Cams MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Cams - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

कैम प्रोफाइल:

• कैम प्रोफाइल कैम का वास्तविक आकार या कंटूर है जो अनुगामी की गति को निर्धारित करता है। यह कैम-अनुगामी तंत्रों में अनुगामी के समय, विस्थापन, वेग और त्वरण को नियंत्रित करने के लिए महत्वपूर्ण है। ये प्रोफाइल इंजनों, स्वचालन प्रणालियों और अन्य यांत्रिक उपकरणों जैसी मशीनों में विशिष्ट गति आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए सटीकता के साथ डिज़ाइन किए गए हैं।
• कैम तंत्रों में, प्रोफ़ाइल को परिभाषित करने वाले प्राथमिक तत्वों में प्राइम सर्कल, बेस सर्कल और ट्रेस पॉइंट शामिल हैं, जिनका उपयोग कैम के आकार को उत्पन्न करने और अनुगामी की वांछित गति सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है।

एडेंडम:

• एडेंडम एक शब्द है जिसका उपयोग आमतौर पर गियर शब्दावली में किया जाता है और यह पिच सर्कल और गियर के दांत के शीर्ष के बीच की रेडियल दूरी को संदर्भित करता है। यह गियर के डिजाइन और कामकाज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है लेकिन कैम प्रोफाइल या इसके डिज़ाइन मापदंडों से कोई संबंध नहीं रखता है।

अतिरिक्त जानकारीप्राइम सर्कल:

• प्राइम सर्कल सबसे छोटा वृत्त है जिसे कैम प्रोफाइल के स्पर्शरेखा रूप से खींचा जा सकता है।

ट्रेस पॉइंट:

• ट्रेस पॉइंट अनुगामी पर एक विशिष्ट बिंदु है जिसका उपयोग अनुगामी की गति को परिभाषित करने के लिए किया जाता है।

बेस सर्कल:

• बेस सर्कल सबसे छोटा वृत्त है जिसे कैम प्रोफाइल के स्पर्शरेखा रूप से खींचा जा सकता है, जिसमें अनुगामी की गति शामिल नहीं है।

सिद्धांत:

सरल आवर्त गति (SHM) के लिए, एक अनुगामी का विस्थापन दिया गया है:

\( s = \frac{h}{2} \left(1 - \cos\left(\frac{\pi \theta}{\beta}\right)\right) \)

जहाँ,

• \( h = 40 \, \text{मिमी} \) (कुल उठाव),
• \( \beta = 90^\circ = \frac{\pi}{2} \, \text{रेड} \) (उठाव के लिए कोण),
• \( \omega = 30 \, \text{रेड/सेकंड} \) (कैम कोणीय वेग)।

वेग विस्थापन का समय व्युत्पन्न है:

\( v = \frac{ds}{dt} = \frac{h}{2} \times \frac{\pi}{\beta} \times \omega \times \sin\left(\frac{\pi \theta}{\beta}\right) \)

अधिकतम वेग तब होता है जब \( \sin\left(\frac{\pi \theta}{\beta}\right) = 1 \), इस प्रकार:

\( v_{\text{अधिकतम}} = \frac{h}{2} \times \frac{\pi}{\beta} \times \omega \)

गणना:

मानों को प्रतिस्थापित करें:

\( v_{\text{अधिकतम}} = \frac{40}{2} \times \frac{\pi}{\pi/2} \times 30 = 20 \times 2 \times 30 = 1200 \, \text{मिमी/से} \)

मी/से में बदलें:

\( v_{\text{अधिकतम}} = \frac{1200}{1000} = \boxed{1.2 \, \text{मी/से}} \)

सिद्धांत:

जब एक अनुगामी सरल आवर्त गति से चलता है, तो उसके आउटस्ट्रोक के दौरान अधिकतम त्वरण को सरल आवर्त गति (SHM) के सिद्धांतों का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है। दिए गए प्रासंगिक पैरामीटर हैं:

• S: अनुगामी का स्ट्रोक
• \(\theta_o\): अनुगामी के आउटस्ट्रोक के दौरान कैम का कोणीय विस्थापन
• \(\omega\): रेडियन/सेकंड में कैम का कोणीय वेग

गणना:

SHM समीकरण से:

अनुगामी का विस्थापन दिया गया है:

\( x = A \cos(\omega t) \)

जहाँ A गति का आयाम है, जो स्ट्रोक का आधा है:

\( A = \frac{S}{2} \)

वेग दिया गया है:

\( v = - A \omega \sin(\omega t) \)

त्वरण दिया गया है:

\( a = - A \omega^2 \cos(\omega t) \)

अधिकतम त्वरण तब होता है जब \(\cos(\omega t) = 1\), जिससे मिलता है:

\( a_{\text{max}} = A \omega^2 \)

\(A = \frac{S}{2}\) प्रतिस्थापित करने पर, हमें मिलता है:

\( a_{\text{max}} = \frac{S}{2} \omega^2 \)

कोणीय विस्थापन के संबंध का उपयोग करते हुए:

\( \omega = \frac{\pi}{\theta_o} \)

हम त्वरण समीकरण में प्रतिस्थापित करते हैं:

\( a_{\text{max}} = \frac{S}{2} \left( \frac{\pi}{\theta_o} \right)^2 \)

सरलीकरण:

\( a_{\text{max}} = \frac{\pi^2 \omega^2 S}{2 \theta_o^2} \)

संकल्पना:

आघात या उछाल:

वह अधिकतम दूरी या कोण जिसके मध्यम से अनुगामी गति करता है या घूमता है। 

यह आधार वृत्त से अनुगामी की अधिकतम दूरी होती है। 

वर्णन:

रेडियल अनुगामी:

अनुगामी को रेडियल अनुगामी के रूप में तब जाना जाता है यदि अनुगामी के गतिविधि की रेखा कैम के घूर्णन के केंद्र से होकर गुजरती है।

आफसेट अनुगामी:

यदि अनुगामी के गतिविधि की रेखा कैम के घूर्णन के केंद्र से आफसेट होती है, तो अनुगामी को आफसेट अनुगामी के रूप में जाना जाता है।

आफसेट-अनुगामी का कार्य:

• अनुगामी पर एक कैम द्वारा लगाया गया बल सदैव संपर्क के बिंदु पर कैम की सतह के लंब होता है। ऊर्ध्वाधर घटक (Fcos α) अनुगामी को उठाता है जबकि क्षैतिज घटक (Fsin α) बेयरिंग पर पार्श्व दबाव लगाता है।
• रेडियल कैम-अनुवादकीय-अनुगामी तंत्र में प्रदान किया गया आफसेट अनुगामी के आरोहण के दौरान दबाव कोण को कम करता है क्योंकि दबाव कोण का उच्च मान वांछनीय नहीं होता है क्योंकि यह पक्षीय आक्रमण को बढ़ाता है और प्रदर्शन सुचारु नहीं होगा। इसका मुख्य कार्य अनुगामी को ऊपर की दिशा में गतिमान करना होता है क्योंकि यह अपने स्वयं के वजन के कारण नीचे आता है।

संकल्पना:

एक कैम तंत्र में किसी निर्दिष्ट फ्रेम पर आलंबित विशेष रूप से दो गतिमान तत्व कैम और अनुगामी शामिल होते हैं। एक कैम को घुमावदार खांचे वाले मशीन तत्व के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जो इसके दोलन या घूर्णन गति द्वारा दूसरे तत्व के लिए एक पूर्वनिर्धारित निर्दिष्ट गति प्रदान करता है, जिसे अनुगामी कहा जाता है। 

आधार वृत्त:

• कैम प्रोफइल वक्र के माध्यम से कैम केंद्र से सबसे छोटा वृत्त। 

दबाव कोण -

• यह एक बिंदु पर पिच वक्र और अनुगामी गति की दिशा के लंब के बीच का कोण होता है। 
• यह अनुगामी गति की सभी अवधि पर परिमाण में अलग होता है। 
• दबाव कोण कैम प्रोफाइल के ढलान को दर्शाता है। 
• जब दबाव कोण 0° हो जाता है, तो सभी संचारित बल अनुगामी की गति और संचरण के अक्ष की दिशा में चली जाती है। 
• जब दबाव कोण 90° हो जाता है, तो अनुगामी में कोई गति नहीं होगी। 
• इसलिए हम जितना संभव हो दबाव कोण को उतना कम बनाये रखना चाहेंगे। 
• नीचे दी गयी आकृति स्पष्ट रूप से बताती है कि दबाव कोण आधार वृत्त के व्यास के असमानुपाती होती है। जैसे ही हम कैम का आकार बढ़ाते हैं, वैसे ही दबाव कोण कम हो जाता है, इसलिए दबाव कोण को जितना संभव हो उतना छोटा बनाये रखने के लिए आधार वृत्त को जितना संभव हो उतना बड़ा होना चाहिए। 

Additional Information

पिच वृत्त:

पिच बिंदु के माध्यम से कैम केंद्र से एक वृत्त। 

पिच वृत्त त्रिज्या का प्रयोग दिए गए दबाव कोण के लिए न्यूनतम आकार के कैम की गणना करने के लिए किया जाता है। 

पिच वक्र:

अनुगामी पर ट्रेसबिंदु द्वारा बनाये गए पथ को एक स्थिर कैम के चारों ओर घुमाया जाता है। 

पिच वृत्त (संदर्भ वृत्त):

पिच वक्र के माध्यम से कैम केंद्र से सबसे छोटा वृत्त। 

आकृति और गति के अक्ष के आधार पर कैम अनुगामी के निम्नलिखित प्रकारों का उपयोग अध्ययन में किया जाता है:

1. नुकीला या क्षुर धार अनुगामी 
2. रोलर अनुगामी 
3. समतल मुख वाले अनुगामी और 
4. गोलाकार अनुगामी 

1. क्षुर धार अनुगामी:

• एक क्षुर धार अनुगामी में नुकीला क्षुर धार कैम के साथ संपर्क में होते हैं। इस प्रकार के अनुगामी वास्तव में क्षुर धार पर घर्षण की उच्च दर के कारण बहुत कम उपयोग में आते हैं। हालाँकि किसी भी आकृति का कैम इसके साथ कार्य करता है।

2. रोलर अनुगामी:

• रोलर अनुगामी में रोलर को अनुगामी समायोजन के लिए एक पिन द्वारा समायोजित किया जाता है। इस प्रकार के अनुगामी वास्तव में घर्षण की निम्न दर और कैम के साथ उपयुक्त घूर्णन संपर्क के कारण बहुत व्यक्त रूप से उपयोग किया जाते हैं।
• रोलर अनुगामी का उपयोग गैस और तेल इंजन में किया जाता है। उनका उपयोग उच्च कैम परिधीय वेग पर उनके सीमित घर्षण के कारण विमान के इंजन में भी किया जाता है।

3. समतल अनुगामी:

• एक समतल अनुगामी में पूर्ण रूप से समतल मुख कैम एक साथ संपर्क में होते हैं। इस अनुगामी में संपर्क सतहों के बीच फिसलन गति होगी लेकिन घर्षण को अनुगामी के अक्ष का समायोजन करके काफी कम किया जा सकता है। इस प्रकार के अनुगामी उच्च सतह प्रतिबल उत्पादित करते हैं।

4. गोलाकार अनुगामी:

• गोलाकार अनुगामी में गोलाकार सतह कैम के साथ संपर्क में होते हैं।
• समतल अनुगामी में उत्पादित सतह प्रतिबलों को कम करने के लिए बड़ी वृत्त त्रिज्या की सतह वाली एक गोलाकार आकृति समतल छोर के लिए प्रदान की जाती है।
• गोलाकार अनुगामी का उपयोग स्वचालित इंजन में भी किया जाता है।

बेलनाकार कैम या बैरल कैम वह कैम होता है जिसमें अनुगामी बेलन की सतह पर गति करता है। सबसे सामान्य प्रकार में, अनुगामी, बेलन की सतह पर बने खांचे पर गति करता है। इस प्रकार के कैम का उपयोग घूर्णित गति को रैखिक गति में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है।

संकल्पना:

संकल्पना:आधार वृत्त: यह सबसे छोटा वृत्त है, जो कैम प्रोफाइल के स्पर्श-रेखीय होता है। आधार वृत्त कैम के समग्र आकार को निर्धारित करता है और इसलिए यह एक मौलिक विशेषता है।

पिच वक्र: यदि हम स्थापित कैम को पकड़ते हैं और कैम के विपरीत दिशा में अनुगामी को घूमाते हैं, तो ट्रेस बिंदु के बिन्दुपथ द्वारा उत्पन्न वक्र पिच वक्र कहलाता है। एक चाकू के धार के अनुगामी के लिए, पिच वक्र और कैम प्रोफाइल समान होते हैं जबकि रोलर अनुगामी के लिए वे रोलर की त्रिज्या से अलग होते हैं।    

पिच बिंदु: पिच बिंदु अधिकतम दबाव कोण के बिंदु से अनुरूप होता है, और पिच बिंदु से गुज़रने के लिए कैम केंद्र पर अपने केंद्र के साथ खींचा गया चक्र पिच वृत्त के रूप में जाना जाता है।

प्रमुख वृत्त: यह सबसे छोटा वृत्त होता है जिसे कैम के केंद्र और स्पर्श रेखा से पिच वक्र तक खींचा जा सकता है।

वाल्व का प्रयोग सिलेंडर के प्रवेशिका और निकासी प्रवाह को खोलने और बंद करने के लिए किया जाता है। इनका संचालन कैमशाफ़्ट की गति द्वारा किया जाता है।

वाल्व संचालन प्रक्रिया:

जब कैमशाफ़्ट घूमता है, तो कैम लोब टैप्पट को ऊपर की ओर उठाता है। जब टैप्पट ऊपर की ओर जाता है, तो यह दबाव-रॉड और दोलन भुजा के छोर को ऊपर की ओर धकेलता है। दोलन भुजा के टिप का दूसरा छोर नीचे की ओर जाता है और वाल्व स्प्रिंग के तनाव के विरुद्ध खुलता है।

इसलिए कैम की गति दोलन की भुजा के माध्यम से वाल्व में स्थानांतरित होती है।

सरल आवर्त गति: चूँकि अनुगामी सरल आवर्त गति के साथ गतिमान है, इसलिए साइन वक्र और त्वरण आरेख वाला वेग आरेख कोसाइन वक्र है। 

• अनुगामी का वेग प्रारंभ में शून्य है और इसके स्ट्रोक के अंत पर मध्य-स्ट्रोक पर अधिकतम तक धीरे-धीरे बढ़ता है। 
• अनुगामी का त्वरण प्रारंभ में अधिकतम होता है और स्ट्रोक अंत पर मध्य-स्ट्रोक पर शून्य तक कम हो जाता है। 

संकल्पना:

गति की आकृति और अक्ष के आधार पर कैम अनुगामी के निम्नलिखित प्रकारों का प्रयोग अभ्यास में किया जाता है:

1. नोकदार या चाकू की तरह किनारे वाला अनुगामी 
2. रोलर अनुगामी 
3. समतल मुख वाला अनुगामी 
4. गोलाकार अनुगामी 

नुकीला-किनारा वाला अनुगामी:

• नुकीला-किनारे वाले अनुगामी में एक तीव्र नुकीला किनारा कैम एक साथ संपर्क में होता है। 
• इस प्रकार के अनुगामी नुकीले किनारे पर घर्षण की उच्च दर के कारण बहुत कम वास्तविक प्रयोग में आते हैं। 
• हालाँकि, किसी भी आकृति वाला कैम इसके साथ कार्य कर सकता है। 

रोलर अनुगामी:

• एक रोलर अनुगामी में, एक रोलर को पिन द्वारा अनुगामी असेंबली में रखा जाता है।
• इस प्रकार के अनुगामी का प्रयोग बहुत व्यापक रूप से घर्षण के निम्न दर और कैम के साथ पूर्ण घूर्णी संपर्क के कारण अभ्यास में किया जाता है। 
• रोलर अनुगामी का प्रयोग गैस और तेल इंजन में किया जाता है। 
• वे उच्च कैम परिधीय वेग पर उनके सीमित घर्षण के कारण विमान इंजनों में प्रयोग किये जाते हैं। 

समतल अनुगामी:

• समतल अनुगामी में पूर्ण रूप से समतल मुख कैम के साथ संपर्क में होता है। इस अनुगामी में संपर्क वाले सतहों के बीच सर्पी गति होगी लेकिन घर्षण को अनुगामी के अक्ष को संतुलित करके काफी कम किया जा सकता है। 
• इस प्रकार के अनुगामी उच्च सतह प्रतिबल उत्पादित करते हैं। 

गोलाकार अनुगामी:

• गोलाकार अनुगामी में गोलाकार सतह कैम के साथ संपर्क में होते हैं। 
• समतल अनुगामी में उत्पादित सतह प्रतिबल को कम करने के क्रम में बड़ी वृत्त त्रिज्या की सतह वाली एक वृत्ताकार आकृति समतल छोर पर दी गयी है। 
• गोलाकार अनुगामी का प्रयोग स्वचालित इंजनों में भी किया जाता है।