বল স্ক্রু বাকলিং: কিভাবে কলাম লোড গণনা করা যায় এবং কেন এটি গুরুত্বপূর্ণ

অক্ষীয় সংকোচনের অধীনে একটি বল স্ক্রু এমনভাবে ব্যর্থ হতে পারে যেটির পরিধান, ক্লান্তি বা বলের যোগাযোগের লোডের সাথে কিছুই করার নেই। একটি দীর্ঘ, সরু শ্যাফ্টের উপর যথেষ্ট জোরে ধাক্কা দিন এবং এটি হঠাৎ করে পাশে নত হয়ে যাবে এবং তার ভার-বহন ক্ষমতা - হারাবে যদিও ইস্পাত নিজেই তার ফলন শক্তির কাছাকাছি আসেনি। এই ব্যর্থতা মোড বলা হয়buckling, এবং লোড যা এটি ঘটবে স্ক্রু এরকলাম লোড(বা সমালোচনামূলক বাকলিং লোড)।

যেকোন উল্লম্ব অক্ষ, প্রেস অ্যাপ্লিকেশান, বা কম্প্রেসিভ বলের অধীনে লং-স্ট্রোক স্ক্রু, বল স্ক্রু বাকলিং হল একটি চেক যা একটি শ্যাফ্ট টিকে আছে কিনা তা নির্ধারণ করে - এবং এটি উপেক্ষা করা সহজ কারণ এটি একটি পণ্য ডেটাশিটে প্রিন্ট করা লোড রেটিং এর সাথে কিছুই করার নেই।

এই নির্দেশিকাটি ব্যাখ্যা করে যে বল স্ক্রু বাকলিংয়ের কারণ কী, কীভাবে একটি ব্যবহারিক সূত্রের সাহায্যে কলামের লোড গণনা করা যায়, কোন ভেরিয়েবলগুলি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ, এবং কীভাবে এই চেকটি আমাদের কভার করা জটিল গতি গণনার সাথে সম্পর্কিতবল স্ক্রু সমালোচনামূলক গতি পূর্ববর্তী গাইড.

বল স্ক্রু বাকলিং কি?

একটি লম্বা, পাতলা শাসকের উপর নিচে ঠেলে সোজা রাখা ছবি। আলতো করে চাপুন এবং এটি একটি সরল রেখায় সংকুচিত হয়। একটি নির্দিষ্ট বিন্দু অতিক্রম করুন এবং এটি হঠাৎ করে একটি ধনুক --এ পাশ দিয়ে লাথি দেয় কারণ শাসক ভেঙে যায় না, বরং যথেষ্ট সংকোচনশীল লোডের অধীনে একটি সোজা কলাম অস্থির হয়ে যায়।

একটি বল স্ক্রু শ্যাফ্ট যখনই নীচে থাকে তখন একইভাবে আচরণ করেঅক্ষীয় সংকোচন- উদাহরণস্বরূপ, যখন এটি একটি লোডকে টেনে না নিয়ে ঠেলে দেয়, বা যখন এটি একটি উল্লম্ব লোড বহন করে যা বাদামের মধ্য দিয়ে স্ক্রুতে থাকে।

বকলিং হল অক্ষীয় সংকোচনশীল লোডের অধীনে একটি খাদটির হঠাৎ পার্শ্বীয় (পার্শ্বস্থ) পতন।, একটি নির্দিষ্ট লোড থ্রেশহোল্ডে ঘটে যাকে কলাম লোড বা সমালোচনামূলক বাকলিং লোড বলা হয়। একবার প্রয়োগ করা সংকোচনকারী বল এই মানটিতে পৌঁছালে:

• খাদটি তার সরল অক্ষ থেকে পাশের দিকে নত হয়
• লোড-ধারণ ক্ষমতা দ্রুত এবং অপ্রত্যাশিতভাবে কমে যায়
• স্ক্রু স্থায়ী নমন বা সর্বনাশা ব্যর্থতা ভোগ করতে পারে

ক্রিটিক্যাল স্পিডের মতো, বল স্ক্রু বাকলিংয়ের সাথে বস্তুগত শক্তির কোনো সম্পর্ক নেই স্বাভাবিক অর্থে - একটি শ্যাফ্ট একটি কম্প্রেসিভ লোডে বাকল করতে পারে যা ইস্পাত অন্যথায় সাধারণ কম্প্রেশনে সহ্য করতে পারে। এটি একটি জ্যামিতি সমস্যা: খাদের ব্যাস, অসমর্থিত দৈর্ঘ্য এবং প্রান্তগুলি কীভাবে মাউন্ট করা হয়।

কিভাবে বল স্ক্রু কলাম লোড গণনা

অয়লার কলাম তত্ত্বের উপর ভিত্তি করে বল স্ক্রু বাকলিং লোডের জন্য প্রমিত প্রকৌশল সূত্র এবং প্রধান বল স্ক্রু প্রস্তুতকারকের ক্যাটালগগুলিতে ব্যবহৃত হয়:

Pcr=λ × π² × E × I / Lc²

কোথায়:

• পিসিআর= ক্রিটিক্যাল বাকলিং লোড (N)
• λ= শেষ ফিক্সটি ফ্যাক্টর, স্ক্রু প্রান্তগুলি কীভাবে মাউন্ট করা হয় তার উপর ভিত্তি করে (নীচের সারণী দেখুন)
• E= স্টিলের জন্য খাদ উপাদানের স্থিতিস্থাপকতার মডুলাস -, E ≈ 206,000 N/mm²
• Iশ্যাফটের ক্রস-বিভাগের ক্ষেত্রফলের=সেকেন্ড মুহূর্ত (মিমি⁴)
• Lc= মাউন্টিং পয়েন্টের মধ্যে অসমর্থিত দৈর্ঘ্য (মিমি)

একটি বল স্ক্রু শ্যাফ্টের জন্য, প্রাসঙ্গিক ক্রস-বিভাগ হল রুট (অল্প) ব্যাস, তাই ক্ষেত্রফলের দ্বিতীয় মুহূর্তটি এভাবে গণনা করা হয়:

I=π × dr⁴ / 64

যেখানেডস্ক্রু শ্যাফ্টের মূল ব্যাস (মিমি) - নামমাত্র/বাহ্যিক ব্যাস নয়।

বাকলিংয়ের জন্য এন্ড ফিক্সটি ফ্যাক্টর (λ)

এটি সেই বিন্দু যেখানে ভুল করা সহজ:বাকলিংয়ের জন্য শেষ স্থিরতা ফ্যাক্টরটি সমালোচনামূলক গতির জন্য ব্যবহৃত একই ফ্যাক্টর নয়, যদিও উভয়কেই "শেষ স্থিরতা" হিসাবে বর্ণনা করা হয়েছে। দুটি সম্পূর্ণ ভিন্ন সাংখ্যিক স্কেল ব্যবহার করে এবং বিভিন্ন পদার্থবিদ্যা থেকে আসে। এখানে সমালোচনামূলক গতি গণনা থেকে fc টেবিল পুনরায় ব্যবহার করবেন না।

একটি স্থির-নির্দিষ্ট মাউন্টিং একটি নির্দিষ্ট-বিনামূল্যে ঠিক একই শ্যাফ্টে মাউন্ট করার চেয়ে 16 গুণ বেশি কলাম লোডের অনুমতি দেয় - এই কারণেই উল্লম্ব অক্ষ এবং প্রেস অ্যাপ্লিকেশনগুলি সাধারণত মেশিন লেআউটের অনুমতি দেয় এমন সবচেয়ে কঠোর শেষ সমর্থন ব্যবস্থার সাথে ডিজাইন করা হয়।

নিরাপত্তা মার্জিন: জটিল গতির চেয়ে একটি ভিন্ন নিয়ম

সমালোচনামূলক গতি গণনা সাধারণত তাত্ত্বিক মানের উপর 80% নিরাপত্তা মার্জিন ব্যবহার করে। বল স্ক্রু কলাম লোড একটি ভিন্ন, আরো রক্ষণশীল নিয়ম ব্যবহার করে: বেশিরভাগ নির্মাতারা প্রকৃত প্রয়োগকৃত কম্প্রেসিভ লোড বা নীচে রাখার পরামর্শ দেনগণনা করা সমালোচনামূলক বাকলিং লোডের 50%- 2 এর একটি নিরাপত্তা ফ্যাক্টর।

P_permissible=Pcr / 2

এটি ক্রিটিক্যাল স্পিড মার্জিনের চেয়ে বেশি রক্ষণশীল কারণ বকলিং ব্যর্থতা আকস্মিক এবং বেশিরভাগ ক্ষেত্রে সতর্কতা ছাড়াই হয়, এবং কারণ বাস্তব-ওয়ার্ল্ড শ্যাফ্টগুলিতে সর্বদা কিছু প্রাথমিক সরলতা বিচ্যুতি থাকে যা প্রকৃতপক্ষে অস্থিরতা শুরু হওয়ার লোডকে কম করে।

কাজের উদাহরণ

এই কংক্রিটটি তৈরি করতে, আমাদের সমালোচনামূলক গতির উদাহরণে ব্যবহৃত একই বল স্ক্রু নিন:

• রুট ব্যাস dr=14.2 মিমি (একটি নামমাত্র Ø16 মিমি ঘূর্ণিত বল স্ক্রুর জন্য সাধারণ)
• অসমর্থিত দৈর্ঘ্য Lc=1000 মিমি
• শেষ সমর্থন: স্থির-সমর্থিত (λ=2.0)
• উপাদান: ইস্পাত, ই=206,000 N/mm²

ধাপ 1 - ক্ষেত্রফলের দ্বিতীয় মুহূর্ত গণনা করুন:

I=π × dr⁴ / 64
I = π × (14.2)⁴ / 64
আমি ≈ 1,996 মিমি⁴

ধাপ 2 - সমালোচনামূলক বাকলিং লোড গণনা করুন:

Pcr=λ × π² × E × I / Lc²
পিসিআর=2.0 × 9.87 × 206,000 × 1,996 / 1,000,000
Pcr ≈ 8,116 N (≈ 8.1 kN)

ধাপ 3 - 2 এর নিরাপত্তা ফ্যাক্টর প্রয়োগ করুন:

P_permissible=8,116 / 2 ≈ 4,058 N (≈ 4.1 kN)

সুতরাং এই সঠিক শ্যাফ্ট এবং সমর্থন কনফিগারেশনের জন্য, স্ক্রুটি মোটামুটি উপরে একটি স্থায়ী অক্ষীয় সংকোচনশীল লোডের সংস্পর্শে আসা উচিত নয়।4.1 kN- বল নাটের গতিশীল লোড রেটিং যতই আরামদায়ক হোক না কেন অন্যথায় সেই শক্তিকে সামলাতে পারে৷

এখন 1000 মিমি এর পরিবর্তে একটি দীর্ঘ 2000 মিমি অসমর্থিত স্প্যান সহ একই স্ক্রু বিবেচনা করুন। যেহেতু Lc হরকে বর্গ করা হয়, তাই দৈর্ঘ্য দ্বিগুণ করলে অনুমতিযোগ্য বাকলিং লোড মোটামুটি কমে যায়এক-চতুর্থাংশমূল মানের। এটি সমালোচনামূলক গতির মতো একই ফাঁদ: একটি দীর্ঘ-স্ট্রোক অক্ষ কেবল "একই স্ক্রু, দীর্ঘ" নয় - এর লোড এবং গতি সীমা উভয়ই স্প্যানের সাথে দ্রুত পড়ে যায়।

আসলে কি কলাম লোড পরিবর্তন

1. অসমর্থিত দৈর্ঘ্য (Lc) - প্রভাবশালী ফ্যাক্টর
সমালোচনামূলক গতির মতো, দৈর্ঘ্যকে সূত্রে বর্গ করা হয়, এটি একক বৃহত্তম প্রভাব তৈরি করে। একটি লম্বা উল্লম্ব অক্ষ বা দীর্ঘ-স্ট্রোক প্রেসে বল নাট দ্বারা সীমিত লোড-এর চেয়ে বাকলিং-সীমিত হওয়ার সম্ভাবনা অনেক বেশি।

2. রুট ব্যাস (dr) - সবচেয়ে শক্তিশালী লিভার উপলব্ধ
যেহেতু আমি dr⁴ এর সমানুপাতিক, শ্যাফ্ট ব্যাস বাড়ানো কলাম লোড - এর উপর একটি বহিরাগত প্রভাব ফেলে রুট ব্যাস দ্বিগুণ করলে বাকলিং লোড প্রায় ষোল-গুণ বেড়ে যায়৷ এটি একটি কারণ উল্লম্ব বা ভারী অক্ষীয় লোড অ্যাপ্লিকেশনগুলি প্রায়শই একা রেডিয়াল লোডের প্রয়োজনের চেয়ে লক্ষণীয়ভাবে বড় স্ক্রু ব্যাস ব্যবহার করে।

3. শেষ স্থিরতা / সমর্থন পদ্ধতি
উপরে যেমন দেখানো হয়েছে, স্থির-মুক্ত থেকে স্থির-অনুমোদিত কলামের লোডকে একটি অভিন্ন শ্যাফটে 16x দ্বারা গুণিত করে। অক্ষগুলির জন্য যেখানে বকলিং সীমিত ফ্যাক্টর, বিয়ারিং সমর্থন কনফিগারেশন আপগ্রেড করা সাধারণত শ্যাফ্টকে আপসাইজ করার চেয়ে বেশি খরচ-কার্যকর।

4. অক্ষীয় লোডের দিকনির্দেশ এবং যেখানে এটি প্রয়োগ করা হয়
বকলিং শুধুমাত্র কম্প্রেসিভ লোডের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য, কখনও প্রসার্য লোড নয়। একটি উল্লম্ব অক্ষ যেখানে স্ক্রু একটি লোডকে উপরের দিকে ঠেলে দিচ্ছে (সংকোচন) এই চেকটি প্রয়োজন; একই অক্ষ একটি ঝুলন্ত লোড (টেনশন) কমিয়ে দেয় না। লোড পাথের সাপেক্ষে স্থির বিয়ারিংয়ের অবস্থান গণনায় Lc হিসাবে কোন দৈর্ঘ্য ব্যবহার করা হয়েছে তাও প্রভাবিত করে।

বাকলিং বনাম ক্রিটিক্যাল স্পিড বনাম অনুমতিযোগ্য কম্প্রেসিভ/টেনসাইল লোড

বল স্ক্রু বাকলিং তিনটি সম্পর্কিত কিন্তু স্বতন্ত্র চেকগুলির মধ্যে একটি যা একটি স্ক্রু দীর্ঘ অসমর্থিত স্প্যান বা উচ্চ অক্ষীয় শক্তির মুখোমুখি হলে একসাথে চালানো উচিত:

• বাকলিং (কলাম লোড)- একটি পাতলা শ্যাফ্ট পাশের দিকে নত হওয়ার আগে কতটা সংকোচনশীল বল নিতে পারে তা সীমাবদ্ধ করে। দৈর্ঘ্য, ব্যাস এবং শেষ স্থিরতা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত।
• সমালোচনামূলক গতি- সীমিত করে যে শ্যাফ্টটি অনুরণন ও চাবুকের আগে কত দ্রুত ঘোরাতে পারে। আমাদের মধ্যে আচ্ছাদিতবল স্ক্রু সমালোচনামূলক গতি নির্দেশিকা.
• অনুমোদিত কম্প্রেসিভ/টেনসিল লোড- একটি পৃথক, দৈর্ঘ্য-শ্যাফ্ট উপাদানের ফলন শক্তির উপর ভিত্তি করে স্বাধীন চেক। এটি সংক্ষিপ্ত, পুরু স্ক্রুগুলির জন্য সীমিত ফ্যাক্টর হয়ে ওঠে যেখানে শ্যাফ্টটি বাকল করার জন্য খুব বেশি মজুত কিন্তু এখনও সাধারণ কম্প্রেশন বা উত্তেজনায় অতিরিক্ত চাপ হতে পারে।

একটি ছোট, ভারী-ব্যাসের স্ক্রু সাধারণত বাকলিংয়ের পরিবর্তে ফলন-ভিত্তিক সংকোচন সীমা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। ফলন শক্তি প্রাসঙ্গিক হওয়ার অনেক আগে একটি দীর্ঘ, সরু স্ক্রু প্রায় সবসময় বাকলিং এবং সমালোচনামূলক গতি দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।নির্বাচনের নিয়মটি সমালোচনামূলক গতির মতোই: সমস্ত প্রযোজ্য সীমা গণনা করুন এবং যেটি সর্বনিম্ন তার চারপাশে ডিজাইন করুন।

নির্বাচনের জন্য ব্যবহারিক উপায়

• যেকোন অক্ষের জন্য সর্বদা কলামের লোড পরীক্ষা করুন যেখানে স্ক্রুটি টেকসই বা সর্বোচ্চ অক্ষীয় সংকোচনের অধীনে রয়েছে - উল্লম্ব উত্তোলন অক্ষ, প্রেস, ক্ল্যাম্পিং ইউনিট এবং ইনজেকশন বা স্ট্যাম্পিং সরঞ্জামগুলি সবচেয়ে সাধারণ ক্ষেত্রে।
• অনুভূমিক অক্ষগুলি যেগুলি শুধুমাত্র ঘর্ষণ-স্তরের অক্ষীয় বল দেখতে পায় সেগুলি সীমিত -বাকলিং হওয়ার সম্ভাবনা কম, কিন্তু তারপরেও পরীক্ষা করা উচিত যদি অ্যাপ্লিকেশনটি বাহ্যিক প্রক্রিয়া বল যুক্ত করে (কাটিং, টিপে, একটি ওয়ার্কপিসের বিরুদ্ধে ধাক্কা দেওয়া)।
• যদি অ্যাপ্লিকেশানের জন্য গণনাকৃত অনুমতিযোগ্য লোড খুব কম হয়, তবে সাধারণ খরচ-কার্যকারিতার ক্রমে সবচেয়ে কার্যকরী সংশোধনগুলি হল: (1) আরও কঠোর ভারবহন সমর্থন ব্যবস্থার সাথে শেষ স্থিরতা আপগ্রেড করুন, (2) একটি মধ্যবর্তী সমর্থন দিয়ে অসমর্থিত স্প্যানটি ছোট করুন, (3) শ্যাফ্ট বাড়ান।
• বিচ্ছিন্নভাবে বাকলিং পরীক্ষা করবেন না। বাকলিং এড়াতে একটি শ্যাফ্ট আকারের এখনও সমালোচনামূলক গতির বিরুদ্ধে পরীক্ষা করা উচিত যদি অক্ষটি অর্থপূর্ণ গতিতেও ঘোরে - দুটি ব্যর্থতার মোড স্বাধীন এবং একটি স্ক্রু অন্যটির সতর্কতা ছাড়াই একটি ব্যর্থ হতে পারে।
• যে কোনো উল্লম্ব বা কম্প্রেশন-লোড করা অক্ষ - বাকলিং ব্যর্থতার জন্য নকশা পর্যায়ে এই গণনাটি চালান, ধীরে ধীরে খারাপ হওয়া উপসর্গ হিসেবে নয়।

রেফারেন্স

1. THK Co., Ltd. বল স্ক্রু সাধারণ ক্যাটালগ - স্ক্রু শ্যাফ্টের উপর বাকলিং লোড (বিভাগ A-695)।

2. ইঞ্জিনিয়ার এজ। "বল স্ক্রু ডিজাইন সমীকরণ এবং নির্বাচনের মানদণ্ড" - বাকলিং লোড ফর্মুলা এবং শেষ স্থিরতা ফ্যাক্টর।

3. রকফোর্ড বল স্ক্রু। মেট্রিক ক্যাটালগ ভূমিকা - কলাম লোড শক্তি এবং শেষ স্থায়ী পরিবর্তনশীল (Fe)।

4. লিনিয়ার মোশন টিপস (ডিজাইন ওয়ার্ল্ড)। "কীভাবে বল স্ক্রু বাকলিং এড়ানো যায়।"

← DLY ব্লগে ফিরে যান