Rotating और Reciprocating Unbalance से Excitation कैसे होता है? | हिंदी में Guide

Vibration analysis में Excitation का मतलब होता है किसी system में external या internal कारणों से उत्पन्न होने वाले periodic forces। Rotating unbalance और reciprocating unbalance दो ऐसे प्रमुख कारण हैं जो machines और engines में unwanted vibration पैदा करते हैं। इस ब्लॉग में हम जानेंगे कि ये unbalances कैसे excitation generate करते हैं और उनका effect क्या होता है।

Introduction

किसी भी rotating machine या reciprocating engine में अगर forces perfectly balance न हों, तो system में periodic disturbance पैदा होता है। यही disturbance vibration को excite करता है, जिसे हम mechanical excitation कहते हैं।

Rotating Unbalance से Excitation

• Unbalanced Mass: जब rotating part (जैसे rotor, fan, flywheel) में mass unevenly distributed हो, तो rotation के दौरान centrifugal force पैदा होता है।
• Dynamic Force Generation: यह centrifugal force rotation के साथ continuously बदलता है, जिससे system vibrate करने लगता है।
• Equation: Exciting force को mathematically लिखा जाता है:
  F = m × r × ω² जहाँ m = unbalanced mass, r = eccentricity, और ω = angular speed।
• Applications: High-speed turbines, compressors और motors में यह effect ज्यादा prominent होता है।

Reciprocating Unbalance से Excitation

• Piston Motion: Reciprocating engines (जैसे IC engines) में piston का motion linear होता है, और उसका inertia force balance करना मुश्किल होता है।
• Unbalanced Inertia Force: यह inertia force engine speed के साथ sinusoidal nature में vary करता है, जिससे periodic excitation पैदा होता है।
• Equation: Inertia force को लिखा जाता है:
  F = m × r × ω² (cosθ + (r/l)cos2θ) यहाँ r = crank radius, l = connecting rod length और θ = crank angle है।
• Practical Effect: यही कारण है कि reciprocating engines में balancing shafts और counterweights का use किया जाता है।

Comparison of Rotating and Reciprocating Unbalance

• Rotating Unbalance: लगातार centrifugal force generate करता है।
• Reciprocating Unbalance: periodic inertia forces पैदा करता है जो crankshaft position पर depend करते हैं।
• Common Effect: दोनों ही machines में vibration, noise और wear बढ़ाते हैं।

Conclusion

Rotating और reciprocating unbalance mechanical systems में vibration excitation के सबसे बड़े कारण हैं। इन्हें control करने के लिए balancing techniques, dampers और proper design methods का उपयोग किया जाता है। अगर इनका ध्यान न रखा जाए, तो machines की life और efficiency दोनों पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है।