गतिनियंता : (गव्हर्नर ). मूलचालकांचा (नैसर्गिक ऊर्जा उद्‌गमाचे यांत्रिक शक्तीत रूपांतर करणाऱ्या एंजिन, टरबाइन इ. प्रयुक्तींचा) सरासरी परिभ्रमी (फिरण्याचा) वेग नियमित करणारे यांत्रिक साधन. जेव्हा एंजिनावरील भार बदलत नाही तेव्हा त्याची ठराविक सरासरी परिभ्रमी गती कायम राखणे व जेव्हा भार बदलतो व त्यामुळे वेगात बदल होतो तेव्हा एंजिनाला पुरविल्या जाणाऱ्या ऊर्जेत जरूर तो बदल घडवून वेग पूर्वपदावर आणणे हे गतिनियंत्याचे कार्य होय. प्रत्येक एंजिनला गतिनियंत्याशिवाय, काहीसे त्याच्याच सारखे कार्य करणारा, आणखी एक घटक जोडलेला असतो. तो म्हणजे प्रचक्र होय. पण प्रचक्र हे फक्त एंजिनातील कार्यमाध्यमाच्या एका आवर्तनातील गतीचे नियमन करू शकते. त्याला एंजिनाच्या सरासरी वेगाचे नियमन करता येत नाही आणि गतिनियंत्याला आवर्तनातील गतीच्या फरकाचे नियमन करता येत नाही. गतिनियंत्याला कार्यान्वित होण्यासाठी प्रथम त्याच्या परिभ्रमी गतीत फरक पडणे आवश्यक असते, तरीपण एंजिनाच्या स्थिरतेच्या दृष्टीने हा फरक शक्य तेवढा थोडा असावा.
अनुप्रयुक्ती व कार्यपद्धती : मूलचालकांच्या विविध प्रकारांनुसार गतिनियंत्यांच्या कार्यपद्धतींत फरक पडतो.
(अ) वाफेचे एंजिन : (१) यातील एका प्रकारात गतिनियंता वाफर (बॉयलर) व एंजिन यांच्यामध्ये असणाऱ्या अवरोध झडपेचे नियमन करून वाफेचा दाब बदलून गतिनियमन करतो. (२) दुसऱ्या प्रकारात तो एंजिनाच्या विच्छेद बिंदू (वाफ पुरविण्याचा अवधी) बदलून एंजिनाला पुरविण्यात येणारी वाफ राशी कमीअधिक करून गतिनियमन करतो.
(आ) वाफ टरबाइन : (१) अ-१ मध्ये वर्णिल्याप्रमाणेच. (२) वाफेच्या प्रोथाचे (तोटीचे) क्षेत्रफळ नियंत्रिक करून वाफेचे प्रमाण भाराच्या आवश्यकतेनुसार नियमित करतो. लहान टरबाइनात सर्वसाधारणपणे त्याच्या दंडावर एक अपमध्य (वक्र मार्गावरून फिरणाऱ्या वस्तूमुळे निर्माण होणाऱ्या व वक्रत मध्यापासून दूर जाणाऱ्या दिशेत कार्य करणाच्या प्रेरणेच्या तत्वावर कार्य करणारा) गतिनियंता बसवितात. तो एका जोडदांड्याच्या द्वारा टरबाइनाच्या अवरोध झडपेचे नियमन करतो. मोठ्या टरबाइनात अवरोध झडपेला किंवा प्रोथाला चालना देण्यास बराच जोर लागतो म्हणून गतिनियंता टरबाइनाच्या गतीतील फरकानुसार त्याला जोडलेली आरंभक झडप सरकवून सेवक चलित्राच्या (सापेक्षत: लहान असलेली प्रेरणा वर्धित करणाऱ्या साहाय्यक प्रयुक्तीच्या) मदतीने वेगनियमन करतो.
(इ) वायू एंजिन : (१) घात- अघात गतिनियंता : चार धावांच्यावायू एंजिनात वायूकरिता आणि हवेकरिता वेगवेगळ्या झडपा असतील. तर त्या एंजिनात या जातीच्या गतिनियंता वापरतात. या प्रकारात वायू प्रवेश झडपेची उघडझाप एका सरकदंडाने केली जाते व तो दंड गतिनियंत्याला जोडलेला असतो. जेव्हा एंजिनाचा वेग प्रमाणाबाहेर वाढतो तेव्हा सरकदंड झडपेवरून निसटतो व एका आवर्तनाचा वायूचा पुरवठा चुकतो. या प्रकाराला इंधनराशी नियमन असेही म्हणतात. (२) दुसऱ्या राशिनियामक पद्धतीत वायू व हवेचे प्रमाण कायम ठेवून गतिनियंता त्या मिश्रणाच्या राशीचे नियमन करतो. (३) गुण नियमनाच्या पद्धतीत वायू व हवा वेगवेगळे नियमित करून भाराच्या मानाने गतिनियंता त्यांचे एकमेकांबरोबरच प्रमाण बदलतो.
(ई) तेल एंजिन : यामध्ये सामान्यत: सिलिंडरामध्ये जाणाऱ्या तेलराशीचे नियमन होते.
(उ) विमान एंजिन : विमानांच्या दट्ट्या एंजिनात गतिनियंता, एंजिनावरील भाराच्या बदलाप्रमाणे पंख्याच्या पात्यांचा अंतराल बदलून गती कायम ठेवतो. झोत (जेट) एंजिनात गतिनियंता तेलपंपाचा धुराकोन बदलून तेल पुरवठ्याचे नियमन करून गतिनियमन करतो.
वर्गीकरण : स्थूलमानाने गतिनियंत्यांचे दोन वर्ग आहेत : (१) बाजूला जोडलेला गतिनियंता आणि (२) भुजादंडावर बसविलेला गतिनियंता.
पहिल्याचे दोन उपप्रकार आहेत: (अ) गुरूत्वभारित व (आ) स्प्रिंगभारित. या दोन्ही प्रकारांत दोन गोलक एका बारीक दंडावर आधारून त्याच्याबरोबर फिरविले जातात. जसजशी गती वाढते तसतशी गोलकांची परिभ्रमण त्रिज्या वाढत जाते. ह्या चलनाच संक्रमण एका अस्तनीद्वारा झडपेच्या चालनात होऊन एंजिनाच्या शक्तीत बदल केला जातो. हे बाहेर फेकले जाणारे गोलक अस्तनीवर ठेवलेले वजन किंवा स्प्रिंग यांतून उत्पन्न झालेल्या प्रेरणांनी, दंडाक्षाकडे खेचले जात असतात. म्हणून कोणत्याही एका गतीत गुरूत्वाची किंवा स्प्रिंगेची प्रेरणा ही नियंत्रक प्रेरणेच्या बरोबरीने असते.
भुजादंडावर बसविण्याच्या गतिनियंत्याचेही दोन उपप्रकार आहेत. (अ) अपमध्य जातीचा व (आ) जडत्व प्रधान. या दोन्ही प्रकारांत भुजादंडाला जोडलेली वजने अशी बसविलेली असतात की, जर एंजिन प्रवेगित (वेग वाढणे) किंवा प्रतिवेगित (वेग कमी होणे) झाले तर या वजनांची जागा बदलून गतिनियंता झडप चालनाने एंजिनाचे आदान (ऊर्जा पुरवठा) कमीजास्त करतो. ह्या प्रकाराचा मुख्य फायदा म्हणजे गतिनियंता नुसत्या वेगाचीच नव्हे, तर प्रवेगाचीही दखल घेऊन गतिनियमन करतो. म्हणून तो द्रुत आणि अधिक कार्यक्षम असतो. पहिल्या वर्गातील गतिनियंत्यांचे तीन मुख्य प्रकार आ. १, २ व ३ मध्ये दाखविले आहेत.
आ. १ मध्ये दाखविलेला गतिनियंता हा अगदी प्रथम वापरात आलेला गतिनियंता आहे. यामध्ये दोन गोलक जोडदांड्यांच्या साहाय्याने एका फिरणाऱ्या दंडाला टांगलेले आहेत आणि दुसऱ्या जोडदांड्यांनी ती एका अस्तनीला जोडलेले आहेत. अस्तनीची हालचाल झडपचालनासाठी (आ. १ मधील खालच्या उजव्या कोपऱ्यातील भाग) वापरली जाते. याला वॉट गतिनियंता म्हणतात.
आ. २ मध्ये दाखविलेल्या गतिनियंत्याला पोर्टर गतिनियंता म्हणतात. हा वॉट गतिनियंत्याप्रमाणेच काम करतो. फरक इतकाच की यामध्ये अस्तनीवर एक जादा वजन ठेवलेले असते.
आ. ३ मध्ये दाखविलेल्या गतिनियंत्यास प्रोएल गतिनियंता म्हणतात. हा सुद्धा वरीलप्रमाणेच काम करतो पण यातील गोलक जोडदांड्यांच्या संधीवर न आधारता खालच्या जोडदांड्या वाढवून त्यांच्या टोकावर बसवितात. हे तीनही प्रकार एंजिनाच्या बाजूला स्वतंत्रपणे बसविण्याचे आणि गुरूत्वभारित आहेत. यांच्या परिभ्रमण गतींकरिता खालील सूत्रे अनुक्रमाने वापरतात.
(१)w२ = ग/क्ष (आ.१).
(२)w२ = व१+व२/व२ x ग/क्ष (आ.२).
(३)w२ = ब ड/ड क x व१+व२/व२ x ग/क्ष (आ.३ व ४).
या सुत्रांमध्ये w = नियंत्याचा कोनीय वेग १/से. ग = गुरूत्वीय प्रवेग, ९८१ सेंमी./से.२ क्ष = वरच्या जोडदांड्यांच्या परिभ्रमण गतीच्या अक्षावरील संधीपासून गोलकमध्यापर्यंतचे उभे अंतर (सेंमी.) व१ = अस्तनी व तीवरील भार यांचे वजन (किग्रॅ.) व२=एक गोलकाचे वजन (किग्रॅ.).
वर दिलेल्या सूत्रावरून स्पष्ट होते की, ठराविक व१ आणि व२ करिता कोनीय वेगwतिसऱ्या प्रकारात कमी आहे किंवा एका विशिष्ट वेगाकरिता कमी भाराची वजने वापरता येतील.
आ. ५ मध्ये हार्टनेल गतिनियंता दाखविला आहे. हा गतिनियंता स्प्रिंग नियंत्रिक आहे. यातील स्प्रिंगेच्या दृढतेसाठी पुढील सूत्र वापरतात.
|
दृ= २ |
( |
क्ष |
) २ |
प्रे१– प्रे२ |
|
ज्ञ |
त्रि१-त्रि२ |
यामध्ये दृ = स्प्रिंगेची दृढता, किग्रॅ./सेंमी. क्ष व ज्ञ = काटकोनी तरफेचा उभा व आडवा वाहू, सेंमी त्रि१ आणि त्रि२ = गोलकाच्या कमाल व किमान त्रिज्या प्रे१ आणि प्रे२ = कमाल व किमान प्रेरणा.
गतिनियंत्याचा प्रतिसाद : मूलचालकाच्या ठराविक गतीतील फरक स्वयंचलित गतिनियंत्याकरिता संदेश म्हणून वापरला जातो. गतिनियंत्याचे प्रदान, म्हणजे त्याला जोडलेल्या अस्तनीच्या स्थानातील बदल, त्याच्या आदानावर अवलंबून असतो. म्हणून त्याला यथाप्रमाण गतिनियंता असे संबोधले जाते. यावरून असे सिद्ध होते की, एंजिनाच्या स्थिरगतिस्थितीत त्याची दोन गोष्टींवर अवलंबून असते. एक एंजिनावरचा भार व दुसरी ठरविलेली गती.
एका कायम गतीच्या गतिनियंत्यात जसजसा एंजिनावरचा भार वाढत जातो तसतशी त्याची गती कमी होत जाते. अशा गतिनियंत्याला नमता गतिनियंता म्हणतात.
द्रवीय प्रवर्धक : कित्येक वेळा गतिनियंत्याचे प्रदान मोठ्या मूलचालकाच्या झडपांच्या चालनास शक्तीच्या दृष्टीने अपुरे पडते. अशावेळी गतिनियंत्याचा प्रदानी अवयव एका लहानशा आरंभक झडपेद्वारे एका द्रवीय प्रवर्धकाला जोडतात आणि या प्रवर्धकाचा दट्ट्या नंतर मुख्य अवरोध झडपचालनाला आवश्यक शक्ती पुरवू शकतो. नियंत्याचे प्रदानबल आरंभक झडपेच्या चालनाला पुरेसे असते.
समावधित गतिनियंता : जो गतिनियंता कुठल्याही भाराखाली एंजिनाची गती कायम ठेवतो त्याला समावधित गतिनियंता म्हणतात. ह्या प्रकाराला गतिनियंत्याला संलग्‍न असलेला दट्ट्या सेवक चलित्राला दिले जाणारे तेल नियमित करतो व त्यामुळे सेवक दट्ट्याची हालचाल नियमित होते. जोपर्यंत एंजिनाची गती ठराविक गतीपेक्षा निराळी असते तोपर्यंत गतिनियंत्याला संलग्‍न असलेली अस्तनी मूळ स्थानापासून हललेली असते आणि सेवक चलित्राला तेल पुरवठा चालू राहतो. यामुळे एंजिनाची अवरोध झडप सारखी फिरविली जाते. अवरोध झडपचालनामुळे गती मूळ पदावर आली म्हणजे गतिनियंत्याचे गोलक मूळ स्थानावर येतात व सेवक चलित्राचा तेल पुरवठा बंद होतो. वर वर्णिलेल्या गतिनियंत्यात जर पुन:प्रदाय (प्रदानापैकी काही भाग आदान म्हणून वापरण्यात येणारा) संदेश दिला गेला, तर तो नमत्या गतिनियंत्याच्या सदरात येतो.
दमन कुंभ : हा एक तेलाने भरलेला कुंभ असतो व त्याला एक छिद्र असते. त्याच्या आत दोन दट्टे असतात. एक आदान दट्ट्या गतिनियंत्याशी संलग्‍न असतो व दुसरा प्रदान दट्ट्या सेवक चलित्राला जोडलेला असतो. दमन कुंभ गतिनियंत्याच्या यंत्रणेत बसविल्यावर मूलचालकाचा वेग वाढला की, गतिनियंत्यांची वजने बाहेर फेकली जातात आणि अस्तनी व तिला संलग्‍न असलेला दट्ट्या व त्याचप्रमाणे दमन कुंभाचा आदान दट्ट्या खाली दाबला जातो. या दट्‍ट्याचा आणि प्रदान दट्‍ट्याचा खाली जाण्याचा वेग हा मूलचालकाच्या प्रवेगावर अवलंबून असतो म्हणून वेगनियमन त्वरेने होऊ शकते. या प्रकारात एंजिनाच्या अवरोध झडपेची गती एंजिनाच्या गतीच्या फरकावर व प्रवेगावर अवलंबून असते.
संदर्भ : Bevan, T. The Theory of Machines, London, 1950.
आपटे, मा. भा.
“