकार का प्लेनेटरी गियरबॉक्स है। साइक्लोइड गियर विशेष रूप से उच्च गियर अनुपात के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। इनमें एक ही चरण में उच्च अपचयन अनुपात प्रदान करने की क्षमता भी होती है। भारी मशीनों के पहले जोड़ों में इनका उपयोग तेजी से बढ़ रहा है। रोबोटिक्स में भी इनका उपयोग बढ़ता जा रहा है।
उच्च अपचयन अनुपात प्राप्त करने के लिए, गियर की इनपुट गति बहुत अधिक होनी चाहिए। सामान्यतः, इनपुट गति 500 ​​आरपीएम और 4500 आरपीएम के बीच होती है। हालांकि, कुछ मामलों में, इनपुट गति इससे कम भी हो सकती है।
एक साइक्लॉइड का निर्माण एक आधार वृत्त पर एक घूमने वाले वृत्त को घुमाने से होता है। घूमने वाले वृत्त के व्यास और आधार वृत्त के व्यास का अनुपात साइक्लॉइड का आकार निर्धारित करता है। एक हाइपोसाइक्लॉइड का निर्माण मुख्य रूप से आधार वृत्त के अंदर की ओर घुमाने से होता है, जबकि एक एपिसाइक्लॉइड का निर्माण मुख्य रूप से आधार वृत्त के बाहर की ओर घुमाने से होता है।
साइक्लॉइड गियर में बहुत कम बैकलैश होता है, जिससे प्रत्येक दांत पर लगने वाला बल न्यूनतम हो जाता है। इन गियर में अच्छी टॉर्शनल स्टिफ़नेस, कम घर्षण और शॉक लोड सहने की क्षमता भी होती है। साथ ही, ये सबसे सटीक स्थिति निर्धारण प्रदान करते हैं।
साइक्लोइडल गियरबॉक्स का डिज़ाइन और निर्माण राडोम विश्वविद्यालय में किया गया था। यह डिज़ाइन तीन अलग-अलग साइक्लोइडल गियरों पर आधारित था। पहले जोड़े के गियरों का बाहरी प्रोफाइल नाममात्र आयाम पर था, जबकि दूसरे जोड़े के गियरों का प्रोफाइल टॉलरेंस घटाकर था। लोड प्लेट में केंद्र से 15 मिमी की दूरी पर थ्रेडेड स्क्रू होल लगे थे।

सीएक्स द्वारा संपादित, 2023-06-01