একটি U-জয়েন্ট এর উদ্দেশ্য কি? ফাংশন এবং গুরুত্ব

উদ্দেশ্য a u-জয়েন্ট — সর্বজনীন যৌথ জন্য সংক্ষিপ্ত — হয় দুটি শ্যাফ্টের মধ্যে ঘূর্ণন ঘূর্ণন ঘূর্ণন সঁচারক বল এবং গতি প্রেরণ করে যা পুরোপুরি সারিবদ্ধ নয় . এটি একটি নমনীয় যান্ত্রিক কাপলিং হিসাবে কাজ করে যা কৌণিক মিসলাইনমেন্টকে মিটমাট করে, শক্তিকে একটি ঘূর্ণায়মান উপাদান থেকে অন্যটিতে মসৃণভাবে প্রবাহিত করতে দেয় এমনকি যখন শ্যাফ্টগুলি সরলরেখার পরিবর্তে একটি কোণে মিলিত হয়।

ব্যবহারিক পরিভাষায়, একটি ইউ-জয়েন্ট একটি গাড়ির ড্রাইভশ্যাফ্টের পক্ষে চাকায় ইঞ্জিনের শক্তি সরবরাহ করা সম্ভব করে তোলে এমনকি সাসপেনশন উপরে এবং নীচে চলে যায় এবং ড্রাইভট্রেন অবস্থান পরিবর্তন করে। এটি ছাড়া, শ্যাফ্টের মধ্যে অনমনীয় অমিল কম্পন, যান্ত্রিক বাঁধাই বা সম্পূর্ণ ড্রাইভট্রেন ব্যর্থতার কারণ হবে। ইউ-জয়েন্টগুলি অটোমোবাইল, ট্রাক, কৃষি সরঞ্জাম, শিল্প যন্ত্রপাতি এবং মেরিন ড্রাইভ সিস্টেমে পাওয়া যায়।

কিভাবে একটি U-জয়েন্ট যান্ত্রিকভাবে কাজ করে

একটি ইউ-জয়েন্টে একটি ক্রস-আকৃতির কেন্দ্রীয় অংশ থাকে — যাকে ক্রস বা মাকড়সা বলা হয় — চারটি ট্রুনিয়ন (বাহু) 90° কোণে বাইরের দিকে প্রসারিত হয়। প্রতিটি ট্রুনিয়ন একটি বিয়ারিং কাপে ফিট করে এবং দুটি জোড়া বিয়ারিং কাপ সংযুক্ত দুটি শ্যাফ্টের সাথে সংযুক্ত জোয়ালে মাউন্ট করা হয়। এই কনফিগারেশনটি একে অপরের সমকোণে দুটি পিভট অক্ষ তৈরি করে, একটি কোণের মধ্য দিয়ে ঘূর্ণনকে সক্ষম করে।

একটি একক ইউ-জয়েন্ট সাধারণত এর কৌণিক মিসলাইনমেন্ট মিটমাট করতে পারে 15° থেকে 25° পর্যন্ত ডিজাইনের উপর নির্ভর করে, যদিও উচ্চ কোণে কাজ করা বিয়ারিংয়ের উপর চাপ বাড়ায় এবং আউটপুট শ্যাফ্টে গতির তারতম্য ঘটায়। এই গতির তারতম্য দূর করতে — যা বেগ ওঠানামা নামে পরিচিত — দুটি ইউ-জয়েন্ট সাধারণত একটি স্লিপ জোয়াল বা তাদের মধ্যে কেন্দ্র বিয়ারিং সহ সিরিজে ব্যবহৃত হয়, একটি কনফিগারেশনকে ডবল-কার্ডান বা টু-পিস ড্রাইভশ্যাফ্ট বলা হয়।

কার্ডান যৌথ নীতি

স্ট্যান্ডার্ড ইউ-জয়েন্ট ডিজাইনকে আনুষ্ঠানিকভাবে কার্ডান জয়েন্ট বলা হয়, যার নামকরণ করা হয় ইতালীয় গণিতবিদ গেরোলামো কার্ডানোর নামে যিনি 16 শতকে এর নীতিগুলি বর্ণনা করেছিলেন। এর মূল বৈশিষ্ট্য হল যে এটি কার্যকরভাবে টর্ক স্থানান্তর করার সময়, আউটপুট শ্যাফ্টটি ইনপুটের তুলনায় পুরোপুরি স্থির গতিতে ঘোরে না - গতি প্রতি বিপ্লবে দুবার চক্রাকারে পরিবর্তিত হয়। এই বৈচিত্রটি ছোট অপারেটিং কোণে ন্যূনতম (3° এর নিচে) তবে তা উল্লেখযোগ্য এবং উপরে সম্ভাব্য ক্ষতিকর হয়ে ওঠে 10° থেকে 15° .

একটি বিকল্প হিসাবে ধ্রুবক বেগ (CV) জয়েন্টগুলি

যেখানে উচ্চ অপারেটিং কোণে মসৃণ আউটপুট গতি অপরিহার্য — বিশেষ করে সামনের চাকা-ড্রাইভ এক্সেল শ্যাফ্টে — সিভি জয়েন্টগুলি ইউ-জয়েন্টগুলিকে প্রতিস্থাপন বা সম্পূরক করে। সিভি জয়েন্টগুলি কার্ডান ইউ-জয়েন্টের অন্তর্নিহিত গতির ওঠানামা দূর করে তবে এটি তৈরি করা আরও জটিল এবং ব্যয়বহুল। শক্তি, সরলতা এবং প্রতিস্থাপনের সহজতার কারণে ড্রাইভশ্যাফ্টগুলিতে ভারী-শুল্ক প্রয়োগের জন্য U-জয়েন্টগুলিকে পছন্দ করা হয়।

একটি যানবাহনে একটি U-জয়েন্টের প্রাথমিক কাজ

একটি স্বয়ংচালিত ড্রাইভট্রেনে, ইউ-জয়েন্টগুলি একই সাথে বেশ কয়েকটি আন্তঃসম্পর্কিত যান্ত্রিক উদ্দেশ্যে পরিবেশন করে:

• কোণ জুড়ে পাওয়ার ট্রান্সমিশন: প্রাথমিক ভূমিকা — ড্রাইভশ্যাফ্টের মাধ্যমে ট্রান্সমিশন আউটপুট থেকে ডিফারেনশিয়ালে ইঞ্জিন টর্ক স্থানান্তর করা, এমনকি সাসপেনশন ভ্রমণ উপাদানগুলির মধ্যে কোণ পরিবর্তন করে।
• সামঞ্জস্যপূর্ণ সাসপেনশন আন্দোলন: পিছনের এক্সেলটি রাস্তার উপরিভাগের উপরে এবং নীচের দিকে চলে যাওয়ার সাথে সাথে ড্রাইভশ্যাফ্ট এবং ডিফারেনশিয়াল পিনিয়ন শ্যাফ্টের মধ্যে কোণটি ক্রমাগত পরিবর্তিত হয়। ইউ-জয়েন্ট শক্তি প্রবাহকে বাধা না দিয়ে এই কৌণিক তারতম্যকে শোষণ করে।
• ড্রাইভশ্যাফ্টে দৈর্ঘ্য পরিবর্তনের অনুমতি দেওয়া: একটি স্লিপ জোয়ালের সাথে মিলিত, সাসপেনশন সংকুচিত এবং প্রসারিত হওয়ার সাথে সাথে ইউ-জয়েন্টগুলি ড্রাইভশ্যাফ্টকে কার্যকর দৈর্ঘ্য পরিবর্তন করার অনুমতি দেয়, শ্যাফ্টটিকে জায়গা থেকে জোর করে বের হওয়া থেকে বাধা দেয়।
• ড্রাইভট্রেনের চাপ কমানো: একটি নমনীয় কাপলিং পয়েন্ট প্রদান করে, ইউ-জয়েন্টগুলি ট্রান্সমিশন এবং ডিফারেনশিয়ালের মধ্যে সরাসরি ট্রান্সমিট করা থেকে অনমনীয় শক লোডকে বাধা দেয়, উভয় উপাদানের আয়ু বাড়ায়।

যেখানে U-জয়েন্টগুলি বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন জুড়ে পাওয়া যায়

ইউ-জয়েন্টগুলি যাত্রীবাহী গাড়ির ড্রাইভশ্যাফ্টের মধ্যে সীমাবদ্ধ নয়। এগুলি যান্ত্রিক সিস্টেমের বিস্তৃত পরিসর জুড়ে প্রদর্শিত হয় যেখানেই ঘূর্ণন গতি একটি কৌণিক ব্যবধান অতিক্রম করে:

ইউ-জয়েন্ট প্রকার এবং তাদের নির্দিষ্ট উদ্দেশ্য

অপারেটিং অ্যাঙ্গেল, টর্ক ক্ষমতা, গতি এবং পাওয়ার ডেলিভারির মসৃণতার ক্ষেত্রে বিভিন্ন চাহিদা মেটাতে বিভিন্ন ইউ-জয়েন্ট ডিজাইন বিদ্যমান:

একক কার্ডান ইউ-জয়েন্ট

সবচেয়ে সাধারণ প্রকার। Simple, strong, and inexpensive. বেশিরভাগ রিয়ার-হুইল-ড্রাইভ ড্রাইভশ্যাফ্টে ব্যবহৃত হয়। অধীনে অপারেটিং কোণ জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত 10° . স্ট্যান্ডার্ড প্যাসেঞ্জার কার এবং হালকা ট্রাক ড্রাইভশ্যাফ্টগুলি সাধারণত এর মধ্যে কাজ করে 1° এবং 7° সাধারণ রাইড উচ্চতার নিচে ইউ-জয়েন্টে।

ডাবল কার্ডান (সিভি ইউ-জয়েন্ট)

দুটি কার্ডান জয়েন্ট তাদের মধ্যে একটি কেন্দ্রীভূত সকেট সহ সিরিজে মাউন্ট করা হয়েছে। এই বিন্যাসটি প্রতিটি পৃথক জয়েন্টের বেগ ওঠানামা বাতিল করে, মসৃণ ধ্রুবক-বেগ আউটপুট তৈরি করে। সাধারণত 4WD ট্রাকের সামনের ড্রাইভশ্যাফ্টে এবং সামনের এক্সেল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয় যেখানে স্টিয়ারিং কোণ বড় অপারেশনাল কোণ তৈরি করে — কখনও কখনও অতিক্রম করে 20° থেকে 30° .

স্পাইসার / ডানা ইউ-জয়েন্টস (হেভি-ডিউটি)

ডানা স্পাইসার ব্র্যান্ডের নামানুসারে, এগুলি ট্রাক, বাস এবং অফ-রোড যানবাহনে উচ্চ টর্ক প্রয়োগের জন্য ডিজাইন করা হেভি-ডিউটি কার্ডান জয়েন্ট। তারা টর্ক লোড পরিচালনা করতে বড় বিয়ারিং কাপ এবং মোটা ট্রুনিয়ন ব্যবহার করে যা স্ট্যান্ডার্ড যাত্রীবাহী গাড়ির ইউ-জয়েন্টগুলিকে ধ্বংস করে। ক্লাস 8 ট্রাকের জন্য রেট করা একটি হেভি-ডিউটি স্পাইসার জয়েন্ট টর্ক ক্ষমতা অতিক্রম করতে পারে 10,000 পাউন্ড-ফুট .

স্টিয়ারিং U-জয়েন্টস

স্টিয়ারিং কলামে ব্যবহৃত ছোট, নির্ভুল ইউ-জয়েন্ট। এগুলি ড্রাইভট্রেন জয়েন্টগুলির তুলনায় খুব কম টর্ক এ কাজ করে কিন্তু মসৃণ, শূন্য-ব্যাকল্যাশ মোশন প্রদান করতে হবে যাতে স্টিয়ারিং ফিডব্যাক সঠিক হয়। জীর্ণ স্টিয়ারিং ইউ-জয়েন্টগুলি একটি লক্ষণীয়ভাবে আলগা বা ক্লঙ্কিং স্টিয়ারিং অনুভূতি সৃষ্টি করে।

একটি ইউ-জয়েন্ট ব্যর্থ হচ্ছে এমন লক্ষণ

কারণ ইউ-জয়েন্টগুলি পরিধানের উপাদান - বিশেষ করে যানবাহনগুলিতে যেগুলি উচ্চ কোণে চলে বা ভারী ভার বহন করে - ব্যর্থতার লক্ষণগুলি তাড়াতাড়ি সনাক্ত করা আরও গুরুতর ড্রাইভট্রেনের ক্ষতি প্রতিরোধ করে৷ একটি ব্যর্থ ইউ-জয়েন্ট ড্রাইভশ্যাফ্টটিকে গাড়ি থেকে সম্পূর্ণ আলাদা করে দিতে পারে, যা একটি গুরুত্বপূর্ণ নিরাপত্তা বিপত্তি।

• গিয়ার নাড়াচাড়া করার সময় ক্লাঙ্কিং বা ঠ্যাং শব্দ: একটি জীর্ণ ইউ-জয়েন্ট একটি স্বতন্ত্র ক্লাঙ্ক তৈরি করবে যখন ড্রাইভট্রেন ত্বরণ থেকে কমতে বা ড্রাইভ থেকে রিভার্সে স্থানান্তরিত হয়। এটি বিয়ারিং কাপে অতিরিক্ত খেলার কারণে ঘটে।
• হাইওয়ে গতিতে কম্পন: জীর্ণ বা জব্দ করা বিয়ারিং সহ একটি ইউ-জয়েন্ট ঘূর্ণায়মান ড্রাইভশ্যাফ্টে একটি ভারসাম্যহীনতা তৈরি করে, একটি কম্পন তৈরি করে যা সাধারণত উপরে খারাপ হয় 45 থেকে 55 মাইল প্রতি ঘণ্টা .
• কম গতির চলাচলের সময় চিৎকার করা: শুকনো বা ক্ষয়প্রাপ্ত ইউ-জয়েন্ট বিয়ারিংগুলি যেগুলি তাদের তৈলাক্তকরণ হারিয়ে ফেলেছে সেগুলি ড্রাইভশ্যাফ্ট ঘোরার সাথে সাথে ছন্দময়ভাবে চিৎকার করবে, প্রায়শই পার্কিং লট কৌশলে সবচেয়ে বেশি শোনা যায়।
• ক্রুশ এবং বিয়ারিং ক্যাপগুলিতে মরিচা বা দৃশ্যমান পরিধান: চাক্ষুষ পরিদর্শনের সময়, বিয়ারিং ক্যাপ ধরে রাখার ক্লিপগুলির চারপাশে মরিচা দাগ বা ট্রুনিয়নগুলিতে দৃশ্যমান পরিধানের খাঁজগুলি একটি ইউ-জয়েন্টকে নির্দেশ করে যা অবিলম্বে প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন।
• পিছনের সিলের কাছাকাছি ট্রান্সমিশন তরল ফুটো: একটি ব্যর্থ ইউ-জয়েন্ট কম্পন এবং রেডিয়াল লোডিং তৈরি করে ট্রান্সমিশনের আউটপুট শ্যাফ্ট সিলের ক্ষতি করতে পারে, যার ফলে একটি তরল ফুটো হতে পারে যা ইউ-জয়েন্ট সমস্যা না হয়ে সীল সমস্যা বলে ভুল হতে পারে।

ইউ-জয়েন্ট রক্ষণাবেক্ষণ এবং প্রতিস্থাপন

অনেক আধুনিক ইউ-জয়েন্ট সিল করা থাকে এবং কোনো রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন হয় না, তবে গ্রীজেবল ইউ-জয়েন্ট (ক্রসটিতে গ্রীস ফিটিং বা জারক ফিটিং দ্বারা চিহ্নিত) দিয়ে সজ্জিত যানবাহনগুলিকে নিয়মিত বিরতিতে লুব্রিকেট করা উচিত — সাধারণত প্রতিটি 5,000 থেকে 10,000 মাইল বা গাড়ির পরিষেবা ম্যানুয়াল হিসাবে উল্লেখ করা হয়েছে। গ্রীসিং তাজা লুব্রিকেন্টকে প্রতিটি ক্যাপের ভিতরে সুই বিয়ারিং-এ চাপ দেয়, দূষকদের স্থানচ্যুত করে এবং ধাতব-অন-ধাতু পরিধান প্রতিরোধ করে যা অকাল ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে।

প্রতিস্থাপন অন্তর

ইউ-জয়েন্ট প্রতিস্থাপনের জন্য কোন সর্বজনীন মাইলেজ ব্যবধান নেই কারণ অপারেটিং অবস্থার সাথে জীবনকাল উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়। একটি হালকাভাবে ব্যবহৃত যাত্রীবাহী গাড়িতে একটি ভালভাবে রক্ষণাবেক্ষণ করা ইউ-জয়েন্ট গাড়ির সারাজীবন স্থায়ী হতে পারে — 150,000 মাইল বা তার বেশি . টোয়িং বা অফ-রোড ড্রাইভিংয়ের জন্য ব্যবহৃত একটি ভারী বোঝাই ট্রাকের একটি ইউ-জয়েন্ট পরে যেতে পারে 50,000 থেকে 80,000 মাইল . প্রতিটি তেল পরিবর্তনে নিয়মিত পরিদর্শন সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য রক্ষণাবেক্ষণ পদ্ধতি।

প্রতিস্থাপন খরচ

একটি প্রতিস্থাপন ইউ-জয়েন্ট অংশ সাধারণত মধ্যে খরচ হয় $20 এবং $100 অধিকাংশ যাত্রীবাহী যানবাহনের জন্য। শ্রম পুরানো জয়েন্ট আউট প্রেস এবং নতুন এক যোগ ইনস্টল $75 থেকে $200 একটি সাধারণ দোকানে, ড্রাইভশ্যাফ্টের জটিলতার উপর নির্ভর করে এবং শ্যাফ্টটি অবশ্যই সরানো এবং সুষম হবে কিনা। ভারী-শুল্ক ট্রাক ইউ-জয়েন্টগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি খরচ করতে পারে — প্রতি জয়েন্টে $150 থেকে $500 সিরিজ এবং অ্যাপ্লিকেশনের উপর নির্ভর করে।

কেন ইউ-জয়েন্ট একটি জটিল ড্রাইভট্রেন উপাদান থেকে যায়

ফ্রন্ট-হুইল-ড্রাইভ এবং অল-হুইল-ড্রাইভ সিস্টেমে সিভি জয়েন্টের ক্রমবর্ধমান ব্যবহার সত্ত্বেও, প্রথাগত কার্ডান ইউ-জয়েন্ট পিছনের-চাকা-ড্রাইভ ট্রাক, বাণিজ্যিক যানবাহন, কৃষি সরঞ্জাম এবং শিল্প যন্ত্রপাতিগুলিতে প্রভাবশালী রয়েছে। এর সুবিধাগুলি সহজবোধ্য:

• উচ্চ ঘূর্ণন সঁচারক বল ক্ষমতা আকার এবং ওজনের সাপেক্ষে, এটিকে ট্রাক এবং ভারী যন্ত্রপাতির জন্য আদর্শ করে তোলে যেখানে টোয়িং বা হাউলিং চরম ড্রাইভট্রেন লোড তৈরি করে।
• ক্ষেত্র প্রতিস্থাপনযোগ্যতা — একটি ইউ-জয়েন্টকে ক্ষেত্রের মৌলিক হাত সরঞ্জাম দিয়ে প্রতিস্থাপন করা যেতে পারে, অনেক সিভি জয়েন্ট অ্যাসেম্বলির বিপরীতে যেগুলির জন্য বিশেষ সরঞ্জাম বা সম্পূর্ণ এক্সেল শ্যাফ্ট প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন হয়।
• কম খরচে সমতুল্য টর্ক রেটিং-এ সমতুল্য সিভি জয়েন্টের তুলনায়, যা বাণিজ্যিক ফ্লিট অপারেশনে উল্লেখযোগ্যভাবে গুরুত্বপূর্ণ যেখানে উপাদানের খরচ শত শত যানবাহনে বহুগুণ বেড়ে যায়।
• প্রমাণিত স্থায়িত্ব যান্ত্রিক বিকাশের এক শতাব্দীরও বেশি সময় জুড়ে, একটি ভালভাবে বোধগম্য ব্যর্থতার মোড যা অনুমানযোগ্য এবং নিয়মিত পরিদর্শনের সাথে পরিচালনাযোগ্য।

ইউ-জয়েন্ট একটি মৌলিক প্রকৌশল সমস্যার সমাধান করে — কীভাবে দুটি শ্যাফ্টের মধ্যে ঘূর্ণন শক্তি প্রেরণ করা যায় যা নিখুঁত প্রান্তিককরণে রাখা যায় না — এবং এটি যান্ত্রিক কমনীয়তার সাথে করে যা 20 শতকের গোড়ার দিকে ব্যাপকভাবে গ্রহণের পর থেকে সামান্য পরিবর্তিত হয়েছে।