Elastyczne sprzęgła wału napędowego: jak dopasować typ, moment obrotowy i niewspółosiowość

Prasę walcową w cementowni i serwooś o mocy 200 W na linii pakującej określa się jako elastyczne sprzęgło wału napędowego. Nie są to te same komponenty i traktowanie ich jako wymiennych powoduje przeciążenie wałów, przedwczesne awarie łożysk i maszynę pracującą głośniej niż w dniu oddania do użytku.

Krótka odpowiedź: wybierz sprzęgło na podstawie niewspółosiowości, jaką musi przejąć i momentu obrotowego, jaki musi przenosić, a następnie zawęź pole w oparciu o prędkość, sztywność skrętną, środowisko i tolerancję montażu. Cena i dostępność na półce są na ostatnim miejscu, po zastosowaniu tych pięciu filtrów.

Pod jedną nazwą kryją się trzy różne produkty

Wyrażenie obejmuje co najmniej trzy klasy sprzętu, a każda z nich zawodzi z własnych powodów.

• Sprzęgła elastyczne wewnątrz układu napędowego, montowane pomiędzy wałem wyjściowym skrzyni biegów a wałem maszyny napędzanej. Zadanie polega na przekazywaniu momentu obrotowego przy jednoczesnym tolerowaniu resztkowego niewspółosiowości powstałego w wyniku osiadania fundamentów, wzrostu temperatury lub montażu.
• Elastyczne wały napędowe, czyli wały kardana lub przeguby uniwersalne. Stosuje się je, gdy dwa końce wałów są daleko od siebie lub gdy kąt roboczy zmienia się podczas pracy, jak we wrzecionach młynów, wałach napędowych i układach napędowych pojazdów terenowych.
• Precyzyjne sprzęgła wałów na osiach serwa i pozycjonowania, krótkie, sztywne skrętnie elementy pomiędzy silnikiem a śrubą kulową lub wejściem przekładni, gdzie luz ma większe znaczenie niż niewspółosiowość.

Jeśli pomylisz klasę, żadna ilość starannego doboru rozmiaru nie uratuje instalacji. Sprzęgło belkowe przystosowane do małego obciążenia enkodera, zamontowane na przenośniku o mocy 30 kW, ulegnie zmęczeniu w ciągu kilku tygodni, ponieważ zarówno moment obrotowy, jak i obciążenia boczne znacznie wykraczają poza zakres projektowy.

Porównaj rodziny przed porównaniem cen

Większość argumentów dotyczących selekcji to tak naprawdę argumenty dotyczące tego, która rodzina spełnia te obowiązki. Poniższa tabela jest narzędziem krótkiej listy, a nie arkuszem specyfikacji.

Wszystko, czego nie ma w tabeli, w tym pakiet tarcz, łańcuch i siatka, jest odmianą tej samej logiki: element elastyczny, dwie piasty i określony zestaw dozwolonych przemieszczeń.

Ciężkie napędy: moment obrotowy i niewspółosiowość idą w parze

Walcarki, wciągniki dźwigowe, piece obrotowe i kruszarki mają wspólny wzór: wysoki moment obrotowy, umiarkowana prędkość i niewspółosiowość zmieniająca się wraz z obciążeniem i temperaturą. Sprzęgło zębate z zębami koronowymi jest zwykle punktem wyjścia, ponieważ wytrzymuje w przybliżeniu 0,5 do 1,5 stopnia niewspółosiowości kątowej na każde zazębienie koła zębatego, przenosząc jednocześnie bardzo wysoki moment obrotowy w kompaktowej obudowie, a także ponieważ ten sam zespół może być dostarczony z kołem hamulcowym lub tarczą hamulcową, w przypadku gdy maszyna musi zostać skutecznie zatrzymana.

Tam, gdzie cykl pracy obejmuje częste szczyty uderzeń, sprzęgło sprężynowe serpentynowe często sprawdza się lepiej. Siatka sprężyn pochłania szczytowy moment obrotowy, który sprzęgło zębate przekazałoby bezpośrednio na zęby, wpusty i łożyska.

Szerokie sprzęgło bębnowe RSK-GICL do dużych obciążeń Sprzęgło bębnowe o wysokim momencie obrotowym, które kompensuje przemieszczenia kątowe i promieniowe; nadaje się do napędów o dużym obciążeniu i dużej prędkości, w których dopuszczalne jest smarowanie i konserwacja. Zobacz produkt →

Duże rozpiętości i zmieniające się kąty wymagają wału, a nie sprzęgła

Gdy odległość kierowcy od napędzanej maszyny mierzy się w metrach lub gdy w trakcie pracy zmienia się kąt pracy, krótkie sprzęgło nie sprawdzi się. Pojedynczy przegub uniwersalny nie przenosi stałej prędkości: prędkość wyjściowa zmienia się dwukrotnie na obrót, a wahania rosną wraz z kątem przegubu. Dwa przeguby rozmieszczone w taki sposób, że oba kąty są równe, a jarzma są odpowiednio przesunięte w fazie, eliminują te wahania, dlatego też wał kardana podwójnego typu jest normalnym wyborem w przypadku wrzecion młynów, wałów napędowych i układów napędowych pojazdów ciężkich.

Zachowaj oba kąty połączeń równe i tak małe, jak to możliwe. Wystarczy kilka stopni różnicy między dwoma końcami, aby wytworzyć impuls skrętny, który objawia się hałasem, zużyciem i poluzowanymi elementami złącznymi na długo zanim cokolwiek się zepsuje.

RSK-SWC BF Duży przegub teleskopowy z kołnierzem teleskopowym Wielkogabarytowy teleskopowy przegub uniwersalny z kołnierzem do przenoszenia mocy przy dużych obciążeniach, kompensujący duże niewspółosiowości kątowej przy wysokiej wydajności i prostej konserwacji w trudnych warunkach. Zobacz produkt →

Osie serwo: sztywność przewyższa elastyczność

Na osi serwa następuje odwrócenie priorytetów. Moment obrotowy jest niewielki, ale dokładność pozycjonowania mierzona jest w minutach kątowych, zatem sprzęgło wymaga dużej sztywności skrętnej, zerowego luzu i małej bezwładności. Pojawiają się tutaj konstrukcje z belką, miechem, membraną, szczękami i suwakiem poprzecznym, a różnice mają znaczenie: sprzęgło mieszkowe zwiększa sztywność, sprzęgło kłowe zwiększa tłumienie, a sprzęgło Oldham rozwiązuje problem przesunięcia promieniowego, którego nie potrafią inne konstrukcje. W przypadku tych osi asortyment sprzęgieł elastycznych grupuje pięć rodzin według sztywności i niewspółosiowości, dzięki czemu porównanie pozostaje w obrębie jednej rodziny produktów.

RSK-CPPC Sprzęgło wału równoległego o dużej sztywności ze stopu aluminium Aluminiowe sprzęgło belkowe o dużej sztywności do serwomotorów i silników krokowych, z mocowaniem bez szczelin i kompensacją odchyleń promieniowych, kątowych i osiowych. Zobacz produkt →

Niewspółosiowość to ilość, a nie opinia

Dostawcy publikują maksymalne wartości kątowe, promieniowe i osiowe. Traktuj te wartości jako wartości graniczne w idealnych warunkach, a nie jako normalny punkt pracy. Praktyczną zasadą jest stosowanie nie więcej niż jednej czwartej do jednej trzeciej znamionowego obciążenia kątowego, ponieważ siły reakcji łożyska rosną mniej więcej proporcjonalnie do kąta, a sprzęgło rzadko jest jedynym elastycznym elementem pociągu.

• Niewspółosiowość kątową mierzy się pomiędzy dwiema liniami środkowymi wałów na całej długości sprzęgła. Przesunięcie 0,1 mm na rozpiętości 100 mm wynosi już około 0,06 stopnia.
• Przesunięcie promieniowe lub równoległe najlepiej absorbuje konstrukcja Oldham i opony; sprzęgła zębate i sworzniowe tolerują tylko małe wartości.
• Ruch osiowy ma często charakter termiczny. Stalowy wał o długości 2 m przy wzroście o 60°C powyżej temperatury otoczenia rośnie o około 1,4 mm, co musi zostać wchłonięte gdzieś w pociągu.
• Sprawdź wyrównanie po montażu, a nie przed: dokonaj ponownego pomiaru po podłączeniu rur i co najmniej raz nagrzaniu maszyny.

Co wysłać dostawcy

Niejasne zapytania pozwalają uzyskać bezpieczne, ponadgabarytowe sprzęgła, które kosztują więcej, ważą więcej i mocniej obciążają łożyska. Wyślij te osiem punktów, a krótka lista zwykle zawęża się do jednego lub dwóch typów:

1. Moment znamionowy i szczytowy oraz współczynnik serwisowy wymagany przez standard aplikacji.
2. Zakres prędkości, w tym wszelkie warunki nadmiernej prędkości lub rozruchu.
3. Średnice wałów, szczegóły wpustu lub zacisku oraz wymagane pasowanie.
4. Maksymalna niewspółosiowość kątowa, promieniowa i osiowa oczekiwana po osiowaniu.
5. Oddzielenie końcówek wału i konieczność demontażu sprzęgła w celu serwisowania łożyska.
6. Środowisko: temperatura, olej, kurz, zmywanie, mgła solna, obszar niebezpieczny.
7. Stopień wyważenia i dopuszczalne niewyważenie resztkowe, jeśli prędkość jest wysoka.
8. Niezależnie od tego, czy potrzebne jest koło hamulcowe, tarcza hamulcowa czy zabezpieczenie przed przeciążeniem.

Warto sprawdzić ryzyko zakupowe

• Nośność momentu obrotowego jest definiowana dla danego pasowania i rowka wpustowego. Piasta zaciskowa na wale gładkim i piasta wpustowa na tym samym wale nie przenoszą tego samego obciążenia.
• Elementy elastomerowe posiadają pułap temperaturowy. Sprzęgło o temperaturze znamionowej 80°C w odlewni pracującej w temperaturze 95°C twardnieje i traci tłumienie w ciągu kilku miesięcy.
• Zamienność stwarza realne ryzyko: dwa sprzęgła z identycznymi otworami i rowkami wpustowymi mogą mieć różne długości piast, więc części zamienne mogą nie pasować do istniejącej osłony lub elementu dystansowego.
• Pojemność cieplna koła hamulca musi odpowiadać charakterowi hamowania, a nie tylko momentowi obrotowemu sprzęgła.
• Jeśli instalacja działa zgodnie z normą DIN lub inną określoną normą, poproś z góry o rysunek, certyfikat materiałowy i zapis testu dynamicznego. Przydatnym odniesieniem do typu, normy i logiki doboru jest przewodnik doboru sprzęgła DIN.

Jiangsu Rokang Heavy Industry Technology produkuje elastyczne komponenty napędowe w większości powyższych rodzin: sprzęgła z klatką kulową o stałej prędkości, wały przegubowe, sprzęgła z przekładnią bębnową, standardowe i szybkie sprzęgła membranowe, sprzęgła serwo, sprężyny serpentynowe, sprzęgła o wysokiej elastyczności do opon i statków, a także zespoły blokujące do bezkluczowych połączeń wał-piasta. Produkty firmy eksportowane są do Europy, Stanów Zjednoczonych, Rosji, na Bliski Wschód i do Indii, a publikowana lista zastosowań obejmuje dźwigi, hutnictwo i walcowanie, górnictwo, petrochemię, tekstylia, statki wojskowe i pojazdy szynowe.

Wyślij powyższe osiem punktów danych wraz z zapytaniem, a otrzymana odpowiedź powinna zawierać typ, rozmiar i rysunek, a nie tylko cenę.