दोरचालन

दोरचालन : एंजिन वा विद्युत् चलित्र (मोटर) यांत उत्पन्न झालेल्या यांत्रिक शक्तीचे दुसऱ्या (चलित) दंडावर दोरांनी प्रेषण करणे. शक्तिप्रेषणाच्या अन्य पद्धतींत पट्टा, दंतचक्रे, साखळी, तरफा या यांत्रिक साधनांच्या द्वारे शक्तीचे प्रेषण करतात. चालक व चलित दंड एकरेषी, समांतर रेषी पण अगदी जवळ, थोड्या अंतरावर किंवा जास्त अंतरावर अशा निरनिराळ्या मांडणीत असू शकतात. यांतील प्रत्येक प्रकारच्या मांडणीत वेगवेगळी योग्य ती पद्धती योजावी लागते. कमी, मध्यम व पुष्कळ शक्ती यांवरही योजावयाची पद्धत अवलंबून राहते. दोरांचा वापर दंडांमधील जास्त अंतर व सामान्यतः पुष्कळ शक्ती यांसाठी योग्य असतो.

इतिहास : अठराव्या शतकाच्या अखेरीस वाफ एंजिनाचा विकास होऊन ते कार्यक्षम बनल्यानंतर एक-दोन हजार अश्वशक्तीची एंजिने मोठाल्या कापड गिरण्यांत व कारखांन्यात वापरली जाऊ लागली. गिरण्यांचे निरनिराळे विभाग (खाती) असतात व प्रत्येक विभागात पुष्कळ यंत्रे असतात. प्रत्येक विभागातील यंत्रे एकाच लांब दंडावरून शक्ती घेऊन चालविली जात व त्यामुळे असे लांब दंड विभागागणिक ठेवलेले असत. या प्रत्येक दंडाला एकाच एंजिनाकडून शक्ती पुरवायची असल्यामुळे एंजिनदंडावर पुष्कळ दोर राहतील इतक्या रुंद प्रधीचे (काठाचे) प्रचक्र बसवीत व दोरांच्या गटांच्या मदतीने निरनिराळ्या विभागांना शक्तिप्रेषण करीत, असा हा दोरचालनाचा उगम आहे. पण पुढे काही वर्षांनंतर कारखान्यांनी स्वतःची शक्ती निर्माण करण्याऐवजी मोठाली विद्युत् निर्मिती केंद्रे स्थापन करून त्यांद्वारे कारखान्यांना वीज पुरविणे सुरू झाले आणि विभागांचे दंड मोठाल्या विद्युत् चलित्रांनी चालविले जाऊ लागले. पुष्कळदा या दंडांना चलित्रे युग्मकांनीच जोडीत. दुसऱ्या महायुद्धानंतर तर भारतातही प्रत्येक यंत्र त्यांच्या स्वतंत्र चलित्राने चालविण्याची पद्धत सुरू झाली व आता कारखान्यांतील मोठ्या शक्तीचे दोरचालन मागे पडले आहे पण आजही काही इतर बाबतींत दोरचालन अपरिहार्य ठरत आहे.

पट्टा व दोरचालन यांची तुलना : पट्टा व दोरचालन यांत साम्य असल्याने या दोन्ही पद्धतींची तुलना करता असे आढळते की, पट्ट्याच्या रुंदीला मर्यादा असल्याने त्याने थोड्याच शक्तीचे प्रेषण शक्य आहे, तर पुष्कळ दोर वापरता येत असल्यामुळे प्रेषित शक्ती पुष्कळ असू शकते. दंडांमधील अंतर पट्ट्यांच्या बाबतीत १५ मी.च्या वर जाऊ शकणार नाही, तर दोरांच्या बाबतीत ते १०० मी. पर्यंत जाऊ शकेल. तारदोरांच्या बाबतीत ते धागी दोरांपेक्षा बरेच जास्त असू शकते.

दोरांच्या जाती : कापसाचे व अबाका (मॅनिला) या हेंपचे हे मुख्यतः वनस्पतिजन्य धाग्यांचे, नायलॉन या कृत्रिम पदार्थांच्या धाग्यांचे, चामडे (गोल छेदाच्या वादीच्या रूपात अगदी थोड्या शक्तीसाठी, उदा., शिवणयंत्रात) व पोलाद (तारदोर) यांच्या दोरांचा शक्तिप्रेषणात उपयोग होतो.

दोरचालनातील कप्पी : शक्तिप्रेषणातील पट्टा कप्पीची प्रधी साधारण सपाट असते, तर दोर कप्पीच्या प्रधीवर त्रिकोणी गाळे ठेवावे लागतात [⟶ कप्पी]. गाळ्याच्या कललेल्या बाजूंमधील कोन साधारणतः ४५^° असतो व गाळ्याच्या तळाला थोडी गोलाई दिलेली असते. दोर तळापासून थोडा सुटा असतो व फक्त दोन्ही बाजूंमध्ये घट्ट पकडला जातो. कप्पी फिरताना या बाजू व दोर यांत जे घर्षण उद्‌भवते त्यामुळे शक्तीचे प्रेषण होऊ शकते. दोरकप्प्या बिडाच्या करतात.

प्रेषित गती व शक्ती : या चालनपद्धतीचा कारखान्यांत उपयोग करताना चालनांची मांडणी आ. १ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे करतात. चालक दंडावरील कप्पीचा व्यास व त्याचे प्रमिफे (प्रती मिनिटाला होणारे फेरे) आणि चलित दंडाचे हवे असलेले प्रमिफे या गोष्टी माहीत असल्या, तर चलित कप्पीचा व्यास पुढीलप्रमाणे काढतात.

दोन्ही कप्प्या एकाच दोराने फिरत असल्याने त्यांच्या प्रधीचा पृष्ठीय वेग एकच असला पाहिजे. म्हणून,

                                 π व्य_१फ_१, = π व्य_२ फ_२ आणि व्य_२ = व्य_१,फ_१/फ_२

येथे व्य = कप्पीचा व्यास, फ = कप्पीचे प्रमिफे आणि पादांक १,२ हे अनुक्रमे चालक व चलित कप्पी संबंधी आहेत.

कप्पीची त्रिज्या दंडाच्या मध्यबिंदूपासून दोराच्या मध्यबिंदूपर्यंत मोजतात. प्रेषित शक्ती दोराच्या घट्ट व सैल बाजूंतील ताणांच्या फरकावर व दोराच्या वेगावर अवलंबून असते. कुठलाही दोर वापरला, तर त्यावर सुरक्षितपणे जास्तीत जास्त किती ताण द्यावा हे माहीत असते. हा घट्ट बाजूतील ताण  ता_१ होय. जर सैल बाजूतील ताण ता_२ आणि दोराचा वेग व असेल, तर

अश (अश्वशक्ती) = (ता_१–ता_२) व/७५

ता_२ काढण्यासाठी खालील सूत्र वापरतात.

                                                ता_१/ता_२ = _eμ कोच्छे β

येथे μ = दोर व गाळ्याच्या बाजू यांतील घर्षण गुणांक आणि e = नैसर्गिक लॉगरिथमाचा आधारांक आहे.

दोन पद्धती : ब्रिटन व अमेरिका येथील कारखान्यांत दोरचालन निरनिराळ्या पद्धतींनी वापरीत. ब्रिटनमध्ये प्रचक्रावर ३० ते ४० किंवा जितके गाळे असतील तितके वेगळे निरंत दोर वापरीत. या पद्धतीने जरूर तितक्या दोरांनी निरनिराळ्या ठिकाणी, निरनिराळ्या मजल्यांवरही, शक्तीचे वितरण सहज करता येते. तसेच ४–५ दोरांपैकी एक तुटला, तरी जरूर पडल्यास एंजिन थांबवून व तो बाजूला काढून एंजिन पुन्हा लगेच सुरू करता येते जरूर तेवढी शक्ती उरलेले दोर काही वेळ सहज प्रेषित करू शकतात व कामात मोठा खंड पडत नाही. या पद्धतीतील तोटे म्हणजे एकतर जितके दोर तितके त्यांच्या टोकांचे सांधे (जोडण्या) करावे लागतात आणि हे काम खर्चाचे असते. कारण त्यासाठी तज्ञ माणूसच लागतो. दुसरे म्हणजे सर्व दोरांची ताणलेल्या स्थितीतील लांबी अगदी सारखी होईल याची खात्री नसते. त्यामुळे सर्व दोर सारखी शक्ती प्रेषित करीत नाहीत पण काम जास्त वेळ बंद ठेवावे लागत नाही, हा फायदा या विचारात वरचढ ठरतो.

अमेरिकी पद्धत आ. २ मध्ये दाखविली आहे. या पद्धतीत कप्पीला कितीही गाळे असले, तरी लांबच्या लांब एकच दोर असतो. आकृतीत दोन्ही कप्प्यांवर चारचार गाळे दाखविलेले असून कप्प्या (१) व (२) यांच्या खालून चार दोर जातात, तर वरून फक्त तीनच जाताना दिसतात. म्हणजे प्रत्यक्षात तीनच दोर शक्तिप्रेषणाचे कार्य करतात. येथे (१) ही चालक कप्पी असून तिच्या पुढच्या (पहिल्या) गाळ्यातील दोर (२) वर न जाता डावीकडील मार्गणक कप्पीवर (३) व तेथून पुढे ताण यंत्रणेतील साहाय्यक कप्पी (४) वर जातो. तेथून परत फिरून तो मार्गणक कप्पी (उजवी) वरून कप्पी (२) च्या शेवटच्या गाळ्यात शिरतो. ताण यंत्रणा वापरावयाची नसती, तर दोन मार्गणक कप्प्यांनी चालनाची यंत्रणा पुरी झाली असती. ताण यंत्रणेत (४) ही साहाय्यक कप्पी (५) या रुळांवर सरकती ठेवून तिला मागे ओढून धरण्याचे काम (६) ही वजने करीत आहेत.

या पद्धतीत संबंध दोरभर ताण सारखाच राहतो, हा खरा फायदा आहेपण उलट बाजूने रचना क्लिष्ट होते व दोर तुटला, तर तो पुन्हा सांधला जाईपर्यंत सर्व यंत्रे बंद ठेवावी लागतात. तसेच एकाच प्रचक्रावरून निरनिराळ्या ठिकाणी शक्तीचे प्रेषण करता येत नाही. मार्गणक कप्प्या (३) व साहाय्यक कप्पी (४) यांतील गाळे रुंद ठेवतात कारण त्या कप्प्यांना शक्ती प्रदान करावयाची नसते. त्यांत दोर गाळ्यांच्या तळावरच बसतात.

जेव्हा दंडांमधील अंतर कापसाच्या वा हेंपच्या दोरांना पेलण्यासारखे नसते तेव्हा शक्तिप्रेषणासाठी तारदोर पहिल्या पद्धतीने वापरतात. तारदोर चालनातील कप्प्यांचे गाळे चौकोनी व रुंद करून त्यांच्या तळाला लाकूड, चामडे यांसारख्या बिडापेक्षा नरम पदार्थांचे तुकडे बसवितात. यामुळे दोर व कप्पी यांमधील घर्षण वाढून शक्तिप्रेषण चांगले होते. तारदोरांचे बल धागी दोरांपेक्षा खूपच जास्त असल्याने तेवढ्याच शक्तीसाठी लहान आकारमानाचा दोर पुरतो. उघड्या जागेतील चालनासाठी तारदोरच जास्त चांगले असतात.

उच्चालकांतील दोरचालन : गोदीतील याऱ्या, कारखान्यांतील उपरिवाहक याऱ्या, इमारतीतील उच्चालक (लिफ्ट) किंवा अन्य तऱ्हेचे उच्चालक यांत बोजा (वजन) उचलण्यासाठी तारदोर (वा साखळी) वापरतात. अशा यंत्रांतील शक्तिप्रेषणासाठी वापरलेल्या दोराच्या उपयोगाला दोरचालन ही संज्ञा खऱ्या अर्थाने लागू पडत नाही पण त्यांनी शक्तिप्रेषण होत असल्याने त्यांचा येथे थोडक्यात विचार केला आहे.

या यंत्रांत दोराचे एक टोक बोजाला किंवा त्याला अडकवावयाच्या कप्पी ठोकळ्याला अडकवितात व दुसरे टोक जरूर त्या कप्प्यांवरून नेऊन एका यांत्रिक रहाटाच्या आसावरील पिंपाला अडकवितात. एंजिनाने वा विद्युत् चलित्राने रहाट फिरविला की, त्यावर दोर गुंडाळला जाण्यास व बोजा वर उचलला जाण्यास सुरुवात होते. उतरणींवर टाकलेल्या रुळांवरून मालाच्या वा माणसांच्या गाड्या (लाडिसे) ओढण्यासाठीही तारदोरांचा उपयोग करतात. अशा तऱ्हेचा उपयोग भिरा येथील टाटांच्या जलविद्युत् केंद्रात, तसेच कर्नाटकातील गिरसप्पा (जोग) धबधब्यावरील जलविद्युत् केंद्रात केलेला आढळतो. शेतकामाच्या व माती हालविण्याच्या काही यंत्रांतही त्यांचे मोठाले भाग वरखाली करण्यासाठी अशा चालनाचा उपयोग करतात.

वैद्य, ज. शि. ओगले, कृ. ह.

“