कई यांत्रिक उपकरणों के निर्माण में नट और बोल्ट जैसे फास्टनर आवश्यक घटक हैं। वे दो या दो से अधिक घटकों को एक साथ जोड़ने का एक सुरक्षित तरीका प्रदान करते हैं। बन्धन जोड़ों की सुरक्षा और प्रदर्शन का निर्धारण करने में टोक़ एक महत्वपूर्ण कारक है। इसलिए, यह सुनिश्चित करने के लिए सही मात्रा में टॉर्क होना महत्वपूर्ण है कि ज्वाइंट अधिक कड़ा न होने के दौरान सुरक्षित रहे, जिससे घटकों या स्वयं ज्वाइंट को नुकसान हो सकता है। यह आलेख चर्चा करेगा कि फास्टनर टोक़ की गणना कैसे करें।
टॉर्क क्या है?
टॉर्क एक अक्ष के चारों ओर किसी वस्तु को घुमाने के लिए आवश्यक बल को संदर्भित करता है। फास्टनर अनुप्रयोगों में, फास्टनर को एक विशिष्ट तनाव में कसने के लिए टोक़ का उपयोग किया जाता है। उद्देश्य संयुक्त पर तनाव और संपीड़न के बीच संतुलन हासिल करना है। संपीड़न और तनाव बल यह सुनिश्चित करने के लिए एक साथ काम करते हैं कि समय के साथ संयुक्त सुरक्षित रहे। टॉर्क की एक सामान्य इकाई न्यूटन-मीटर (N-m) है।
टॉर्क महत्वपूर्ण क्यों है?
टोक़ यांत्रिक उपकरणों की सुरक्षा और विश्वसनीयता बनाए रखने में महत्वपूर्ण है क्योंकि यह फास्टनरों को बहुत ढीले या बहुत तंग होने से रोकता है। यदि फास्टनरों को उचित रूप से टोर्क नहीं दिया जाता है, तो वे विफल हो सकते हैं, जिससे क्षति या चोट लग सकती है। इसके अलावा, अधिक कसने वाले फास्टनरों के कारण धागे टूट सकते हैं, सामग्री कुचल सकते हैं, या संयुक्त में फ्रैक्चर बोल्ट भी हो सकते हैं।
टॉर्क को प्रभावित करने वाले कारक
इष्टतम संयुक्त प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए आवश्यक टोक़ को कई कारक प्रभावित करते हैं। इसमे शामिल है:
1. स्नेहन: स्नेहन समान स्तर के तनाव को प्राप्त करने के लिए आवश्यक टोक़ की मात्रा को कम करने में मदद कर सकता है। उदाहरण के लिए, एक ही तनाव को प्राप्त करने के लिए एक सूखे बोल्ट की तुलना में एक बढ़ी हुई बोल्ट को कम टोक़ की आवश्यकता हो सकती है।
2. भौतिक गुण: कठोरता, घनत्व और लोच जैसे भौतिक गुण उचित संयुक्त दबाव प्राप्त करने के लिए आवश्यक टोक़ की मात्रा को प्रभावित कर सकते हैं।
3. सतह की स्थिति: फास्टनर और जोड़ की सतह टॉर्क रीडिंग की सटीकता को प्रभावित कर सकती है। एक गंदी या जंग लगी सतह टॉर्क रीडिंग में हस्तक्षेप कर सकती है, जिससे फास्टनर को अधिक कसने या कम कसने का कारण बनता है।
4. थ्रेड कंडीशन: थ्रेड कंडीशन भी आवश्यक टॉर्क की मात्रा को प्रभावित कर सकती है। क्षतिग्रस्त या घिसे हुए धागे टॉर्क रीडिंग की सटीकता को प्रभावित कर सकते हैं और वांछित तनाव प्राप्त करने के लिए अतिरिक्त टॉर्क की आवश्यकता होती है।
5. पर्यावरणीय कारक: तापमान, आर्द्रता और कंपन जैसे पर्यावरणीय कारक भी टॉर्क रीडिंग को प्रभावित कर सकते हैं। उच्च-कंपन वातावरण में, संयुक्त अखंडता को बनाए रखने के लिए फास्टनरों को आमतौर पर उच्च टोक़ रेटिंग की आवश्यकता होती है।
फास्टनर टोक़ की गणना
फास्टनर टोक़ की गणना में प्रारंभ में बोल्ट आकार और कसने वाली तकनीक का निर्धारण करना शामिल है जिसका उपयोग किया जाएगा।
चरण 1: बोल्ट का आकार निर्धारित करें
फास्टनर टॉर्क की गणना करने में पहला कदम बोल्ट के आकार का पता लगाना है। बोल्ट का आकार आमतौर पर बोल्ट थ्रेड के व्यास के आधार पर निर्धारित किया जाता है। थ्रेड गेज का उपयोग करना एक सामान्य तरीका है, जो बोल्ट व्यास और थ्रेड पिच को मापता है।
चरण 2: कसने की तकनीक पर निर्णय लें
अगला कदम कसने की तकनीक चुनना है। दो प्राथमिक तकनीकें हैं: टॉर्क-टू-यील्ड और टॉर्क-टू-एंगल।
टॉर्क-टू-यील्ड एक ऐसी विधि है जो तनाव की उचित मात्रा निर्धारित करने के लिए बोल्ट की लोच को मापती है। इसमें एक माइक्रोमीटर के साथ बोल्ट बढ़ाव की निगरानी करते हुए बोल्ट को एक निर्दिष्ट टोक़ स्तर तक कसने के लिए एक टोक़ रिंच का उपयोग करना शामिल है। एक बार बोल्टिंग आवश्यक सीमा तक बढ़ जाती है, वांछित तनाव प्राप्त करने के लिए बोल्ट को वहां रखा जाता है।
तनाव की उचित मात्रा निर्धारित करने के लिए टॉर्क-टू-एंगल विधि निर्दिष्ट टोक़ मान और रोटेशन के कोण का उपयोग करती है। इसमें एक निर्दिष्ट टोक़ मूल्य पर बोल्ट को कसने के लिए एक टोक़ रिंच का उपयोग करना और बाद में बोल्ट को एक निर्दिष्ट कोण से आगे बढ़ाना शामिल है।
चरण 3: टोक़ की गणना करें
एक बार बोल्ट का आकार निर्धारित हो जाने और कसने की तकनीक चुने जाने के बाद, अगला कदम आवश्यक टोक़ की गणना करना है। यह एक सूत्र का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है जो बोल्ट व्यास, कसने की तकनीक और टोक़ के वांछित स्तर से संबंधित है।
फास्टनर टॉर्क की गणना करने का सूत्र है:
टी = के एक्स एफ एक्स डी
कहाँ:
टी = टॉर्क
के = घर्षण का गुणांक
एफ = भार
डी = बोल्ट व्यास
लोड (एफ) वांछित तनाव और बोल्ट के क्रॉस-आंशिक क्षेत्र के आधार पर निर्धारित किया जाता है। बोल्ट और उसके आसपास की सतह की स्थिति के आधार पर घर्षण गुणांक (K) निर्धारित किया जाता है। बोल्ट व्यास (डी) बोल्ट के धागे का व्यास है।
विभिन्न बोल्ट आकारों और सामग्री वर्गों के लिए अनुशंसित टोक़ रेटिंग निर्धारित करने के लिए एक टोक़ चार्ट का भी उपयोग किया जा सकता है।
निष्कर्ष
फास्टनर टॉर्क की गणना एक सुरक्षित और विश्वसनीय यांत्रिक उपकरण को बनाए रखने का एक महत्वपूर्ण पहलू है। अनुचित टोर्क से समय से पहले घिसाव, क्षति, या यहाँ तक कि विपत्तिपूर्ण विफलता भी हो सकती है। टोक़ को प्रभावित करने वाले कारकों पर विचार करके और उचित टोक़ गणना प्रक्रिया का पालन करके, यह सुनिश्चित करना संभव है कि फास्टनरों को आवश्यक सहनशीलता स्तरों के भीतर सही ढंग से कड़ा कर दिया जाए।
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