सबसे कठिन बाधाओं को तोड़ना: मैकेनिकल डिज़ाइन में आम तौर पर छूटे हुए ज्ञान बिंदु

परिचय:
पिछले लेखों में, हमारी एनीबॉन टीम ने आपके साथ बुनियादी यांत्रिक डिज़ाइन ज्ञान साझा किया है। आज हम मैकेनिकल डिज़ाइन में चुनौतीपूर्ण अवधारणाओं के बारे में और जानेंगे।

यांत्रिक डिज़ाइन सिद्धांतों में मुख्य बाधाएँ क्या हैं?

डिज़ाइन की जटिलता:

मैकेनिकल डिज़ाइन आम तौर पर जटिल होते हैं, और इंजीनियरों को विभिन्न प्रणालियों, घटकों और कार्यों को संयोजित करने की आवश्यकता होती है।

उदाहरण के लिए, एक ऐसा गियरबॉक्स डिज़ाइन करना जो आकार और वजन के साथ-साथ शोर जैसी अन्य चीजों से समझौता किए बिना प्रभावी ढंग से बिजली स्थानांतरित करता है, एक चुनौती है।

सामग्री चयन:

आपके डिज़ाइन के लिए सही सामग्री का चयन करना आवश्यक है, क्योंकि वे स्थायित्व, मजबूती और लागत जैसे कारकों को प्रभावित करते हैं।

उदाहरण के लिए, विमान के इंजन के उच्च-तनाव वाले घटक के लिए उपयुक्त सामग्री का चयन करना आसान नहीं है क्योंकि अत्यधिक तापमान सहन करने की क्षमता बनाए रखते हुए वजन कम करने की आवश्यकता होती है।

प्रतिबंध:

इंजीनियरों को समय, बजट और उपलब्ध संसाधनों जैसी सीमाओं के भीतर काम करना होता है। इससे डिज़ाइन सीमित हो सकते हैं और विवेकपूर्ण ट्रेडऑफ़ के उपयोग की आवश्यकता हो सकती है।

उदाहरण के लिए, एक कुशल हीटिंग सिस्टम डिज़ाइन करना जो घर के लिए लागत प्रभावी हो और फिर भी ऊर्जा दक्षता आवश्यकताओं का अनुपालन करता हो, समस्याएं पैदा कर सकता है।

विनिर्माण में सीमाएँ

यांत्रिक डिज़ाइन डिज़ाइन करते समय डिजाइनरों को विनिर्माण विधियों और तकनीकों में अपनी सीमाओं को ध्यान में रखना चाहिए। उपकरण और प्रक्रियाओं की क्षमताओं के साथ डिजाइन के इरादे को संतुलित करने में एक समस्या हो सकती है।

उदाहरण के लिए, एक जटिल आकार के घटक को डिज़ाइन करना जो केवल महंगी मशीन या एडिटिव विनिर्माण तकनीकों के माध्यम से उत्पादित किया जा सकता है।

कार्यात्मक आवश्यकताएँ:

सुरक्षा, प्रदर्शन, या डिज़ाइन की विश्वसनीयता सहित डिज़ाइन के लिए सभी आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल हो सकता है।

उदाहरण के लिए, एक ब्रेक सिस्टम डिज़ाइन करना जो सटीक रोकने की शक्ति प्रदान करता है, साथ ही उपयोगकर्ताओं की सुरक्षा सुनिश्चित करना एक चुनौती हो सकती है।

डिज़ाइन अनुकूलन:

वजन, लागत या दक्षता सहित कई अलग-अलग लक्ष्यों को संतुलित करने वाला सर्वोत्तम डिज़ाइन समाधान ढूंढना आसान नहीं है।

उदाहरण के लिए, संरचनात्मक अखंडता को नुकसान पहुंचाए बिना, ड्रैग और वजन को कम करने के लिए विमान के पंखों के डिजाइन को अनुकूलित करने के लिए परिष्कृत विश्लेषण और पुनरावृत्त डिजाइन तकनीकों की आवश्यकता होती है।

सिस्टम में एकीकरण:

विभिन्न घटकों और उपप्रणालियों को एक एकीकृत डिज़ाइन में शामिल करना एक बड़ा मुद्दा हो सकता है।

उदाहरण के लिए, एक ऑटोमोबाइल सस्पेंशन सिस्टम डिज़ाइन करना जो कई घटकों की गति को नियंत्रित करता है, जबकि आराम, स्थिरता और सहनशक्ति जैसे कारकों का वजन करना मुश्किलें पैदा कर सकता है।

डिज़ाइन पुनरावृत्ति:

डिज़ाइन प्रक्रियाओं में आमतौर पर प्रारंभिक विचार को परिष्कृत और सुधारने के लिए कई संशोधन और पुनरावृत्तियां शामिल होती हैं। डिज़ाइन में कुशलतापूर्वक और प्रभावी ढंग से परिवर्तन करना आवश्यक समय और उपलब्ध धन दोनों के संदर्भ में एक चुनौती है।

उदाहरण के लिए, किसी उपभोक्ता वस्तु के डिज़ाइन को पुनरावृत्तियों की एक श्रृंखला द्वारा अनुकूलित करना जो उपयोगकर्ता के एर्गोनॉमिक्स और सौंदर्यशास्त्र में सुधार करता है।

पर्यावरण के संबंध में विचार:

डिज़ाइन में स्थिरता को एकीकृत करना और किसी इमारत के पर्यावरणीय प्रभाव को कम करना अधिक आवश्यक होता जा रहा है। कार्यात्मक पहलुओं और कारकों जैसे रीसाइक्लिंग की क्षमता, ऊर्जा दक्षता और उत्सर्जन के बीच संतुलन मुश्किल हो सकता है। उदाहरण के लिए, एक कुशल इंजन डिज़ाइन करना जो ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करता है, लेकिन प्रदर्शन से समझौता नहीं करता है।

विनिर्माण क्षमता डिजाइन और संयोजन

यह सुनिश्चित करने की क्षमता कि किसी डिज़ाइन का निर्माण और संयोजन समय और लागत की कमी के भीतर किया जाएगा, एक समस्या हो सकती है।

उदाहरण के लिए, किसी जटिल उत्पाद के संयोजन को सरल बनाने से गुणवत्ता मानकों को सुनिश्चित करते हुए श्रम और विनिर्माण लागत में कमी आएगी।

1. विफलताएं आमतौर पर यांत्रिक घटकों के टूटने, गंभीर अवशिष्ट विकृति, घटकों की सतह को नुकसान (जंग लगने, संपर्क थकान और टूट-फूट) का परिणाम होती हैं। सामान्य कामकाजी माहौल में टूट-फूट के कारण विफलता होती है।

2. डिज़ाइन घटकों को यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यकताओं को पूरा करना होगा कि वे अपने पूर्व निर्धारित जीवन (ताकत या कठोरता, दीर्घायु) और संरचनात्मक प्रक्रिया आवश्यकताओं आर्थिक आवश्यकताओं, कम वजन की आवश्यकताओं और विश्वसनीयता आवश्यकताओं की समय-सीमा के भीतर विफल न हों।

3. ताकत और कठोरता मानदंड, जीवन आवश्यकताओं के साथ-साथ कंपन स्थिरता मानदंड और विश्वसनीयता के मानदंड सहित घटकों के लिए डिज़ाइन मानदंड।

4. पार्ट्स डिजाइन के तरीके: सैद्धांतिक डिजाइन, अनुभवजन्य डिजाइन और मॉडल परीक्षण डिजाइन।

5. यांत्रिक घटकों के लिए आमतौर पर धातु सामग्री, सिरेमिक सामग्री, पॉलिमर सामग्री और मिश्रित सामग्री का उपयोग किया जाता है।

6. भागों की ताकत को स्थैतिक तनाव ताकत के साथ-साथ परिवर्तनीय तनाव ताकत में विभाजित किया जा सकता है।

7. तनाव का अनुपात: = -1 चक्रीय रूप में सममित तनाव है; r = 0 मान चक्रीय तनाव है जो स्पंदित हो रहा है।

8. ऐसा माना जाता है कि बीसी चरण को तनाव थकान (कम चक्र थकान) कहा जाता है, सीडी अनंत थकान चरण को संदर्भित करता है। बिंदु D के बाद का रेखा खंड नमूने का अनंत जीवन-विफलता स्तर है। बिंदु D स्थायी थकान सीमा है।

9. थके हुए हिस्सों की ताकत में सुधार करने की रणनीतियाँ तत्वों पर तनाव के प्रभाव को कम करती हैं (भार राहत खांचे खुले छल्ले) ऐसी सामग्री चुनें जिनमें थकान के लिए उच्च शक्ति हो और फिर गर्मी उपचार और मजबूत करने वाली तकनीकों के तरीकों को निर्दिष्ट करें जो ताकत बढ़ाते हैं सामग्री को थका दिया।

10. स्लाइड घर्षण: शुष्क घर्षण सीमा घर्षण, द्रव घर्षण और मिश्रित घर्षण।

11. घटकों की टूट-फूट प्रक्रिया में रनिंग-इन चरण, स्थिर घिसाव चरण और गंभीर घिसाव का चरण शामिल है। हमें रनिंग-इन के समय को कम करने के साथ-साथ स्थिर घिसाव की अवधि बढ़ाने और घिसाव की उपस्थिति को टालने का प्रयास करना चाहिए। वह गंभीर है.

12. घिसाव का वर्गीकरण चिपकने वाला घिसाव, अपघर्षक घिसाव और थकान संक्षारण घिसाव, क्षरण घिसाव और झल्लाहट घिसाव है।

13. स्नेहक को चार श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है: तरल, गैस अर्ध-ठोस, ठोस और तरल ग्रीस को कैल्शियम-आधारित ग्रीस, नैनो-आधारित ग्रीस एल्यूमीनियम-आधारित ग्रीस और लिथियम-आधारित ग्रीस में वर्गीकृत किया जाता है।

14. सामान्य कनेक्शन धागे में एक समबाहु त्रिभुज आकार और उत्कृष्ट स्व-लॉकिंग गुण होते हैं। आयताकार ट्रांसमिशन धागे अन्य धागों की तुलना में ट्रांसमिशन में उच्च प्रदर्शन प्रदान करते हैं। ट्रैपेज़ॉइडल ट्रांसमिशन धागे सबसे लोकप्रिय ट्रांसमिशन धागे में से हैं।

15. आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले कनेक्टिंग थ्रेड्स को सेल्फ-लॉकिंग की आवश्यकता होती है, इसलिए आमतौर पर सिंगल थ्रेड थ्रेड्स का उपयोग किया जाता है। ट्रांसमिशन थ्रेड को ट्रांसमिशन के लिए उच्च दक्षता की आवश्यकता होती है और इसलिए ट्रिपल-थ्रेड या डबल-थ्रेड थ्रेड का अक्सर उपयोग किया जाता है।

16. नियमित बोल्ट कनेक्शन (जुड़े हुए घटकों में छेद शामिल हैं या रीम्ड हैं) डबल-हेडेड स्टड कनेक्शन स्क्रू, स्क्रू कनेक्शन, साथ ही सेट कनेक्शन वाले स्क्रू।

17. थ्रेडेड कनेक्शन को पूर्व-कसने का लक्ष्य कनेक्शन की स्थायित्व और ताकत में सुधार करना है, और लोड होने पर दो हिस्सों के बीच अंतराल या फिसलन को रोकना है। ढीले तनाव वाले कनेक्शनों के साथ प्राथमिक समस्या लोड होने पर सर्पिल जोड़ी को एक दूसरे के संबंध में मुड़ने से रोकना है। (घर्षण विरोधी ढीलापन और यांत्रिक ढीलापन रोकने के लिए, गति और सर्पिल जोड़े की गति के बीच के लिंक को हटाना)

18. थ्रेडेड कनेक्शन के स्थायित्व को बढ़ाएं, तनाव के आयाम को कम करें जो थकान बोल्ट की ताकत को प्रभावित करता है (बोल्ट की कठोरता को कम करें, या कनेक्ट करने की कठोरता को बढ़ाएं)कस्टम सीएनसी पार्ट्स) और धागों पर भार के असमान वितरण में सुधार होगा। तनाव संचय से होने वाले प्रभाव को कम करें, साथ ही सबसे कुशल विनिर्माण प्रक्रिया लागू करें।

19. कुंजी कनेक्शन प्रकार: फ्लैट कनेक्शन (दोनों पक्ष एक सतह के रूप में काम करते हैं) अर्धवृत्ताकार कुंजी कनेक्शन वेज कुंजी कनेक्शन स्पर्शरेखीय कोण के साथ कुंजी कनेक्शन।

20. बेल्ट ड्राइव को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: मेशिंग प्रकार और घर्षण प्रकार।

21. बेल्ट के लिए अधिकतम तनाव का क्षण तब होता है जब इसका संकीर्ण हिस्सा चरखी से शुरू होता है। बेल्ट पर एक चक्कर के दौरान तनाव चार बार बदलता है।

22. वी-बेल्ट ड्राइव की टेंशनिंग: नियमित टेंशनिंग तंत्र, ऑटो टेंशनिंग डिवाइस, और टेंशनिंग डिवाइस जो टेंशनिंग व्हील का उपयोग करता है।

23. रोलर श्रृंखला में लिंक आम तौर पर एक विषम संख्या में होते हैं (स्प्रॉकेट में दांतों की मात्रा एक नियमित संख्या नहीं हो सकती है)। यदि रोलर श्रृंखला में अप्राकृतिक संख्याएँ हैं, तो अत्यधिक लिंक कार्यरत हैं।

24. चेन ड्राइव को तनाव देने का लक्ष्य मेशिंग समस्याओं और चेन कंपन को रोकना है जब चेन के ढीले किनारे बहुत अधिक हो जाते हैं, और स्प्रोकेट और चेन के बीच मेशिंग के कोण को बढ़ाना होता है।

25. गियर के विफलता मोड में शामिल हैं: गियर में दांत टूटना और दांत की सतह पर घिसाव (खुले गियर) दांत की सतह पर गड्ढे (बंद गियर) दांत की सतह पर गोंद और प्लास्टिक का विरूपण (ड्राइव व्हील पर पहिया चालित खांचे पर लकीरें) ).

26. जिन गियर की सतह की कठोरता 350HBS, या 38HRS से अधिक है, उन्हें हार्ड-फ़ेस्ड या हार्ड-फ़ेस्ड या, यदि वे नहीं हैं, तो सॉफ्ट-फ़ेस्ड गियर के रूप में जाना जाता है।

27. विनिर्माण परिशुद्धता को बढ़ाना, रोटेशन की गति को कम करने के लिए गियर के व्यास को कम करना, गतिशील भार को कम कर सकता है। गतिशील बोझ को कम करने के लिए, गियर को काटा जा सकता है। गियर के दांतों को ड्रम में बदलने का उद्देश्य दांत की नोक के आकार की ताकत को बढ़ाना है। दिशात्मक भार वितरण.

28. व्यास गुणांक का लीड कोण जितना बड़ा होगा, दक्षता उतनी ही अधिक होगी, और स्व-लॉकिंग क्षमता उतनी ही कम होगी।

29. वर्म गियर को हिलाना होगा। विस्थापन के बाद इंडेक्स सर्कल और वर्म का पिच सर्कल मेल खाते हैं, हालांकि यह स्पष्ट है कि दोनों वर्म के बीच की रेखा बदल गई है, और इसके वर्म गियर के इंडेक्स सर्कल से मेल नहीं खाती है।

30. कृमि संचरण विफलता मोड जैसे कि गड्ढे का संक्षारण, दांत की जड़ का फ्रैक्चर, दांत की सतह का चिपकना और अत्यधिक घिसाव; आमतौर पर वर्म गियर पर यही स्थिति होती है।

31. बंद वर्म ड्राइव मेशिंग से बिजली की हानि और बीयरिंग पर घिसाव के साथ-साथ तेल के छींटों की हानिसीएनसी मिलिंग घटकजिन्हें तेल के कुंड में डाला जाता है और तेल को हिलाया जाता है।

32. वर्म ड्राइव को इस धारणा के आधार पर थर्मल संतुलन गणना करनी चाहिए कि समय की प्रति इकाई उत्पन्न ऊर्जा उसी अवधि में गर्मी अपव्यय के समान है। उठाए जाने वाले कदम: हीट सिंक स्थापित करें, और गर्मी अपव्यय के क्षेत्र को बढ़ाएं और हवा के प्रवाह को बढ़ाने के लिए शाफ्ट के सिरों पर पंखे स्थापित करें, और अंत में, बॉक्स के भीतर सर्कुलेटर कूलिंग पाइपलाइन स्थापित करें।

33. ऐसी स्थितियाँ जो हाइड्रोडायनामिक स्नेहन के विकास की अनुमति देती हैं: दो सतहें जो फिसल रही हैं, एक पच्चर के आकार का अंतर बनाती हैं जो अभिसरण है और तेल फिल्म द्वारा अलग की गई दो सतहों में पर्याप्त स्लाइडिंग दर होनी चाहिए और उनकी गति को अनुमति देनी चाहिए बड़े छिद्र से छोटे में प्रवाहित होने के लिए चिकनाई वाला तेल एक निश्चित चिपचिपाहट का होना चाहिए, और उपलब्ध तेल की मात्रा पर्याप्त होनी चाहिए।

34. रोलिंग बियरिंग्स का मूल डिज़ाइन: बाहरी रिंग, आंतरिक रिंग, हाइड्रोलिक बॉडी और केज।

35. 3 रोलर बीयरिंग पतला पांच थ्रस्ट बीयरिंग छह गहरी नाली बॉल बीयरिंग सात कोणीय संपर्क बीयरिंग एन बेलनाकार रोलर बीयरिंग क्रमशः 01, 02 और 03। D=10mm, 12mm 15mm, 17,mm 20mm को संदर्भित करता है d=20mm, 12 60mm को संदर्भित करता है।

36. एक बुनियादी जीवन रेटिंग ऑपरेटिंग घंटों की मात्रा है जिसमें बीयरिंगों के एक सेट के भीतर 10% बीयरिंग पिटिंग जंग से प्रभावित होते हैं, लेकिन उनमें से 90 प्रतिशत पिटिंग जंग क्षति से पीड़ित नहीं होते हैं, इसे विशेष के लिए दीर्घायु माना जाता है। सहन करना।

37. भार की मौलिक गतिशील रेटिंग: वह मात्रा जो बेयरिंग उस स्थिति में ले जाने में सक्षम है जब इकाई के लिए मूल जीवन ठीक 106 चक्कर है।

38. बीयरिंग विन्यास की विधि: दो आधारों में से प्रत्येक एक दिशा में तय किया गया। दोनों दिशाओं में एक निश्चित बिंदु है, जबकि दूसरे आधार का अंत गति से रहित है। दोनों पक्षों को स्वतंत्र गति से सहायता मिलती है।

39. बीयरिंगों को घूर्णन शाफ्ट (झुकने का समय और टोक़) और स्पिंडल (झुकने का क्षण) और ट्रांसमिशन शाफ्ट (टोक़) पर लागू भार के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है।

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