কয়েল স্প্রিং

কয়েল স্প্রিং এমন একটি যন্ত্র যা সাধারণত শক্তি সঞ্চয় করে এবং পরবর্তীকালে এই শক্তি ব্যবহার করার জন্য, আকস্মিক আঘাত সহ্য করার জন্য, বা বিভিন্ন তলের মধ্যে বলের সামঞ্জস্য রাখার জন্য ব্যবহৃত হয়। কোন স্থিতিস্থাপক বস্তুকে পেঁচিয়ে (হেলিক্স) এগুলো তৈরী করা হয়। স্প্রিং ভারমুক্ত হলে এটি তার স্বাভাবিক দৈর্ঘ্যে ফিরে আসে।

কয়েল স্প্রিঙে টানবল(Tension) বা সংকোচন বল(compression) প্রয়োগ করলে এটিতে মোচড়(Torsion) সৃষ্টি হয়। স্প্রিং এর বৈশিষ্ট্যগুলি তাই ইয়ং গুণাঙ্ক(Young's Modulus) নয় , বরং মোচড় গুনাঙ্কের(shear modulus) ওপর নির্ভর করে।

একটি কয়েল স্প্রিঙ্ককে টরসন স্প্রিং হিসেবেও ব্যবহার করা যেতে পারে। সেক্ষেত্রে পুরো স্প্রিংটিকে এর পেঁচানো অক্ষের( helical axis.) সাপেক্ষে মোচড় দেয়া হয়। স্প্রিং টি তে এর ফলে বেন্ডিং মোমেন্ট তৈরী, হয় যার কারণে স্প্রিংটির হেলিকাল ব্যাসার্ধ(helical radius) হ্রাস অথবা বৃদ্ধি পেতে পারে। সাধারণত স্প্রিংটির উপাদানের ইয়ং এর গুণাঙ্কের ওপর স্প্রিং এর বৈশিষ্ট্য নির্ভর করে।

ধাতব কয়েল স্প্রিংগুলি একটি ছাঁচের চারপাশে তার পেঁচিয়ে তৈরি করা হয় -একটি সিলিন্ডার ব্যবহার করে বেনলাকার কয়েল স্প্রিং তৈরি করা হয়।

বিভিন্ন আর্ক স্প্রিংস এবং আর্ক স্প্রিং সিস্টেমের চিত্র (অভ্যন্তরীণ এবং বাইরের আর্ক স্প্রিংস সমন্বিত সিস্টেমগুলি)

যানবাহনের জন্য ব্যবহৃত কয়েল স্প্রিংগুলো সাধারণত শক্ত ইস্পাত দিয়ে তৈরি করা হয়। স্প্রিং এর তারকে প্রথমে উত্তপ্ত করা হয় যাতে এর আকার সহজেই পরিবর্তন করা যায়। এরপর অটো-কয়েলার নামক একটি মেশিনের মাধ্যমে স্প্রিংকে নির্দিষ্ট আকার দেওয়া হয়। তারপরে এটিকে একটি লেদ মেশিনে নিয়ে যাওয়া হয় যেখানে আগে থেকেই স্প্রিংটির কাঙ্ক্ষিত আকারের একটি ধাতব রড থাকে। মেশিনটির মাধ্যমে স্প্রিং এর তারটিকে ঘূর্ণায়মান রডের দিকে ধাবিত করা হয় এবং একইসাথে তারটিকে রডের সাথে আড়াআড়িভাবে ঠেলে দেয়া হয় যাতে একাধিক কয়েল তৈরী করা যায়। তারপরে স্প্রিংটিকে মেশিন থেকে বের করে আনা হয় এবং শীতল হওয়ার জন্য এটিকে তেল এর মধ্যে রেখে দেয়া হয়। এরপর টেম্পারিং করা হয় যেন স্প্রিংটি কখনো শীতল হলে ভঙ্গুর না হয়ে যায়। লেদ মেশিনের রডের আকার ও উপাদান দ্বারা আমরা কয়েলের আকার এবং সক্ষমতা(strength) নিয়ন্ত্রণ করতে পারি। স্প্রিং কোন নির্দিষ্ট ধর্ম যেমন স্টিফনেস, ড্যাম্পিং(dampening) এবং সক্ষমতা( strength) এসব অর্জনের জন্য বিভিন্ন সংকর ধাতু(alloys) ব্যবহার করা হয়।

স্প্রিং রেট

1 ইঞ্চি সংকুচিত হওয়া পর্যন্ত কোনও কয়েল স্প্রিঙের ধারণক্ষমতাকে স্প্রিং রেট বলা হয়।স্প্রিং রেট সাধারণত উৎপাদন প্রক্রিয়া দ্বারা নির্দিষ্ট করা হয়। যদি কোনও স্প্রিঙের স্প্রিং রেট ১০০ হয় তবে স্প্রিঙের ১ ইঞ্চি সঙ্কোচন করতে ১০০ পাউন্ড বল প্রয়োজন হবে।

প্রকারভেদ

এম 4 শেরম্যান ট্যাঙ্কে ভলিউট স্প্রিং এর সাস্পেনশন

কয়েল স্প্রিঙের প্রকারভেদঃ

• টেনশন / এক্সটেনশন কয়েল স্প্রিং, প্রসারণকে বাধা দেয়ার জন্য তৈরী করা হয়। কোথাও যুক্ত করে রাখার জন্য প্রতিটি প্রান্তে হুক ও আংটা লাগানো থাকে।
• কম্প্রেশন কয়েল স্প্রিং, কোন সংকোচন বলকে বাধা দেয়ার জন্য ডিজাইন করা হয়। কম্প্রেশন কয়েল স্প্রিঙের একটি সচরাচর ব্যবহার দেখা যায় গাড়ির সাসপেনশন সিস্টেমে ।
  • ভলিউট স্প্রিং অনেক বেশি সঙ্কোচন বলকে প্রতিহত করার স্প্রিং হিসেবে ব্যবহৃত হয়। প্লেটের একটি পট্টিকে গুটিয়ে একসাথে হেলিক্স ও সর্পিলাকার আকৃতি দেয়া হয় । সংকুচিত করা হলে প্লেটের পট্টিটি সাধারণ তারের কয়েল থেকে বেশি দৃঢ় হয় কিন্তু সর্পিলাকার আকৃতিটির জন্য স্প্রিঙের লেয়ারগুলো একে অন্যের নিচে চলে না গিয়ে পরস্পর সমাপতিত হয়।
  • আর্ক স্প্রিংস (বো স্প্রিং) কয়েল স্প্রিঙের একটি বিশেষ রূপ যা মূলত অন্তর্দহন ইঞ্জিন দ্বারা চালিত রেলগাড়ির দ্বৈত-ভর ফ্লাইহুইলে ব্যবহারের জন্য তৈরী করা হয়। স্প্রিঙের শেষ প্রান্তে বল প্রয়োগ করা হয়।, $M=F\cdot r$ মানের একটি টর্ক একটি অক্ষকে কেন্দ্র একটি বল $F$ এর মাধ্যমে প্রেরণ করা যায় যা উক্ত ঘূর্ণন অক্ষের দিকে এবং লিভার আর্ম সিস্টেমটির কেন্দ্রবিন্দু $r$ বরাবর নির্দেশিত ।
• টরসন স্প্রিংগুলো মোচড়কে প্রতিহত করার জন্য ডিজাইন করা হয়। প্রায়শই কাপড় আটকানোর জন্য বা গ্যারেজের দরজাগুলি খোলা ও বন্ধ করার সাথে সম্পর্কিত।

প্রয়োগ

কয়েল স্প্রিং এর অনেক প্রয়োগ রয়েছে; উল্লেখযোগ্যগুলির মধ্যে রয়েছে:

• কম্পিউটার কীবোর্ডগুলিতে বাকলিং স্প্রিংস
• তোশক এর মধ্যে তোশক কয়েল স্প্রিং
• গৃহসজ্জার সামগ্রীর জন্য কয়েল স্প্রিং
• গাড়ির সাসপেনশনে কয়েল স্প্রিংস

কয়েল স্ট্রিংস সাধারণত যানবাহনের সাস্পেনশন সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়। এই স্প্রিংগুলি হল কম্প্রেশন স্প্রিং এবং প্রয়োগের উপর নির্ভর করে স্প্রিঙের শক্তি এবং আকার অনেক ভিন্ন হতে পারে। একটি কয়েল স্প্রিঙের সাস্পেনশন সিস্টেম যানবাহনের ভিত্তিতে নমনীয় বা অনমনীয় হতে পারে। কয়েল স্প্রিং হয় আঘাত শোষণকারী যন্ত্রের সঙ্গে অথবা পৃথকভাবে স্থাপন করা যেতে পারে। ট্রাকগুলিতে কয়েল স্প্রিংসগুলি আনলোড করা অবস্থায় মসৃণভাবে চলতে সাহায্য করে এবং লোড থাকা অবস্থায় সংকুচিত হয়ে শক্ত হয়ে যায় । এর ফলে যানবাহনগুলো ভারযুক্ত অবস্থায় কম স্পন্দিত হয়। কয়েল স্প্রিং সাসপেনশন উচ্চতর পারফরম্যান্সযুক্ত গাড়িগুলিও ব্যবহৃত হয় যাতে গাড়িটি আকস্মিক আঘাত শোষণ করে নিতে পারে এবং বডি রোল কম হয়। অফ-রোড যানবাহনগুলিতে কয়েল স্প্রিংগুলি ব্যবহৃত হয় কারণ তারা অনেক দূর ভ্রমণের জন্য চাকাকে সহায়তা করতে পারে।

• ইঞ্জিনে কয়েল স্প্রিংস

ইঞ্জিনে কয়েল স্প্রিং ব্যবহার করা হয়। এই স্প্রিংগুলি হল কম্প্রেশন স্প্রিং এবং এগুলো ইঞ্জিনের দহন প্রকোষ্ঠে বাতাস ঢুকানোর বা এ থেকে দহনকৃত উতপাদ গ্যাস বের করে দেয়ার জন্য ব্যবহৃত ভাল্ভ বন্ধ করার কাজে খুব গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। স্প্রিংটি ভালভের সাথে সংযুক্ত একটি রকারের সাথে যুক্ত থাকে।

• 
  ভালভেট্রাইনে কয়েল স্প্রিং

কোনও প্রদত্ত উপাদান, তারের ব্যাস এবং কয়েল ব্যাসের টেনশন এবং এক্সটেনশন কয়েল স্প্রিংসগুলি সম্পূর্ণরূপে লোড হওয়ার পরে একই শক্তি প্রয়োগ করে; কয়েলের সংখ্যা বৃদ্ধির মাধ্যমে(সমানুপাতিকভাবে) স্প্রিঙের মুক্ত দৈর্ঘ্য এবং সঙ্কোচন/প্রসারণ দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি পায় ।

কয়েল স্প্রিং এর স্বাভাবিক অবস্থা থেকে বিচ্যুতির জন্য মূলত মোচড় দায়ী। তবে সোজা ও বক্র পথের স্প্রিং এর জন্য বিচ্যুতির পরিমাণ ভিন্ন ভিন্ন হয়। এই পার্থক্যটি ওয়াহল সশোধন নামক একটি নিয়ম দ্বারা ঠিক করে নেয়া হয়। বিজ্ঞানী আর.এ.এম. ওয়াহল এই সূত্রটি বের করেছিলেন বলে তার নামানুসারে সূত্রটির নাম দেয়া হয়েছে।

আরও দেখুন

• বোগি
• লিফ স্প্রিং
• ঘাতশোষক
• স্প্রিং (ডিভাইস)
• টিমিস সিস্টেম, কয়েল স্প্রিঙের একটি আদি রূপ যা রেলওয়ের অক্ষে ব্যবহৃত হয়।

তথ্যসূত্র

 

2.Strength Of Materials by Andrew Pytel and Ferdinand L. Singer

বহিঃসংযোগ

• দ্য ওল্ফ্রাম ডেমনস্ট্রেশন প্রজেক্টে সানডোর কাবাই এর হেলিকাল স্প্রিং ।
• ইনস্টিটিউট অফ স্প্রিং টেকনোলজি
• স্প্রিং ম্যানুফ্যাকচারার্স ইনস্টিটিউট ওয়েব্যাক মেশিনে আর্কাইভকৃত ২৮ সেপ্টেম্বর ২০২০ তারিখে
• [১], ডেভ সিলবারস্টাইনের টিউটোরিয়াল।
• "You Spring From Morning To Night" , April 1949, Popular Science, ইস্পাত কয়েল স্প্রিংস ম্যানুফ্যাকচারিংয়ের মূল বিষয়গুলি সম্পর্কে জনপ্রিয় বিজ্ঞান নিবন্ধ।