প্রোপেলার শ্যাফট বা ড্রাইভ শ্যাফট

প্রোপেলার শ্যাফট বা ড্রাইভ শ্যাফট  – আজকের আলোচনার বিষয়। এই পাঠটি “অটোমোবিল ইঞ্জিনিয়ারিং” বিষয়ের “গিয়ার বক্স বা ট্রান্সমিশন” বিভাগের একটি গুরুত্বপূর্ণ পাঠ।

প্রোপেলার শ্যাফট বা ড্রাইভ শ্যাফট

প্রোপেলার শ্যাফট বা ড্রাইভ শ্যাফট (Propeller shaft or drive shaft) ইঞ্জিনের শক্তিকে ট্রান্সমিশন আউটপুট শ্যাফট থেকে ডিফারেন্সিয়াল পর্যন্ত পৌঁছিয়ে দেওয়াই এই শ্যাফটের কাজ। ইহা একটি স্টীলের ফাঁপা নল বিশেষ। এটা এক বা একাধিক অংশে বিভক্ত থাকে। এতে দুই বা ততোধিক ইউনিভারসেল এবং স্লিপ জয়েন্ট থাকে, যার ফলশ্রুতি হিসাবে গাড়ী রাস্তায় উঁচু নীচু এবং বিভিন্ন রকমের ধাক্কা সত্ত্বেও ড্রাইভ শ্যাফটটি ভেঙ্গে যায় না বা শক্তি সরবরাহে কোন ব্যাঘাত ঘটায় না ।

দুই প্রকার ড্রাইভ শ্যাফট আছে যেমন—

• (ক) টর্ক টিউব ড্রাইভ (torque tube drive)
• (খ) হচ্‌কিস ড্রাইভ (hotchkiss drive)

টকটিউব ড্রাইভ উন্নয়নশীল দেশে খুবই জনপ্রিয়। কিন্তু আমাদের দেশে হকিস পদ্ধতির ব্যবহার বেশী দেখা যায়। টর্ক টিউব ড্রাইভে প্রোপেলার শ্যাফটটি অন্য একটি স্টীলের টিউব দ্বারা আচ্ছাদিত থাকে। ফলে গাড়ী যখন চলে তখন প্রোপেলার শ্যাফটি দেখা যায় না। এই টিউবটির একপ্রান্ত ডিফারেনসিয়াল হাউজিং-এর সাথে আঁটকানো থাকে এবং অন্য প্রান্ত ইউনিভারসেল স্লিপ জয়েন্টের মাধ্যমে ট্রান্সমিশনের সাথে যুক্ত থাকে। টর্ক টিউব গাড়ীর পিছনের দিকের ঝাঁকুনি তীব্রতা নিয়ন্ত্রণ করে। টর্ক টিউব ড্রাইভে কেবলমাত্র একটি ইউনিভারসেল স্লিপ জয়েন্ট থাকে।

হচুকিস পদ্ধতির ড্রাইভ কোন টিউব দ্বারা আচ্ছাদিত থাকে না। গাড়ী চলাচল করলে দেখা যায় যে প্রোপেলার শ্যাফট ঘুরছে। এইজন্যে এই ড্রাইভকে ওপেন পদ্ধতির ড্রাইভও বলে। এই ড্রাইভে দুইটি করে ইউনিভারসেল জয়েন্ট থাকে এবং স্লিপ জয়েন্টও থাকে। টর্ক টিউব ড্রাইভেও স্লিভ জয়েন্ট থাকে। এই ড্রাইভে পিছনের ধাক্কা বহন করার জন্য কান কিছু রাখা হয় না। ধাক্কা নিয়ন্ত্রণ করার জন্য ধাক্কা নিয়ন্ত্রণ স্প্রিং, শ্যাকল ইত্যাদি ব্যবহার করা হয়।

গাড়ী রাস্তায় চলাচলের সময় ড্রাইভ লাইনে বিভিন্ন কোণের সৃষ্টি হয়। উহার সমতা রক্ষা করে ইউনিভারসেল জয়েন্ট। উঁচু নীচু রাস্তার ধাক্কায় কখনও কখনও সামান্য দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি পায়। স্লিপ জয়েন্ট এই প্রবৃদ্ধির সমতা রক্ষা করে থাকে।

ইউনিভারসেল জয়েন্ট (Universal joint) :

৫.৫ চিত্রে ইউনিভারসেল জয়েন্টের বিভিন্ন অংশ দেখানো হয়েছে। এতে দুইটি ইয়র্ক থাকে। এর একটি ড্রাইভিং শ্যাফটের সাথে এবং অন্যটি ড্রিভেন শ্যাফটের সাথে যুক্ত থাকে। ড্রাইভিং এবং ড্রিভেন শ্যাফটের সাথেই স্লিপ জয়েন্ট থাকে। গাড়ীতে সাধারণত তিন ধরনের জয়েন্ট দেখা যায়। যেমন :

• (ক) দুই ইয়র্কবিশিষ্ট স্পাইডার
• (খ) স্থির গতি পদ্ধতি (constant velocity type)
• (গ) টুনিয়ন জয়েন্ট (trunion joint) .

স্পাইডার, ইয়র্ক, টুনিয়ন, নিড়ল বিয়ারিং ইত্যাদি নিয়ে ইউনিভারসেল জয়েন্ট গঠিত। স্লাইডার চার মাথাবিশিষ্ট। মাথাগুলিতে নিড়ল বিয়ারিং লাগানো থাকে। এই বিয়ারিংগুলি কোন শক্তি সরবরাহ করে না কিন্তু ড্রাইভ লাইনের কোণ (angle) সৃষ্টির প্রবণতাকে রক্ষা করে।

ইউনিভারসেল স্লিপ জয়েন্ট (Universal slip joint) : 

ইহা একটি বিশেষ ধরনের জয়েন্ট। দুইটি শ্যাফটকে শক্তভাবে সংযুক্ত না করে সহজভাবে সংযুক্ত করে থাকে। স্পাইনের সাহায্যে ইহা সংযুক্ত করা হয়। স্পাইন হচ্ছে একটি শ্যাফটের উপরিভাগের দাঁত এবং অন্য শ্যাফটের অভ্যন্তর ভাগের দাঁতসমূহের সমন্বয়ে গঠিত জয়েন্ট। এই জয়েন্ট ড্রাইভ লাইনের দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি করতে সাহায্য করে থাকে।

রক্ষণাবেক্ষণ : 

প্রোপেলার শ্যাফটের জয়েন্টগুলিতে প্রায়ই গ্রীজিং করতে হয়। অন্যথায় ইউনিভারসেল জয়েন্ট খুব তাড়াতাড়ি নষ্ট হয়ে যায়। তাই এক বা দেড় মাস পর পর গ্রীজিং করা অবশ্য কর্তব্য। স্প্লাইডারে গ্রীজিং করার জন্য গ্রীজ নিপ্‌প্ল থাকে। ইউনিভারসেল জয়েন্টে শব্দ হলে গ্রীজিং করতে হয়। গ্রীজিং এর পরও শব্দ থাকলে জয়েন্ট পরিবর্তন করতে হয় ।

ডিফারেনসিয়াল (differential) : ৫.৬ চিত্রে ডিফারেনসিয়ালের গঠন এবং কার্যপ্রণালী দেখানো হয়েছে। শক্তি প্রোপেলার শ্যাফট থেকে বেভেল বা টেইল পেনিয়নে আসে। বেভেল পেনিয়ন ক্রাউন বা রিং গিয়ারের সাথে যুক্ত থাকে। বেভেল ঘুরলে ক্রাউন হুইলও ঘুরতে থাকে। ক্রাউন হুইল বা রিং গিয়ার একটি কেসিং-এর মধ্যে যুক্ত অবস্থায় থাকে।

ঐ কেসিং- এর মধ্যে দুইটি সাইড গিয়ার ও দুটি—থেকে চারটি প্লানেট পেনিয়ন অবস্থান করে। সাইড গিয়ার দুটির একটি বাম দিকের অ্যাক্সেলের সঙ্গে এবং অপরটি ডান দিকের অ্যাক্সেলের সঙ্গে যুক্ত থাকে। রিং গিয়ার ঘুরলে সাথে সাথে সাইড গিয়ার দুটিও ঘরতে থাকে। ফলে শক্তি বাম এবং ডান দিকের অ্যাক্সেলের মাধ্যমে চাকায় যায়।

গাড়ী যদি সব সময় সরল পথে চলতে পারতো অর্থাৎ ডানে বামে মোড় ঘুরতে না হতো, তাহলে ডিফারেনসিয়ালের প্রয়োজন হতো না। ডিফারেনসিয়াল আছে বলে মোটরযান ইচ্ছামত ডানে এবং বামে ঘুরতে পারে। একটি গাড়ী যদি ডান দিকে মোড় নেয় তাহলে বাম দিকের পিছনের চাকা অধিক ব্যাসার্ধ নিয়ে বেশী পথ ঘুরে আসবে। কিন্তু ঐ সময় ডানদিকের চাকা কম ব্যাসার্ধ নিয়ে কম পথ ঘুরবে এবং গতিও কম হবে। আবার গাড়ী যখন বামদিকে ঘুরবে তখন ডানদিকের পিছনের চাকা অনেক বেশী ব্যাসার্ধ নিয়ে বেশী পথ 

তাড়াতাড়ি অতিক্রম করবে। কিন্তু অপরদিকে বামদিকের চাকা কম ব্যাসার্ধ নিয়ে কম পথ কম গতিতে অতিক্রম করবে। ডিফারেনসিয়ালের স্টার বা প্লানেট পেনিয়নের বদৌলতেই মোটরযান ডানে বা বামে মোড় ঘুরতে সক্ষম। অন্যথায় মোটরযান চালনা করা কঠিন হয়ে পড়ত।

ডিফারেনসিয়ালকে সাধারণত দুই ভাগে ভাগ করা যায়, যেমন : (১) স্ট্যান্ডার্ড ডিফারেনসিয়াল (standard differential), (২) ননস্লিপ ডিফারেনসিয়াল (non slip differential)।

স্ট্যান্ডার্ড ডিফারেনসিয়াল :

এই ডিফারেনসিয়ালের গঠন এমন যে চাকায় বেশী চাপ পড়ে সেই ঢাকায় শক্তি সরবরাহ কম। কিন্তু যে চাকার চাপ কম সেই চাকায় শক্তি সরবরাহ বেশী। এতে অসুধ্যি এই যে কোন চাকা যদি কাদায় বা বরফের মধ্যে ফসকে বা পিছলে যায় তখন অন্য ঢাকা আর শক্তি পায় না।

ননস্লিপ ডিফারেনসিয়াল :

এই ডিফারেনসিয়ালের গঠন এমন যে মোড় নেওয়ার সময় যে চাকার উপর বেশী চাপ পড়ে সেই চাকাতেই বেশী শক্তি সরবরাহ করা হয়। ফলে কোন ঢাকা যদি কোন কারণে পিছলে পড়ে, তবুও অন্য চাকায় শক্তি সরবরাহ হবে। গাড়ীর সাধারণ চলাচলে বিঘ্ন হবে না। এতে দুই সেট ক্লাচ প্লেট থাকে এবং ডিফারেনসিয়াল কেসিং দুই ভাগে বিভক্ত।

বিয়ার অ্যাক্সেলের প্রকারভেদ:

অ্যাক্সেলকে দুই ভাগে ভাগ করা যায়, যেমন :

• (১) ডেড অ্যাক্সেল (dead axle)
• (২) লাইভ অ্যাক্সেল ( live axle)

ডেড্ অ্যাক্সেলের ক্ষেত্রে অ্যাক্সেলটি শুধু স্থির বস্তু হিসাবে কাজ করে কিন্তু ঢাকা তাকে কেন্দ্র করে ঘুরতে থাকে। সাধারণভাবে মোটরযানের সম্মুখের চাকা ডেড অ্যাক্সেলের উপর স্থাপিত। লাইভ অ্যাক্সেল হচ্ছে, অ্যাক্সেল শ্যাফট স্বয়ং এবং চাকার একত্র ঘূর্ণন সাধারণভাবে মোটরযানের পিছনের চাকা লাইভ অ্যাক্সেলের উপর স্থাপিত। লাইভ অ্যাক্সেলকে আবার তিন ভাগে ভাগ করা যায় যেমন : (১) সেমি ফ্লোটিং (semi floating), (২) থ্রি কোয়ার্টার ফ্লোটিং (three quarter floating) এবং (৩) ফুল ফ্লোটিং (full floating)।

সেমি ফ্লোটিং :

এই ধরনের অ্যাক্সেল বেশীরভাগ গাড়ীতে (হাল্কা গাড়ীতে) ব্যবহার করতে দেখা যায়। পিছনের চাকার অ্যাক্সেল কেবলমাত্র একটি বিয়ারিং-এর মাধ্যমে হাউজিং-এর সঙ্গে ঠেস দেওয়া থাকে। এই বিয়ারিংটি অ্যাক্সেলের শেষ প্রান্ত থেকে ছয় ইঞ্চি ভিতরে অবস্থিত।

এই ধরনের অ্যাক্সেলগুলি গাড়ীর সব ওজন বহন করে থাকে। ফলে পূর্ণ বোঝা বহনের দায়িত্ব সেমি ফ্লোটিং অ্যাক্সেলের উপর বর্তায়। এই অ্যাক্সেলটি শুধু শক্তিই সরবরাহ করে না বরং গাড়ী সম্মুখে চলার সময় যে বেন্ডিং মোমেন্ট হয়. (bending moment) এবং গাড়ী যখন মোড় নেয় তখন সাইড থ্রাস্ট (side thrusts) হয়। এই ফ্লোটিং ইহা রোধ করে। ছোট ছোট মোটরযানে এর ব্যবহার বেশী পরিলক্ষিত হয়।

থ্রী কোয়ার্টার ফ্লোটিং অ্যাক্সেল :

মাঝারি ধরনের মোটরযান (এক অথবা দেড় টন ট্রাক, ট্রলি, বাস) এই ধরনের ব্যবহার দেখা যায়। এই প্রকারে একটিমাত্র বিয়ারিং এর সাহায্যে অ্যাক্সেলের বহিঃপ্রান্ত ঠেস দেওয়া থাকে। কিন্তু বিয়ারিংটি অ্যাক্সেল হাউজিং-এর বহিঃপ্রান্তে এবং হুইল হাব (wheel hub) -এর মধ্যবর্তী স্থানে অবস্থিত থাকে ।

এতে গাড়ীর শতকরা ৭৫ ভাগ ওজন বহন করে অ্যাক্সেল হাউজিং। বাকি ২৫ ভাগ বহন করে অ্যাক্সেল স্বয়ং। উপরন্তু বেনিডং মোমেন্ট এবং সাইড থ্রাস্টও রোধ করে থাকে । এই ধরনের অ্যাক্সেল বেশী চাপ বহন করতে পারে, কারণ অ্যাক্সেলকে গাড়ীর পূর্ণ ওজন বহন করতে হয় না।

ফুল ফ্লোটিং অ্যাক্সেল :

বড় বড় বাস, ট্রাক ইত্যাদিতে ফুল ফ্লোটিং অ্যাক্সেল ব্যবহার করা হয়। অ্যাক্সেলের বহির্ভাগে ঠেস দেওয়ার জন্য দুটি ট্যাপার রোলার বিয়ারিং ব্যবহার করা হয়। এই বিয়ারিং দুটি অ্যাক্সেল হাউজিং-এর বহিপ্রান্তে এবং হুইল হাবের মধ্যবর্তী স্থানে লাগানো থাকে। একটি বিয়ারিং হাবের ভিতর প্রান্তে এবং অন্যটি হাবের বহিপ্রান্তে লাগানো থাকে। গাড়ীর যাবতীয় ওজন, বেন্ডিং মোমেন্ট এবং সাইড থ্রাস্ট সবকিছুই ট্যাপার রোলার বিয়ারিং-এর মাধ্যমে অ্যাক্সেল হাউজিং বহন করে থাকে। এখানে অ্যাক্সেল শ্যাফট শুধুমাত্র শক্তি চাকায় বহন করার কার্য সমাধা করে থাকে।

ডিফারেনসিয়াল পরিষ্কারকরণ ও দোষ-ত্রুটি নির্ণয়

ডিফারেনসিয়াল থেকে কোন অস্বাভাবিক শব্দ না পাওয়া গেলে তা সমন্বয় করার কোন প্রশ্নই ওঠে না। অনেক সময় গিয়ারে তেল কম থাকলে বা শুকিয়ে গেলে শব্দ হয়। এমতাবস্থায় তেল পূর্ণ করে দিলেই শব্দ বন্ধ হয়। ডিফারেনসিয়ালের সমন্বয় পুস্তকের ব্যবহারিক নিয়ম অনুসারে করাই শ্রেয় এবং ওয়ার্কশপ ম্যানুয়াল অনুসরণ করাই ভাল। ডিফারেনসিয়ালে সাধারণত নিম্নলিখিত দোষ-ত্রুটি দেখা দেয় ।

• ক। ডিফারেনসিয়াল থেকে গুনগুন শব্দ (humming) হয়। এই শব্দ হওয়ার কারণ হিসাবে ড্রাইভ পিনিয়ন অথবা রিং গিয়ারের মধ্যে সমন্বয় ঠিক না থাকলেই এইরূপ শব্দ হতে পারে। এইরূপ শব্দ হলে খুব তাড়াতাড়ি গিয়ার ক্ষয়প্রাপ্ত হয়।
• খ। ডিফারেনসিয়াল থেকে গোঁ-গোঁ শব্দ হয় (growling)। এই শব্দ হওয়ার কারণ
• গ। গাড়ী ডানে অথবা বামে মোড় নেওয়ার সময় শব্দ হয়। এই শব্দ হওয়ার জন্য ডিফারেনসিয়াল পিনিয়ন বা সাইড গিয়ার দায়ী। এগুলি ক্ষয়প্রাপ্ত হলে অথবা ঢিলা হলে মোড় ঘোরার সময় শব্দ হয় ।

ড্রাইভ পিনিয়ন এবং রিং গিয়ারের দাঁতগুলি অধিক পরিমাণে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। এমতাবস্থায় সমন্বয় না করে গাড়ী চালনা করলে অতি অল্প দিনের মধ্যে বেভেল পিনিয়ন এবং রিং গিয়ার ব্যবহারের অনুপযোগী হয়ে পড়ে। 

বাক্যল্যাশ এবং ক্লিয়ারেন্স এর মধ্যে পার্থক্য :

ব্যাকল্যাশ (backlash) হচ্ছে ড্রাইভিং ও ড্রিভেন গিয়ারের দাঁতদ্বয়ের মুখের (face) মধ্যে (দাঁতের দুই পার্শ্বে) যে ফাঁকা জায়গা থাকে তাই ব্যাকল্যাশ (৫.৮ চিত্র দ্রষ্টব্য)। একটি দাঁতের অগ্রভাগ (toe) এবং অপর একটি দাঁতের অন্তর্দেশ বা সর্বনিম্ন সমতল জায়গার মধ্যে যে ফাঁকা (gap) রাখা হয় তাকেই ক্লিয়ারেন্স বলা হয় (৫.৮ চিত্র দ্রষ্টব্য)।

আরও দেখুনঃ

• ফোর-স্ট্রোক পেট্রোল ইঞ্জিনের কার্যপ্রণালী
• টর্ক তাপ ইঞ্জিন
• তাপ ইঞ্জিন
• গ্যারেজ এবং সার্ভিস স্টেশন
• ছোট বড় গোলাকার ছিদ্রের জন্য ড্রিলের ব্যবহার
• মোটরগাড়ি শিল্প