A membráncsatlakozások magyarázata: tervezés, eltolódási határértékek és alkalmazások

Egy petrolkémiai keringetőszivattyús szerelvény kilenchavonta elveszítette fogaskerekes tengelykapcsolóját. A kiváltó ok egy motor kimeneti karima volt, amely 1,2 mm-rel a szivattyú bemenete felett feküdt, ami jóval a hideg beállítási tűréshatáron belül van, de roncsoló hatású a kenett fogaskerekek fogaira 3600-as fordulatszámon. A karbantartó csapat kettős membrános, távtartós tengelykapcsolóra váltott, és a csereintervallum négy évre nyúlt. Ez az eredmény tipikus: a membráncsatlakozók ritkábban hibásodnak meg, mert nincsenek kopó fogaik, nincs elveszíthető zsír, és nincs öregedő elasztomer.

Hogyan működik a membráncsatlakozás

A membrános tengelykapcsoló a nyomatékot egy vékony fémtárcsán vagy vékony tárcsák halmán keresztül továbbítja, felváltva a meghajtó és a hajtott karimára. Amikor a forgás elindul, a nyomaték útja nyírással és feszültséggel halad át a membránon a csavarkör körül. A tárcsa rugalmasan deformálódik, hogy elnyelje a szög- és axiális mozgást, ami rugalmassá teszi a tengelykapcsolót.

A teljes szerelvény általában tartalmaz egy bal agyat, egy membráncsomagot, egy távtartó tengelyt, egy második membráncsomagot és egy jobb oldali agyat. A távtartó tengely lehetővé teszi, hogy a tengelykapcsoló áthidaljon egy rést két géptengely között, és ez az az elem, amely lehetővé teszi a kettős hajlítást.

Szinte minden membráncsatlakozási döntést két szabály szabályoz. Először is, egyetlen membránkészlet csak a szögeltéréseket kezeli. Ha a gép párhuzamos tengelyeltolással rendelkezik, akkor két membránkészletre van szükség, amelyek egymástól bizonyos távolságra vannak, mert ez a kombináció egy lebegő középső részt hoz létre, amely az eltolást szögeltéréssé alakítja. Másodszor, mivel a nyomaték az előfeszített csavarkötéseken keresztül áramlik, a membrános tengelykapcsolók eleve holtjátékmentesek.

Egyszeres versus kettős membrános kivitel

A megkülönböztetés többet számít, mint azt a legtöbb adatlap-összehasonlítás elismeri. Az egymembrános tengelykapcsoló minden irányban merev, kivéve az axiálist és a szöget. Alkalmas olyan szorosan kapcsolt motorokhoz, kódolókhoz és nyomatékérzékelőkhöz, ahol a tengelyek egy milliméter töredékein belül vannak egymáshoz igazítva. A kettős membrános egység a megfelelő választás, ha el kell fogadnia a mért eltolást, és továbbra is simán továbbítania kell a nyomatékot.

A nagy szilárdságú alumíniumötvözetből készült egymembráncsomagok alacsonyan tartják a tehetetlenségi nyomatékot, ami értékes a szervotengelyek és a pozicionáló asztalok számára. Ez a konfiguráció kompakt furattartományban kapható szorítóagyokkal.

RSK-CPSM alumínium egymembrános csatlakozó szorítóagyokkal Ez a tengelykapcsoló nagy szilárdságú alumíniumötvözet hüvelyt és 304-es rozsdamentes acél membránt használ. Alacsony tehetetlensége és nagy forgatónyomaték-merevsége megfelel a precíz forgásszabályozást igénylő szervotengelyeknek és pozícionáló asztaloknak. Termék megtekintése →

Ha a hajtáslánc párhuzamos eltolást nem lehet kiküszöbölni, az alumínium kettős membrános tengelykapcsoló praktikus megoldás a kompakt CNC orsók és géptengelyek számára.

RSK-CPLF alumínium kettős membrános tengelykapcsoló CNC orsókhoz A rövid bilincs kialakítású alumíniumötvözet hüvelyrel és rozsdamentes acél membránokkal ez a tengelykapcsoló a kompakt CNC orsók és géptengelyek párhuzamos eltolását célozza meg, precíz vezérlést biztosítva a szervo- és léptetőmotorokhoz. Termék megtekintése →

Ahol a membráncsatlakozások megérdemlik

A membrános csatlakozók alapfelszereltségnek számítanak a forgó berendezésekben, ahol az állásidő drága és a sebesség nagy. A leggyakoribb feladat a turbógépek: gőz- és gázturbinák, centrifugálkompresszorok és nagy technológiai szivattyúk. Ezek a gépek több ezer fordulat/perc sebességgel működnek, több millimétert nőnek, ahogy felmelegszenek, és nem tolerálják az olyan csatolást, amelyre figyelni kell a nagyjavítások között. Az acél membrános tengelykapcsoló két rugalmas csomaggal és egy távtartóval minden körülményt lefedi kenés nélkül.

Az alkalmazási kör azonban szélesebb, mint a turbináké. A nagy sebességű próbapadokon membrános tengelykapcsolók futnak a hajtómotor és a nyomatékkarima között, ahol a nulla holtjáték és a stabil egyensúlyi fokozat többet jelent, mint a nyers nyomatékkapacitás. A tengeri segédhajtóművek ott használják őket, ahol a tengervíz atmoszféra megtámadja a kenett tengelykapcsolókat. A precíziós oldalon a szervo hajtóművek, a golyóscsavarok és a CNC orsók kis alumínium membrános tengelykapcsolókat használnak, mivel ezek nem vezetnek be holtjátékot és alacsonyan tartják a tehetetlenséget.

A tesztcellák 10 000 ford./perc sebességig történő működéséhez a testreszabott nagy sebességű membráncsatlakozás több membráncsomagot kiegyensúlyoz szűk gyártási tűrésekkel és dokumentált kiegyensúlyozási fokozattal a tartós, nagy sebességű működés érdekében.

Kiválasztási kritériumok és gyakori specifikációs hibák

A katalógus megtekintése előtt hat paraméter meghatározásával válasszon membráncsatlakozót:

1. Nyomaték: használja a csúcs- vagy túlterhelési nyomatékot, ne csak a motor névleges nyomatékát, és alkalmazzon 1,5-2 biztonsági tényezőt a ciklikus terhelésekhez.
2. Eltérés: mérje meg a szög- és eltolásértékeket üzemi hőmérsékleten, és vegye figyelembe a gépház hőnövekedését.
3. Sebesség: erősítse meg a csatolás maximális fordulatszámát és egyensúlyi fokozatát a vonat által látott leggyorsabb folyamatos sebességhez képest.
4. Axiális mozgás: Vegye figyelembe a tengelytágulást, és válasszon kettős rugalmas kialakítást távtartóval, ha az út meghaladja a néhány tizedmillimétert.
5. Furat és szerelés: döntsön a szorítóagyak és a kulcsos agyak között; A szorítóagyak leegyszerűsítik a telepítést és eltávolítják a kulcs holtjátékát.
6. Környezet: a hőmérséklet, a páratartalom és a lemosó vegyszerek határozzák meg az anyagcsaládot, jellemzően alumíniumot vagy rozsdamentes acélt.

Két specifikációs hiba ismétlődik. Az első az alulméretezés a csúcsnyomatékhoz: az 1000 N·m statikusan tartó tengelykapcsoló nem biztos, hogy korlátlanul bírja 500 N·m ciklikus nyomatékot 6000 ford./perc mellett, mert a membrán fáradáskor tönkremegy, nem statikus túlterhelés esetén. A második az axiális merevség figyelmen kívül hagyása. Egy szorosan kapcsolt gépben a tengelyek termikus növekedése során a tengelyirányban merev tengelykapcsoló jelentős erőt nyomhat a berendezés csapágyaiba, ezért a megadott tengelyirányú mozgást a tényleges hőnövekedéshez kell igazítani.

Hogyan hasonlíthatók össze a membráncsatlakozók a fogaskerekekkel és az elasztomer kivitelekkel?

A membrános tengelykapcsolók általában a fogaskerekes tengelykapcsolókkal és az elasztomer tengelykapcsolókkal versenyeznek.

A fogaskerekes tengelykapcsolók méretenként nagyobb nyomatékot adnak le, és több beállítási eltérést is elfogadnak, de zsírra van szükségük, holtjátékuk tartósan nő a fogak kopásával, és fegyelmezett karbantartást igényelnek. Az elasztomer tengelykapcsolók olcsók és elnézőek, de lágyítják a hajtásláncot, csökkentik a természetes frekvenciákat és gyorsabban kopnak folyamatos nyomaték mellett. A kettő között egy membráncsatlakozás található: nulla kenés, nulla holtjáték, nagy csavarási merevség és mérsékelt eltolódási kapacitás, kiszámítható kifáradási élettartammal. Azok a mérnökök, akik szeretnék áttekinteni a kompromisszum mögött meghúzódó tágabb teljesítménylogikát, elolvashatják az összefoglalót csatolás előnyei a cég honlapján.

Karbantartás és várható élettartam

A membrános tengelykapcsolókat gyakran karbantartásmentesnek jelölik, mivel nincsenek kenhető részek. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a karbantartás időszakos és vizuális, nem pedig állandó.

• Vizsgálja meg a membráncsomagokat, hogy nincsenek-e repedések, kopás vagy korrózió, különösen a csavarfuratok környékén.
• Ellenőrizze a csavarok forgatónyomatékát az első üzemi hetek és a tengelykapcsoló nagyjavítása után.
• Ellenőrizze a beállítást, az egyensúlyi jeleket és a rögzítőelemek állapotát, amikor a gépet karbantartás céljából kinyitják.

Az élettartamot a fém kifáradása korlátozza, nem a csúszó kopás. A tiszta üzemben lévő nagyméretű ipari membráncsatlakozók általában több mint tíz évet vesznek igénybe, mielőtt a membráncsomagot ki kell cserélni. Ha fáradási repedések jelennek meg, a membráncsomagot modulként cserélik ki, és az agyak és a távtartó tovább működhet, ami alacsonyan tartja az életciklus költségeit.

A membráncsatlakozás meghatározásának megbízható módja az, hogy nem pusztán a furatméret alapján választjuk ki. Határozza meg a nyomatékot, a karimák közötti valódi eltérést üzemi hőmérsékleten, a fordulatszám- és egyensúlyi osztályt, valamint a berendezés által generált tengelyirányú mozgást. Miután ezeket a számokat felírtuk, a tervezési választás egyszerűvé válik. A Jiangsu Rokang alumínium és acél egy- és duplamembrános tengelykapcsolókat, valamint nagy sebességű egységeket gyárt a forgó vizsgálóberendezésekhez, és a teljes választékot a munkavégzési feladatok alapján szervezik. vállalati oldal .