Angrenaje de cuplare: tipuri, ghid de selecție și lubrifiere

Cum transmit angrenajele de cuplare cuplul între arborii nealiniați

Două butuci cu dinți externi ai angrenajului, înfășurați de un manșon care poartă dinții interni potriviți - aceasta este geometria centrală din spatele fiecărui angrenaj de cuplare. Cuplul trece prin dinții cu ochiuri mai degrabă decât printr-o articulație cu șuruburi rigide, iar jocul încorporat în acea plasă este ceea ce permite cuplajului să absoarbă dezalinierea fără a transmite stresul de îndoire înapoi în arborii conectați.

În instalațiile reale apar trei tipuri de dezaliniere: unghiulară, unde liniile centrale ale arborelui se întâlnesc în unghi; decalaj paralel, unde rulează paralel dar nu coaxial; și axială, unde capetele arborelui se apropie sau se depărtează în timpul funcționării. Un angrenaj de cuplare bine adaptat se ocupă de toate trei simultan, în limite care variază semnificativ în funcție de profilul dintelui - care este locul în care se iau de fapt deciziile de selecție.

Profiluri cu dinte drept vs încoronat vs profiluri în formă de tambur

Cuplajele cu dinți drepti au fost designul original: dinții tăiați paralel cu axa arborelui, contactând manșonul de împerechere de-a lungul unei fețe plane. Ele funcționează, dar contactul plat pe plat concentrează uzura marginilor dinților odată ce este prezentă orice nealiniere unghiulară, deoarece dinții se pot balansa doar ușor înainte de a începe încărcarea pe margine.

Modelele cu dinți încoronați rezolvă acest lucru prin prelucrarea unei raze ușoare în fața dintelui, astfel încât contactul rămâne centrat chiar și atunci când butucul se înclină față de manșon. modele de cuplare cu angrenaje încoronate construite pentru o toleranță mai mare la dezalinierea unghiulară de obicei se potrivesc cu dezalinierea unghiulară de până la aproximativ 1°30′ pe angajare, un salt semnificativ peste toleranța de fracțiune de grad pe care o permit dinții drepti.

Profilele dentare in forma de tambur (buton) imping acest lucru mai departe, folosind o fata a dintelui curbata continuu, mai degraba decat o singura raza a coroanei. Această curbură împrăștie sarcina pe o zonă de contact mai largă prin întreaga gamă de dezaliniere, ceea ce contează cel mai mult în aplicațiile în care încărcarea șocurilor și vibrațiile complică efectul nealinierii obișnuite de funcționare - laminoare și concasoare fiind exemple tipice.

Potrivirea tipului de cuplare a angrenajului la sarcină și alinierea greșită

Selecția începe cu două numere: cuplul pe care trebuie să-l suporte cuplajul și alinierea greșită pe care o va produce în mod realist instalația. Niciunul nu trebuie estimat în mod vag - capacitatea de cuplu subdimensionată accelerează uzura dinților, în timp ce subestimarea nealinierii duce la încărcare prematură pe margine, indiferent de cât de bine este evaluat cuplajul.

Pentru aplicațiile care combină o dezaliniere moderată cu șoc sau încărcare ciclică - antrenări ale transportoarelor, mixere, echipamente de moara - un design cu manșon de nailon sau care absorb șocul oferă un avantaj semnificativ față de construcția solidă din oțel. un cuplaj din nailon cu inel interior, proiectat pentru absorbția șocurilor reduce sarcina maximă transmisă prin transmisia în timpul creșterilor bruște de cuplu, ceea ce prelungește durata de viață a echipamentelor care pornesc și se oprește sub sarcină.

Acolo unde dezalinierea este minimă și prioritatea este densitatea cuplului într-o amprentă compactă, tamburul din oțel standard sau modelele cu coroană rămân alegerea mai rentabilă - toleranța adăugată la șocuri a unui manșon de nailon nu merită compromisul în capacitatea de cuplu pentru transmisii stabile și bine aliniate.

Angrenaje de cuplare cu funcție de frânare integrată

Macaralele, palanele și alte aplicații care necesită opriri controlate au nevoie de un cuplaj care să servească drept punct de montare pentru hardware-ul de frânare. În loc să adauge un ansamblu separat de disc de frână în aval de cuplaj, un design cu dinți de tambur cu o roată de frână încorporată menține suprafața de frânare direct pe corpul cuplajului, scurtând sistemul de transmisie și eliminând un set suplimentar de rulmenți și suporturi.

cuplaje cu dinți tambur construite cu o roată de frână integrată sunt comune la macaralele rulante și la palanele pentru mine, în special pentru că designul combinat reduce numărul de componente rotative separate care necesită aliniere și inspecție independentă.

Intervalele de lubrifiere și ceea ce determină durata de viață

Cuplajele angrenate eșuează din cauza uzurii, nu din cauza oboselii, iar rata de uzură urmărește aproape direct cu condiția de lubrifiere. Cuplajele lubrifiate cu grăsime necesită, de obicei, relubrări pe un program legat de viteza de funcționare și ciclul de funcționare - service continuu de mare viteză necesită intervale mai scurte decât antrenările intermitente cu viteză mică, iar forța centrifugă la turații mai mari accelerează separarea uleiului de agentul de îngroșare în interiorul grăsimii.

Practicile de lubrifiere pentru cuplajele de tip angrenaj — selectarea lubrifianților, sistemele autonome versus sistemele furnizate extern și intervalele de inspecție — sunt abordate în standardul de lubrifiere a cuplajelor flexibile ANSI/AGMA , pe care majoritatea producătorilor îl folosesc ca bază pentru propriile recomandări de întreținere.

În practică, un punct de plecare rezonabil pentru serviciul industrial general este regresarea la fiecare șase până la douăsprezece luni, strânsă la trimestru pentru instalațiile de mare viteză sau cu vibrații mari. Acel interval ar trebui să se schimbe în funcție de starea reală a grăsimii la inspecție, nu de un calendar fix - unsoare care prezintă particule metalice sau care are nevoie de înlocuire separată, indiferent de cât de recent a fost întreținută.

Când un ansamblu de blocare fără cheie depășește o conexiune cu cheie

Conexiunile tradiționale arbore-butuc cu cheie funcționează în mod fiabil la un cuplu moderat, dar canapa în sine introduce un punct de concentrare a tensiunii și o cantitate mică de joc care crește odată cu uzura cheii și canalelor cheie. În aplicațiile cu cuplu mare sau cu sarcină inversă, jocul respectiv apare în cele din urmă ca un joc măsurabil între arbore și butuc.

O conexiune fără cheie fixează butucul de arbore numai prin frecare, folosind un element de blocare conic pentru a genera o presiune radială uniformă în jurul întregii circumferințe a arborelui. ansambluri de blocare fără cheie pentru conexiuni arbore-butuc fără joc eliminați rezistența de ridicare a tensiunii pe care o creează un canal de cheie și menține-le prinderea fără uzura incrementală pe care o acumulează îmbinările cu cheie în timpul ciclurilor repetate de încărcare.

Compensația este costul și precizia instalării - ansamblurile fără cheie necesită un control mai atent al cuplului în timpul montării decât un butuc cu cheie. Pentru aplicațiile în care zero reacție și puterea de reținere pe termen lung contează mai mult decât simplitatea instalării, acest compromis merită în general făcut.

Pentru îndrumări pas cu pas despre obținerea corectă a alinierii și a cuplului de montare de prima dată, proceduri pas cu pas de instalare și aliniere a cuplajului angrenajului acoperă secvența pe care majoritatea instalatorilor o scapă atunci când se grăbesc la un schimb de cuplare.