Elektromos motor tengelykapcsoló típusai: Teljes kiválasztási útmutató

Miért fontos a tengelykapcsoló kiválasztása motoros rendszerekben?

Minden villanymotoros hajtásláncnak van legalább egy tengelykapcsolója – ez a mechanikus interfész a motor kimenő tengelye és a motor forgása között. Ez az egyik leginkább specifikált és leggyakrabban alulspecifikált alkatrész az ipari gépekben. Helyezze meg a tengelykapcsolót, és az eltűnik a háttérben, és évekig megbízhatóan továbbítja a nyomatékot. Ha rosszul csinálja, a következmények gyorsan jelentkeznek: idő előtti csapágyhiba, tengelyfáradtság, az egész gépen átterjedő vibráció és nem tervezett leállás.

Az ok, amiért a csatolás kiválasztása bonyolultabb, mint amilyennek látszik, az az, hogy a csatolásokat több dolog egyidejű elvégzésére kérik. Nyomatékot továbbítanak. Ezek alkalmazkodnak a tengelyek közötti elkerülhetetlen eltérésekhez – szögben, párhuzamosan és axiálisan –, amelyek a gyártási tűrésekből, a hőtágulásból és a terhelés alatti elhajlásból adódnak. Típustól függően csillapíthatják a torziós lökéseket, megvédhetik a lejtős berendezéseket a túlterheléstől, vagy nulla holtjátékot tarthatnak fenn a precíziós pozicionálás érdekében. Egyetlen tengelykapcsoló-típus sem teszi mindezt egyformán jól, ezért a rendelkezésre álló kivitelek választéka olyan széles.

Az alábbi szakaszok a villanymotor-alkalmazásokban használt fő tengelykapcsoló-kategóriákat, az ezek mögött meghúzódó fizikai elveket és azokat a kiválasztási kritériumokat ismertetik, amelyek meghatározzák, hogy melyik típus tartozik egy adott hajtásrendszerbe.

Rugalmas tengelykapcsolók: az általános célú munkaló

A flexibilis tengelykapcsolók a legszélesebb körben elterjedt tengelykapcsoló-kategória az elektromotoros alkalmazásokban. Meghatározó jellemzőjük egy rugalmas elem – jellemzően egy elasztomer, rugó vagy vékony fémmembrán – jelenléte, amely lehetővé teszi a tengelykapcsoló számára, hogy a tengelyek közötti eltolódásokat kezelje anélkül, hogy az ebből eredő erőket a csapágyakra és tömítésekre továbbítaná.

Pofa (pók) csatlakozók a legelterjedtebb rugalmas tengelykapcsoló-konstrukciók közé tartoznak. Két fémagy – jellemzően alumíniumötvözetből vagy acélból – egy elasztomer pókelemet kapcsol közéjük. A pók a nyomatékot a kompresszión keresztül továbbítja, miközben elnyeli az ütési terheléseket és a kisebb szög- és párhuzamos eltolódásokat. A pók keménysége kulcsfontosságú kiválasztási változó: a lágyabb pókok több ütést nyelnek el, de kisebb nyomatékkapacitást kínálnak, és tartós túlterhelés károsíthatja őket; a keményebb pókok nagyobb nyomatékot is elbírnak, de több rezgést továbbítanak. A pofás tengelykapcsolókat széles körben használják szivattyúkban, szállítószalagokban, ventilátorokban és általános ipari hajtásokban.

Gumiabroncs (gumi) tengelykapcsolók használjon folytonos elasztomer elemet, amely légabroncs alakú. A gumiabroncs-elem nagyfokú rugalmassága nagyobb eltéréseket tesz lehetővé, mint a pofacsatlakozások – különösen a szögeltéréseket –, és kiváló rezgésszigetelést biztosít. Karbantartásmentesek, nem igényelnek kenést, és alacsonyabb fordulatszámú alkalmazásokban használatosak, ahol az eltolódás kompenzálása az elsődleges követelmény. Rugalmas csapos (csap persely) tengelykapcsolók a nyomatékot gumi vagy nylon perselyekkel felszerelt csapokon keresztül továbbítja, közepes rugalmasságot és jó lengéscsillapítást biztosítva, további előnye az egyszerű elemcsere a tengelybeállítás megzavarása nélkül.

Rokangé rugalmas tengelykapcsoló-tartomány, amely magában foglalja a gumiabroncsot, a rugalmas csapot és a kapcsolódó elasztomer kialakításokat kielégíti az általános célú rugalmas csatolási követelményeket ebben az alkalmazási tartományban.

Szervocsatlakozók: precíziós mozgásvezérlési alkalmazásokhoz

A szervomotoros alkalmazások – CNC szerszámgépek, robotika, félvezető berendezések, precíziós vizsgálóberendezések – olyan követelményeket támasztanak, amelyeket az általános célú rugalmas tengelykapcsolók nem tudnak teljesíteni. Az elsődleges követelmény a nulla holtjáték: a tengelykapcsoló bármely szögjátéka egyenesen pozicionálási hibához vezet a terhelésnél. A másik követelmény a nagy torziós merevség, hogy a szervovezérlő hurok dinamikáját ne veszélyeztesse a hajtásláncban rugóként működő tengelykapcsoló. Ugyanakkor a tengelykapcsolónak továbbra is alkalmazkodnia kell a valós beépítésben rejlő tengelyeltérésekhez anélkül, hogy a motor csapágyait oldalterhelésként kezelné.

Membrán csatlakozók megfelelnek ezeknek a követelményeknek egy vékony, rugalmas fémtárcsa (egyszeres) vagy tárcsakötege (kettős) révén, amelyek nagy torziós merevséggel adják át a nyomatékot, miközben hajlítják a szög- és tengelyeltéréseket. Az egymembrános kialakítások elsősorban a szögeltéréseket veszik figyelembe; A kettős membrános kialakítások szögletes és párhuzamos eltolást is kezelnek. A teljesen fém konstrukció azt jelenti, hogy nincs kopás, nincs kenés, és nem romlik a teljesítmény az idő múlásával – ez kritikus a precíziós alkalmazásokban, ahol több millió cikluson keresztüli egyenletes viselkedésre van szükség. Rokangé szervomotoros membráncsatlakozók CNC- és precíziós hajtási alkalmazásokhoz alumíniumötvözetben és acélban, egy- és duplamembrános konfigurációkban kaphatók, rögzítő és rögzítőcsavaros agy rögzítési lehetőségekkel.

Pofás (pók) szervo tengelykapcsolók a szervo kategóriában merevebb pókelemeket és szigorúbb gyártási tűréseket használnak, mint általános célú társaik, így közel nulla holtjátékot érnek el a könnyű és közepes szervoterheléshez. Oldham csatlakozók használjon háromrészes kialakítást – két agyat és egy lebegő középső tárcsát –, amelyek keresztreteszeken csúsztathatók, hogy alkalmazkodjanak a párhuzamos eltolódásokhoz nulla holtjáték mellett, így különösen alkalmasak olyan alkalmazásokra, ahol a tengelyeltolás az elsődleges eltolódási típus. Gerenda (spirális) tengelykapcsolók egyetlen darab alumíniumból vagy rozsdamentes acélból vannak megmunkálva spirális bevágásokkal, amelyek integrált rugalmas elemet hoznak létre – kompakt, nulla holtjáték, és alkalmasak a könnyű szervo-, kódoló- és műszeres alkalmazásokhoz. Fújtatós tengelykapcsolók használjon hullámos fém harmonikaelemet, amely nagy torziós merevséget biztosít, kiváló beállítási eltérést és nulla holtjátékot biztosít, lefedi a szervotengelykapcsoló teljesítménykövetelményeinek felső tartományát. Rokangé szervo- és automatizálási rendszerekhez tervezett pofa- és pókcsatlakozók egészítse ki a szervo tengelykapcsoló kínálatát a membrán, gerenda, oldham és csőrugós típusok mellett.

Fogaskerekes tengelykapcsolók és nagy sebességű membrános tengelykapcsolók: nehéz és nagy teljesítményű terhelés

Magasabb nyomatékszintek és tengelyméretek esetén – ipari hajtások, hengerművek, daruk, kompresszorok, turbinák – a tengelykapcsoló követelmények a hibás beállításról a maximális nyomatéksűrűségre és a tartós nagy terhelés melletti megbízható teljesítményre tolódnak el.

Fogaskerék tengelykapcsolók a forgatónyomatékot a belső és külső agyon lévő fogaskerekek fogain keresztül továbbítja, a külső agyon lévő koronás fogprofil lehetővé teszi a szög- és axiális eltolódást, miközben megtartja a teljes terhelhetőséget. A dobos (koronás) fogaskerekes tengelykapcsoló a szabványos nehézipari kivitel: a rugalmas tengelykapcsoló típusok közül a legmagasabb nyomaték/átmérő arányt kínálja, és kezeli mind a szög-, mind a tengelyirányú elmozdulást a fogháló geometriáján keresztül. A nagy terhelésű, közbenső tengelyigényű alkalmazásokhoz a beépített fékkerekekkel vagy féktárcsákkal ellátott fogaskerekes tengelykapcsolók egyetlen komponensben egyesítik a nyomatékátvitelt és a fékfunkciót. Rokangé dobfogaskerekes tengelykapcsolók nagy terhelésű ipari hajtásrendszerekhez lefedi a szabványos GICL/GIICL sorozatokat, valamint a féktárcsák és a féktárcsák változatait daru- és szállítószalagos alkalmazásokhoz.

Nagy sebességű membrános csatlakozók eltérő teljesítményteret foglalnak el: torziós merev, holtjáték nélküli, karbantartást nem igényel, és 10 000 ford./perc feletti fordulatszámon is képes működni. Ezeket a tengelykapcsolókat turbógépekben, kompresszorokban, generátorokban és nagy sebességű próbapadokban használják, ahol a hajtóműtengelykapcsoló kenési követelményei elfogadhatatlanok, és ahol a dinamikus egyensúly magas fordulatszámon kritikus követelmény. Amint azt az iparági útmutatás tartalmazza A Machine Design referenciaforrása a rugalmas tengelykapcsoló-tervezésről és -kiválasztási elvekről , a teljesen fém tengelykapcsolók, beleértve a membrán- és tárcsatípusokat is, általában kisebb külső átmérőt és kisebb súlyt érnek el, mint az elasztomer alternatívák azonos nyomaték mellett – ez fontos előny a nagy sebességű alkalmazásokban, ahol a tehetetlenség és az egyensúly kritikus. Rokangé nagy sebességű membráncsatlakozók akár 10 000 ford./percig és még tovább turbógépekhez, energiatermeléshez és nagy sebességű próbapadi alkalmazásokhoz tervezték.

Szerpentinrugós tengelykapcsolók és lánccsatlakozók: nagy nyomatékú, rugalmas megoldások

Azoknál az alkalmazásoknál, amelyeknél jelentős ütéselnyelést és eltolódási tűrést igényelnek a nagy nyomatékkapacitás mellett – nehéz szállítószalagok, bányászati berendezések, törőgépek, nagy szivattyúhajtások – két tengelykapcsoló kialakítás különösen alkalmas.

Szerpentin rugós tengelykapcsolók a nyomatékot egy folytonos S-alakú acél rugós elemen keresztül, amely két egymással szemben lévő agy fogai közé van szőve. A rugó egyszerre működik nyomatékátvivő elemként és rugalmas elemként is, kiváló lengéscsillapítást, nagy nyomatékkapacitást, valamint szög-, párhuzamos- és tengelyeltéréseket is képes kezelni. Az elasztomer tengelykapcsolókkal ellentétben az acélrugós elem nem romlik le a hőmérséklet vagy az olajok és vegyszerek hatására, így a szerpentin rugós tengelykapcsolók jól illeszkednek a zord ipari környezetben. Nyomatékuk miatt is kompaktak, ami szűkös helyeken előnyös. Rokangé Szerpentin rugós tengelykapcsolók nagy nyomatékú és lökésterhelésű hajtásokhoz szabványos, gyorsszerelhető, duplakarimás és féktárcsás változatban kaphatók.

Láncos csatlakozók használjon kétszálú görgős láncot, amely két lánckerék agyat köt össze. Egyszerűen telepíthetők és karbantarthatók, tűrik a láncemelkedésen belüli eltolódást, és viszonylag alacsony költséggel képesek nagy nyomaték átvitelére. Az elsődleges korlát az, hogy időszakos kenést igényelnek, és nem alkalmasak nagy sebességű alkalmazásokra. Mérsékelt sebességű, nagy nyomatékú hajtásokhoz mezőgazdasági, bányászati ​​és általános ipari környezetben a lánckapcsolók továbbra is praktikus és költséghatékony megoldást jelentenek.