ক্র্যাংক শ্যাফট

আজকের আমাদের আলোচনার বিষয় হলো ক্র্যাংক শ্যাফট। যান্ত্রিক ইঞ্জিন ও মেশিনের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হিসেবে ক্র্যাংক শ্যাফট পিস্টনের সরলগতিকে ঘূর্ণগতিতে রূপান্তরিত করার কাজ করে থাকে। এটি ইঞ্জিনের কর্মক্ষমতা ও শক্তি সংক্রমণে কেন্দ্রীয় ভূমিকা পালন করে।

এই আলোচনায় আমরা ক্র্যাংক শ্যাফটের নির্মাণ, কাজের প্রক্রিয়া, ধরণ এবং এর গুরুত্ব সম্পর্কে বিস্তারিত জানব। চলুন, শুরু করা যাক ক্র্যাংক শ্যাফটের জগতে আমাদের যাত্রা।

ক্র্যাংক শ্যাফট

 

ক্র্যাংক শ্যাফটের কাজ (Functions of Crankshaft):

ক্র্যাংক শ্যাফট একটি গুরুত্বপূর্ণ যন্ত্রাংশ, যা অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনে পিস্টনের রৈখিক (রেসিপ্রোকেটিং) গতিকে ঘূর্ণনগতিতে রূপান্তর করে। এর মাধ্যমে ইঞ্জিন থেকে উৎপন্ন শক্তি বিভিন্ন কাজে ব্যবহারের উপযোগী হয়ে ওঠে। নিচে ক্র্যাংক শ্যাফটের প্রধান কাজগুলো উল্লেখ করা হলো:

১. শক্তি রূপান্তর:
ক্র্যাংক শ্যাফট পিস্টনের রেসিপ্রোকেটিং গতিকে ঘূর্ণনগতিতে রূপান্তর করে যান্ত্রিক শক্তি তৈরি করে। এটি ইঞ্জিনের জ্বালানি-নির্ভর তাপশক্তিকে ব্যবহাযোগ্য গতিশক্তিতে রূপান্তরের অন্যতম মাধ্যম।

২. ইন-ইফেকটিভ ক্র্যাংক অ্যাঙ্গেলের সহায়তা:
পিস্টন, কানেকটিং রড ও ক্র্যাংক শ্যাফট একটি কৌণিক অবস্থানে সংযুক্ত থাকে, যাকে ইন-ইফেকটিভ ক্র্যাংক অ্যাঙ্গেল বলা হয়। দহনের ফলে পিস্টনের উপর যে চাপ সৃষ্টি হয়, তা এই কৌণিক অবস্থানেই ক্র্যাংক শ্যাফটে প্রভাব ফেলে, যা ঘূর্ণন গতিতে সহায়তা করে।

৩. রাসায়নিক শক্তির রূপান্তর:
জ্বালানির রাসায়নিক শক্তি দহনক্রিয়ার মাধ্যমে প্রথমে তাপ ও চাপ শক্তিতে এবং পরে এই শক্তি ক্র্যাংক শ্যাফটের মাধ্যমে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। এই রূপান্তর প্রক্রিয়া ইঞ্জিনের কার্যক্ষমতার মূল ভিত্তি।

৪. ঘূর্ণন গতির উৎপাদন:
কানেকটিং রডের মাধ্যমে প্রাপ্ত পিস্টনের রেসিপ্রোকেটিং গতি কৌণিক কারণে মোচড়ানো গতিতে (torsional motion) রূপান্তরিত হয়। এই মোচড়ানো গতি ক্র্যাংক শ্যাফটে ঘূর্ণন গতি তৈরি করে, যা যান্ত্রিক শক্তি হিসেবে ব্যবহৃত হয়।

৫. শক্তির প্রেরণ ও ব্যবহার:
ক্র্যাংক শ্যাফট থেকে উৎপাদিত যান্ত্রিক শক্তি ফ্লাই হুইল এর মাধ্যমে বিভিন্ন যন্ত্র যেমন—জেনারেটর, পাম্প, যানবাহন (গাড়ি, ট্রাক, ট্র্যাক্টর ইত্যাদি)-এ প্রেরিত হয়। এইভাবে এটি প্রাইম মুভার (Prime Mover) হিসেবে কাজ করে।

 

চিত্র : ক্র্যাংক শ্যাফট

 

৬. সহযোগী যন্ত্রাংশ পরিচালনায় শক্তি সরবরাহ:
ইঞ্জিন থেকে উৎপাদিত যান্ত্রিক শক্তির একটি অংশ শুধুমাত্র বাহ্যিক মেশিনচালনার জন্য নয়, বরং ইঞ্জিনের অভ্যন্তরীণ কিছু সহযোগী যন্ত্রাংশ পরিচালনার জন্যও ব্যবহৃত হয়। এই শক্তি ক্র্যাংক শ্যাফট হতে গিয়ার পিনিয়ন, স্প্রকেট ও বেল্টের মাধ্যমে বিভিন্ন উপাদানে প্রেরণ করা হয়।
এর মাধ্যমে ক্যাম শ্যাফট, কুলিং ফ্যান, ডিস্ট্রিবিউটর, অয়েল পাম্প, ওয়াটার পাম্প ইত্যাদি যন্ত্রাংশ সচল রাখা হয়। পাশাপাশি এই শক্তি যানবাহনের চাকা ঘোরানো, ট্র্যাকটর, জেনারেটর, কিংবা অন্যান্য যন্ত্রচালনার কাজেও ব্যবহৃত হয়।

 

ক্র্যাংক শ্যাফটের প্রকারভেদ (Types of Crank Shaft)

ইঞ্জিনের গঠন, কার্যপদ্ধতি, এবং প্রয়োগ অনুযায়ী বিভিন্ন ধরনের ক্র্যাংক শ্যাফট ব্যবহৃত হয়। নিচে ক্র্যাংক শ্যাফটের প্রধান শ্রেণিভেদ বিভিন্ন ভিত্তিতে তুলে ধরা হলো:

১. গঠনের উপর ভিত্তি করে (Based on Construction):

• ক. এক খণ্ড তৈরি ক্র্যাংক শ্যাফট (Monolithic Crankshaft):
  এই ধরনের ক্র্যাংক শ্যাফট একটি পূর্ণাঙ্গ ধাতব খণ্ড থেকে তৈরি হয়। এটি সাধারণত হাই-পারফরম্যান্স ইঞ্জিনে ব্যবহৃত হয় এবং অত্যন্ত মজবুত ও ভারী হয়ে থাকে।
• খ. একাধিক খণ্ডে তৈরি ক্র্যাংক শ্যাফট (Built-up Crankshaft):
  একাধিক খণ্ড (ক্র্যাংক ওয়েব, জার্নাল, অ্যাংক পিন) আলাদাভাবে তৈরি করে পরে বোল্ট বা স্ক্রু দ্বারা সংযুক্ত করা হয়। এটি সাধারণত হালকা যন্ত্রপাতিতে ব্যবহৃত হয়।

চিত্র: একাধিক খণ্ডে তৈরি ক্র্যাংক শ্যাফটের গঠন প্রদর্শন করা হয়েছে।

 

২. জার্নাল ও বিয়ারিং সংখ্যার উপর ভিত্তি করে (Based on Number of Journals and Bearings):

• ক. তিন জার্নাল/বিয়ারিং বিশিষ্ট ক্র্যাংক শ্যাফট:
  এটি ছোট ইঞ্জিনে ব্যবহৃত হয় এবং কম বিয়ারিং থাকার ফলে ঘর্ষণ কম হলেও শক্তি সহনশীলতা তুলনামূলক কম।
• খ. পাঁচ জার্নাল/বিয়ারিং বিশিষ্ট ক্র্যাংক শ্যাফট:
  এটি অধিক ভারবহন ক্ষমতাসম্পন্ন, শক্তিশালী এবং ভারী ইঞ্জিনে ব্যবহৃত হয়।

 

৩. অ্যাংক পিনে কানেকটিং রডের সংখ্যার উপর ভিত্তি করে (Based on Number of Connecting Rods per Crankpin):

• ক. এক কানেকটিং রড সংযোগ উপযোগী ক্র্যাংক পিন:
  সাধারণত এক সিলিন্ডার ইঞ্জিনে ব্যবহৃত হয়, যেখানে প্রতিটি অ্যাংক পিনে একটি কানেকটিং রড সংযুক্ত থাকে।
• খ. দুই (জোড়া) কানেকটিং রড সংযোগ উপযোগী ক্র্যাংক পিন (যেমন: D-type ইঞ্জিন):
  একটি অ্যাংক পিনে দুটি কানেকটিং রড যুক্ত করা হয়, সাধারণত V-টাইপ বা মাল্টি-সিলিন্ডার ইঞ্জিনে ব্যবহৃত হয়।

 

৪. ঘূর্ণনের দিকের উপর ভিত্তি করে (Based on Direction of Rotation):

• ক. লেফট হ্যান্ড ক্র্যাংক শ্যাফট (Left-hand Crankshaft):
  ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে ঘূর্ণন করে।
• খ. রাইট হ্যান্ড ক্র্যাংক শ্যাফট (Right-hand Crankshaft):
  ঘড়ির কাঁটার দিকে ঘূর্ণন করে। এটি সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত।

 

৫. অ্যাংকের বিন্যাস বা ভাঁজের সংখ্যার উপর ভিত্তি করে (Based on Number of Crank Throws or Bends):

• ক. এক ভাঁজ বিশিষ্ট ক্র্যাংক শ্যাফট:
  সাধারণত এক সিলিন্ডার ইঞ্জিনে ব্যবহৃত হয়।
• খ. দুই ভাঁজ বিশিষ্ট ক্র্যাংক শ্যাফট:
  দুটি সিলিন্ডারের জন্য ব্যবহৃত হয়, একাধিক অ্যাংক পিন থাকে।
• গ. তিন ভাঁজ বিশিষ্ট ক্র্যাংক শ্যাফট:
  তিন সিলিন্ডার ইঞ্জিনে ব্যবহৃত, যাতে ঘূর্ণন আরও মসৃণ হয়।
• ঘ. চার ভাঁজ বিশিষ্ট ক্র্যাংক শ্যাফট:
  চার সিলিন্ডার ইঞ্জিনে ব্যবহৃত হয় এবং এটি ভারসাম্য ও শক্তির দিক থেকে উন্নত।

 

চিত্র: একাধিক শকের ক্রাংক শ্যাফট

 

ক্রাংক শ্যাফটের বিভিন্ন অংশের নাম (Name of different parts of Crank Shaft):

একটি ক্র্যাংক শ্যাফট বিভিন্ন যান্ত্রিক অংশ নিয়ে গঠিত, যা একসাথে মিলে ইঞ্জিনের শক্তি উৎপাদন ও সংক্রমণের প্রক্রিয়াকে সম্পূর্ণ করে। নিচে ক্র্যাংক শ্যাফটের প্রধান অংশগুলো ও তাদের কার্যাবলি উল্লেখ করা হলো:

১. ক্র্যাংক শ্যাফট গুলি (Crankshaft Pulley):
ইঞ্জিনের ফ্যান, ওয়াটার পাম্প, অল্টারনেটরসহ অন্যান্য আনুষঙ্গিক যন্ত্রাংশ পরিচালনার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি এই গুলির মাধ্যমে সরবরাহ করা হয়। এটি সাধারণত ক্র্যাংক শ্যাফটের সম্মুখ প্রান্তে স্থাপিত থাকে।

২. ক্র্যাংক শ্যাফট গিয়ার / স্প্রকেট (Crankshaft Gear/Sprocket):
এই গিয়ার বা স্প্রকেট ইঞ্জিনের ক্যাম শ্যাফট চালানোর জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি সরবরাহ করে। টাইমিং বেল্ট বা চেইনের মাধ্যমে এটি ক্যাম শ্যাফটের সাথে সংযুক্ত থাকে।

৩. ক্র্যাংক ওয়েব বা ভরে (Crank Web/Arm):
এটি ক্র্যাংক জার্নাল ও ক্র্যাংক পিনকে সংযুক্ত করে। এটি এমনভাবে ডিজাইন করা হয় যাতে ঘূর্ণন ও বল প্রয়োগের সময় কাঠামোগত ভারসাম্য বজায় থাকে।

৪. কাউন্টার ওয়েট (Counterweight):
ক্র্যাংক পিনের বিপরীত পাশে স্থাপিত কাউন্টার ওয়েট ইঞ্জিনের ভারসাম্য বজায় রাখতে সাহায্য করে। এটি মেইন বিয়ারিংয়ের উপর চাপ কমায় এবং ঘূর্ণনকালীন অয়েলকে ছিটিয়ে দিয়ে পাম্পিং অ্যাকশন সৃষ্টি করে, যা লুব্রিকেশনে সহায়তা করে।

৫. ক্র্যাংক পিন (Crank Pin):
এই পিনের সাথে কানেকটিং রডের বিগ এন্ড যুক্ত থাকে, যার মাধ্যমে পিস্টনের রেসিপ্রোকেটিং গতি ক্র্যাংক শ্যাফটে পৌঁছে। প্রতিটি সিলিন্ডারের জন্য একটি করে ক্র্যাংক পিন থাকে।

৬. ক্র্যাংক জার্নাল (Crank Journal):
এটি ক্র্যাংক শ্যাফটের এমন অংশ, যেটি মেইন বিয়ারিং ও বিয়ারিং ক্যাপের মধ্যে বসে থাকে এবং ইঞ্জিন ব্লকের নির্ধারিত খাঁজে আবদ্ধ থাকে। এই অংশ ঘূর্ণনক্ষম এবং লুব্রিকেটেড অবস্থায় থাকে।

৭. অয়েল প্যাসেজ (Oil Passage):
এটি ক্র্যাংক শ্যাফটের অভ্যন্তরীণ সরু পথ, যা মেইন বিয়ারিং থেকে ক্র্যাংক পিন এবং বিগ এন্ড বিয়ারিং পর্যন্ত লুব্রিকেন্ট (তেল) পৌঁছাতে সাহায্য করে। এই প্যাসেজ ইঞ্জিনের অভ্যন্তরে ঘর্ষণ ও পরিধান কমাতে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

৮. ফ্লাই হুইল (Flywheel):
এটি ক্র্যাংক শ্যাফটের পেছনের প্রান্তে যুক্ত একটি ভারী চাকতি, যা ক্র্যাংক শ্যাফটের ঘূর্ণন শক্তিকে মসৃণ ও ধারাবাহিক রাখে। এটি যান্ত্রিক শক্তিকে সঞ্চিত রাখে এবং প্রাইমোভার বা অন্যান্য যন্ত্রে শক্তি স্থানান্তর করে।

 

প্রশ্নমালা-১৪

অতি সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন

১. ক্র্যাংক শ্যাফট তাপ শক্তিকে কী উপায়ে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে?

২. ইনফেকটিভ ক্র্যাংক অ্যাঙ্গেল কাকে বলে?

৩. ক্র্যাংক শ্যাফট তৈরির দুইটি ধাতুর নাম লেখ।

 

সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন

১. ক্র্যাংক-শ্যাফটের কাজসমূহ উল্লেখ কর।

২. ক্র্যাংক-শ্যাফটের প্রকারভেদ উল্লেখ কর ।

৩. ক্র্যাংক-শ্যাফট কি কি ধাতু দ্বারা তৈরি হয়?

৪. ক্র্যাংক-শ্যাফটের অংশসমূহ লেখ।

 

রচনামূলক প্রশ্ন

১. চিত্রসহ ক্র্যাংক-শ্যাফটের বিভিন্ন অংশের নাম ও কাজ ব্যাখ্যা কর।

২. ক্র্যাংক-শ্যাফটে রেখাচিত্র অঙ্কন কর ।