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

सिद्धांत:

स्क्रू जैक की अधिकतम दक्षता तब होती है जब हेलिक्स कोण α होता है

\(\alpha = 45^\circ- \frac{\phi }{2}\)

नोट:

यदि घर्षण कोण हेलिक्स कोण से अधिक है, तो भार को कम करने के लिए आवश्यक टॉर्क धनात्मक होगा, यह दर्शाता है कि भार को कम करने के लिए एक प्रयास लगाया जाता है। ऐसे स्क्रू को स्व-लॉकिंग स्क्रू के रूप में जाना जाता है।

अतिरिक्त जानकारी

स्क्रू जैक

• एक स्क्रू जैक एक पोर्टेबल उपकरण है जिसमें भार को ऊपर या नीचे उठाने के लिए उपयोग की जाने वाली स्क्रू क्रियाविधि होती है। जैक हाइड्रोलिक और यांत्रिक दो प्रकार के होते हैं
• एक हाइड्रोलिक जैक में एक सिलेंडर और पिस्टन तंत्र होता है। पिस्टन रॉड की गति का उपयोग भार को ऊपर या नीचे उठाने के लिए किया जाता है।
• यांत्रिक जैक या तो हाथ से संचालित या शक्ति चालित हो सकता है

स्क्रू जैक की अधिकतम दक्षता है:

\(\eta = \frac{{1 - sin\phi }}{{1 + sin\phi }} \)

व्याख्या:

एक चूड़ीदार बंधक में पाशन फीचर जोड़ने का प्रभाव

• यांत्रिक असेंबलियों में, संरचना की सुरक्षा और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए बंधकों की अखंडता और स्थिरता बनाए रखना महत्वपूर्ण है।
• एक सामान्य चुनौती कंपन के कारण बंधक का ढीला होना है, जो असेंबली को समझौता कर सकता है।
• इस समस्या का समाधान करने के लिए, चूड़ीदार बंधकों में विभिन्न पाशन सुविधाएँ जोड़ी जा सकती हैं। ऐसी ही एक विशेषता नायलॉन इंसर्ट है, जिसे नायलॉन लॉकनट के रूप में भी जाना जाता है।
• नायलॉन इंसर्ट एक बहुलक वलय है जिसे नट के थ्रेड्स के भीतर रखा जाता है।
• जब नट को बोल्ट या स्क्रू पर कस दिया जाता है, तो थ्रेड्स नायलॉन में कट जाते हैं, जिससे घर्षण प्रतिरोध पैदा होता है।
• यह प्रतिरोध नट को पीछे हटने से रोकता है, यहां तक कि कंपन और गतिशील भार की स्थितियों में भी।

प्राथमिक प्रभाव:

एक चूड़ीदार बंधक में पाशन फीचर, जैसे कि नायलॉन इंसर्ट, जोड़ने का प्राथमिक प्रभाव है:

विकल्प 1: कंपन के कारण बंधक को ढीला होने से रोकता है।

यह सही उत्तर है। नायलॉन इंसर्ट एक घर्षण बल बनाता है जो घुमाव का विरोध करता है, प्रभावी रूप से कंपन और गतिशील बलों के अधीन होने पर बंधक को ढीला होने से रोकता है। यह विशेषता उन अनुप्रयोगों में विशेष रूप से मूल्यवान है जहाँ कंपन एक महत्वपूर्ण चिंता का विषय है, जैसे कि वाहनों, एयरोस्पेस और मशीनरी घटकों में।

लाभ:

• बंधकों के ढीले होने से रोककर यांत्रिक असेंबलियों की बढ़ी हुई विश्वसनीयता।
• चूड़ीदार संयोजन की स्थिरता में सुधार के लिए लागत प्रभावी समाधान।
• अतिरिक्त उपकरणों या जटिल प्रक्रियाओं की आवश्यकता के बिना कार्यान्वित करना आसान है।

नुकसान:

• उच्च तापमान वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हो सकता है जहाँ नायलॉन खराब हो सकता है या पिघल सकता है।
• समय के साथ नायलॉन इंसर्ट के पहनने और क्षरण की संभावना, विशेष रूप से उच्च कंपन वाले वातावरण में।

अनुप्रयोग:

• वाहनों उद्योग: एक चलते वाहन के कंपन के तहत बंधकों को सुरक्षित रखने के लिए विभिन्न घटकों में उपयोग किया जाता है।
• एयरोस्पेस उद्योग: गतिशील बलों और कंपन के अधीन समतलों में असेंबलियों की अखंडता बनाए रखने में महत्वपूर्ण है।
• मशीनरी और उपकरण: औद्योगिक मशीनरी में आमतौर पर उपयोग किया जाता है जहाँ कंपन प्रचलित है।

अवधारणा:

स्क्रू थ्रेड्स का उपयोग अक्सर जैक, प्रेस और अन्य मशीनों में किया जाता है।

स्क्रू थ्रेड आनत तल के रूप में कार्य करता है जिसका आनत कोण हेलिक्स कोण α के बराबर होता है जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।

थ्रेड का हेलिक्स कोण α है, जहाँ, tanα = \(\frac{np}{2\pi r}\)

जहाँ, np = स्क्रू का लीड, r = स्क्रू की माध्य त्रिज्या।

हेलिक्स कोण 'α' घर्षण कोण 'ϕ' से अधिक हो सकता है। जहाँ ϕ = tan-1 μ जहाँ μ = स्थैतिक घर्षण का गुणांक।

मान लीजिये, α > ϕ,

इस स्थिति में, एक बार स्क्रू जैक पर भार उठा लिया जाता है, तो हैंडल से प्रयास हटाने के बाद, स्क्रू थ्रेड नीचे लुढ़केंगे और भार कम हो जाएगा।

स्क्रू जैक प्रतिवर्ती हो जाएगा, जो स्क्रू जैक के लिए अवांछनीय है।

इसलिए, एक स्क्रू जैक के लिए, थ्रेड्स का हेलिक्स कोण α, हमेशा घर्षण कोण ϕ से कम होना चाहिए।

व्याख्या:

वर्ग और समलम्ब चूड़ी सामान्यतौर उपयोग किए जाने वाली चूड़ी हैं।

वर्गाकार चूड़ी: इस चूड़ी में फ्लैंक चूड़ी के अक्ष के लंबवत होते हैं। इसका उपयोग गति या शक्ति को प्रेषित करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए फ्लाई प्रेस, पेंच जैक, वाइस हैंडल, क्रॉस-स्लाइड और यौगिक सर्पी इत्यादि।

समलम्ब चूड़ी: इन चूड़ी में एक प्रोफ़ाइल होता है जो ना तो वर्गाकार और ना ही V चूड़ी रूप में होता है और यह समलम्ब का एक रूप होता है। समलम्ब चूड़ी के विभिन्न रूप एक्मे चूड़ी, बटरेस चूड़ी, सॉ-टूथ चूड़ी, वार्म चूड़ी हैं

• एक्मे चूड़ी: इसमें 29° का एक समाविष्ट कोण होता है। इन्हें खराद लीड पेंच में उपयोग किया जाता है।
• सहायक चूड़ी: इस चूड़ी में एक फ्लैंक चूड़ी के अक्ष के लंबवत होता है और अन्य फ्लैंक 45° पर होता है। इन चूड़ी का उपयोग पॉवर प्रेस, बढ़ईगीरी वाईस, बंदूक ब्रीच, शाफ़्ट आदि में किया जाता है।
• जोड़ चूड़ी: जोड़ चूड़ी का आकार समलम्ब नहीं होता है, लेकिन यह एक गोलाकार में होता है। इसके अनुप्रयोग सीमित होते हैं। इसका उपयोग वाल्व स्पिंडल, रेलवे कैरिज युग्मन, नली संपर्क इत्यादि के लिए किया जाता है।

संकल्पना:

जब कुंडलित कोण α होता है, तो स्क्रू जैक की अधिकतम दक्षता निम्न होती है

\(\alpha = 45^\circ- \frac{\phi }{2}\)

सूचना:

यदि घर्षण कोण कुंडलित कोण से अधिक होता है, तो भार को कम करने के लिए आवश्यक बलाघूर्ण धनात्मक होगा, जो दर्शाता है कि एक प्रयास भार को कम करने के लिए लगाया जाता है। ऐसे स्क्रू को स्वः बंद होने वाले स्क्रू के रूप में जाना जाता है।

Additional Information स्क्रू जैक

• स्क्रू जैक एक वहनीय उपकरण है जिसमें एक स्क्रू तंत्र होता है जिसका इस्तेमाल लोड को बढ़ाने या कम करने के लिए किया जाता है। जैक द्रवीय और यांत्रिक दो प्रकार के होते हैं
• द्रवीय जैक में एक सिलेंडर और पिस्टन तंत्र होता है। पिस्टन रॉड की गति का उपयोग लोड को उठाने या गिराने के लिए उपयोग किया जाता है।
• यांत्रिक जैक या तो हाथ से संचालित या बिजली से संचालित हो सकता है

स्क्रू जैक की अधिकतम दक्षता है:

\(\eta = \frac{{1 - sin\phi }}{{1 + sin\phi }} \)

अवधारणा:

वर्गाकार चूड़ी: इस चूड़ी में फ्लैंक चूड़ी के अक्ष के लंबवत होते हैं। इसका उपयोग गति या शक्ति को प्रेषित करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए फ्लाई प्रेस, पेंच जैक, वाइस हैंडल, क्रॉस-स्लाइड और यौगिक सर्पी इत्यादि।

समलम्ब चूड़ी: इन चूड़ी में एक प्रोफ़ाइल होता है जो ना तो वर्गाकार और ना ही V चूड़ी रूप में होता है और यह समलम्ब का एक रूप होता है। समलम्ब चूड़ी के विभिन्न रूप एक्मे चूड़ी, बटरेस चूड़ी, सॉ-टूथ चूड़ी, वार्म चूड़ी हैं

• एक्मे चूड़ी: इसमें 29 डिग्री का एक समाविष्ट कोण होता है। इन्हें खराद लीड पेंच में उपयोग किया जाता है।
• सहायक चूड़ी: इस चूड़ी में एक फ्लैंक चूड़ी के अक्ष के लंबवत होता है और अन्य फ्लैंक 45° पर होता है। इन चूड़ी का उपयोग पॉवर प्रेस, बढ़ईगीरी वाईस, बंदूक ब्रीच, शाफ़्ट आदि में किया जाता है।
• जोड़ चूड़ी: जोड़ चूड़ी का आकार समलम्ब नहीं होता है, लेकिन यह एक गोलाकार में होता है। इसके अनुप्रयोग सीमित होते हैं। इसका उपयोग वाल्व स्पिंडल, रेलवे कैरिज युग्मन, नली संपर्क इत्यादि के लिए किया जाता है।

विटवर्थ चूड़ी: ब्रिटिश मानक व्हिटवर्थ (BSW) चूड़ी प्रकार की मुख्य विशेषता यह है कि, चूड़ी के फ्लेंक के मध्य कोण 55 डिग्री होता है और चूड़ी के शीर्ष और गर्त दोनों भागों की त्रिज्याएँ होती हैं।

सभी चूड़ी के बीच, केवल सहायक चूड़ी में एक सममित खंड नहीं होता है।

संकल्पना:

पाॅवर स्क्रू: यह एक यांत्रिक उपकरण है जिसका उपयोग घूर्णी गति को रैखिक पारेषण शक्ति में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग स्क्रू जैक, क्लैम्प और वाइसेस में किया जाता है।

स्क्रू-इन स्क्रू-जैक को एक प्रवृत्त समतल के रूप में माना जाता है जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है

तो भार को उठाने के लिए आवश्यक प्रयास निम्न द्वारा दिया जाता है 

P = W tan (α + ϕ)

P = भार को उठाने के लिए स्क्रू की परिधि पर लागू किया गया प्रयास, W = उठाया जाने वाला भार, μ = स्क्रू और नट के बीच घर्षण गुणांक = tan φ, जहाँ φ घर्षण कोण है, α = कुंडलिनी कोण

और भार को नीीचे रखने के लिए आवश्यक प्रयास निम्न द्वारा दिया जाता है। 

P = W tan (ϕ - α)

संकल्पना:

शीर्ष चूड़ी

• शीर्ष चूड़ी का प्रयोग दोनों दिशाओं में भार को उठाने के लिए किया जा सकता है। 
• वे वर्ग चूड़ी की तुलना में मजबूत, निम्न घर्षण वाली सुचारु सतह और निर्माण में आसान होते हैं। 

वर्ग चूड़ी

• इस चूड़ी में पार्श्व चूड़ी के अक्ष के लंबवत होते हैं। 
• इसका उपयोग गति या शक्ति को प्रेषित करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए उड़ान दाब, स्क्रू जैक, वाइस हैंडल, क्रॉस-स्लाइड और यौगिक फिसलन इत्यादि।
• एक वर्ग चूड़ी की दक्षता समलम्बाकार चूड़ी की तुलना में अधिक होती है। 
• यह दोनों दिशाओं में भार और शक्ति को प्रेषित कर सकता है लेकिन यह निर्माण के लिए कठिन होता है। 
• नट पर कोई रेडियल और पक्षीय थ्रस्ट नहीं होता है। 
• चूड़ी पर घर्षण भी एक गंभीर समस्या है। 

समलम्बाकार चूड़ी

• इन चूड़ियों में एक प्रोफ़ाइल होता है जो ना तो वर्ग और ना ही V चूड़ी रूप में होता है और यह समलम्ब का एक रूप होता है। 
• समलम्बाकार चूड़ी के विभिन्न रूप शीर्ष चूड़ी, सहायक चूड़ी, आरिदंत चूड़ी, वार्म चूड़ी हैं। 

​

• शीर्ष चूड़ी: इसमें 29° का एक अंतर्गत कोण मौजूद होता है। इन्हें खराद लेड स्क्रू में उपयोग किया जाता है।
• सहायक चूड़ी: इस चूड़ी में एक पार्श्व चूड़ी के अक्ष के लंबवत होता है और अन्य पार्श्व 45° पर होते हैं। इन चूड़ियों का उपयोग शक्ति दाब, बढ़ईगीरी वाईस, बंदूक ब्रीच, शाफ़्ट आदि में किया जाता है। यह केवल एक दिशा में भार और शक्ति को प्रेषित कर सकती है।  
• जोड़ चूड़ी: जोड़ चूड़ी का आकार समलम्ब नहीं होता है, लेकिन यह एक गोलाकार आकृति में होता है। इसके अनुप्रयोग सीमित होते हैं। इसका उपयोग वाल्व स्पिंडल, रेलवे कैरिज युग्मन, नली संपर्क इत्यादि के लिए किया जाता है।

संकल्पना:

स्क्रू चूड़ी विशिष्ट अनुप्रस्थ काट के सर्पिल खांचे होते हैं जिन्हें बाह्य या आंतरिक भाग में बनाया जाता है। बेलन में बनाई गई स्क्रू चूड़ी सीधी या समानांतर स्क्रू चूड़ी कहलाती है जबकि, शंकु या छिन्नक पर बनाई गई स्क्रू चूड़ी तिर्यक स्क्रू चूड़ी कहलाती है।

क्रेस्ट: पेंच का सबसे ऊँचा भाग जो की दो किनारों को जोड़ता है।

रूट: दो फ्लेंक के बीच खांचे का सबसे निचले भाग को रूट कहते हैं।

पिच: अक्ष के समानांतर और समान अक्षीय तल में और अक्ष के समान ओर एक चूड़ी के एक बिंदु और अगली चूड़ी के समान बिंदु तक की दुरी पिच कहलाती है।

वृहद् व्यास: यह चूड़ी का एक काल्पनिक अधिकतम व्यास होता है जो कि बाह्य या आंतरिक चूड़ी के शीर्ष को छूते हुए निकलता है। इसे शीर्ष व्यास भी कहते हैं।

निम्न व्यास: यह चूड़ी का एक काल्पनिक न्यूनतम व्यास होता है जो कि बाह्य चूड़ी के रूट को छूते हुए निकलता है।

पिच व्यास: यह स्क्रू चूड़ी के वृहद् और निम्न व्यास के मध्य का एक काल्पनिक व्यास है।

स्पष्टीकरण:

वर्गाकार थ्रेड :

इस थ्रेड में, थ्रेड की धुरी फ्लैंक के लंबवत होती हैं। इसका उपयोग गति या शक्ति पारेषित करने के लिए किया जाता है। जैसे फ्लाई-प्रेस, स्क्रू जैक, वाइस हैंडल, क्रॉस-स्लाइड और कम्पाउंड स्लाइड आदि।

गुणधर्म:

• वर्गाकार थ्रेड की दक्षता समलम्बाकार थ्रेड से अधिक होती है क्योंकि इसका प्रोफ़ाइल कोण शून्य होता है।
• यह दोनों दिशाओं में भार और शक्ति संचारित कर सकता है।
• नट पर कोई रेडियल या साइड थ्रस्ट नहीं होता है। इसका निर्माण करना मुश्किल है।
• कम घर्षण के कारण अधिक संचरण क्षमता।
• समलम्बाकार (ट्रेपेज़ॉइडल) थ्रेड की तुलना में कोर व्यास पर कम मोटाई के कारण भार-वहन क्षमता कम होती है।
• थ्रेड पर टूट-फूट भी एक गंभीर समस्या है।

समलम्बाकार थ्रेड्स​: 

• इन थ्रेड्स में एक प्रोफ़ाइल होती है जो न तो वर्गाकार और न ही V थ्रेड फॉर्म की होती है और एक समलंबाकार रूप की होती है।
• ट्रैपेज़ॉइडल थ्रेड्स के विभिन्न रूप ACME थ्रेड, बट्रेस थ्रेड, सॉ-टूथ थ्रेड, वर्म थ्रेड हैं।

स्पष्टीकरण:

शक्ति स्क्रू: यह एक ड्राइव है जिसका उपयोग मशीनरी में घूर्णन गति को शक्ति के संचरण के लिए रैखिक गति में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है.

शक्ति स्क्रू की दक्षता निम्न द्वारा दी जाती है:

\(\eta = \frac{{{\rm{work\;output}}}}{{{\rm{work\;input}}}}\)

\(\eta = \frac{{Fl}}{{P\pi {d_m}}}\)

जहाँ, F = बल, l = वह लंबाई जिसपर स्क्रू लंबवत दिशा में जाता है

\(\eta = \frac{{\tan \alpha }}{{\tan \left( {\alpha + \phi } \right)}}\)     

जहाँ ⍺ = कुंडलिनी कोण या मुख्य कोण

स्पष्टीकरण:

स्टड:

• एक चूड़ीदार छड़, जिसे स्टड के रूप में भी जाना जाता है, एक अपेक्षाकृत लंबी छड़ है जो दोनों छोरों पर चूड़ीदार होती है चूड़ी छड़ की पूरी लंबाई के साथ विस्तारित हो सकती है।
• ये तनाव में उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

Additional Information

रिवेट:

• रिवेट एक लघु बेलनाकार बार है जिसमें शीर्ष लगा होता है।
• यह एक स्थायी बन्धन है।
• व्यापक रूप से प्रकाश धातुओं में शामिल होने के लिए उपयोग किया जाता है।
• शीत रिवेट प्रक्रिया का उपयोग संरचनात्मक जोड़ के लिए किया जाता है जबकि गर्म रिवेट का उपयोग रिसाव रहित जोड़े बनाने के लिए किया जाता है।

एलन बोल्ट:

• इसके शीर्ष में एक षट्कोण सॉकेट के साथ एक बोल्ट को एलन रिंच के साथ उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

वर्णन:

स्वः-बंद होने वाले स्क्रू या मशीन के लिए घर्षण का गुणांक कुंडलित कोण की स्पर्श रेखा से बराबर या अधिक होता है।

शक्ति स्क्रू में भार को कम करने के लिए आवश्यक बलाघूर्ण M_t को निम्न द्वारा ज्ञात किया गया है

\({M_t} = \frac{{W{d_m}}}{2}\tan \left( {ϕ - α } \right)\)

जहाँ, W = स्क्रू पर भार, dm = स्क्रू का औसत व्यास, ϕ = घर्षण कोण और α = कुंडलित कोण

स्थिति 1 जब ϕ ≥ α है। 

tan (ϕ - α ) ≥ 0, इसलिए M_t ≥ 0

अर्थात् एक धनात्मक बलाघूर्ण भार को कम करने के लिए आवश्यक है। 

इस प्रकार भार स्क्रू को नहीं घुमायेगा और जब तक की प्रयास नहीं लगाया जाता है, तक यह स्वयं नीचे नहीं जायेगा। 

स्क्रू की ऐसी स्थितियों को 'स्वः-बंद होने वाले स्क्रू या मशीन' के रूप में जाना जाता है। और स्क्रू ब्रेक को लगाए बिना भार को नियंत्रित नहीं करेगा। 

साथ ही, चूँकि​ ϕ > α 

tan ϕ > tan α 

\(μ > \frac{l}{{\pi {d_m}}}\)    [∵ μ = tan ϕ]

स्थिति 1 जब ϕ < α है। 

tan (ϕ - α ) < 0, इसलिए M_t < 0

अर्थात् ऋणात्मक बलाघूर्ण भार को कम करने के लिए आवश्यक है। 

भार स्क्रू को नीचे घुमायेगा और यह स्वयं तब तक नीचे जायेगा जब तक कि भार को नियंत्रित करने के लिए एक पुनःसंग्रहण बलाघूर्ण की आवश्यकता ना हो। 

स्क्रू की ऐसी स्थितियों को 'स्क्रू का ओवरहॉल' या स्क्रू के पश्च रेखांकन के रूप में जाना जाता है।