کوپلینگ های صنعتی
Industrial Coupling
زنجیره انتقال قدرت در یک سیستم مکانیکی می توانداز اعضاء و واحد های مختلفی تشکیل شود، همانند واحد محرک, کوپل ساز(کوپلینگ، کلاچ)،گیربکس , واحد متحرک،ترمز و…
کوپل سازهابه دو دسته کوپلینگ وکلاچ تقسیم بندی می شوند:
کلاچ
Clutch
وظیفه کلاچ قطع ووصل و محدودکردن ویا کنترل انتقال گشتاور است.فرمان درگیر و خلاص کردن کلاچ های کنترل از خارج (فرمانپذیر) توسط مکانیزمهای الکتریکی،مکانیکی،هیدرولیکی و یا پنوماتیکی انجام میگردد.در مقابل کلاچ های اتوماتیک از قبیل کلاچ گرانبار(Overload)،گریز از مرکز(Centrifugal) و چرخ هرز(Free wheel) دستورات خود را از خروجی انتقال یافته شان دریافت می کنند.
کوپلینگ
Coupling
کاراصلی کوپلینگ در سیستمهای مکانیکی، انتقال حرکت دورانی و گشتاوراز عضو محرک به متحرک است ،غیر از اینها کوپلینگ کارکرد های دیگری نیز متناسب با نیاز سیستم دارد،که می تواند یک یا تعدادی ازموارد ذیل باشد:
1-جبران نا راستایی (Misalignment)
2-جبران انبساط وانقباض طولی سیستم
3-کنترل مشخصه های ارتعاشات دورانی وازبین بردن لرزش ها
5-عایق کردن صدا و الکتریسته
کوپلینگ پس ازمشخص شدن دستگاه و شرایط کارکرد آن انتخاب می شود.کوپلینگ رامی توان برحسب نیاز به متعلقات دیگری نظیر دیسک یا استوانه ترمز, دورسنج, پولی، چرخ زنجیر و…نیز تجهیزکرد.
طبقه بندی کوپلینگ ها
Coupling Categorization
کوپلینگ ها به دوشاخه صلب (Rigid) وانعطاف پذیر (Flexible)طبقه بندی می شوند.کوپلینگ های صلب در انواع قفلی، (Clamp or Grip) فلنجی(Flange) و غلافی و هزار خاری ساخته می شوند.آنها در مواردی که ناراستایی بین واحدهای محرک ومتحرک وجود نداردو یا نیازنباشد مورد مصرف واقع می شوند.کوپلینگ هیدرودینامیکی که بنام فوتینگر نیز شناخته می شوند ،جهت راه ه اندازی سیستم های با ممان اینرسی خیلی زیاد مثل کشتی ،نوار نقاله،الواتور،نورد و… های سنگین مورد استفاده قرار می گیرند.
کوپلینگ های صلب
Rigid Couplings
کوپلینگ های صلب بین دستگاههایی که بسیار دقیق همراستا شده اند(معمولا” نیازمند هزینه و دقت زیاد است) و یا به دلایلی نیازمند همراستا سازی نباشند استفاده می گردند وبه همین علل امروزه کمتر مورد مصرف قرار می گیرند.اما بنا به انگیزه های ذیل می توان کاربردهایی برای آنها درنظر گرفت:
- قیمت کم
- فضای مورد نیاز کم
- نصب آسان
- عمر زیاد
- مناسب دورهای زیاد
- انتقال گشتاور زیاد(هزار خاری)
- لقی صفر یا خیلی کم
Rigid) در جهت مماسی(پیرامونی) صلب ولی در جهت محوری وشعاعی انعطاف پذیر طراحی می شوند، به طوریکه بین محورهای محرک و متحرک تغییر فاز زاویه ای و تاخیر در انتقال گشتاور نا ممکن است.
درساخت کوپلینگ های پیچش پذیر (Torsional Flexible) مواد کشپار(Elastomer) مورد مصرف واقع می شود.استفاده از الاستومرمناسب و سختی متناسب با نیاز سیستم، امکان دست یافتن به دمپینگ وصلبیت مورد نظررا فراهم می کند.دراین کوپلینگ ها ناراستایی محورها باعث ایجاد تغییر شکل عضوالاستومری می شود.
درکوپلینگ های انعطاف بالا (Highly Flexible)،حجم زیادی ازمواد الاستومری جای داده می شوند واین کارامکان قابلیت تغییر فاز زاویه ای و تاخیر در انتقال گشتاور را به مقدار زیادی امکان پذیر می کند.از این گروه کوپلینگ در جاهایی که تغییرگشتاور و ناراستایی محورها نسبتا” زیاد باشند استفاده می شود.
اطلاعات فنی
Technical Information
ناراستایی شفت ها
Shaft Misalignment
ناراستایی ناشی ازخطاهایی است که طی فرآیند ساخت,مونتاژ، نصب ویا درحین کارکردن دستگاه ها به وجود می آید.با توجه به اینکه درهر ماشین حد اقل از دو بیرینگ شعاعی استفاده می شود ،نتیجتا” شفت های آنها در خود ماشین امکان جابجا شدن زیاد را ندارند.به دلیل فوق الذکر و در صورت کوپل کردن مستقیم دستگاه ها ،تحت بارهای زیادی قرار خواهند گرفت.
تغییر شکل الاستیک پایه, پوسته و فونداسیون دستگاه ها حتی در صورت نصب بسیار دقیق نیزمانع ااز ایجاد ناراستایی نخواهد شد.
بعلاوه چون هنگام کار، هر یک از اعضائ زنجیره رانش،گرم شدن متفاوتی راتجربه می کنند،انبساط حرارتی پوسته آنها دلیل دیگری جهت ایجاد ناراستایی می شود.نصب نامطلوب دستگاه ها اغلب باعث خرابی سیل،بیرینگ وکوپلینگ می شود.کار نصب بایستی توسط افراد متخصص و مطابق با دستور العمل های مربوطه انجام گردد.
با توجه به شکل غالب ناراستایی،در یکی از انواع زیر:
کوپلینگ ها را می توان به نحو دیگری نیز طبقه بندی نمود:
کوپلینگهای تک مفصل
Single- Joint Couplings
ناراستایی درکوپلینگ های با جزء قابل انعطاف باعث تغییر شکل قطعه الاستومری شده واین تغییر شکل، ناراستایی های محوری،شعاعی وزاویه ای راجبران می کند.مقدار ناراستایی مجازهر کوپلینگ بستگی به اندازه ,دور ونوع عضوالاستومری دارد.درکوپلینگهای تک مفصل قطعهء واسطه(Adapter)وجود ندارد ودرنتجه آنها از نوع کوتاه می باشند.
مثال:
در یک کوپلینگ پین وبوش 198(RUPEX198) با قطر خارجی 198 و برای دور 1500RPM مقدار مجاز ناراستایی شعاعی
ΔKr = 0.3 mm می باشد.
کوپلینگهای دو مفصل
Two- Joint Couplings
در طراحی این کوپلینگها همیشه از یک قطعه واسطه به نامAdapter ) یا (Spacer استفاده می شود.در اینصورت هر یک از دو مفصل تواتد ناراستایی های زاویه ای وشعاعی راجبران کنند. ناراستایی شعاعی از طریق درز(GAP) بین دو مفصل ومایل شدن آداپتورجبران می شود. معمولا” ناراستایی مجاز زاویه ای درازاءهر اتصال 0.5 درجه است. ناراستایی مجاز بین شفت هارامی توان با انتخاب طول مناسب آداپتور تنظیم کرد.در صورتیکه بیش از دو مفصل استفاده شودموقعیت قرار گیری قطعات کوپلینگ را نمی توان تعیین کرد.
مثال:
در یک کوپلینگ دیسکی N-ARPEX ARN-6 NEN 217-6 با فاصله بین دو شفت 140 میلیمتر،ناراستایی شعاعی مجاز ΔKr = 2.2 mm است.(زاویه بین هر شفت 1.0 درجه است)
بالانسینگ
Balancing
به دلیل شرایط ومحدودیت های تولید,توزیع جرم حول محور دوران اجزاء یک کوپلینگ یکنواخت و ایده آل نمی باشد.در این صورت قطعات یا تجهیزات دواردچارنابالانسی می گردند. نابالانسی باعث ایجاد نیروی سانتریفوژوارتعاشات می شود. نیروی سانتریفوژ، تناسب خطی به مقدار جرم وفاصله آن ازمحور دوران دارد.دور با توان دو در نیروی سانتریفوژتاثیر گذاراست. هدف از بالانس کردن کوپلینگ، کاهش این نیرو وکنترل ارتعاشات است.
درجات کیفی بالانس
Balance Quality Grades
در حال حاضربالانس کردن مطابق استاندارد ISO1940 وبا استفاده از دستگاه های مخصوص بالانسینگ وتوسط جرم گزاری یا جرم برداری انجام می شود. دراستاندارد مذکوردرجهء کیفیت بالانس G برای ماشین های مختلف مشخص شده است.برای کوپلینگ ها در بیشتر موارد درجه G 16 مناسب است.در دستگاه های حساستر و با دور بیشتر درجه G 6.3 مطلوب بوده وتنها در موارد نادردرجات ظریف تر مورد نیاز خواهد بود.
با توجه به شکل هندسی قطعات جرم گزاری یا جرم برداری در یک صفحه یا دوصفحه انجام میگیرد.برای قطعات دیسک مانند(مثل توپی یا دیسک ترمز کوپلینگ) جرم گزاری یا جرم برداری در یک صفحه کفایت میکند.به این نوع بالانس کردن بالانس تک صفحه ای و یا استاتیکی نامیده می شود.
در اجزایی هایی که در آنها طول قطعه نسبت به قطر آن زیاد است( مثل واسطه های کوپلینگ )جرم گزاری یا برداشتن جرم بایستی در دو صفحه مجزا انجام شود.(بالانس دینامیکی)
قوائد بالانس دینامیکی مرتبط با خار و جای خار
Shaft and Fitment Key Convention
هنگام بالانس کردن روتورها لازم است تا قاعده بالانس در رابطه با جای خار قطعه نیز تعیین و مشخص شود.
رویه خار کامل
Full Parallel Key Standard
در گذشته روتور موتورها و سایر دستگاه های محرک طبق رویه خار کامل بالانس می شدند.در این رویه بایستی کوپلینگ راپس ازایجاد جای خار روی شفت روتوروقراردادن خار کامل در جای خار بالانس نمود.در این رویه جای خارتوپی کوپلینگ ایجاد می شود ولی هنگام بالانسینگ خار داخل توپی قرار داده نمی شود.جهت شناسایی روی توپی حرف انگلیسی F به مفهوم (Full) درج می شود.
رویه خارنیمه
Half Parallel Key Standard
این کار بر اساس استاندارد DIN ISO 21940-32 انجام می شود. در این رویه یک نیمه خار در محل جای خار شفت قرارداده می دهند و نیمه دیگر آن رادرون جای خار توپی کوپلینگ قرارمی دهند.روش دیگر، بالانس کردن آنها بدون ایجاد هر دوجای خار است.جهت شناسایی روی اجزائ بالانس شده حرف انگلیسی H به مفهوم (Half)علامت گزاری می شود.درصورتیکه کاملا” مشخص باشد که کدام رویه با لانسینگ انتخاب شده ، علامت گزاری را می توان حذف کرد.
رویه بدون خار
No Parallel key Standard
در این رویه بالانسینگ ، شفت وتوپی کوپلینگ پس از ایجاد جای خار و بدون قرار دادن خارها در جاهای مربوطه انجام می شود.جهت شناسایی روی شفت و هاب علامت Nبه معنی (No)علامت گزاری می شود.طول خار مورد استفاده، از روی اندازه جای خار ماشینکاری شده روی شفت تعیین می شود.با توجه به اینکه غالبا” طول توپی کوپلینگ از طول محل خود روی شفت کوتاه تر است،بنا براین قسمتی از انتهای خار از توپی بیرون میزند.در این حالت و در تجهیزاتی که نیازمند بالانسینگ دقیق هستند،ازیک فاصله انداز(اسپیسرSPACER) که دارای جای خاراست در پشت توپی استفاده می گردد و یا می توان خار را در جاهایی که ازتوپی بیرون می زند،ماشین کاری کرد.(خار دو پله)
انتخاب گروه کوپلینگ
Selection of the Coupling Series
هنگام انتخاب گروه کوپلینگ توجه به نیازهای عمومی دستگاه متحرک ونوع اجزاء زنجیره انتقال گشتاور اولویت ابتدایی است.هر گروه کوپلینگ دارای خصوصیات و توانایی ذاتی خوداست.این خصوصیات ومعیارهای انتخاب در جدول زیر گنجانده شده است.به علاوه قیمت ودر دسترس بودن کوپلینگ نیزدر انتخاب آن اهمیت دارد.
کوپلینگ پیشنهادی برای دستگاه ها
Typical Coupling Solutions for Different Example Applications
درجدول زیر کوپلینگ پیشنهادی برای دستگاه های مختلف توصیه شده است. ضرایب عملکرد Factors) (Application پیشنهادی است و مقداردقیق آن بایستی با رجوع به قواعد وقوانین خاص هررشته واستفاده ازتجربیات قبلی لحاظ گردد. ضریب عملکرد Factor) (Application عاملی است که نشانگر انحراف بار واقعی اعمال شده به کوپلینک در مقایسه با شرایط ایده آل است.
برای کوپلینگ هیدرولیکی نیازی به اعمال ضریب عملکرد نمی باشد.کوپلینگ هیدرولیکی برای دستگاه های با دور زیاد استفاده می شود.
ضرایب پیشنهادی درجدول مناسب کوپلینگ های خیلی انعطاف پذیرنیست ونیاز به اعمال ضرایب تصحیح با توجه به نوع مربوطه که در توضیحات کوپلینگ ذکر می شود است.
کوپلینگ پیشنهادی برای دستگاه ها
Typical Coupling Solutions for Different Example Applications
درجدول زیر کوپلینگ پیشنهادی برای دستگاه های مختلف توصیه شده است. ضرایب عملکرد Factors) (Application پیشنهادی است و مقداردقیق آن بایستی با رجوع به قواعد وقوانین خاص هررشته واستفاده ازتجربیات قبلی لحاظ گردد. ضریب عملکرد Factor) (Application عاملی است که نشانگر انحراف بار واقعی اعمال شده به کوپلینک در مقایسه با شرایط ایده آل است.
برای کوپلینگ هیدرولیکی نیازی به اعمال ضریب عملکرد نمی باشد.کوپلینگ هیدرولیکی برای دستگاه های با دور زیاد استفاده می شود.
ضرایب پیشنهادی درجدول مناسب کوپلینگ های خیلی انعطاف پذیرنیست ونیاز به اعمال ضرایب تصحیح با توجه به نوع مربوطه که در توضیحات کوپلینگ ذکر می شود است.
انتخاب اندازه کوپلینگ
Selection of Coupling Size
اندازه(Size) کوپلینگ با درنظرگرفتن گشتاورو دور ولحاظ کردن سایرعوامل تاثیرگذارمانند حالت بار (یکنواخت, متغیر وضربه ای) ,بار اضافی(Overload) ,ضریب فرکانس (Frequency Factor) ,دور ماکزیمم, مقدارناراستایی, قطر شفت (Shaft Diameter) ، شرایط شیمیایی و درجه حرارت محیط و… تعیین می شود.به همین منظور برای انتخاب اندازه بایستی به کاتولوگ سازنده کوپلینگ مراجعه نمود.
انتخاب سری کوپلینگ
Selection of the Coupling Series
همانطور که ذکر شد کوپلینگ های انعطاف پذیر چرخش قطعی (FLEXIBLE TORSIONAL POSITIVE) در چهار گروه کوپلینگ:
- پیچش ناپذیر (Torsional Rigid)
- پیچش پذیر(Torsional Flexible)
- خیلی انعطاف پذیر (Highly Flexible)
- بدون لقی(Backlash Free)
طراحی و ساخته می شوند.
کوپلینگ پیچش ناپذیر
Torsional Rigid
منظورازکوپلینگ پیچش ناپذیرآنی است که بین محورهای ورودی و خروجی شان امکان بوجود آمدن تغییر فاز زاویه ای وجود ندارد.این ها تماما” فلزی بوده و در آن از مواد الاستومری جهت انتقال نیرو استفاده نمی شود.
کوپلینگ دنده ای
Gear Coupling
این کوپلینگ برای انتقال قدرت بین شافت ماشین ها وجبران ناراستایی آنها بکار گرفته میشود. نیروهای بازگردان(RESTORATIVE FORCE) در این کوپلینگ بسیار کم می باشد. توانایی انتقال گشتاورهای زیاد درعین جمع وجور بودن و سبکی ازمشخصات بارز این کوپلینگ است. کوپلینگ دنده ای نگهداری اندکی نیاز داشته و فقط تعویض گریس یا روغن داخل آنها در دوره های معین متضمن طول عمر آنها خواهد بود. این کوپلینگ قابلیت مورد مصرف قرارگرفتن در محیط های انفجار پذیررا دارا میباشد .محدوده دمای کارکرد آنها30- تا120+ درجه سانتیگراد میباشد. محدودهء دمایی با استفاده از مواد مقاوم به حرارت(فولاد زنگ نزن) قابل اقزایش میباشد.
این کوپلینگ مخصوصا” برای شرایط کاری خیلی سخت مانند صنایع معدنی ,سیمان و ذوب فلزات مناسب است. تغییرجهت دوران قابل انجام بوده وازآن در حالت افقی استفاده میشود. طرحی که در آن از دو پکینگ در هر طرف استفاده میشود را میتوان به صورت عمودی نیز استفاده کرد.
کوپلینگ از دوتوپی (Hob)با دندانه های خارجی تشکیل می شودکه روی شافت ماشین هانصب میگردند. گشتاور از طریق درگیری دندانه های مذکور با دندانه های داخلی تعبیه شده داخل غلاف های فلنج دار انتقال می یابد.دندانه ها به واسطه روغن یا گریس روانکاری می شوند. دندانه های خارجی ،اندکی کروی شکل ساخته میشوند تا جابجایی زاویه ای بین محور توپی ها امکان پذیر باشد.دندانه های خارجی و داخلی می توانند نسبت به هم جابجایی محوری داشته باشند.طول دندانه های داخلی از طول دندانه های خارجی بیشتر است ،این طرح امکان جابجایی محوری نسبتا” زیادی را ممکن می سازد.بین دندانه های در گیر لقی(BACKLASH)در نظر گرفته می شود تا امکان تشکیل فیلم روانکار ودر نتیجه افزایش عمر دندانه ها در اثر سایش وجود داشته باشد. به منظور جلوگیری از تخلیه روانکارو ورود آگودگی از آب بند استفاده می شود.توجه گردد هنگام مونتاژباید، پشت خارها نیز جهت فرارروانکار آب بندی گردد.
کوپلینگ دیسکی
Disc Coupling
این کوپلینگ نیاز های استاندارد API610 را برآورده می کند ودر صورت نیاز می توان طوری طراحی کرد که استاندارد API671 راهم پوشش دهد.در دور های بالاتر از 1800rpm ازگونه پنج تکه استفاده می شود.در این طرح، در صورت شکستن دیسکها یک وسیله نگهدارنده ،از جداشدن فاصله گذار میانی جلوگیری می کند. این کوپلینگ استاندارهای ضد انفجار ATEX را نیز پوشش می دهند.
کاربرد
این کوپلینگ ها قطعات تحت سایش نداشته, از قابلیت اطمینان بالایی برخودارند ودورثابت بدون صدا کار می کند .اگر نصب و نگهداری آنها مطلوب باشد، عمر تقریبا” نامحدودی خواهند داشت.در بیشترموارد فاصله گذار(Spacer) میانی را بدون نیازبه جابجا کردن دستگاه های محرک ومتحرک میتوان مونتاژ یا دمونتاژ نمود. دمای کارکرد آن از 40- تا 280+ درجه سانتیگراد بوده ودر صورت تقاضا میتوان دامنه دمای کارکرد را بااستفاده از فلزات مخصوص افزایش داد.
توجه خاصی به این کوپلینگ در مصارف پمپ وکمپرسور می باشد..حیطه های پر کاربردعبارتند از:
- پمپ
- کاغذ سازی وچاپ
- فن ها ودمنده ها
- کمپرسور
- ژنراتور وتوربین
- اکسترودر
- همزن و میکسر
- دریانوردی
- ماشین های صنایع فیلم وفویل
- ریسندگی
- صنایع پلاستیک
- سانتریفوژ
طرح ومدل
مدل 3 تکه
کوپلینگ از دو توپی و یک فاصله گذار میانی و دو دسته صفحه(PLATE OR SHIMS PACK) تشکیل می گردد. گشتاور از طریق دسته صفحه های فلزی قابل انعطاف انتقال می یابد.صفحات به کمک تعدادی بوش ورینگهای قفل کننده به یکدیگر متصل میشوند و بدین گونه یک دسته صفحه تشکیل میشود.دودسته صفحه به کمک پیچهای جذب که ازداخل بوشها عبور میکنند , به صورت یک در میان به فلنج توپی ها و فاصله انداز میانی وصل میشوند.تغییر شکل الاستیک دسته صفحات جبران ناراستایی های زاویه ای ,شعاعی و محوری را امکان پذیر میکند.کوپلینگ هایی که فقط ازیک دسته صفحه بهره میبرند فقط قادر به جبران ناراستایی های زاویه ای ومحوری هستند.با توجه به اینکه دسته صفحات به صورت بسته شده (PACK) هستند تعویض آنها به سهولت و مطمئن انجام پذیر است.
مدل 5 تکه
این مدل مثل شکل روبرو شامل دو توپی و یک واحد میانی مونتاژ شدهءآماده نصب است.در این واحد میانی،دسته صفحات توسط پیچ و مهره به فلنچ های میانی و فاصله گذار میانی ودر کارخانه به هم متصل می گردند.تنها کاری که هنگام انصب باید انجام داد پیچ کردن واحد میانی به فلنج های هاب ها می باشد.
طرح های دسته صفحات
Shims Pack Designs
شیمزپک ها در طرح های 6 و 8 و 10 ضلعی ساخته می شوند و به فراخور تعداد اضلاع و به همان تعداد پیچ و مهره نیاز دارند.شیمز ها درکوپلینگ های سایز کوچک و متوسط یک تکه و در سایز بزرگ به صورت دو تکه تولید می شوند.
اتصال دسته صفحات
Plate Pack Screw Connection
به منظور وصل کردن دسته صفحات به فلنچ ها،در کوپلینگ های کوچک از پیچ جذب(FIT BOLT) ودر کوپلینگ های بزرگتراز پیچ های بدنه مخروطی استفاده می شود.طرح پیچ مخروطی، باز و بسته کردن آنها را آسانتر خواهد کرد.
کوپلینگ زنجیری
Chain Coupling
این کوپلینگ از دو چرخ زنجیر(SPROCKET) دارای توپی (HOB)و یک حلقه زنجیر صنعتی غلتکی(ROLLER CHAIN) که چرخ زنجیر ها را به یکدیگر متصل میسازد، تشکیل میشود.تنها قادر به جبران ناراستایی زاویه ای آنهم به مقدار کم را دارند.در اغلب موارد، توپی ها دارای جای خاردر قطر داخلی و سوراخ قلاویز ثبیت کنندهء حرکت محوری، روی قطرخارجی خود دارند.توان انتقال گشتاور های تاحدود متوسط را دارند.برای طول عمر بیشتر، دندانه هاعملیلت حرارتی(القایی) می شوند.برای افزایش طول عمر زنجیر و دندانه ها باید روغنکاری شوند.جهت جلوگیری از صدمات احتمالی، استفاده از کاور محافظ توصیه می شود.
تعداد کمی از تولید کنندگان کوپلینگ، بجای استفده از زنجیر غلتکی از زنجیربی صدا(Silent Chain) نیزدر محصولات خود استفاده می کنند.
کوپلینگ شبکه ای
Grid Coupling
این کوپلینگ که به نامهای فالک و فنری هم شناخته می شود از دو توپی فلنجی شیار دار و یک فنربا سطح مقطع مستطیلی ولبه های گرد شده که به صورت زیگزاگی وبه شکل دایره فرم دهی می شود تشکیل می گردد.به علاوه این کوپلینگ حتما ” کاور محافظ نیز دارد.با توجه به ابعاد شیارها وفنر ونیز فاصله بین کف فلنج ها ،امکان جذب ناراستایی های محوری و زاویه ای نسبتا” زیادی رامی تواند دارا باشد.مهم ترین مزیت آن توانایی تحمل ارتعاشات نسبتا” زیاد در مقایسه با سایر کوپلینگ های پیچش ناپذیر است، این توانایی کاربرد آن را در دستگاههای ارتعاش کننده مثل سرند های ارتعاشی و.. الزامی می نماید. و به همین دلیل در مواردی که بایستی گشتاورهای متغیر منتقل شود، مثل موتور های دیزلی ، بنزینی و..مورد استفاده قرار میگیرند.
کوپلینگ اولدهام
Oldham Coupling
کوپلینگ اولدهام که نام کوپلینگ کشویی هم به آن اطلاق می شود، از دوقطعه دیسکی شکل فلزی برای ارتباط دادن شفت دستگاههای محرک و متحرک ویک دیسک عموما”غیر فلزی که مابین آنها قرار میگیرد تشکیل می شود.روی هردو دیسک کناری ودر یکی ازدو کف (در مرکز)آنها شیاری ایجاد می شود.روی هردوکف دیسک میانی زبانه ای متناسب با شیار های دیسک های کناری تعبیه می گردد.این دو زبانه نسبت به هم زاویه ای قائمه دارند هنگام نصب زبانه ها درون شیارهای دیسک های کناری قرارداده می شوند.علیرغم اینکه نسبت به سایرکوپلینگ هاتوانایی جبران ناراستایی شعاعی و محوری نسبتا” زیادی(منتاسب با اندازه زبانه) دارند،اما نسبت به ناراستایی زاویه ای حساس می باشد.از دیگر ضعف های مهم این کوپلینگ محدودیت سرعت دورانی آن می باشد.در صورتی که جنس دیسک میانی غیر فلزی باشد قابلیت عایق سازی الکتریکی یکی از مزا یای مهم ان است.
کوپلینگ های پیچش پذیر
Torsional Flexible
برای تغییر این متن بر روی دکمه ویرایش کلیک کنید. لورم ایپسوم متن ساختگی با تولید سادگی نامفهوم از صنعت چاپ و با استفاده از طراحان گرافیک است.
کوپلینگ فکی لقمه ای
Block Elastomer Pin Coupling
این کوپلینگ ها گشتاور راازطریق زبانه(فک) ها و اجزاء الاستومری تحت فشار ویا فشاروخمش منتقل میکنند.تغییر شکل جزء غیر فلزی قابلیت جبران ناراستایی های زاویه ای وشعاعی را امکان پذیر مینماید. دردو مدل پایدار در مقابل بار اضافه که در آن درصورت پاره شدن و یا سایش بیش از حد جزء الاستومری ،زبانه های توپی به مانع روی توپی مقابل گیر کرده و کار انتقال گشتاور ادامه پیدا خواهد کرد.در مدل دیگر پارگی الاستومرها باعث قطع انتقال گشتاور می شوند و دو توپی مقابل به صورت آزادانه نسبت به هم چرخش می کنند.در محیط های قابل انفجار قابل استفاده می باشند.
مزایا
این کوپلینگ طرحی ساده و تعداد کمی قطعه دارد به سادگی و قراردادن با زبانه ها در توپی مقابل مونتاژ می شوند.تنها قطعه تحت سایش جزء الاستومری است که در پایان عمر مفیدش باید تعویض شود.دراکثر مواقع تعویض الاستومرها بدون نیازبه جابجایی ماشین های کوپل شده، قابل امکان است.
کاربرد
به صورت استاندارد از گشتاور28 الی 7100 نیوتن متر تولید می شود.دامنه دمای کارکرد آن از 30- تا80+ درجه سانتیگراد بوده این دامنه می توان بااستفاده از الاستومرهای خاص از50- تا 100+ نیزافزایش داد. این کوپلینگ ها را میتوان در محیط های انفجار پذیر هم مورد استفاده قرار داد. بیشترین کاربرد آنها جهت اتصال موتورالکتریکی به گیربکس است.این کوپلینمگ خصئصا” درسیستمهایی که بارهای یکنواخت تا متغیر متوسط دارند مناسب است. این کوپلینگ ها خاصیت میرا کردن ارتعاشات را دارا بوده و برای بارهای یکنواخت الی متغیر متوسط مناسب هستند. عنوان مثال میتوان از در پمپ هواکشها نام برد.به علام از این نوع همراه با کوپلینگهای دیگر مانند کوپلینک هیدورلیکی یا SAFTY کوپلینگ به صورت سری استفاده نمود.
طرح ومدل
این سری از دو نیمه که روی شفت ماشینهای مربوطه نصب می شوند تشکیل می گردد.انتقال به صورت مثبت بین دو نیمه و از طریق جزء الاستومری انجام می شود.درمدل های دو تکه قطعه الایستومری فقط در صورتیکه یکی از دستگاه ها جابجا شوند ممکن است
کار تعویض الاستومرها درطرح سه تکه ،که در آن از یک رینگ واسطه استفاده می شود را می توان با باز کردن پیچها و بیرون کشیدن رینگ واسطه بدون نیاز به جابجایی دستگاه ها انجام داد.
مدل پایدار
Overload Holding
دراین مدل اجزاء الاستومری تحت بار فشاری قرار دارند.آنها به دنبال هم مانند یک فنر پیچشی عمل می کنند. درصورت معیوب شدن زیاد آنها قطعات فلزی دو توپی با یکدیگر درگیر شده ودر شرایط بحرانی مانند پمپ های آتش نشانی سیستم تا مدت کوتاهی قادر به کارکردن می باشد.
مدل قابل هرز
Overload Idling
دراین مدل اجزاء الاستومری تحت بارهم زمان فشاری و خمشی قراردارند و بدین ترتیب یک فنر پیچشی با منحنی خطی تشکیل می شود. در صورت معیوب شدن اجزاء الاستومری ،توپی های فلزی دو طرف فلزی ،بدون در گیر شدن با یکدیگر آزادانه دوران میکنند وانتقال قدرت از دستگاه محرک به متحرک قطع می شود.این ویژگی باعث استفاده از این مدل، هنگام Overload در ماشینهای حساس است.
کوپلینگ پین و بوش
Pin & Bush Coupling
دراین کوپلینگ گشتاور ازیک فلنج واز طریق پین ها و اجزاء الاستومری بشکه ای شکل(Buffer) به فلنج مقابل منتقل می شود.با توجه به طراحی مستحکم خود در شرایط خیلی سخت کارایی دارند.
مزایا
این کوپلینگ پایداراست و بار اضافیOVERLOAD))را تحمل میکنند،و بنابر این مناسب جاهای که نیازبه قابلیت اعتماد واطمینان دارند ،می باشد.
گشناورهای ضربه ای ومتغیربرای این کوپلینگ مستحکم ، کم جا گیروانعطاف پذیر مشکلی ایجاد نمی کند.توی ها معمولا” از جنس چدن هستند ولی برای دور های زیاد آنها را از فولاد ساخته می شوند.بخاطر شکل بشکه ای الاستومر تغییر فاز زاویه ای کمی دارند.
کوپلینگ مورد بحث نگهداری کمی نیاز دارند و تعویض الاستومر ها که در اثر سایش فرسوده می شوند بدون نیاز به جدا کردن آنها از ماشین میسر می شود.
تغییر جهت دوران دستگاه ممکن بوده و علاوه بر نصب افقی آنها را به صورت مایل و عمودی نیز می توان به کار گرفت.
کاربرد
به صورت استاندارد از گشتاور 200 الی 169000 نیوتن متر تولید می شوند..دمای کارکرد از 30- تا80+ درجه سانتیگراد بوده ودر صورت تقاضا میتوان این دامنه را بااستفاده از الاستومر خاص از 50- تا 100+ افزایش داد.غالبا” برای اتصال الکتروموتور به گیربکس استفاده می شوند اما آنها را میتوان مستقیما”روی شافت الکتروموتور هم سوارکرد .هواکشهای صنعتی با وزن زیار روتور وصنایع سیمان نمونه های از کاربردشان است.
استفاده ازاین کوپلینگ در هواکشهای صنعتی , صنایع سیمان , بالابرها وجرثقیل ها بسیاررایج است.
در مواردی که قطع گشتاور نباید اتفاق افتد، مثل بالابر،جرثقیل وسیستمهای ریلی کابلی(تله کابین) ازحیطهء خاص کاربردشان است.
طرح
ازدو توپی که روی شافت دستگاه ها قرار میگیرند تشکیل میشود. توپی ها از طریق پین هایی که بر روی آنها قطعات الاستومری کروی(Buffer) شکل نصب شده اند به صورت مثبت با هم در ارتباط هستند..تجهیزات جانبی مانند دیسک یا استوانه ترمزرا میتوان در طرح آنها گنجانید.در سایز های کوچکتر پین وبافرها روی یک توپی ودر سایزهای بزرگ تر روی هردوتوپی و به صورت یک درمیان نصب میشوند.
کوپلینگ فکی ستاره ای
Star Elastomer Pin Coupling
این کوپلینگ پیچش پذیر به خاطر ویژگی سبکی و کم جاگیربودن شان شهرت داشته و در بسیاری از عرصه های مهندسی مکانیک کاربرد دارد.
مهمترین موارد مصرف آن دررانش های با موتور الکتریکی که به خوبی هم تراز (Aligned) شده وگشتاور یکنواختی هم دارند،مانند پمپ هیدرولیکی یا الکتروموتور گیربکس دار(Geared Motor) می باشد.
مزایا
این کوپلینگ مناسب نصب در وضعیت های افقی،عمودی و مایل بوده وقابلیت جذب ناراستایی های محوری،شعاعی وزاویه ای را دارند.
طرح
از دو توپی مشابه ویک رابط الاستومری ستاره ای تشکیل می شود. کوپلینگ پایداراست یعنی در صورت خرابی یا پاره شدن رابط الاستومری انتقال حرکت ادامه خواهد یافت.سطح درگیری توپی با رابط دارای انحنا ست که این امر باعث فشاریکنواخت روی الاستومر و در نتیجه عمر زیاد آن می شود.
سختی رابط الاستومری را متناسب با نیازویا رفتار ارتعاشی سیستم می توان انتخاب نمود.
کاربرد
به صورت استاندارد در 10 سری از گشتاور 12 الی4650 نیوتن متر و توپی از جنس چدن نشکن استحکام بالا تولید می شود.
رابط الاستومری از جنس پلی یورتان ترموپلاستیک(TPU) با سختی های:
64 Shore A
92 Shore A
95 Shore A
تولید شده و در محیط های با دمای بین 50- الی 100+بدون مشکل کارایی دارند.
کوپلینگ های انعطاف بالا
Highly Flexible Couplings
کوپلینگ تایری
Tire Rubber Coupling
این کوپلینگ بسیار پیچش پذیر و درعین حال فاقد لقی زاویه ای است.یعلت سفتی پیچشی (TORTIONAL STIFNESS) خیلی کم آنها،مناسب استفاده درماشینهای با گشتاور متغیرمی باشد. همچنین برای کوپل کردن ماشینها با ناراستایی زیاد نیزمناسب است.
مزایا
این کوپلینگ درحالت های افقی , عمودی ومایل قابل نصب می باشد. حلقه الاستومری چاکداربوده وآنرا بدون نیاز به جابجایی دستگاه های کوپل شده می توان تعویض نمود.حلقه ای الاستومری روی توپی ها بدون لقی نصب می شوند و به کوپلینگ خاصیت سفتی پیچشی خطی (Linear torsional stiffness)میدهد، اینیعنی سفتی پیچشی حتی اگر بارروی کوپلینگ هم زیاد شود ،ثابت می ماند.در جاهای نیازمند تغییر دورماشین ها کاربرد ویژه دارد.کوپلینگ به صورت مونتاژ شده و آماده نصب تحویل می گردد. این کوپلینگ رادر جاهایی که جهت دوران و یا مقدارگشتاور تغییرمیکند میتوان به کاربرد.درصورت پاره شدن جزء الاستومری انتقال نیرو قطع وماشین متحرک متوقف می شود.
کاربرد
درمحیط های با محدوده دمایی بین 40- و80+ درجه سانتیگراد قابل استفاده هستند.در سیستمهای رانش کیفیت بالا، که در محیط های خیلی خشن نیاز به عمر بالایی دارند کاربرد ویژه ای دارند.تعدادی از موارد استفاده عبارتند از:
آسیاهای صنایع سیمان،صنایع دریایی به عنوان کوپگلینگ اصلی یا کمکی وماشینهای حفاری با محرک الکتریکی و دیزل.
طرح
خواص الاستومر بکار گرفته شده، تعیین کننده مشخصات انتقالی این کوپلینگ است. رینگ های انعطاف پذیررا از لاستیک طبیعی منجید دار ساخته می شوند.این رینگ ها دو تکه وتعویض آنها نیاز به جابجا کردن ماشینهای کوپل شده ندارند. های انعطاف پذیربه واسطه یک رینگ قفل کنند و توسط پیچ وپین در جای خود بسته می شوند.
در یک طرح اتصال از طریق دو توپی و در طرح دیگر ورودی به فلنج و خروجی توپی می باشد.
کوپلینگ دیسک لاستیکی
Rubber Disk Coupling
این کوپلینگ خیلی پیچش پذیر و درعین حال فاقد لقی زاویه ای است.یعلت سفتی پیچشی (TORTIONAL STIFNESS) خیلی کم آنها،مناسب استفاده درماشینهای با گشتاور متغیرمی باشد. همچنین برای کوپل کردن ماشینها با ناراستایی زیاد نیزمناسب است.
مزایا
این کوپلینگ را می توان به صورت افقی،عمودی و یا مایل بکار برد.کوپلینگ خصوصا”در مواردی که جهت دوران دستگاه تغییر می کند مناسب می باشد.
قطعه لاستیکی تقریبا” بدون لقی روی کوپلینگ نصب می شود و به کوپلینگ خاصیت سفتی پیچشی خطی (Linear torsional stiffness)می بخشد،این یعنی سفتی پیچشی حتی اگر بارروی کوپلینگ هم زیاد هم شود ثابت خواهد ماند.
لاستیک کوپلینگ ها در 4 درجه سختی) (Shore A و هرکدام سفتی یچشی متفاوتی به کوپلینگ عطا می کند.
کوپلینگ قابل هرز است،یعنی در صورت معیوب یا پاره شدن قطعه لاستیکی ،انتقال گشتاور قطع می گردد.این ویژگی باعث استفاده از این مدل، هنگام Overload در ماشینهای حساس است.
کاربرد
کوپلینگ دیسک لاستیکی در 12 سایز از گشتاور 330 الی 63000 نیوتن متر در دسترس می باشند.کوپلینگ می تواند در دما های محیطی 40- الی120+ کارکرد داشته باشد.
این سری کوپلینگ عموما” در دیزل ژنراتور ها و کمپرسور های رفت وبرگشتی بکار گرفته می شوند. با توجه به تنوع سختی لاستیک ها،سفتی پیچشی مورد نیاز را برای شرایط متفاوت می توان انتخاب کرد.
طرح و مدل
دیسک لاستیکی از سمت قطر داخلی خود روی فلنج پخت شده و با آن یکپارچه می شود.فلنچ مذکور را می توان به طرق مختلف به توپی ورودی متصل کرد.قطر خارجی دیسک لاستیکی به صورت دندانه دار ساخته می شود که این دندانه ها داخل شیار های فلنچ خروجی قرار گرفته و عمل انتقال گشتاور به صورت قطعی(Positively) از این طریق انجام می شود.
مدلهای مختلفی ازنحوه اتصال ورودی و خروجی این کوپلینگ وجود دارد که در شکل زیر نمایش داده شده است.کوپلینگ در جاهای نیازمند تغییر دورماشین ها کاربرد ویژه دارد.
کاربرد
معمولا”در محیط های خیلی خشن و در رانش های با کیفیت که باید طول عمر زیادی داشته باشند استفاده می شوند.به عنوان مثال می توان به آسیاب سیمان،درایو اصلی یا ثانویه در کشتی ویا ماشین حفاری با محرک دیزل یا الکترو موتور اشاره نمود.
کوپلینگ رینگ لاستیکی
Rubber Ring Coupling
این کوپلینگ خیلی پیچش پذیر و درعین حال فاقد لقی زاویه ای است.یعلت سفتی پیچشی (TORTIONAL STIFNESS) خیلی کم آنها و قابلیت میرایی (Damping)،مناسب استفاده درماشینهای با گشتاورخیلی متغیرمی باشد. همچنین برای کوپل کردن ماشینها با ناراستایی زیاد نیزمناسب است. اتصال آنها به صورت استاندارد شفت به شفت وشفت به فلنج طراحی و تولید می شوند.
مزایا
این کوپلینگ را می توان به صورت افقی،عمودی و یا مایل بکار برد.رینگ های انعطاف پذیر، که به صورت چاکدار هستند براحتی و بدون نیاز به جابجا کردن دستگاه ها قابل تعویض می باشند.
رینگ های انعطاف پذیر تقریبا” بدون لقی روی کوپلینگ نصب می شود و به کوپلینگ خاصیت سفتی پیچشی تدریجی (Progressive torsional stiffness) می بخشند،این یعنی سفتی پیچشی متناسب با افزایش بار،زیاد می شود. کوپلینگ قابل هرز است،یعنی در صورت معیوب یا پاره شدن قطعه لاستیکی ،انتقال گشتاور قطع می گردد.این ویژگی باعث استفاده از این مدل، هنگام Overload در ماشینهای حساس است.
طرح ومدل
مشخصات کوپلینگ توسط خواص رینگ های انعطاف پذیر تعیین می شود.رینگ ها از جنس لاستیک طبیعی با لایه هایی از منجید ساخته می شوند. رینگ های انعطاف پذیربه صورت چاکدار هستند و براحتی و بدون نیاز به جابجا کردن دستگاه ها قابل تعویض هستند.
رینگ های انعطاف پذیربه توپی و فلنج از طریق رینگ و پیچ وپین بسته می شوند.در یک مدل ابعاد فلنج مطابق اندازه های فلایویل موتور های دیزلی طراحی می شوند و لذاآنها را مستقیما” روی فلایویل می توان نصب نمود.جنس توپی و فلنج ها را از چدن خاکستری یا فولاد می توان انتخاب نمود.مدل های مختلف در شکل زیر نشان داده شده اند.
کوپلینگ های بدون لق
Backlash Free
کوپلینگ فانوسی
Bellows Coupling
کوپلینگ فانوسی (Bellows) پیچش پذیر و فاقد لقی (Backlash free) است. شاخصه آن توانمندی در عین جمع جور بودن است.
برای تمام رانشهای که نیاز به موضع گیری (Positioning)دقیق توام با قابلیت اعتماد زیاد دارند توصیه می شود.نیازبه نگهداری خاصی نداشته وفاقد اجزاء سایش پذیر است.
مزایا
این کوپلینگ را می توان به صورت افقی،عمودی و یا مایل بکار برد.فانوس فلزی در مقابل پیچش بسیار مقاوم بوده و با توجه به روشهای اتصال صلب آنها،امکان موضع گیری دقیقی را فراهم می کند.وزن کمی و در نتیجه ممان اینرسی کوچکی دارند.
توان جبران کلیه ناراستایی ها را دارا بوده ودر صورت انتخاب صحیح آنها عمر نامحدودی خواهند داشت.
کاربرد
به صورت استاندارد در 19 سایز که 7 تای آنها مینیاتوری هستند در دسترس هستند.گشتاور های بین 0.1 الی 500 نیوتن متر را منتقل می کنند.دمای کاری آنها 30- تا 120+ برای محصولات استاندارد است.در صورت سفارش می توان آنها را جهت کاربرد تا دمای 250+ نیز تولید کرد.
کوپلینگ های استاندارد برای رانش های خیلی سریع (Highly dynamic)مثلا” محور های ماشین ابزر،دستگاه های بسته بندی،پرس های چاپ ودر کل فن آوری های اتوماسیون فوق العاده هستند.
کوپلینگ های مینیاتوری برای مصارف ظریف مانند انکودر ،استپرموتورو تاکومتر استفاده می شوند.
طرح و مدل
این کوپلینگ هااز دو توپی که بواسطه یک فانوس از جنس فولاد استنلس استیل به هم وصل می شوند تشکیل می شوند.توپی ها به روشهای مختلفی مثل پیچ مغزی،خار،توپی چاکدار،توپی دو تکه،و…روش شفت ها قابل نصب هستند.
به لطف وجود فانوسی فلزی،کوپلینگ پیچش ناپذیر اما قابل انعطاف است.وجود ناراستایی بین شفت ها،باعث تغییر شکل فانوسی جبران آن می شود.
تنوع توپی ها
توپی ها طرح های متنوعی دارند که در شکل زیر نشان داده شده اند.
کوپلینگ مارپیچ
Helical Coupling
به نام کوپلینگ میله ای(Beam Coupling) هم شناخته می شود
کوپلینگ فکی ستاره ای
Star Elastomer Pin Coupling
این کوپلینگ پیچش پذیرودر حالت پیش تنیده(Pretensioned) فاقد لقی (Backlash free) ست. شاخصه آن توانمندی در عین جمع جور بودن است.خواص میرایی کوپلینگ را می توان به کمک انتخاب رابط های الاستومری با سختی متفاوت، تغییر داد.این کوپلینگ در رانش هایی که نیاز به موضع گیری (Positioning)دقیق توام میرایی دارند، کارایی ویژه دارد.
مزایا
این کوپلینگ را می توان به صورت افقی،عمودی و دلخواه نصب کرد.رابط الاستومری به صورت پیش تنیده بین شاخک های دو طرف قرار می گیرند و به کوپلینگ خاصیت بدون لقی می بخشد.رابط الاستومری همچنین باعث عایقسازی الکتریکی بین دو طرف می شود. . کوپلینگ پایداراست یعنی در صورت خرابی یا پاره شدن رابط الاستومری انتقال حرکت ادامه خواهد یافت.
رابط ها در 4 درجه سختی:
64 Shore A
80 Shore A
92 Shore A
98 Shore A
تولید می شوند وبنابر این می توان سفتی دلخواه را و مورد نیاز سیستم را از بین آنها برگزید.
کابرد
به صورت استاندارد در 10 سایز برای انتقال گشتاور بین 0.3 الی 655 نیوتن متر در دسترس می باشند.دامنه دمای کارکردشان بین 30- الی120+ می باشد.
جهت استفاده در سروو درایوها،انکودرهای خطی و گردان که در ماشینهای ابزار،پرسهای چاپ ودستگاه های بسته بندی بکار می روند مناسب هستند.
طرح
از دو توپی و یک رابط از جنس پلی پورتان تشکیل می شود.توپی ها را می شود به روشهای مختلف روی شفتها محکم وصل کرد، مثلاء پیچ مغزی،خار،توپی چاکدار،توپی دو تکه و غیره.
این کوپلینگ پایداراست وزیاده بار OVERLOAD)) را تحمل می کند.ناراستایی ها باعث تغییر شکل رابط شده و به این ترتیب جبران میشوند.
تنوع توپی ها
توپی ها طرح های متنوعی دارند که در شکل زیر نشان داده شده اند.
