खनन मशीनों में ज्यादातर स्लाइडिंग बेयरिंग के बजाय रोलिंग बेयरिंग का चुनाव क्यों किया जाता है?

यांत्रिक उत्पादों में एक अनिवार्य और महत्वपूर्ण घटक के रूप में, बियरिंग घूर्णनशील शाफ्ट को सहारा देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। बियरिंग के घर्षण गुणों में भिन्नता के आधार पर, इसे रोलिंग बियरिंग (रोलिंग बियरिंग) और स्लाइडिंग बियरिंग (स्लाइडिंग बियरिंग) में विभाजित किया जाता है। दोनों प्रकार की बियरिंग की संरचना में अपनी-अपनी विशेषताएं होती हैं, और प्रदर्शन में प्रत्येक के अपने-अपने फायदे और नुकसान होते हैं।

रोलिंग और प्लेन बियरिंग की तुलना

1. संरचना और गति के तरीके की तुलना

रोलिंग बियरिंग औरप्लेन बियरिंग्सइसमें घूमने वाले तत्वों की उपस्थिति या अनुपस्थिति शामिल है।

रोलिंग बियरिंग में घूमने वाले तत्व (गेंदें, बेलनाकार रोलर, टेपर्ड रोलर, नीडल रोलर) होते हैं जो घूमने वाले शाफ्ट को सहारा देने के लिए अपने घूर्णन पर निर्भर करते हैं, इसलिए संपर्क भाग एक बिंदु होता है, और जितने अधिक घूमने वाले तत्व होंगे, उतने ही अधिक संपर्क बिंदु होंगे।

प्लेन बियरिंग्सइनमें कोई घूमने वाले तत्व नहीं होते हैं और ये घूमने वाले शाफ्ट को सहारा देने के लिए चिकनी सतहों पर निर्भर करते हैं, इसलिए संपर्क भाग एक सतह होता है।

 

दोनों की संरचना में अंतर के कारण रोलिंग बेयरिंग की गति रोलिंग होती है, जबकि स्लाइडिंग बेयरिंग की गति स्लाइडिंग होती है, इसलिए घर्षण की स्थिति पूरी तरह से अलग होती है।

 

2. वहन क्षमता की तुलना

सामान्यतः, स्लाइडिंग बेयरिंग के बड़े भार वहन क्षेत्र के कारण, इसकी भार वहन क्षमता रोलिंग बेयरिंग की तुलना में अधिक होती है, जबकि रोलिंग बेयरिंग की प्रभाव भार वहन क्षमता अधिक नहीं होती। वहीं, पूर्णतः तरल-चिकनाई वाले बेयरिंग चिकनाई वाले तेल की परत द्वारा प्रदान किए गए कुशनिंग और कंपन अवशोषण के कारण उच्च प्रभाव भार वहन कर सकते हैं। घूर्णन गति अधिक होने पर, रोलिंग बेयरिंग में घूमने वाले तत्वों का अपकेंद्री बल बढ़ जाता है, जिससे इसकी भार वहन क्षमता कम हो जाती है (उच्च गति पर शोर होने की संभावना अधिक होती है)। गतिशील प्लेन बेयरिंग के मामले में, गति बढ़ने के साथ इनकी भार वहन क्षमता भी बढ़ती है।

 

3. घर्षण गुणांक और प्रारंभिक घर्षण प्रतिरोध की तुलना

सामान्य कार्य परिस्थितियों में, रोलिंग बियरिंग का घर्षण गुणांक प्लेन बियरिंग की तुलना में कम होता है और इसका मान अधिक स्थिर होता है। स्लाइडिंग बियरिंग का स्नेहन गति और कंपन जैसे बाहरी कारकों से आसानी से प्रभावित होता है, और घर्षण गुणांक में व्यापक उतार-चढ़ाव होता है।

 

प्रारंभ होने पर, प्रतिरोध रोलिंग बेयरिंग की तुलना में अधिक होता है क्योंकि स्लाइडिंग बेयरिंग में अभी तक एक स्थिर तेल फिल्म नहीं बनी होती है, लेकिन हाइड्रोस्टैटिक स्लाइडिंग बेयरिंग का प्रारंभिक घर्षण प्रतिरोध और कार्यशील घर्षण गुणांक बहुत कम होता है।

 

4. लागू कार्य गति की तुलना

रोलिंग एलिमेंट के अपकेंद्री बल और बेयरिंग के तापमान में वृद्धि की सीमा के कारण, रोलिंग बेयरिंग की गति बहुत अधिक नहीं हो सकती है, और यह आमतौर पर मध्यम और कम गति वाली कार्य स्थितियों के लिए उपयुक्त होती है। अपूर्ण रूप से तरल-चिकनाई वाले बेयरिंग में बेयरिंग के गर्म होने और घिसने के कारण, कार्य गति बहुत अधिक नहीं होनी चाहिए। पूर्णतः तरल-चिकनाई वाले बेयरिंग का उच्च गति प्रदर्शन बहुत अच्छा होता है, विशेष रूप से जब हाइड्रोस्टैटिक प्लेन बेयरिंग को हवा से चिकनाई दी जाती है, तो उनकी घूर्णन गति 100,000 r/min तक पहुँच सकती है।

 

5. बिजली की हानि की तुलना

रोलिंग बेयरिंग के घर्षण गुणांक कम होने के कारण, इनमें बिजली की हानि आमतौर पर अधिक नहीं होती है, जो अपूर्ण रूप से तरल-चिकनाई वाले बेयरिंग की तुलना में कम होती है। हालांकि, उचित रूप से चिकनाई युक्त और स्थापित होने पर यह हानि काफी बढ़ जाती है। पूर्णतः तरल-चिकनाई वाले बेयरिंग में घर्षण के कारण बिजली की हानि कम होती है, लेकिन हाइड्रोस्टैटिक प्लेन बेयरिंग में, तेल पंप की बिजली की हानि के कारण कुल बिजली की हानि हाइड्रोस्टैटिक प्लेन बेयरिंग की तुलना में अधिक हो सकती है।

 

6. सेवा जीवन की तुलना

पदार्थ में गड्ढे बनने और थकान के प्रभाव के कारण, रोलिंग बेयरिंग आमतौर पर 5 से 10 वर्षों के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं, या ओवरहाल के दौरान इन्हें बदल दिया जाता है। अपूर्ण तरल-चिकनाई वाले बेयरिंग के पैड बहुत घिस जाते हैं और इन्हें नियमित रूप से बदलना पड़ता है। पूर्णतः तरल-चिकनाई वाले बेयरिंग का जीवनकाल सैद्धांतिक रूप से असीमित होता है, लेकिन व्यवहार में तनाव चक्र के कारण बेयरिंग सामग्री में थकान के कारण विफलता हो सकती है, विशेष रूप से गतिशील प्लेन बेयरिंग में।

 

7. घूर्णन सटीकता की तुलना

रोलिंग बियरिंग में आमतौर पर कम रेडियल क्लीयरेंस के कारण रोटेशन की सटीकता अधिक होती है। अपूर्ण रूप से तरल-चिकनाई वाली बियरिंग सीमांत स्नेहन या मिश्रित स्नेहन की स्थिति में होती है, जिससे संचालन अस्थिर हो जाता है, घिसाव अधिक होता है और सटीकता कम हो जाती है। तेल की परत की उपस्थिति के कारण, पूर्णतः तरल-चिकनाई वाली बियरिंग कंपन को उच्च सटीकता के साथ अवशोषित करती है। हाइड्रोस्टैटिक प्लेन बियरिंग में रोटेशन की सटीकता और भी अधिक होती है।

 

8. अन्य पहलुओं की तुलना

रोलिंग बेयरिंग में तेल, ग्रीस या ठोस स्नेहक का उपयोग होता है, जिसकी मात्रा बहुत कम होती है, लेकिन उच्च गति पर इसकी मात्रा अधिक होती है। तेल की शुद्धता उच्च स्तर की होनी चाहिए, इसलिए इसे सीलबंद करना आवश्यक है। हालांकि, बेयरिंग को बदलना आसान होता है और आमतौर पर जर्नल की मरम्मत की आवश्यकता नहीं होती है। प्लेन बेयरिंग में, अपूर्ण तरल स्नेहन के अलावा, स्नेहक आमतौर पर तरल या गैसीय होता है, जिसकी मात्रा बहुत अधिक होती है। तेल की शुद्धता की आवश्यकताएं भी बहुत अधिक होती हैं, बेयरिंग पैड को बार-बार बदलना पड़ता है और कभी-कभी जर्नल की मरम्मत भी करनी पड़ती है।

 

रोलिंग बियरिंग और प्लेन बियरिंग का चयन

जटिल और विविध वास्तविक कार्य परिस्थितियों के कारण, रोलिंग बियरिंग और स्लाइडिंग बियरिंग के चयन के लिए कोई एकीकृत मानक नहीं है। कम घर्षण गुणांक, कम आरंभिक प्रतिरोध, संवेदनशीलता, उच्च दक्षता और मानकीकरण के कारण, रोलिंग बियरिंग उत्कृष्ट विनिमेयता और बहुमुखी प्रतिभा रखती हैं, और उपयोग, स्नेहन और रखरखाव में सुविधाजनक होती हैं, इसलिए इन्हें आमतौर पर चयन में प्राथमिकता दी जाती है, और इसी कारण इनका व्यापक रूप से सामान्य मशीनों में उपयोग किया जाता है। प्लेन बियरिंग के भी कुछ विशिष्ट लाभ हैं, जिनका उपयोग आमतौर पर उन अवसरों पर किया जाता है जहां रोलिंग बियरिंग का उपयोग संभव नहीं होता है, असुविधाजनक होता है या लाभहीन होता है, जैसे कि निम्नलिखित अवसर:

 

1. त्रिज्या के अनुसार स्थान का आकार सीमित है, या स्थापना को विभाजित करना होगा।

संरचना में आंतरिक वलय, बाहरी वलय, रोलिंग तत्व और केज की उपस्थिति के कारण, रोलिंग बेयरिंग का त्रिज्या आकार बड़ा होता है, और इसका अनुप्रयोग सीमित होता है। जब त्रिज्या आयामों की आवश्यकता होती है, तो नीडल रोलर बेयरिंग का उपयोग किया जाता है, और यदि आवश्यक हो, तो प्लेन बेयरिंग की आवश्यकता होती है। जिन भागों में बेयरिंग लगाना असुविधाजनक होता है, या जिन्हें अक्षीय दिशा से माउंट नहीं किया जा सकता है, या जहां भागों को विभाजित करना आवश्यक होता है, वहां स्प्लिट प्लेन बेयरिंग का उपयोग किया जाता है।

 

2. उच्च परिशुद्धता वाले अवसर

जब उपयोग किए जाने वाले बेयरिंग में उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होती है, तो आमतौर पर स्लाइडिंग बेयरिंग का चयन किया जाता है, क्योंकि स्लाइडिंग बेयरिंग की चिकनाई वाली तेल परत कंपन को अवशोषित कर लेती है। वहीं, जब परिशुद्धता अत्यंत उच्च होती है, तो केवल हाइड्रोस्टैटिक स्लाइडिंग बेयरिंग का ही चयन किया जा सकता है। सटीक और उच्च परिशुद्धता वाली ग्राइंडिंग मशीनों, विभिन्न प्रकार के सटीक उपकरणों आदि में स्लाइडिंग बेयरिंग का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

 

3. भारी भार के अवसर

बॉल बेयरिंग हो या रोलर बेयरिंग, भारी उपयोग की स्थितियों में गर्मी और थकान के प्रति संवेदनशील होते हैं। इसलिए, जब भार अधिक होता है, तो स्लाइडिंग बेयरिंग का उपयोग किया जाता है, जैसे रोलिंग मिल, स्टीम टर्बाइन, एयरो इंजन सहायक उपकरण और खनन मशीनरी।

 

4. अन्य अवसर

उदाहरण के लिए, यदि कार्य गति विशेष रूप से उच्च है, झटके और कंपन असाधारण रूप से अधिक हैं, और पानी या संक्षारक माध्यमों में काम करने की आवश्यकता है, तो स्लाइडिंग बियरिंग का चयन भी उचित रूप से किया जा सकता है।

 

किसी विशेष प्रकार की मशीनरी और उपकरण के लिए, रोलिंग बेयरिंग और स्लाइडिंग बेयरिंग के उपयोग के अपने-अपने फायदे और नुकसान हैं, और वास्तविक परियोजना के अनुसार इनका चुनाव सोच-समझकर किया जाना चाहिए। पहले, बड़े और मध्यम आकार के क्रशर में आमतौर पर बैबिट से बने स्लाइडिंग बेयरिंग का उपयोग किया जाता था, क्योंकि ये भारी झटके सहन कर सकते थे और अधिक टिकाऊ व स्थिर होते थे। छोटे जॉ क्रशर में ज्यादातर रोलिंग बेयरिंग का उपयोग किया जाता है, जिनकी ट्रांसमिशन क्षमता अधिक होती है, ये अधिक संवेदनशील होते हैं और इनका रखरखाव आसान होता है। रोलिंग बेयरिंग निर्माण की तकनीकी प्रगति के साथ, अब ज्यादातर बड़े जॉ क्रशर में भी रोलिंग बेयरिंग का उपयोग किया जाता है।