Cuplaje flexibile ale motorului: tipuri, limite de dezaliniere și pași de selecție

O pompă centrifugă de 15 kW dintr-o fabrică chimică consuma cuplaje flexibile de motor de tip falcă la fiecare opt luni. Nu cuplarea a fost problema. Măsurătorile au arătat că arborii motorului și pompei stau la o distanță de 0,9 mm unul de celălalt, în decalaj paralel și 0,6 grade în afara alinierii unghiulare, de aproximativ trei ori mai mult decât ar putea absorbi inserția de păianjen. Înlocuirea a eșuat în același mod. Un cuplaj flexibil de motor este o piesă care transmite cuplul, cu o toleranță fixă, finită de dezaliniere. Tratarea acesteia ca pe un remediu pentru alinierea slabă este cea mai fiabilă modalitate de a cumpăra în continuare aceeași piesă de două ori pe an.

Ce face un cuplaj motor flexibil și ce nu poate face

Un cuplaj flexibil de motor unește arborele motorului cu arborele de intrare al unei pompe, cutii de viteze, compresor, ventilator sau mașină-uneltă. Îndeplinește trei lucrări deodată: transmite cuplul, absoarbe micile decalaje ale arborelui pe care nicio instalație reală nu le elimină și reduce vibrațiile și șocurile care altfel ar ajunge la rulmenții motorului și dinții angrenajului. Cuvântul flexibil descrie elementul de lucru, fie că este o inserție din elastomer, un burduf metalic, un pachet de discuri inoxidabil, o secțiune elicoidală sau o grilă cu arc. Nu descrie o capacitate nelimitată de a înghiți nealinierea.

Ceea ce nu va face partea contează la fel de mult. Nu poate trage în linie doi arbori prost aliniați, nu poate absorbi creșterea termică a unui tren de arbore lung, nu poate compensa un picior moale sau nu poate acționa ca un distanțier între mașinile care ar fi trebuit poziționate corect în primul rând. Fiecare design flexibil are, de asemenea, un cost. Tipurile elastomerice umezesc bine vibrațiile, dar au limite de temperatură și o durată de viață limitată; tipurile metalice nu au nicio reacție și tolerează căldura, dar trec vibrațiile și pot obosi. Beneficiul, care se reduce la sarcini mai mici la rulmenți, mai puțin zgomot și durata de viață mai lungă a mașinii, este rezumat în această notă privind Avantajele unui cuplaj flexibil .

Tipurile de cuplaje flexibile ale motorului pe care le veți specifica de fapt

În practică, utilajele cu motor sunt deservite de opt familii de cuplare. Tabelul de mai jos enumeră alinierea greșită pe care o gestionează fiecare în serviciu și unitățile în care își câștigă locul. Tratați cifrele ca valori de planificare mai degrabă decât ca limite.

Două reguli contează mai mult decât numerele. Păstrați dezalinierea de lucru la aproximativ o treime din toleranța nominală, deoarece un cuplaj care funcționează deja la limită nu are nicio rezervă pentru creșterea termică sau așezarea fundației. Și potriviți materialul elementului cu mediul înconjurător: inserțiile de nitril sunt confortabile de la aproximativ -40 °C la 100 °C, poliuretanul puțin mai puțin la vârful acelui interval, în timp ce un pachet de burduf sau diafragmă este limitat de durata de viață la oboseală mai degrabă decât de temperatură.

RSK-CPFJC Cuplaj de păianjen cu falci din aluminiu de înaltă rigiditate La dimensionarea unui cuplaj acţionat de motor, această unitate de fălci/păianjen din aluminiu fără joc amortizează vibraţiile şi compensează decalajul în baza cuplului calculat şi a nealinierii. Vizualizare produs →

Secvență de selecție: cuplu, aliniere greșită, viteză, potrivire

Cuplu și factor de serviciu

Porniți de la mașina condusă, nu de la motor. Cuplul necesar este T = 9550 x P/n, cu P în kW și n în rpm, deci un motor de 22 kW la 1470 rpm are nevoie de aproximativ 143 Nm. Înmulțiți cu un factor de serviciu: aproximativ 1,5 pentru ventilatoare netede și pompe centrifuge, 2,0 pentru transportoare, mixere și compresoare cu piston și 2,5 sau mai mult pentru concasoare, prese cu role și acționări inversoare. Apoi confirmați cuplul maxim. Un motor direct în linie poate furniza cuplul nominal de două până la trei ori la pornire, iar valoarea maximă a cuplajului, nu valoarea sa continuă, guvernează acel moment.

Bugetul nealiniat

Măsurați decalajul după ce mașinile sunt chituite și șuruburi, nu din desen. Adăugați creșterea termică între starea rece și cea caldă. Apoi alegeți o mărime ale cărei cote nominale paralele, unghiulare și axiale sunt de cel puțin trei ori mai mari decât vă așteptați să vedeți. Aportul axial este cel mai des uitat: un cuplaj cu burduf pe un tren de arbore care crește cu 1 mm când este fierbinte, se va defecta în tracțiune cu mult înainte de a ceda la torsiune.

Viteză, echilibru și reacție

Echilibrul peste aproximativ 3000 rpm devine un criteriu de selecție mai degrabă decât o notă de subsol, iar un cuplaj care se comportă la 1500 rpm poate vibra la 6000 rpm dacă ansamblul nu este echilibrat ca unitate. Pe axele servo și de poziționare, jocul și rigiditatea la torsiune depășesc capacitatea de cuplu, motiv pentru care butucii de tip clemă și elementele fără joc înlocuiesc șuruburile de fixare și inserțiile din elastomer în acele poziții.

Detalii de instalare care decid viața de cuplare

• Aliniați cu un indicator cadran sau cu un sistem laser în două planuri, apoi verificați din nou după prima zi de rulare.
• Setați butucii astfel încât elementul de îndoire să se așeze la golul proiectat și nu utilizați niciodată cuplajul pentru a închide un spațiu de arbore.
• Respectați potrivirea alezajului. O gaură H7 pe un arbore h6 cu cheia corectă alunecă fără forță; un alezaj slăbit în câteva săptămâni, iar un butuc ciocanat deteriorează rulmenții.
• Strângeți șuruburile de prindere și șuruburile de știft cu o cheie calibrată, în ordinea prezentată în desen.
• Păstrați elementele din elastomer departe de ulei, ozon și lumina directă a soarelui în depozit și inspectați-le la opririle planificate, mai degrabă decât să așteptați o defecțiune.

Tipare de eșec și ceea ce îți spun

• O inserție de păianjen purtată într-o formă de semilună indică o nealiniere unghiulară; chiar uzura pe toți lobii puncte pentru supraîncărcare.
• Un burduf metalic crăpat lângă o flanșă înseamnă, de obicei, o supracursă axială sau unghiulară repetată, nu un defect de material.
• Manșoanele aplatizate sau topite indică căldura ambientală sau radiantă peste limita elastomerului.
• Un alezament al butucului cu fretări și un canal de cheie arată o potrivire slăbită combinată cu inversarea cuplului.
• Un cuplaj care funcționează fierbinte la sarcină moderată este adesea supracomprimat axial în timpul instalării.

Potrivirea cuplajului cu mașina condusă

Pe o pompă centrifugă, un ventilator sau un transportor cu șurub acționat de un motor cu inducție standard de 7,5 până la 45 kW, o cuplare cu știfturi cu manșon elastic sau tip falcă este de obicei alegerea sensibilă. Ambele tolerează decalajul paralel și unghiular, amortizează ondulația de torsiune a motorului și pot fi reelementate la fața locului în mai puțin de o oră fără a deplasa niciuna dintre mașini.

RSK-LT Manșon elastic de cuplare cu știfturi Pentru acționările standard cu motor cu inducție pe ventilatoare, pompe sau transportoare, acest cuplaj elastic cu știfturi la preț redus tolerează deplasarea și simplifică întreținerea la fața locului. Vizualizare produs →

Servo și axele de poziționare sunt o problemă diferită. Aici jocul contează mai mult decât cuplul brut, așa că un burduf metalic sau un cuplaj de grindă cu butuci de clemă menține conexiunea rigidă la torsiune, permițând totuși un mic decalaj. Pentru că domeniul de cuplare servo include grindă, burduf, diafragmă, falcă și versiuni Oldham, un singur stil de montare poate fi păstrat pe întreaga mașină.

RSK-CPRC Servocuplaj cu burduf din aliaj de aluminiu Pentru axele de poziționare servo și pas cu pas unde jocul contează, acest cuplaj cu burduf inoxidabil de tip clemă compensează decalările mici fără a pierde rigiditatea la torsiune. Vizualizare produs →

Bancurile de testare de mare viteză, turbocompresoarele și axele mașinilor-unelte trec de limitele de echilibru și de oboseală ale elastomerilor, care este locul în care un cuplaj cu diafragmă evaluat pentru 10000 rpm preia controlul. La capătul greu, presele cu role, macaralele, laminoarele și arborele maritim necesită cuplaje cu angrenaje de tambur sau cu arc serpentin, uneori cu o roată de frână, un arbore intermediar sau un butuc despicat și adesea ca un ansamblu personalizat, mai degrabă decât de catalog.

Ce să trimiteți unui producător pentru o ofertă precisă

O cotație de cuplare este la fel de bună ca și datele din spatele acesteia. Furnizați următoarele înainte de a cere un preț:

• Puterea motorului, viteza și metoda de pornire
• Diametrele arborelui, dimensiunile canelurii și clasa de potrivire pe ambele părți
• Nealiniere paralelă, unghiulară și axială măsurată sau așteptată
• Ciclul de funcționare, nivelul șocului și dacă unitatea este inversată
• Temperatura mediului ambiant, umiditate, praf și substanțe chimice
• Viteza de funcționare și, peste 3000 rpm, gradul de echilibru necesar
• Indiferent dacă este nevoie de o roată de frână, un disc de frână, un arbore intermediar sau un butuc despicat

Cu această listă, un furnizor poate alege o dimensiune standard, poate recomanda materialul elementului și poate confirma dacă este necesar un alezaj modificat, canal de cheie sau un ansamblu echilibrat. Acest nivel de personalizare este de rutină în producția de cuplaje industriale și este, în mod normal, mai ieftin decât specificarea unei unități standard supradimensionate pentru a acoperi o necunoscută.

Cuplajul este cea mai ieftină componentă din majoritatea trenurilor de propulsie și eșuează cel mai adesea din motive care nu au nicio legătură cu cuplajul în sine. Fixați alinierea, dimensiunea pentru cuplul maxim, păstrați o treime din alocația de dezaliniere în rezervă, iar un cuplaj flexibil al motorului va rezista lagărelor de pe ambele părți ale acestuia.