প্ল্যানেটারি গিয়ার রিডাকশন

আপাতদৃষ্টিতে মনে হতে পারে যে গিয়ারের সংখ্যা বা আকার "কমানো" হচ্ছে, যা আংশিকভাবে সত্য। যখন ইঞ্জিন বা বৈদ্যুতিক মোটরের মতো কোনো ঘূর্ণনশীল যন্ত্রের আউটপুট গতি কমানো এবং/অথবা টর্ক বাড়ানোর প্রয়োজন হয়, তখন কাঙ্ক্ষিত ফলাফল অর্জনের জন্য সাধারণত গিয়ার ব্যবহার করা হয়। গিয়ার "হ্রাস" বিশেষভাবে ঘূর্ণনশীল যন্ত্রটির গতিকে বোঝায়; ১:১ এর চেয়ে বড় একটি গিয়ার অনুপাত দ্বারা ভাগ করে ঘূর্ণনশীল যন্ত্রটির ঘূর্ণন গতি "কমানো" হয়। ১:১ এর চেয়ে বড় গিয়ার অনুপাত তখনই অর্জিত হয় যখন কম সংখ্যক দাঁতযুক্ত একটি ছোট গিয়ার (হ্রাসকৃত আকারের) বেশি সংখ্যক দাঁতযুক্ত একটি বড় গিয়ারের সাথে সংযুক্ত হয়ে সেটিকে চালনা করে।

গিয়ার রিডাকশন টর্কের উপর বিপরীত প্রভাব ফেলে। কিছু কর্মদক্ষতা হ্রাস বাদ দিয়ে, টর্ককে গিয়ার অনুপাত দ্বারা গুণ করার মাধ্যমে ঘূর্ণনশীল যন্ত্রের আউটপুট টর্ক বৃদ্ধি করা হয়।

যদিও অনেক ক্ষেত্রে গিয়ার রিডাকশন গতি কমায় এবং টর্ক বাড়ায়, অন্য ক্ষেত্রে এটি গতি বাড়াতে এবং টর্ক কমাতে ব্যবহৃত হয়। উইন্ড টারবাইনের জেনারেটরগুলো তুলনামূলকভাবে ধীর টারবাইন ব্লেডের গতিকে বিদ্যুৎ উৎপাদনে সক্ষম উচ্চ গতিতে রূপান্তর করতে এই পদ্ধতিতে গিয়ার রিডাকশন ব্যবহার করে। এই ধরনের প্রয়োগে ব্যবহৃত গিয়ারবক্সগুলো, গতি কমানো ও টর্ক বাড়ানোর ক্ষেত্রে ব্যবহৃত গিয়ারবক্সগুলোর বিপরীতভাবে তৈরি করা হয়।

গিয়ার রিডাকশন কীভাবে সম্পন্ন হয়? অনেক ধরনের রিডিউসার গিয়ার রিডাকশন করতে সক্ষম, যার মধ্যে প্যারালাল শ্যাফট, প্ল্যানেটারি এবং রাইট-অ্যাঙ্গেল ওয়ার্ম গিয়ারবক্স অন্যতম। প্যারালাল শ্যাফট গিয়ারবক্সে (বা রিডিউসারে), একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক দাঁতযুক্ত পিনিয়ন গিয়ার আরও বেশি সংখ্যক দাঁতযুক্ত একটি বড় গিয়ারের সাথে মেশ করে এবং সেটিকে চালনা করে। বড় গিয়ারের দাঁতের সংখ্যাকে ছোট গিয়ারের দাঁতের সংখ্যা দিয়ে ভাগ করে “রিডাকশন” বা গিয়ার রেশিও গণনা করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, যদি একটি বৈদ্যুতিক মোটর ১৩-দাঁতযুক্ত একটি পিনিয়ন গিয়ারকে চালনা করে যা ৬৫-দাঁতযুক্ত একটি গিয়ারের সাথে মেশ করে, তাহলে ৫:১ রিডাকশন অর্জিত হয় (৬৫ / ১৩ = ৫)। যদি বৈদ্যুতিক মোটরের গতি ৩,৪৫০ আরপিএম হয়, তাহলে গিয়ারবক্স এই গতিকে পাঁচগুণ কমিয়ে ৬৯০ আরপিএম করে। যদি মোটরের টর্ক ১০ পাউন্ড-ইঞ্চি হয়, তাহলে গিয়ারবক্স এই টর্ককে পাঁচগুণ বাড়িয়ে ৫০ পাউন্ড-ইঞ্চি করে (গিয়ারবক্সের কর্মদক্ষতার কারণে হওয়া ক্ষতি বাদ দেওয়ার আগে)।

প্যারালাল শ্যাফট গিয়ারবক্সে অনেক সময় একাধিক গিয়ার সেট থাকে, যার ফলে গিয়ার রিডাকশন বৃদ্ধি পায়। প্রতিটি গিয়ার সেট স্টেজের স্বতন্ত্র গিয়ার রেশিও গুণ করে মোট গিয়ার রিডাকশন (অনুপাত) নির্ধারণ করা হয়। যদি একটি গিয়ারবক্সে ৩:১, ৪:১ এবং ৫:১ গিয়ার সেট থাকে, তবে মোট অনুপাত হবে ৬০:১ (৩ x ৪ x ৫ = ৬০)। আমাদের উপরের উদাহরণে, একটি ৬০:১ গিয়ারবক্স ব্যবহার করে ৩,৪৫০ আরপিএমের বৈদ্যুতিক মোটরের গতি কমে ৫৭.৫ আরপিএম হবে। এর ফলে বৈদ্যুতিক মোটরের ১০ পাউন্ড-ইঞ্চি টর্ক বেড়ে ৬০০ পাউন্ড-ইঞ্চি হবে (দক্ষতা হ্রাসের আগে)।

যদি একটি পিনিয়ন গিয়ার এবং তার সঙ্গী গিয়ারের দাঁতের সংখ্যা সমান হয়, তবে কোনো হ্রাস ঘটে না এবং গিয়ার অনুপাত হয় ১:১। এই গিয়ারটিকে আইডলার বলা হয় এবং এর প্রধান কাজ হলো গতি কমানো বা টর্ক বাড়ানোর পরিবর্তে ঘূর্ণনের দিক পরিবর্তন করা।

প্ল্যানেটারি গিয়ার রিডিউসারে গিয়ার রেশিও গণনা করা ততটা সহজবোধ্য নয়, কারণ এটি সান এবং রিং গিয়ারের দাঁতের সংখ্যার উপর নির্ভরশীল। প্ল্যানেট গিয়ারগুলো আইডলার হিসেবে কাজ করে এবং গিয়ার রেশিওকে প্রভাবিত করে না। প্ল্যানেটারি গিয়ার রেশিও হলো সান এবং রিং গিয়ারের মোট দাঁতের সংখ্যার যোগফলকে সান গিয়ারের দাঁতের সংখ্যা দিয়ে ভাগ করার সমান। উদাহরণস্বরূপ, একটি ১২-দাঁতের সান গিয়ার এবং ৭২-দাঁতের রিং গিয়ারযুক্ত প্ল্যানেটারি সেটের গিয়ার রেশিও হলো ৭:১ ([১২ + ৭২]/১২ = ৭)। প্ল্যানেটারি গিয়ার সেটগুলো প্রায় ৩:১ থেকে প্রায় ১১:১ পর্যন্ত রেশিও অর্জন করতে পারে। যদি আরও বেশি গিয়ার রিডাকশনের প্রয়োজন হয়, তবে অতিরিক্ত প্ল্যানেটারি স্টেজ ব্যবহার করা যেতে পারে।

একটি রাইট-অ্যাঙ্গেল ওয়ার্ম ড্রাইভের গিয়ার রিডাকশন নির্ভর করে ওয়ার্মের প্যাঁচ বা ‘স্টার্ট’-এর সংখ্যা এবং এর সঙ্গী ওয়ার্ম হুইলের দাঁতের সংখ্যার উপর। যদি ওয়ার্মে দুটি স্টার্ট থাকে এবং সঙ্গী ওয়ার্ম হুইলে ৫০টি দাঁত থাকে, তাহলে এর ফলে গিয়ার রেশিও হয় ২৫:১ (৫০ / ২ = ২৫)।