एक्सियल प्रकार के वाल्वों के रैक-एंड-पिनियन तंत्र में घर्षण को कम करने के कार्य का समाधान।

परिचय

एक्सियल वाल्व का उपयोग गैसों और तरल पदार्थों के संचरण से संबंधित कई क्षेत्रों में किया जाता है। इनका उपयोग गैस परिवहन और गैस उत्पादन प्रणालियों, रिफाइनरियों, ट्रंक पाइपलाइनों और कई अन्य क्षेत्रों में किया जाता है।

एक्सियल प्रकार का निर्माण कॉम्पैक्ट आकार की विशेषता रखता है और बड़ी संचरण क्षमता, कम शोर और टर्बुलेंस स्तर प्रदान करता है, और कटाव (इरोशन) को रोकता है।

चित्र 1 – एक्सियल प्रकार के वाल्व का रैक-एंड-पिनियन ड्राइव तंत्र

हालाँकि, वाल्व निर्माण में मोबाइल मेट पुर्जों के घर्षण से संबंधित कुछ समस्याग्रस्त स्थान होते हैं, जो महत्वपूर्ण सीमा तक आइटम की दक्षता और ऑपरेटिंग गुणों को परिभाषित करते हैं।

इस कार्य को ठोस स्नेहन (सॉलिड लुब्रिकेशन) तकनीक का उपयोग करके हल किया जा सकता है।

एक्सियल प्रकार के वाल्व के मूल तत्व निम्नलिखित हैं: एक बाहरी केस, एक आंतरिक केस, एक पिस्टन, एक पिस्टन रॉड, एक वाल्व स्पिंडल रॉड और एक सेपरेटर। बाहरी और आंतरिक केस आमतौर पर एक ही कास्ट पार्ट होते हैं।

पिस्टन गियर ट्रांसमिशन के माध्यम से वाल्व के साथ अक्षीय रूप से चलता है जिसमें समकोण पर स्थित दो हेलिकल रैक होते हैं जो क्रमशः एक पिस्टन रॉड और एक वाल्व स्पिंडल होते हैं। गियर ट्रांसमिशन के तत्व उच्च सटीकता के साथ बनाए जाते हैं और न्यूनतम गैप प्रदान करते हैं।

ऐसे समाधान का मुख्य दोष घर्षण हानि में वृद्धि है क्योंकि रैक उच्च भार पर स्लाइडिंग मोड में काम करते हैं। इसके लिए ड्राइव की ओर से अधिक प्रयास की आवश्यकता होती है। तंत्र के संचालन के दौरान, घर्षण बल इतने मजबूत हो सकते हैं कि वे ट्रांसमिशन जाम होने के जोखिम के साथ रैक के महत्वपूर्ण लचीले विरूपण (इलास्टिक डिफॉर्मेशन) का कारण बनते हैं। साइक्लिंग ऑपरेशन में, घर्षण सतहों की गुणवत्ता में टूट-फूट और अपरिवर्तनीय परिवर्तन होते हैं, और जब्ती (सीज़र) और जाम होने की संभावना बढ़ जाती है।

रैक-एंड-पिनियन गियर उच्च संपर्क दबाव और धीमी गति की स्थितियों में काम करता है। ऐसी स्थिति में कोई भी स्नेहक संपर्क क्षेत्र से बाहर निकल जाता है, और इस प्रकार केवल एक पतली सीमा फिल्म बनाता है जो पर्याप्त प्रभावी नहीं होती है।

घर्षण को कम करने के कार्य को हल करने के लिए ठोस स्नेहन तकनीक का अनुप्रयोग यहाँ सर्वोत्तम है

यह तकनीक विशेष रूप से अत्यधिक परिस्थितियों में काम करने के लिए बनाई गई थी जब पारंपरिक तेल और ग्रीस प्रभावी नहीं होते हैं।

ठोस स्नेहक सामग्री -200°C से +600°C के तापमान पर काम करती है

2500 MPa तक के संपर्क दबाव पर

वे 0.5 m/s तक धीमी स्लाइडिंग पर 0.03 तक निम्न घर्षण गुणांक प्रदर्शित करते हैं

पुर्जों पर एंटी-फ्रिक्शन कोटिंग्स लगाकर ठोस स्नेहन तकनीक को साकार किया जा सकता है

एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स (ASCs) क्या हैं?

चित्र 2

चित्र 3

एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स (ASC) तकनीक पुर्जे की सतह पर 5 से 20 µm मोटी मिश्रित परत बनाने में सक्षम बनाती है। यह परत एक पॉलीमर मैट्रिक्स है जो बेस से मजबूती से बंधी होती है, जबकि इसकी कोशिकाएं ठोस स्नेहन सामग्री के अल्ट्राफाइन कणों से भरी होती हैं (चित्र 2, 3 देखें)। कोटिंग में उच्च संपीड़न शक्ति (कम्प्रेशन स्ट्रेंथ) और कम कतरनी शक्ति (शीयर स्ट्रेंथ) होती है। परिणामस्वरूप, शुष्क घर्षण गुणांक उन संपर्क दबावों पर कुछ सौवें हिस्से के मान तक पहुँच जाता है जो बेस की सामग्री की प्रवाह सीमा के अनुरूप होते हैं।

मोडेंजी (Modengy) रूसी कंपनी ने रैक-एंड-पिनियन गियर के पुर्जों के लिए एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स विकसित की हैं

इन कोटिंग्स को सफलतापूर्वक मंजूरी मिल गई है, और ये तीन से पांच गुना घर्षण कम करने और यूनिट की सेवा अवधि में तदनुरूपी वृद्धि प्रदान करती हैं। विशिष्ट एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स का प्रदर्शन नीचे तालिका 1 में दिया गया है।

कोटिंग्स को केवल एक बार लगाया जाना है, और वे आवश्यक सतह स्नेहन और सुरक्षा प्रदान करते हुए आइटम की पूरी सेवा अवधि के दौरान काम करती रहती हैं।

एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स को प्रारंभिक रूप से तैयार सतह पर तरल एजेंट का छिड़काव करके लगाया जाता है

कोटिंग 10 मिनट के भीतर सूखकर चिपकने से मुक्त हो जाती है, और फिर पुर्जे को बिना किसी संदूषण या क्षति के जोखिम के सुरक्षित रूप से ले जाया जा सकता है

एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स का पूर्ण क्यूरिंग निश्चित तापमान (+130°C से +200°C) के संपर्क में आने के बाद होता है, इसमें 40 से 70 मिनट लगते हैं

तालिका 1. एंटी-फ्रिक्शन सॉलिड-फिल्म कोटिंग्स की संरचना और विशेषताएं

चित्र 4 – MODENGY कोटिंग से ढके रैक-एंड-पिनियन वाल्व के पुर्जे

Modengy 1005 को Modengy 1004 की तुलना में काफी उच्च पहनने के प्रतिरोध (wear resistance) द्वारा विशेषता दी गई है (तालिका 1 देखें)। Modengy 1004 का मुख्य लाभ उच्च संक्षारण विरोधी गुण है, और यह तथ्य कि इस कोटिंग का उपयोग उन सामग्रियों के लिए किया जा सकता है जो संक्षारण प्रतिरोधी नहीं हैं, उन्हें आवश्यक सुरक्षा और स्नेहन प्रदान करती हैं। चित्र 4 पर आप Modengy 1004 से ढके रैक-एंड-पिनियन गियर वाल्व के पुर्जों की फोटो देख सकते हैं।