क्लच

क्लच : यांत्रिक शक्तीच्या प्रेषणमार्गात एकाच रेषेत असलेल्या चालक व चलित दंडांना सहज व तात्पुरते जोडण्यासाठी आणि वेगळे करण्यासाठी योजण्यात येणारे साधन. या साधनाचा एक भाग चालक दंडावर आणि दुसरा चलित दंडावर बसवितात. जेव्हा क्लच सांधला जातो तेव्हा चालक व चलित दंड जोडले जातात आणि चलित यंत्राला गती मिळते. चालक फिरत असला, तरी क्लच सुटा करून चलित यंत्र गतिरोधकाने चटकन थांबविता येते. क्लचचा उपयोग मुख्यत्वेकरून मोटारवाहने, दाबयंत्रे, टॅक्टर (कर्षित्र) व काही यांत्रिक हत्यारे यांत करतात. सामान्यतः एंजिन व चलित यंत्रे जेथे वारंवार जोडावी व अलग करावी लागतात, तेथे क्लचाचा उपयोग अपरिहार्य असतो व तो फायदेशीरही ठरतो.

क्लचांचे दोन मुख्य वर्ग आहेत. एक स्पष्ट चालनाचा व दुसरा अस्पष्ट चालनाचा (यांचे वर्णन खाली केले आहे). स्पष्ट चालन वर्गातील क्लच अडकून बसणारे असतात व अस्पष्ट चालनाचे क्लच चिकटून बसणारे असतात. पहिल्या वर्गात फारच थोडे प्रकार आढळतात. परंतु दुसऱ्या वर्गात शुद्ध यांत्रिक, द्रवीय व विद्युत् असे उपवर्ग असून त्यांचेही अनेक प्रकार आहेत.

स्पष्ट चालन क्लच : हे घन जातीचे असून त्यांची रचना अगदी साधी असते. यांचा विशेष फायदा म्हणजे ते सांधलेले असताना दोन्हीकडील दंडांची गती अगदी एकसम (एकसारखी) असते. हे सांधताना किंवा सुटे करताना दोन्हीकडील दंड थांबवावे लागतात. यांचे तीन प्रकार आहेत.

(अ) चौकोनी कुसवांचा क्लच : (आ.१). या क्लचाचे दोन सारखे भाग असून त्यांतील एक भाग चालक दंडावर पक्का बसविलेला असतो आणि दुसरा भाग चलित दंडावरील अक्षीय गाळ्यात सरकवता येण्यासारखा बसविलेला असतो. दोन्ही भागांच्या समोरासमोरील बाजूंवर कुसवे असतात व त्यांना जुळत्या खाचाही असतात. जेव्हा दोन्ही भाग थांबवून सरकणारा भाग पक्क्या भागाकडे सरकवतात तेव्हा दोन्ही भागांवरील कुसवे समोरच्या भागांवरील खाचांत अडकतात व दोन्हीकडील भाग एकत्र सांधले जातात. मग एंजिन सुरू करून चलित यंत्र चालविता येते. हा क्लच इतर जातींच्या क्लचांपेक्षा मजबूत असला, तरी तो सांधताना दोन्हीकडील दंड थांबबावे लागतात, हा त्याचा उणेपणा आहे त्यामुळे त्याच्या वापराला मर्यादा पडते.

(आ) मळसूत्री कुसवांचा क्लच : (आ. २). याच्या दोन्ही भागांवरील कुसवांची एक बाजू मळसूत्री असते. त्यामुळे या क्लचाचे सांधणे चौकोनी कुसवांच्या क्लचापेक्षा सोपे असते. असा क्लच बऱ्याच दाबयंत्रांमध्ये वापरतात.

(इ) दंतचक्री क्लच : या प्रकारात (कडेवर) बाहेरून दात असलेले एक चक्र एका दंडावर व आतून दात असलेले एक चक्र दुसऱ्या अशी दोन चक्रे असतात. दोन्ही चक्रांच्या दातांची संख्या एकच असते. जेव्हा  क्लच  सांधला जातो तेव्हा दोन्हीकडील चक्रांचे दात एकमेकांत गुंतून चक्रे व त्याबरोबर दंडही जोडले जातात. हा  क्लच सांधताना दोन्हीकडील दंड थांबवावे लागतात किंवा अगदी सारख्या वेगाने फिरवावे लागतात. असे  क्लच जास्त किंमतीच्या मोटारवाहनांच्या वेगबदल पेट्यांमध्ये वापरतात.

अस्पष्ट चालन क्लच : स्पष्ट चालन क्लच वापरला, तर कोणत्याही परिस्थितीत चलित दंडाची गती चालक दंडाच्या अगदी सारखी असते पण अस्पष्ट चालन वर्गातील क्लच वापरला, तर ती तशी सदैव असेलच असे नाही. ती भिन्नही असू शकते, हाच या दोन वर्गांतील फरक होय.

अस्पष्ट चालन वर्गात घर्षण क्लच, अपमध्य क्लच, वेगवृद्धिसह (चालक भागापेक्षा चलित भाग जास्त वेगाने फिरू देणारा) क्लच, द्रवीय क्लच, विद्युत चुंबकीय क्लच व मंदायन क्लच यांचा समावेश होतो.

घर्षण क्लच : या प्रकारचे क्लच यांत्रिक स्वरूपाचे असून त्यांतील दोन्ही भागांची पृष्ठे जवळ आणून एकमेकांवर दाबली जातात व त्यांच्यामधील घर्षणामुळे शक्तीचे संक्रमण केले जाते आणि चलित दंडाची गती चालक दंडाच्या बरोबर होऊ लागते. क्लच सुटा करताना हे  पृष्ठभाग एकमेकांपासून वेगळे पाडतात. त्यामुळे चलित दंडाची गती कमी होत जाऊन तो थांबतो. यांत्रिक साधनामध्ये घर्षण क्लच वापरणे पुष्कळदा फायद्याचे असते. यांत्रिक हत्यारावर जर नियोजित भारापेक्षा जास्त भार आला, तर क्लचाचे भाग एकमेकांवर घसरतात व त्यामुळे यंत्रातील दंतचक्राची व इतर भागांची मोडतोड होत नाही. या जातीच्या क्लचांचे दोन प्रकार पुढे दिले आहेत.

(अ) तबकडी क्लच : (आ. ३). या प्रकारात एक किंवा अनेक घर्षण तबकड्या चलित दंडावरील अक्षीय खाचांमध्ये सरकविता येतील अशा रीतीने बसवितात. या घर्षण तबकड्यांवर घर्षण कडी किंवा पट्ट्या बसविलेल्या असतात व चालक दंडावर एक प्रचक्र (दंडाला एकसारखी गती देणारे जड चक्र) असते. स्प्रिंगेच्या साहाय्याने चलित दंडावरील दाबपाटी जेव्हा घर्षण तबकडीला प्रचक्रावर दाबते तेव्हा घर्षणामुळे शक्तीचे संक्रमण होते. क्लच सुटा करताना दाबपाटी प्रचक्रापासून मागे ओढतात, त्यामुळे घर्षण तबकडी सैल पडून प्रचक्रापासून अलग होते व चलित दंडाची गती कमी होऊन तो थांबतो. स्वयंचलित यंत्रांच्या काही प्रकारांत तबकडी क्लच जलीय तेलात (तेलकटपणा नसलेल्या एक प्रकारच्या खनिज तेलात) बुडलेला असतो. असे केल्याने उत्पन्न होणारी उष्णता तेलामार्फत सहज बाहेर नेता येते. जलीय तेल वापरल्याने, साध्या तेलाने होईल तसा, घर्षण गुणांकावर (गतीला विरोध करणारी जास्तीतजास्त घर्षण प्रेरणा व घसरणाऱ्या पृष्ठांना लंब असणारी प्रतिक्रिया यांच्या गुणोत्तरावर) विपरित परिणाम होत नाही. या प्रकारच्या क्लचामध्ये थोड्या जागेमध्ये जास्त घर्षणशक्ती निर्माण होते व घर्षण पृष्ठावरील दाब क्रमाक्रमाने वाढविता येतो. त्यामुळे असे क्लच बहुतेक सर्व मोटारवाहनांमध्ये व बऱ्याच यांत्रिक हत्यारांमध्ये वापरण्यात येतात.

आ. ३ मध्ये या जातीचा एकच घर्षण तबकडी असलेला क्लच दाखविला आहे. चालक दंड (१) वर (३) हे प्रचक्र बसविलेले असून त्याची प्रधी एकाच बाजूला ठेवून त्यात मोकळी जागा निर्माण केली आहे चलित दंड (२) वर टोकाकडे खाचा असून त्याचे टोक आधारासाठी चालक दंडात घुसविले आहे. घर्षण तबकडी (४) वर (५) या पोलादी दाबपाटीने स्प्रिंगांचा दाब पडेल असे केले आहे. घर्षण तबकडीच्या दोन्ही अंगांना एक एक चाम़ड्यासारखा पदार्थाची घर्षण वलये (६) बसविलेली आहेत. दाबपाटीला मागेपुढे करण्याची व्यवस्थाही आकृतीत दाखविली आहे. आकृती या क्लचाच्या रचनेचे व कार्याचे तत्त्व समजण्यापुरतीच असून काही भागांची पुनरावृत्ती गाळलेली आहे.

(आ) शंकू क्लच : हा घर्षण क्लचाचा सर्वांत साधा व सुटसुटीत प्रकार आहे. याची व्यवस्थित रचना केली, तर उच्च कार्यक्षमता मिळविता येते. या प्रकारच्या क्लचाची त्याच्या मुख्य भागांसहित सामान्य रचना आ. ४ मध्ये दाखविली आहे. चालक दंड (१) वर शंकूसारखी पोकळी असलेले प्रचक्र (२) बसविले असून चलित दंड (३) हा आ. ३ मधील प्रमाणेच आधारासाठी (१) मध्ये घुसविलेला आहे. प्रचक्राच्या पोकळीत बरोबर बसेल असा दुसरा शंकूसारखा भाग (४) चलित दंडावर अक्षीय खाचांमध्ये सरकता बसविलेला आहे. प्रचक्र (२) च्या प्रधीच्या आतील स्पर्शक भागावर घर्षण उत्पन्न होण्याकरिता ॲस्बेस्टसाची पट्टी (५) बसविलेली आहे. त्यामुळे दोन्हीकडील शंकू एकमेकांमध्ये सहज घट्ट बसवितात व घसरत नाहीत. स्प्रिंग (६) शंकूला प्रचक्रात दाबून धरण्यासाठी आहे. याचे कार्य तबकडी क्लचाच्या तत्त्वावरच चालते.

अपमध्य क्लच : या जातीच्या एका सामान्य प्रकारात तबकडी क्लचाच्या झाकणावर काही खिळी सम अंतराने बसविलेल्या असतात. त्या खिळींमध्ये वाकविलेल्या तरफा अडकविलेल्या असतात. या तरफांच्या एका टोकाला वजने असतात आणि दुसरी टोके दाबपाटीवर टेकवलेली असतात. वजने फिरण्याचा वेग वाढला म्हणजे त्यांमधील अपमध्य (मध्यापासून दूर ढकलणाऱ्या प्रेरणा वाढून घर्षण तबकडीवर पडणारा दाब वाढतो. या दाबामुळे चालक व चलित भागांत घर्षण उत्पन्न होऊन चलित भाग फिरू लागतो. या रचनेत वेग दुप्पट झाला, तर अपमध्य प्रेरणा चौपट होते. त्यामुळे उच्च वेगात हा क्लच सुटा करावयाचा असेल, तर बराच जास्त जोर लावावा लागतो. हा दोष टाळण्यासाठी घर्षण तबकडीवर उलट बाजूने स्प्रिंगा बसवतात. घर्षण क्लच व अपमध्य क्लच या दोहोंत घर्षण भाग सारखेच असतात, परंतु घर्षित भाग दाबणाच्या पद्धतीतच फक्त फरक असतो.

वेगवृद्धिसह क्लच : ह क्लच स्वयंचलित स्वरूपाचा असतो  त्याचे कार्य दंडाच्या सापेक्ष गतीवर अवलंबून असते. चालक दंडाची गती जेव्हा चलित दंडाच्या गतीपेक्षा जास्त होते तेव्हा या क्लचामुळे दोन्हीकडील दंड आपोआप वेगळे पडतात. असे  क्लच  एंजिनांच्या आरंभकांमध्ये (स्टार्टरमध्ये), स्वयंचलित संक्रमणात व काही यांत्रिक हत्यारांत वापरतात. या क्लचाचे दोन उपप्रकार आहेत. एका प्रकारात क्लचामध्ये एका दंडावर एक कोश व दुसऱ्या दंडावर एक लहानसे चाक बसविलेले असते. या दोहोंमध्ये चलित चाकात निमुळत्या खाचा करून त्यांत लहान रूळ बसविलेले असतात. ज्यावेळी एका विशिष्ट दिशेने चलित भाग फिरतो तेव्हा रूळ फक्त स्वत:च्या आसाभोवती फिरतात अथवा बाजूला सरकतात. जेव्हा चलित दंड सापेक्षतः उलट दिशेने फिरतो तेव्हा कोश आणि चलित चाक या दोघांमध्ये रूळ पाचरीप्रमाणे अडकतात व दोन्हीकडील भाग सांधले जाऊन एकत्र फिरतात. दुसऱ्या प्रकारात रुळांच्याऐवजी पोलादी गोलकांचा उपयोग करतात. या प्रकारचा क्लच नेहमीच्या (फ्री व्हील) सायकलीमध्ये वापरलेला असतो. चलित दंडावरील निमुळत्या खाचांचा कोन किती असावा हा महत्त्वाचा मुद्दा असतो. हा कोन घर्षण होणाऱ्या भागांच्या घर्षणकोनापेक्षा थोडा मोठा असला पाहिजे.

द्रवीय क्लच : या प्रकारच्या क्लचामध्ये द्रवीय युग्मकाचे (दोन दंड जोडण्याच्या साधनाचे) तत्त्व उपयोगात आणतात. या क्लचामध्ये जी सहजता आढळते तशी यांत्रिक क्लचामध्ये आढळत नाही. काही मोटारवाहनांमध्ये असा द्रवीय क्लच वापरतात. हा क्लच  बाहेरून साधारण घर्षण तबकडी क्लचासारखा दिसतो, परंतु त्याच्या आत फक्त दोनच मुख्य भाग असतात. चालक दंडावर बसविलेला भाग म्हणजे बंदिस्त कोशासारखे मोठे पोकळ चाक असते व त्याच्या आतील बाजूस उभ्या कापलेल्या अर्ध्या वाटीच्या आकाराची पात्रे बसविलेली असतात. या  पोकळ चाकाच्या आत दुसरे एक लहान चाक असते, ते चलित दंडावर बसविलेले असते. या लहान चाकावरही तशाच प्रकारची वाट्यांची अर्धे बसविलेली असतात. दोन्हीकडील अर्धे मिळून वाटीचा आकार होतो. दोन्हीकडील पात्रांमध्ये अगदी थोडे अंतर असते व सर्व कोश जलीय तेलाने भरलेला असतो. जेव्हा चालक दंड फिरू लागतो तेव्हा चालक पात्रातील तेल चलित पात्रावर फेकले जाते. त्यामुळे चलित पात्रावर दाब पडून चलित दंड फिरू लागतो.

द्रवीय क्लच हा स्वयंचलित स्वरूपाचा आहे. चालक दंडाचा वेग  दर मिनिटास सहाशे फेऱ्यांपेक्षा जास्त झाला म्हणजे तेलामध्ये जरूर तितके दाबबल उत्पन्न होते व चलित दंड फिरू लागतो.

विद्युत् चुंबकीय क्लच : या प्रकारात एका दंडावर एक विद्युत् चंबक बसवितात व दुसऱ्या दंडावर एक लोखंडी तबकडी बसवितात. विद्युत् चुंबकाला एकदिश विद्युत् प्रवाहाचा पुरवठा केला म्हणजे तो उद्दीपित (कार्यकारी) होऊन लोखंडी तबकडीला ओढून धरतो आणि दोन्ही भाग सांधले जातात. विद्युत् चुंबकाचा विद्युत् पुरवठा थांबवला म्हणजे दोन्हीकडील भाग सुटे पडतात.

आवर्त प्रवाह क्लचामध्ये (बदलत्या चुंबकीय क्षेत्रामुळे संवाहक पदार्थात निर्माण होणाऱ्या प्रवाहाच्या तत्त्वावर आधारलेल्या क्लचामध्ये) चालक भागावरील चाकावरील विद्युत् संवाहकाची गुंडाळी बसविलेली असते. या गुंडाळीमधून एकदिश प्रवाह पाठविला म्हणजे चाकावर चुंबकीय ध्रुव निर्माण होतात. या ध्रुवांमुळे चलित भागावरील संवाहक वलयामध्ये आवर्त प्रवाह उत्पन्न होतात. या आवर्त प्रवाहांनी उत्पन्न झालेल्या चुंबकीय क्षेत्रामुळे चालक भाग चलित भागाला आपल्याकडे ओढून धरतो व दोन्हीकडील भाग एकत्र फिरतात. दोन्ही भागांमधील घसर व उद्दीपन वाढत जाईल तसतसे परिबल (प्रेरणा X भुजा) वाढते. हा क्लच कंपनरहित असतो म्हणून स्वयंचलित वाहक, भोके पाडण्याची दाबयंत्रे इत्यादींमध्ये वापरतात.

मंदायन क्लच : हा लहान नाजूक यंत्रांमध्ये वापरतात. हा विद्युत् चुंबकीय प्रकारचाच असतो. चालक भागावरील वेटोळ्यात एकदिश प्रवाह पाठविला म्हणजे त्या भागामध्ये चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते. या क्षेत्रामुळे चलित भागावरील लोखंडी वलयातही ध्रुव निर्माण होतात. दोन्ही बाजूंकडील ध्रुवांमुळे दोन्ही भाग सांधले जातात आणि एकत्र फिरतात. विद्युत् चुंबकीय जातीच्या क्लचामध्ये प्रत्यक्ष घासणारे भाग नसतात त्यामुळे हे क्लच पुष्कळ दिवस टिकतात.

चुंबकीय द्रव आणि चूर्ण क्लच : याची रचना आ. ५ मध्ये दाखविली आहे. यात चालक दंड (१) ला जोडलेले (२) हे एक लोखंडी चाक आहे. त्याच्या प्रधीवरील खाचांत बसविलेली (३) ही एक तारेची गुंडाळी आहे. त्या गुंडाळीत बाहेरून आणलेला एकदिश विद्युत् प्रवाह सोडला म्हणजे चाकामध्ये चुंबकत्व उत्पन्न होते. (४) या चलित दंडावर (५) हे एक पोकळ लोखंडी चाक बसवलेले असते. आतले चाक (२) व बाहेरचे पोकळ चाक (५) यांच्यामधील मोकळ्या जागेत तेल व लोहकण यांचे मिश्रण भरलेले असते. आतल्या चाकात चुंबकत्व निर्माण झाले म्हणजे लोहकणांमुळे दोन्हीकडील भाग सांधले जातात व एकत्र फिरतात. या क्लचामध्ये जवळच्या धारव्यात (फिरते दंड योग्य स्थितीत ठेवण्यासाठी असणाऱ्या आधारात, बेअरिंगात) लोहकण घुसून ते खराब होण्याची भीती  असते व तेल गळून जाण्याची शक्यता असते. काही वेळा बाहेरील दमट हवा आत जाऊन लोहकण गंजून क्लच खराब होतो.

स्वतंत्रपणे उत्तेजित केलेले विद्युत् जनित्र व चलित्र (मोटर) यांची जोडी क्लच म्हणून वापरता येते. या प्रकारात चालक दंडाला जनित्र जोडतात व चलित दंडाला चलित्र जोडतात. जनित्राचा विद्युत् प्रवाह चलित्राला दिल्याबरोबर दुसरा भागही फिरू लागतो. चलित्राचा विद्युत् प्रवाह बंद केला म्हणजे दुसरा भाग वेगळा पडतो व चलित दंड थांबतो.

पहा : मोटारगाडी.

संदर्भ : Newton, K. Steeds, W. The Motor Vehicle, London, 1950.

कानिटकर, गो. चिं.

“