स्थैतिक संतुलन (एकल-तल संतुलन) को समझना

परिभाषा: स्थैतिक संतुलन क्या है?

स्थैतिक संतुलन रोटर संतुलन का सबसे सरल रूप है। यह एक ऐसी प्रक्रिया है जो स्थैतिक असंतुलन, एक ऐसी स्थिति जहाँ रोटर का द्रव्यमान केंद्र उसके घूर्णन अक्ष से विस्थापित हो जाता है, जिससे एक एकल "भारी बिंदु" बनता है। इस प्रकार का संतुलन, सिद्धांत रूप में, रोटर के स्थिर (स्थिर) अवस्था में रहते हुए भी किया जा सकता है। यदि शुद्ध स्थैतिक असंतुलन वाले रोटर को किसी घर्षणहीन सतह (जैसे चाकू की धार) पर रखा जाए, तो वह तब तक घूमता रहेगा जब तक कि गुरुत्वाकर्षण के कारण भारी बिंदु अपने निम्नतम बिंदु पर स्थिर न हो जाए।

स्थैतिक संतुलन में एक में सुधार करना शामिल है एकल विमान इस भारी बिंदु का प्रतिकार करने के लिए। सुधार के तौर पर, भारी बिंदु के विपरीत 180° पर एक भार रखा जाता है ताकि द्रव्यमान केंद्र को घूर्णन केंद्र पर वापस लाया जा सके।

स्थैतिक असंतुलन बनाम गतिशील असंतुलन

स्थैतिक असंतुलन को "बल असंतुलन" भी कहा जाता है क्योंकि यह एक अपकेन्द्रीय बल उत्पन्न करता है जो घूर्णन केंद्र से त्रिज्यीय रूप से बाहर की ओर कार्य करता है। हालाँकि, यह कोई "युग्मन" या हिलती हुई गति उत्पन्न नहीं करता। यह इसके विपरीत है गतिशील असंतुलन, जो बल और युग्म असंतुलन दोनों का एक संयोजन है और इसे पूरी तरह से हल करने के लिए कम से कम दो तलों में सुधार की आवश्यकता होती है। एक रोटर पूरी तरह से स्थिर रूप से संतुलित हो सकता है, लेकिन फिर भी उसमें एक महत्वपूर्ण युग्म असंतुलन हो सकता है, जिसके कारण घूमते समय उसमें गंभीर कंपन होगा।

स्थैतिक संतुलन कब पर्याप्त है?

स्थैतिक संतुलन केवल एक विशिष्ट प्रकार के रोटरों के लिए ही एक उपयुक्त और पर्याप्त विधि है। यह आमतौर पर उन घटकों के लिए आरक्षित है जो बहुत संकीर्ण या डिस्क के आकार के होते हैं, जहाँ अक्षीय लंबाई व्यास की तुलना में बहुत छोटी होती है। इस प्रकार के रोटरों के लिए, किसी महत्वपूर्ण युग्म असंतुलन की संभावना कम होती है।

रोटर्स के सामान्य उदाहरण जहां एकल-प्लेन स्थैतिक संतुलन अक्सर पर्याप्त होता है, उनमें शामिल हैं:

• पीसने वाले पहिये
• ऑटोमोटिव पहिए और टायर
• एकल, संकीर्ण पंखा या ब्लोअर पहिये
• फ्लाईव्हील्स
• पुली और शीव

किसी भी रोटर के लिए जिसकी लंबाई काफी अधिक हो (जैसे, मोटर आर्मेचर, बहु-चरणीय पंप, या लंबा शाफ्ट), अकेले स्थैतिक संतुलन अपर्याप्त है, और गतिशील संतुलन आवश्यक है।

स्थैतिक संतुलन की विधियाँ

1. चाकू-धार संतुलन

यह पारंपरिक, गैर-घूर्णन विधि है। रोटर को समानांतर, समतल और कम घर्षण वाले चाकू के किनारों पर रखा जाता है। रोटर तब तक घूमता रहेगा जब तक उसका सबसे भारी हिस्सा नीचे न आ जाए। फिर ऊपर (180° विपरीत) एक अस्थायी भार तब तक रखा जाता है जब तक रोटर बिना लुढ़के किसी भी स्थिति में स्थिर न हो जाए। फिर इस भार को स्थायी बना दिया जाता है।

2. वर्टिकल बैलेंसिंग मशीन

आधुनिक स्थैतिक संतुलन अक्सर एक ऊर्ध्वाधर संतुलन मशीन पर किया जाता है। रोटर (जैसे कि एक फ्लाईव्हील या टायर) एक क्षैतिज प्लेट पर रखा होता है जो बल सेंसर द्वारा समर्थित होती है। मशीन रोटर को धीमी गति से घुमाती है, और सेंसर असंतुलित बल की दिशा और परिमाण को मापते हैं, और आवश्यक सुधार को स्क्रीन पर प्रदर्शित करते हैं।

3. एकल-तल क्षेत्र संतुलन

स्थैतिक संतुलन को पोर्टेबल कंपन विश्लेषक का उपयोग करके एक संयोजित मशीन पर क्षेत्र में भी किया जा सकता है। यह प्रभाव गुणांक विधि का एकल-तलीय संस्करण है। कंपन रीडिंग ली जाती है, एक परीक्षण भार जोड़ा जाता है, एक दूसरा रीडिंग लिया जाता है, और उपकरण आवश्यक एकल सुधार भार और उसके कोण की गणना करता है।

सीमाएँ

स्थैतिक संतुलन की मुख्य सीमा युग्म असंतुलन का पता लगाने या उसे ठीक करने में इसकी अक्षमता है। स्थैतिक संतुलन को ऐसे रोटर पर लागू करना जिसमें वास्तव में गतिक असंतुलन हो, कभी-कभी बल घटक को ठीक करके लेकिन युग्म घटक को अनदेखा करके या उसे बढ़ाकर कंपन को और भी बदतर बना सकता है। इसी कारण से, अधिकांश औद्योगिक मशीनों के लिए, द्वि-तल गतिक संतुलन मानक और आवश्यक अभ्यास है।

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