Flexibele motorkoppeling: typen, limieten voor verkeerde uitlijning en selectiestappen

Een centrifugaalpomp van 15 kW in een chemische fabriek at elke acht maanden flexibele motorkoppelingen van het kaaktype op. De koppeling was het probleem niet. Uit metingen bleek dat de motor- en pompassen 0,9 mm uit elkaar zaten, parallel verschoven en 0,6 graden uit de hoekuitlijning, ongeveer drie keer zoveel als wat het spin-inzetstuk kon absorberen. De vervanging mislukte op dezelfde manier. Een flexibele motorkoppeling is een koppeloverbrengend onderdeel met een vaste, eindige afwijkingsmarge. Het behandelen als een remedie voor een slechte uitlijning is de meest betrouwbare manier om tweemaal per jaar hetzelfde onderdeel te blijven kopen.

Wat een flexibele motorkoppeling doet en wat deze niet kan

Een flexibele motorkoppeling verbindt de motoras met de ingaande as van een pomp, versnellingsbak, compressor, ventilator of werktuigmachine. Het voert drie taken tegelijk uit: het brengt koppel over, het absorbeert de kleine asafwijkingen die geen enkele echte installatie elimineert, en het vermindert de trillingen en schokken die anders de motorlagers en tandwieltanden zouden bereiken. Het woord flexibel beschrijft het werkelement, of dat nu een inzetstuk van elastomeer, een metalen balg, een roestvrijstalen schijvenpakket, een spiraalvormig balkgedeelte of een veerrooster is. Het beschrijft niet een onbeperkt vermogen om een ​​verkeerde uitlijning te slikken.

Wat het onderdeel niet zal doen, is net zo belangrijk. Het kan niet twee slecht uitgelijnde schachten op één lijn trekken, de thermische groei van een lange schachttrein absorberen, een zachte voet compenseren of fungeren als afstandhouder tussen machines die in de eerste plaats correct hadden moeten worden gepositioneerd. Elk flexibel ontwerp brengt ook kosten met zich mee. Elastomere typen dempen trillingen goed, maar hebben temperatuurgrenzen en een beperkte levensduur; metalen soorten houden geen speling vast en tolereren hitte, maar laten trillingen door en kunnen vermoeid raken. De winst, die neerkomt op lagere lagerbelastingen, minder geluid en een langere levensduur van de machine, is samengevat in deze opmerking over de voordelen van een flexibele koppeling .

De typen flexibele motorkoppelingen die u daadwerkelijk gaat specificeren

Motoraangedreven machines worden in de praktijk bediend door acht koppelingsfamilies. De onderstaande tabel geeft een overzicht van de verkeerde uitlijning die elke schijf in gebruik heeft en de schijven waar deze zijn plaats verdient. Beschouw de cijfers als planningswaarden en niet als grenzen.

Twee regels zijn belangrijker dan de cijfers. Houd de foutuitlijning aan tot ongeveer een derde van de nominale tolerantie, omdat een koppeling die al op zijn limiet draait, geen reserve heeft voor thermische groei of zetting van de fundering. En stem het materiaal van het element af op de omgeving: inzetstukken van nitril zijn comfortabel van ongeveer -40 °C tot 100 °C, polyurethaan iets minder aan de bovenkant van dat bereik, terwijl een balg- of membraanpakket eerder wordt beperkt door de levensduur tegen vermoeiing dan door de temperatuur.

RSK-CPFJC zeer stijve aluminium kaakspinkoppeling Bij het dimensioneren van een motoraangedreven koppeling dempt deze aluminium kaak/spider-eenheid zonder speling trillingen en compenseert offset onder berekend koppel en verkeerde uitlijning. Bekijk Product →

Selectievolgorde: koppel, verkeerde uitlijning, snelheid, pasvorm

Koppel- en servicefactor

Begin bij de aangedreven machine, niet bij de motor. Benodigd koppel is T = 9550 x P/n, met P in kW en n in rpm, dus een motor van 22 kW bij 1470 rpm heeft ongeveer 143 Nm nodig. Vermenigvuldig dit met een bedrijfsfactor: ongeveer 1,5 voor gladde ventilatoren en centrifugaalpompen, 2,0 voor transportbanden, mixers en zuigercompressoren, en 2,5 of meer voor brekers, rollenpersen en omkeeraandrijvingen. Bevestig vervolgens het piekkoppel. Een direct-on-line motor kan bij het opstarten twee tot drie keer het nominale koppel leveren, en het piekvermogen van de koppeling, en niet het continue vermogen, is bepalend voor dat moment.

Verkeerde afstemming van het budget

Meet de offset nadat de machines zijn gevoegd en vastgeschroefd, niet vanaf de tekening. Voeg thermische groei toe tussen koude en warme toestanden. Kies vervolgens een maat waarvan de nominale parallelle, hoek- en axiale toleranties minstens drie keer zo groot zijn als u verwacht. De axiale speling wordt het vaakst vergeten: een balgkoppeling op een astrein die 1 mm groeit als deze warm is, zal falen in stuwkracht lang voordat deze faalt in torsie.

Snelheid, balans en speling

Boven ongeveer 3000 tpm wordt de balans een selectiecriterium in plaats van een voetnoot, en een koppeling die zich gedraagt bij 1500 tpm kan trillen bij 6000 tpm als het geheel niet als geheel in balans is. Op servo- en positioneringsassen overtreffen speling en torsiestijfheid de koppelcapaciteit. Daarom vervangen klemnaven en spelingsvrije elementen stelschroeven en elastomeer inzetstukken in die posities.

Installatiedetails die de levensduur van de koppeling bepalen

• Lijn uit met een meetklok of lasersysteem in twee vlakken en controleer vervolgens opnieuw na de eerste dag van hardlopen.
• Stel de naven zo in dat het buigelement op de daarvoor bestemde opening zit, en gebruik de koppeling nooit om een ​​asopening af te dichten.
• Respecteer de boring. Een H7-boring op een H6-as met de juiste spie schuift er zonder kracht op; een losse boring raakt binnen enkele weken frets, en een erop gehamerde naaf beschadigt de lagers.
• Draai de klemschroeven en penbouten vast met een gekalibreerde sleutel, in de volgorde zoals aangegeven op de tekening.
• Houd elastomeerelementen tijdens opslag uit de buurt van olie, ozon en direct zonlicht en inspecteer ze bij geplande stilleggingen in plaats van te wachten op een defect.

Faalpatronen en wat ze u vertellen

• Een spin-inzetstuk dat in de vorm van een halvemaan is gedragen, wijst op een verkeerde hoekuitlijning; zelfs slijtage over alle lobbenpunten tot overbelasting.
• Een metalen balg die naast een flens barst, betekent meestal herhaalde axiale of hoekoverbelasting, en geen materiaalfout.
• Afgeplatte of gesmolten pinhulzen duiden op omgevings- of stralingswarmte boven de elastomeerlimiet.
• Een naafboring en spiebaan met frets vertonen een losse pasvorm gecombineerd met koppelomkering.
• Een koppeling die bij matige belasting heet wordt, wordt tijdens de installatie vaak axiaal te veel samengedrukt.

De koppeling afstemmen op de aangedreven machine

Op een centrifugaalpomp, ventilator of schroeftransporteur aangedreven door een standaard inductiemotor van 7,5 tot 45 kW is doorgaans een bek- of elastische schuifpenkoppeling de verstandige keuze. Beide tolereren parallelle en hoekafwijkingen, dempen de torsierimpeling van de motor en kunnen binnen een uur ter plaatse opnieuw worden gemonteerd zonder een van de machines te verplaatsen.

RSK-LT elastische mouwpinkoppeling Voor standaard inductiemotoraandrijvingen op ventilatoren, pompen of transportbanden tolereert deze goedkope elastische penkoppeling offset en vereenvoudigt het onderhoud ter plaatse. Bekijk Product →

Servo- en positioneringsassen zijn een ander probleem. Hier is de speling belangrijker dan het ruwe koppel, dus een metalen balg- of balkkoppeling met klemnaven houdt de verbinding stijf tijdens torsie, terwijl toch een kleine offset mogelijk is. Omdat de bereik servokoppeling inclusief balk-, balg-, membraan-, kaak- en Oldham-versies, kan één enkele montagestijl voor de hele machine worden aangehouden.

RSK-CPRC Aluminium balgservokoppeling Voor servo- en stappenpositioneringsassen waarbij speling van belang is, compenseert deze roestvrijstalen balgkoppeling van het klemtype kleine offsets zonder de torsiestijfheid te verliezen. Bekijk Product →

Hogesnelheidstestbanken, turbocompressoren en spindels van werktuigmachines overschrijden de balans- en vermoeidheidsgrenzen van elastomeren, en dat is waar een membraankoppeling met een vermogen van 10.000 tpm het overneemt. Aan de zware kant vereisen rollenpersen, kranen, walserijen en maritieme assen trommeltandwielen of kronkelige veerkoppelingen, soms met een remwiel, een tussenas of een gedeelde naaf, en vaak als een op maat gemaakte in plaats van een catalogusmontage.

Wat u een fabrikant moet sturen voor een nauwkeurige offerte

Een koppelingsofferte is slechts zo goed als de data erachter. Geef het volgende door voordat u om een prijs vraagt:

• Motorvermogen, snelheid en startmethode
• Asdiameters, spiebaanafmetingen en pasklasse aan beide zijden
• Gemeten of verwachte parallelle, hoekige en axiale verkeerde uitlijning
• Inschakelduur, schokniveau en of de aandrijving omkeert
• Omgevingstemperatuur, vocht, stof en chemicaliën
• Bedrijfssnelheid en, boven 3000 tpm, de vereiste balansgraad
• Of er nu een remwiel, remschijf, tussenas of gedeelde naaf nodig is

Met die lijst kan een leverancier een standaardmaat kiezen, het materiaal van het element aanbevelen en bevestigen of een aangepaste boring, spiebaan of gebalanceerde montage vereist is. Dat niveau van maatwerk is routine bij de productie van industriële koppelingen, en is normaal gesproken goedkoper dan het specificeren van een extra grote standaardeenheid om een ​​onbekende te dekken.

De koppeling is het goedkoopste onderdeel van de meeste aandrijflijnen en faalt het vaakst om redenen die niets met de koppeling zelf te maken hebben. Corrigeer de uitlijning, zorg voor een maat voor het piekkoppel, houd een derde van de toegestane afwijking in reserve, en een flexibele motorkoppeling gaat langer mee dan de lagers aan weerszijden ervan.