गतिरोधक

गतिरोधक : (ब्रेक). एखाद्या वाहनाचा किंवा यंत्राचा वेग लवकर कमी करणे किंवा ते जलद थांबविणे, एखादा जड बोजा (वजन) रहाटावर तोलून धरणे किंवा तो सावकाश खाली सोडणे अशा कामांसाठी वाहनांत व यंत्रांत वापरावयाचा एक घटक. गतिरोधकांचे पुष्कळ प्रकार असतात. त्यांची वर्गवारी गतिरोधनाचे काम कोणत्या माध्यमाद्वारे साधले जाते त्यावरून ठरते.

गतिरोधकांचे मुख्य प्रकार : (१) यांत्रिक गतिरोधक : यात (अ) चापाकृती ठोकळ्याचे, (आ) पट्टीचे व (इ) तबकडीचे असे उपप्रकार आहेत (२) विद्युत्‌गतिरोधक : यात (अ) जनित्राचा उपयोग करणारे, (आ) आवर्त (बदलत्या चुंबकीय क्षेत्रामुळे संवाहक पदार्थात निर्माण होणाऱ्या) प्रवाहाचे व (इ) चुंबकीय हे उपप्रकार आहेत (३) निर्वात जातीचे (४) संपीडित (दाबाखालील हवेच्या) माध्यमाचे व (५) द्रवीय माध्यमाचे.

यांत्रिक गतिरोधक रूळगाडी, मोटारगाडी इ. वेगवान वाहनांत व अलीकडे बहुतेक सर्व जलद चालणाऱ्या यंत्रांत वापरतात. त्यांतील तबकडीचे गतिरोधक विशेष प्रकारच्या मोटारगाड्या, विमाने व ट्रॅक्टर यांवर वापरतात. प्रवासी किंवा लहान मालमोटारींना प्रधी रोधक (चाकाच्या कडेवर बसविलेले गतिरोधक) असतात [→ मोटार वाहन]. विद्युत् गतिरोधक प्रयोगशाळा, शक्तिमापक साधने, ट्रॅमगाड्या, लिफ्ट वगैरे ठिकाणी वापरतात. निर्वात जातीचे गतिरोधक रूळगाडीवर वापरतात. संपीडित हवेचे गतिरोधक रूळगाड्या, बसगाड्या वगैरे वाहनांवर वापरतात. द्रवीय जातीचे गतिरोधक प्रयोगशाळा, यांत्रिक अवजारे, मोटार वाहने वगैरेंत वापरतात.

(१) यांत्रिक गतिरोधक : लहान यंत्रांवर बसविण्यात येणारे गतिरोधक एका ठोकळ्याचे असतात. त्यांची रचना साधारणपणे आ. १ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे असते. मुख्य ठोकळा बिडाचा असतो आणि त्याचा घर्षण होणारा भाग ॲस्बेस्टस पट्‌ट्याचा असतो. ॲस्बेस्टसाचा पट्टा ठोकळ्याला तांब्याचे रिव्हेट मारून जोडलेला असतो.

थोड्या मोठ्या जातीच्या यंत्रावर आ. २ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे पट्टी गतिरोधक बसवितात. पट्टी गतिरोधकाचा ताण घेणारा भाग लवचिक पोलादी पट्टीचा असतो व तो बाहेर राहतो. आतल्या बाजूने घर्षण होणारा भाग असतो आणि तो ॲस्बेस्टसाच्या पट्टीचा असतो. ॲस्बेस्टस पट्टीमध्ये काही प्रमाणात पितळेची किंवा जस्ताची तार विणलेली असते. ही पट्टी वरील पोलादी पट्टीला तांब्याच्या रिव्हेटांनी जोडलेली असते.

फार मोठ्या शक्तीच्या यंत्रावर दोन अर्धगोल ठोकळे असलेला गतिरोधक वापरतात. त्याचे बाहेरील ठोकळे पोलादाचे करतात व आतील घर्षण होणारा भाग ॲस्बेस्टस पट्‌ट्याचा असतो. ॲस्बेस्टसाचा पट्टा आणि पोलादी भाग तांब्याचे रिव्हेट मारून जोडतात. असे गतिरोधक आ. ३ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे असतात. गतिरोधक पट्टा झिजला म्हणजे ठोकळा व फिरणारे चाक यांमधील खुली जागा वाढत जाते. ही जागा पुन्हा पहिल्याएवढी करता यावी म्हणून दोन्ही ठोकळे थोडे जवळ आणण्याकरिता स्क्रू व नटाची व्यवस्था असते.

अर्धगोल वा साध्या ठोकळ्याच्या जातीचे गतिरोधक चाकाच्या आतल्या बाजूने देखील लावता येतात. चाकाच्या बाहेरील भाग रबराचा (रबरी धाव) असल्यास गतिरोधक आतील बाजूने प्रधीवर लावणे जास्त सोईचे असते. मोटारगाड्यांचे गतिरोधक बहुतेक चाकांच्या आतूनच बसवतात. सायकलीच्या चाकांना बसवलेले गतिरोधकही अशाच प्रकारचे पण रबराच्या तुकड्यांचे असतात.

गतिरोधकाचा घासणारा भाग पूर्वी कठीण लाकडाचा करीत असत. आता ॲस्बेस्टस, कठीण रबर यांसारखे दुसरे चांगले पदार्थ या कामासाठी मिळू लागल्याने लाकडाचा उपयोग बंद झाला आहे. लहान यंत्रांवर कापडी, रबरी किंवा चामडी पट्टी वापरता येते. पूर्वी तांब्याची पट्टी वापरीत असत. परंतु तांब्याच्या उपयोगाने चाकावर ओरखडे पडतात व कर्कश आवाजही होतो. त्यामुळे आता तांब्याची पट्टी वापरीत नाहीत. मोठ्या यंत्रांवर आता बिडाचे ठोकळे प्रत्यक्ष गतिरोधक म्हणून पुष्कळ प्रमाणात वापरतात. उघडी जागा असेल व जेथे पावसाचे पाणी पडण्याची शक्यता असेल तेथे फक्त बिडाचेच ठोकळे वापरतात. जेथे पाण्याच्या संपर्काचा संभव नसेल तेथे लोखंडी ठोकळ्यांच्या आतल्या बाजूस ॲस्बेस्टसाचा पट्टा जोडलेले ठोकळे वापरतात.

वर म्हटल्याप्रमाणे तबकडी गतिरोधक हे सामान्यत: ट्रॅक्टर वगैरेंसारख्या मोठ्या वाहनांसाठी वापरतात. यात चाकांना आतल्या बाजूला एक तबकडी जोडलेली असते आणि तिच्या दोन्हीकडे तिला दाबून धरू शकणाऱ्या स्थिर रोधक ठोकळ्यांच्या जोड्या असतात. रोधनाच्या वेळी हे ठोकळे एकमेकांकडे सरकून तबकडीला दाबून धरतात आणि तिच्या फिरण्यास रोध उत्पन्न करतात. या ठोकळ्यांना तबकडीच्या बाजूने घर्षणजनक प्रबलित (तारा घातलेल्या) ॲस्बेस्टस पट्टीचे तुकडे लावलेले असतात.

(२) विद्युत् गतिरोधक : विजेने चालणाऱ्या ट्रॅमगाडीवर विद्युत् प्रवाहाने कार्यान्वित होणारा विद्युत् चुंबकीय गतिरोधक बसवितात. याचा गतिरोधक ठोकळा लोखंडाचा असतो आणि विद्युत् चुंबकामध्ये प्रवाह चालू असला तर हा ठोकळा लोहचुंबक होतो. गतिरोधक ठोकळा आगदी रुळाच्या वर येईल असा स्प्रिंगांवर टांगलेला असतो. ज्यावेळी ट्रॅमचा वेग कमी करावयाचा असतो तेव्हा ट्रॅमचालक एक स्विच दाबतो. त्यामुळे विजेचा प्रवाह विद्युत् चुंबकात जातो व गतिरोधक ठोकळा रुळाकडे ओढला जाऊन रुळाला चिकटतो आणि त्यामुळे ट्रॅम थांबते. ट्रॅमचा विजेचा प्रवाह अचानक बंद पडला, तर उपयोगी पडावे म्हणून साधे यांत्रिक गतिरोधकही बसविलेले असतात.

विजेने चालणाऱ्या रूळगाडीवर नेहमीच्या वापरासाठी संपीडित हवेचे गतिरोधक असतात. पण काही ठिकाणी अशी योजना केलेली असते की, ज्यावेळी गाडीचा वेग कमी करावयाचा असेल त्यावेळी एंजिनचालक एक हस्तक (हँडल) फिरवून विजेच्या तारांची जुळणी बदलतो व त्यामुळे गाडीतील विद्युत्‌चलित्र (मोटर) विद्युत्‌जनित्राप्रमाणे काम करू लागते. यामुळे गाडीची गतिज ऊर्जा वीज उत्पन्न करण्यात खर्च होते व उत्पन्न झालेली वीज गाडीच्या वर टांगलेल्या तारेत परत पाठविण्यात येते. यात विद्युत्‌जनित्र चालवण्याचा भार आल्यामुळे गाडीची गती कमी होत जाते.

या पद्धतीच्या रोधनाचे उत्तम उदाहरण म्हणजे सह्याद्रीतील मुंबई-पुणे मार्गावरील बोर घाटातील व मुंबई-नाशिक मार्गावरील थळ घाटातील रूळमार्गी वाहतूक आहे. दोन्ही घाटांत गाड्या वरून खाली येताना एंजिनांतील विद्युत्‌चलित्रे जनित्र म्हणून चालवितात. यामुळे गाडीचा वेग हवा तितका मंदावतो व गतिरोधकाच्या ठोकळ्यांची बचत होते. पण अशा तऱ्हेची रोधनपद्धती वापरावयाची असल्यास नजीकच्या वीजपुरवठा उपकेंद्रात खास सामग्री ठेवावी लागते.

(३) निर्वात गतिरोधक : रूळगाडीवर वापरात असलेल्या निर्वात गतिरोधकाचे चित्र आ. ४ मध्ये दिले आहे. प्रत्येक डब्याच्या खालच्या बाजूस एक नळ बसविलेला असतो. सर्व डब्यांखालील नळ एकमेकांस पोलादी तारेने अथवा फितीने मजबुती आणलेल्या पण लवचिक अशा रबरी नळाच्या तुकड्यांनी जोडलेले असतात. शेवटच्या डब्यातील नळाचे मागचे तोंड बूच मारून बंद करतात व पहिल्या डब्यातील नळाचे पुढचे तोंड एंजिनामधील नळाला जोडतात. एंजिनामधील नळाचे पुढचे तोंड निर्वात पंपाला जोडलेले असते. निर्वात पंप सुरू असला म्हणजे तो गतिरोधकाच्या नळातील व प्रत्येक डब्याच्या खाली असलेल्या एका सिलिंडरातील दट्ट्याच्या दोन्हीकडील सर्व हवा ओढून घेऊन तेथे निर्वात निर्माण करतो. यावेळी गाडीखालील नळामध्ये व गतिरोधकाच्या सिलिंडरामध्ये हवेचा दाब अगदी कमी झालेला असून तो सु.वातावरणीय दाबाच्या १/८ इतका असतो.तसेच गतिरोधकाच्या सिलिंडरामधील दट्ट्या आपल्या वजनाने सिलिंडराच्या खालच्या बाजूस येऊन स्प्रिंगेवर आधारून राहिलेला असतो व दट्ट्याचा दांडाही त्याबरोबर खाली सरकल्याने तरफ टेकूखिळी भोवती फिरते. तरफेचा दुसरा भाग गतिरोधक ठोकळ्याला वर उचलतो आणि चाक फिरण्यास मोकळे राहते. ही स्थिती गाडी चालू असताना कायम राहते. ज्यावेळी गाडी थांबवावयाची असते त्यावेळी एंजिनचालक त्याच्याजवळचा गतिरोधक हस्तक ओढतो व त्यामुळे डब्यांखालील नळाला जोडलेली एक तोटी उघडते. तिच्यातून हवा आत येऊन नळामधून सर्व डब्यांखालील सिलिंडराच्या खालच्या भागांत शिरते. दट्ट्याच्या वरच्या भागात अजून निर्वात स्थिती असल्यामुळे दट्ट्या खालील हवेच्या दाबामुळे वर उचलला जातो. यावेळी खालील हवा दट्ट्यात असलेल्या गोलक झडपेच्या एकमार्गी गुणामुळे दट्ट्याच्या वरील भागात जाऊ शकत नाही. दट्ट्याबरोबर दट्ट्याचा दांडा वर जातो व तरफ टेकूखिळीभोवती उलट फिरून तिचा दुसरा भाग गतिरोधकाच्या ठोकळ्याला चाकावर दाबतो. त्यामुळे चाकाची गती कमीकमी होते व चाक थांबते. ही क्रिया सर्व डब्यांत एकदम घडून येते. त्यामुळे डब्यांना व त्यांमधील प्रवाशांना गचके बसत नाहीत. रूळगाड्यांत अद्यापही याच प्रकारचे गतिरोधक वापरात आहेत.

(४) संपीडित हवा गतिरोधक : रूळगाडीवर वापरात असलेल्या संपीडित हवेच्या गतिरोधकाचे चित्र आ. ५ मध्ये दिले आहे. या प्रकारात देखील निर्वात गतिरोधक पद्धतीप्रमाणे सर्व डब्यांखालून एक नळ नेलेला असतो व पहिल्या डब्यातील नळाचे पुढचे टोक एंजिनात एक संपीडित हवेची टाकी असते तिला जोडलेले असते. संपीडक बाहेरची हवा आठपटीने दाबून मुख्य टाकीत भरतो व तेथून ती नळात जाते. नळाचा संबंध गतिरोधकाच्या सिलिंडराच्या उजव्या बाजूशी जोडलेला असतो. सिलिंडराची डावी बाजू प्रत्येक डब्याखाली असलेल्या एका लहानशा दंडगोल टाकीशी जोडलेली असते. सिलिंडराच्या डाव्या बाजूकडील आणि या लहान टाकीतील हवेचा दाब एंजिनातील मुख्य टाकीतील दाबाइतका असतो.

रोधक ठोकळा चाकापासून अलग राहण्यासाठी सिलिंडरात दट्ट्या मधोमध असावा लागतो व यासाठी दट्ट्याच्या उजवीकडे, म्हणजे नळातही, हवेचा पूर्ण दाब असावा लागतो. गाडी थांबविण्यासाठी चालक एंजिनातील गतिरोधकाचा हस्तक ओढतो त्यावेळी तो नळातील व दट्ट्याच्या उजवीकडील दाब आतील हवा बाहेर सोडून नाहीसा करतो. त्यामुळे लहान टाकीतील संपीडित हवा दट्ट्याला उजवीकडे ढकलते व रोधक ठोकळा चाकावर घासून गाडी थांबते. गाडी पुन्हा सुरू करताना चालक, हस्तकाद्वारे एका झडपेचे चालन करून नळातील व त्याचबरोबर दट्ट्याच्या उजवीकडील दाब पूर्वपदावर आणतो व दट्ट्या डावीकडे सरकल्याने ठोकळा चाकापासून दूर होतो. गतिरोधक लावताना व सोडवताना त्याच्या सर्व भागांच्या जरूर त्या क्रिया हस्तकाच्या एकाच चालनाने घडून याव्या, अशा तऱ्हेची निरनिराळ्या झडपांची जुळणी व मांडणी केलेली असते.

रूळगाडीवर निर्वात पद्धतीचे गतिरोधक असोत अगर संपीडित हवेचे असोत, दोन्ही पद्धतींत गाडीवरील नळाला जोडलेली तोटी उघडणे व नळाच्या आतील हवेचा व बाहेरच्या हवेचा संबंध जोडणे ही एकच क्रिया गतिरोधक कार्यान्वित होण्यासाठी करावी लागते. नेहमी हे काम एंजिनचालक करीत असतो. परंतु चालू गाडीतील प्रवाशास जर काही कारणाने गाडी थांबवावी असे वाटले, तर त्याचीही सोय प्रत्येक डब्यातून केलेली असते. धोक्याची साखळी म्हणून एक साखळी डब्यात वरच्या अंगाने नळीतून नेलेली असते व साखळी ओढण्याकरिता नळी मधूनमधून उघडी असते. प्रवाशाने साखळी ओढली म्हणजे गाडीखालील नळाची एक तोटी उघडते व एंजिनचालकाने गतिरोधकाचा हस्तक ओढल्याप्रमाणेच सर्व क्रिया घडून येतात व गाडी थांबते.

वरील दोन्ही पद्धतींत रोधक व्यवस्थेत जर अचानक काही दोष उत्पन्न झाला, तर त्याचा परिणाम तिच्यातील नळाचा संबंध बाहेरील हवेशी होण्यातच होतो व आपोआप गाडी थांबते. परंतु या दोषामुळे गतिरोधक अकार्यकारी होत असल्यास गाडी चालकाच्या ताब्यात राहणार नाही व अपघात संभवेल. असे होण्यापेक्षा गाडी थांबणे व अपघाताचा संभवच नाहीसा होणे, हा या पद्धतीचा मोठा फायदा होय.

मालगाडीवर तसेच दूरच्या प्रवासीगाडीवर गार्डाला जर गाडी थांबविण्याची जरुरी भासली, तर हाताने कार्यान्वित करता येणारा असा एक साधा यांत्रिक गतिरोधक त्याच्याच खोलीत बसवलेला असतो. हाताने फिरणारे एक चाक असते व त्यात गुंतवलेला एक स्क्रू असतो. चाक फिरवून स्क्रू खाली दाबला म्हणजे स्क्रूच्या खालच्या बाजूस लावलेल्या तरफेच्या मदतीने गतिरोधक ठोकळा गाडीच्या चाकावर दाबला जातो. चाक उलट फिरविले म्हणजे स्क्रू वर उचलला जातो व गतिरोधक सुटा होतो.

(५) द्रवीय गतिरोधक : हल्ली सर्व मोटारींना व विमानांना जे गतिरोधक लावतात ते या जातीचे असतात. तसे पाहिले तर हे रोधक आ.३ मध्ये दाखविलेल्या दोन ठोकळ्यांच्या रोधकाच्या जातीचेच असतात. पण त्यांची चालनक्रिया द्रवीय तेल या द्रव माध्यमाने साधली जाते, म्हणून त्यांना द्रवीय गतिरोधक म्हणतात. मोटारीत हे रोधक चाकाच्या प्रधीच्या आतल्या अंगावर घासतात व विमानात ते तबकडी रोधकरूपाने वापरतात. या रोधकांत रोधक प्रेरणेचे प्रेषण द्रव माध्यमातून होत असल्याने ते सोपे व सर्व ठिकाणी चटकन आणि समकालिक होते [→ मोटार वाहन].

विमानाचे गतिरोधक : विमान जमिनीवर उतरू लागले म्हणजे विमानाच्या खाली बसवलेली दोन चाके जमिनीला लागून फिरू लागतात व त्यामुळे विमान साध्या मोटारगाडीप्रमाणे जमिनीवरून धावू लागते. यावेळी ते थांबविण्यासाठी गतिरोधकाची आवश्यकता असते व हे दोन्ही चाकांवर बसवतात. चाकांना जोडलेल्या धातूच्या तबकड्यांवर दोन्ही बाजूंनी गतिरोधक ठोकळ्यांचा दाब बसून तबकडी व चाक फिरण्याला विरोध होतो व शेवटी विमान थांबते. हे गतिरोधक मोटारगाडीवर वापरण्यात येणाऱ्या तबकडी गतिरोधकांच्या जातीचे असतात व त्यांचे चालन मोटारगाडीवर द्रवीय गतिरोधकाप्रमाणे होते. विमानावरचे गतिरोधक महाग असले, तरी मजबूत पण विशेष हलक्या धातूचे बनवतात. प्रत्येक चाकाच्या रोधकाचे चालन स्वतंत्रपणे करता येते व त्यामुळे त्यांचा उपयोग विमान जमिनीवर चालत असताना ते वळविण्याकरितासुद्धा करता येतो. काही विमानांच्या पंख्यांच्या पात्यांचा कोन पंखा फिरत असतानाच बदलता येतो. तो शून्यापर्यंत कमी करता येतो व जरूर तर उलट बाजूकडेही नेता येतो. अशा रीतीने कोन उलट बाजूकडे केल्यास पंखा प्रचालक म्हणून नव्हे, तर गतिरोधक म्हणून काम करू लागतो.

संदर्भ : 1. Baumeister, T. Marks, L. S. Standard Handbook for Mechanical Engineer, New York, 1966.

            2. Myatt, D. J. Machine Design–An Introductory Text, New York, 1965.

ओक, वा. रा.

“