बेयरिंग क्या है?

शब्द बियरिंग की उत्पत्ति बेयर (bear) से हुई है, जिसका अर्थ है सहारा देना या ले जाना।

जब दो भागों के बीच सापेक्ष गति होती है और एक भाग दूसरे को सहारा देता है, तो सहारा देने वाले भाग को बेयरिंग कहते हैं।

इस प्रकार, बेयरिंग मशीन के किसी भाग का एक यांत्रिक तत्व है जो किसी अन्य यांत्रिक तत्व या भाग को सहारा देता है जो उसके साथ सापेक्ष गति में होता है।

सापेक्ष गति या तो रेखीय या घूर्णी हो सकती है।

इंजन क्रॉसहेड और गाइड के मामले में, गाइड बीयरिंग के रूप में कार्य करते हैं और सापेक्ष गति रैखिक होती है। इसी तरह, मिलिंग मशीन और प्लानर मशीनों के तरीकों को बीयरिंग के रूप में माना जा सकता है।

जैसे कि खराद के स्पिंडल, ड्रिलिंग और बोरिंग मशीन, ऑटोमोबाइल के एक्सल, क्रैंकशाफ्ट आदि के मामले में इनके और बेयरिंग के बीच सापेक्ष गति घूर्णी होती है।

बियरिंग्स की आवश्यकता.

लगभग सभी प्रकार की मशीनों में गति या शक्ति को घूर्णनशील शाफ्टों के माध्यम से प्रेषित किया जाता है, जो बीयरिंगों द्वारा नियंत्रित होते हैं।

These bearings allow the free and smooth rotation of shafts with minimum friction. The loss of power or motion can be minimized with suitable lubrication of bearing surfaces.

बियरिंग की आवश्यकता या जरूरत निम्नलिखित दो उद्देश्यों के लिए है।

1. घूर्णन शाफ्ट को समर्थन प्रदान करने के लिए।

2. शाफ्टों के स्वतंत्र एवं सुचारू घूर्णन की अनुमति देना।

3. प्रणोद और रेडियल भार सहन करने के लिए।

बियरिंग के प्रकार.

आम तौर पर, बीयरिंगों को निम्नलिखित दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

1. स्लाइडिंग संपर्क बीयरिंग और;

2. रोलिंग संपर्क बीयरिंग या घर्षण-रोधी बीयरिंग।

1. स्लाइडिंग संपर्क बियरिंग्स;

Sliding contact bearings and shafts have relative motion due to their sliding with respect to each other. In general, all the bearings which don’t use rollers and balls can be termed as sliding contact bearings.

स्लाइडिंग संपर्क बियरिंग्स को आगे निम्नलिखित प्रकारों में विभाजित किया गया है।

i. राइट लाइन या गाइड बेयरिंग;

यदि सापेक्ष गति और सतहों के फिसलने की दिशा समानांतर हो, तो बेयरिंग को राइट लाइन या गाइड बेयरिंग के रूप में जाना जाता है, उदाहरण के लिए, इंजन क्रॉस हेड्स पर गाइड, मिलिंग मशीनों के तरीके और ड्रिलिंग और बोरिंग मशीनों के स्पिंडल।

ii. रेडियल या जर्नल बेयरिंग;

यदि शाफ्ट और बेयरिंग के बीच सापेक्ष गति घूर्णी है और यदि भार शाफ्ट की धुरी के लंबवत या शाफ्ट की त्रिज्या के अनुदिश कार्य करता है, तो बेयरिंग को जर्नल बेयरिंग या रेडियल बेयरिंग के रूप में जाना जाता है।

बेयरिंग द्वारा संलग्न शाफ्ट के भाग को जर्नल के नाम से जाना जाता है।

iii. थ्रस्ट बियरिंग;

यदि बेयरिंग पर भार शाफ्ट की धुरी के समानांतर है, तो बेयरिंग को थ्रस्ट बेयरिंग के रूप में जाना जाता है।

iv. फुट स्टेप या पिवट बेयरिंग;

थ्रस्ट बेयरिंग में, यदि शाफ्ट का अंत बेयरिंग सतह पर लंबवत रूप से टिककर समाप्त होता है, तो इसे फुटस्टेप बेयरिंग या पिवट बेयरिंग के रूप में जाना जाता है।

कॉलर बेयरिंग;

थ्रस्ट बेयरिंग में, यदि शाफ्ट के सिरे बेयरिंग सतह से आगे और उसके माध्यम से विस्तारित होते हैं, तो इसे कॉलर बेयरिंग के रूप में जाना जाता है। शाफ्ट की धुरी क्षैतिज रहती है।

vi. बुश्ड बियरिंग;

नीचे चित्र 1.8 में एक सरल प्रकार का बुश्ड बियरिंग दिखाया गया है। इसमें एक कच्चा लोहा बॉडी और पीतल या गनमेटल से बना एक बुश होता है।

बॉडी का आधार आयताकार है। मशीनिंग सतह क्षेत्र को कम करने के लिए आधार को खोखला बनाया गया है। बेयरिंग को बोल्ट करने के लिए आधार पर दो अण्डाकार छेद दिए गए हैं।

बॉडी के शीर्ष पर एक तेल छेद प्रदान किया जाता है जो बुश के माध्यम से चलता है। इस प्रकार, तेल छेद के माध्यम से शाफ्ट और बुश के लिए स्नेहन किया जा सकता है।

बुश का अंदरूनी व्यास शाफ्ट के व्यास के बराबर होता है। बुश को ग्रब स्क्रू द्वारा स्थिर किया जाता है ताकि शाफ्ट के साथ उसका घूमना या फिसलना रोका जा सके।

अगर बुश घिस जाए तो उसे बदलकर नया बुश लगा दिया जाता है। शाफ्ट को बियरिंग में सिर्फ़ सिरे से ही डाला जा सकता है। यह इस बियरिंग का एक नुकसान है।

बुश्ड बियरिंग का उपयोग हल्के भार और कम गति में किया जाता है।

vii. पेडेस्टल बेयरिंग;

पेडेस्टल बेयरिंग को प्लमर ब्लॉक के नाम से जाना जाता है। इसे स्प्लिट या डिवाइडेड जर्नल बेयरिंग भी कहा जाता है।

इसमें एक कच्चा लोहा ब्लॉक जिसे पेडेस्टल कहा जाता है, एक कच्चा लोहा कैप, दो हिस्सों में गनमेटल ब्रास, दो हल्के स्टील के चौकोर सिर वाले ब्लॉट्स और दो षट्कोणीय लॉक नट के सेट होते हैं जैसा कि नीचे चित्र 1.9 में दिखाया गया है।

यह बेयरिंग विभाजित प्रकार का है; इसे दो हिस्सों में बनाया गया है।

शीर्ष भाग को कैप कहा जाता है, जो मुख्य भाग जिसे पेडेस्टल कहा जाता है, से चौकोर सिर वाले बोल्टों और षट्कोणीय नटों के माध्यम से जुड़ा होता है।

बियरिंग का विभाजन या विभाजन शाफ्ट के साथ-साथ विभाजित बुश के आधे हिस्सों को आसानी से रखने और हटाने में मदद करता है।

विभाजित झाड़ियों को ब्रास या स्टेप्स के नाम से जाना जाता है।

निचली विभाजित झाड़ी में एक स्नग प्रदान किया जाता है जो शरीर में दिए गए छेद में फिट हो जाता है।

ताकि शाफ्ट के साथ-साथ बुश के घूमने को रोका जा सके, और सिरों पर कॉलर फ्लैंज के माध्यम से अक्षीय गति को रोका जा सके।

विभाजित बुश सामग्री पीतल, कांस्य, सफेद धातु, आदि है।

शाफ्ट निचली स्प्लिट बुश पर टिका होता है। ऊपरी स्प्लिट बुश को शाफ्ट के ऊपर रखा जाता है, और अंत में, कैप को कस दिया जाता है।

टोपी और शरीर के बीच एक छोटी सी जगह छोड़ी जाती है जो नई परत के साथ झाड़ी को बचाने के कारण टोपी को नीचे करने में मदद करती है।

इस बियरिंग का उपयोग उच्च गति और भार की भिन्न दिशाओं में किया जाता है।

viii. फुटस्टेप बेयरिंग या पिवट बेयरिंग।

फ़ुटस्टेप या पिवट बेयरिंग में, दबाव शाफ्ट की धुरी के समानांतर कार्य करता है और शाफ्ट अपने एक सिरे पर बेयरिंग पर टिका रहता है।

इसमें एक कच्चा लोहा का ऊर्ध्वाधर वृत्ताकार ब्लॉक या बॉडी होती है, जिसमें एक आयताकार आधार और एक गनमेटल बुश होता है, जैसा कि नीचे चित्र 1.10 में दर्शाया गया है।

ब्लॉक का एक खुला सिरा होता है जिसके माध्यम से शाफ्ट डाला जाता है। शाफ्ट एक अवतल स्केटिंग वाली स्टील डिस्क पर लंबवत रूप से टिका होता है।

डिस्क को शाफ्ट के साथ घूमने से एक पिन के माध्यम से रोका जाता है, जिसे डिस्क और बॉडी में आधा डाला जाता है।

शाफ्ट के साथ झाड़ी के घूमने को कॉलर के ठीक नीचे गर्दन पर प्रदान किए गए स्नग के माध्यम से रोका जाता है।

इन बियरिंग्स का उपयोग कपड़ा, कागज आदि की मशीनरी में किया जाता है, जिनका उपयोग हल्के भार और कम गति के लिए किया जाता है।

फ़ुटस्टेप बियरिंग में स्नेहन कठिन होता है क्योंकि तेल केन्द्र से केन्द्रापसारी बल द्वारा बाहर की ओर फेंका जाता है।

2. रोलिंग संपर्क बियरिंग्स या घर्षण-रोधी बियरिंग्स।

रोलिंग संपर्क बीयरिंग में, शाफ्ट और बीयरिंग के बीच सापेक्ष गति बीयरिंग में प्रयुक्त गेंदों और रोलर्स के रोलिंग के कारण होती है।

इसलिए इन्हें रोलिंग संपर्क बीयरिंग या बॉल और रोलर बीयरिंग कहा जाता है।

बेयरिंग घर्षण, स्लाइडिंग संपर्क बेयरिंग की तुलना में बहुत कम होता है, तथा मशीनरी में घर्षण भी कम होता है, जिसे अक्सर लोड के तहत शुरू करने और रोकने की आवश्यकता होती है।

इसलिए, इन बीयरिंगों को घर्षण-रोधी बीयरिंग कहा जाता है।

घर्षण-रोधी बीयरिंग दो प्रकार के होते हैं, और वे हैं;

1. बॉल बेयरिंग और;

2. रोलर बैरिंग।

i. बॉल बेयरिंग;

गोलाकार गेंदों का उपयोग बॉल बेयरिंग में किया जाता है।

बॉल बेयरिंग दो प्रकार के होते हैं;

(मैं) रेडियल बॉल बेयरिंग और (ii) थ्रस्ट बॉल बेयरिंग.

रेडियल बॉल बेयरिंग रेडियल भार या शाफ्ट की धुरी के लंबवत भार को वहन करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, जबकि थ्रस्ट बियरिंग्स का उपयोग थ्रस्ट भार, यानी शाफ्ट की धुरी के समानांतर कार्य करने वाले भार के लिए किया जाता है।

थ्रस्ट बॉल बेयरिंग शाफ्ट पर थ्रस्ट लोड ले जाने के लिए उपयोग किया जाता है।

इनमें दो रेस के बीच में रखी गई कठोर स्टील की गेंदें होती हैं। रेस खांचेदार कठोर स्टील के छल्ले होते हैं। एक रेस शाफ्ट के साथ घूमती है, और दूसरी बेयरिंग हाउसिंग में फिक्स होती है।

गेंदों को पिंजरों के माध्यम से स्थिति में बनाए रखा जाता है। पिंजरे गेंदों के विभाजक होते हैं जो दबाए गए पीतल से बने होते हैं।

सरल थ्रस्ट बेयरिंग की व्यवस्था नीचे चित्र 1.11 में दर्शाई गई है। थ्रस्ट बॉल बेयरिंग का उपयोग 2000 आरपीएम की गति तक किया जाता है।

थ्रस्ट लोड की उच्च गति के लिए, कोणीय संपर्क बॉल बेयरिंग का उपयोग किया जाता है। उच्च गति के तहत, थ्रस्ट बेयरिंग में विकसित केन्द्रापसारक बल के कारण बॉल्स रेस से बाहर निकल जाती हैं।

ii. रोलर बियरिंग्स;

रोलर बीयरिंग को रेडियल रोलर बीयरिंग और थ्रस्ट रोलर बीयरिंग के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। रेडियल और थ्रस्ट रोलर बीयरिंग क्रमशः रेडियल और थ्रस्ट लोड ले जाते हैं।

इन दोनों बीयरिंगों को प्रयुक्त रोलर्स के प्रकार के आधार पर आगे वर्गीकृत किया जा सकता है, जैसे बेलनाकार रोलर बीयरिंग, सुई रोलर बीयरिंग, और पतला रोलर बीयरिंग।

बॉल बेयरिंग की तुलना में, रोलर बेयरिंग में ज़्यादा घर्षण होता है लेकिन भार वहन करने की क्षमता ज़्यादा होती है। हल्के भार वाले अनुप्रयोगों के लिए, बॉल बेयरिंग का इस्तेमाल किया जाता है जिसका रखरखाव समान आकार के रोलर बेयरिंग की तुलना में कम होता है।

हालाँकि, यदि भार अपेक्षाकृत भारी है और बीयरिंगों पर आघात लगने की संभावना है, तो केवल रोलर बीयरिंगों का ही उपयोग किया जाता है।

गेंद और रोलर बीयरिंग के फायदे और नुकसान;

स्लाइडिंग संपर्क बीयरिंग की तुलना में, रोलिंग संपर्क बीयरिंग के निम्नलिखित फायदे और नुकसान हैं।

लाभ.

1. प्रारम्भिक एवं चालू घर्षण कम है।

2. प्रतिस्थापन आसान है.

3. रेडियल और अक्षीय दोनों भार के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

4. स्नेहन सरल है.

5. रखरखाव लागत कम है.

नुकसान.

1. उच्च प्रारंभिक लागत.

2. बेयरिंग विफलता की घटना को नोटिस करना कठिन है।

3. बेयरिंग आवास के लिए उच्च परिशुद्धता मशीनिंग की आवश्यकता होती है।