Információk a hajlított fogazatú tengelykapcsolókról és alkalmazásukról

A tengelykapcsolók, hétköznapi nevükön kuplungok, két tengely vagy más gépelem ideiglenes vagy tartós összekapcsolására szolgáló alkatrészek. A tengelykapcsoló a hajtáslánc egyik fontos eleme, a gépalkatrészek együttforgását és a forgatónyomaték átvitelét szolgálják. Több kapcsoló összeépítése is szokásos. A tengelykapcsolókat akkor használják, ha szükségessé válik a mozgás- vagy erőátvitelt időben vagy mértékben ellenőrizni.

A tengelykapcsolók és áthajtó tengelyek nemcsak nyomaték átvitelére alkalmasak, de kompenzálják a két tengely közötti pozíció eltéréseket is. A hajtási rendszerek egyre jobban a pontosság felé haladnak, és ez természetesen a nagyméretű hajtásokra is igaz, mely tengelykapcsoló megoldásaik kompenzálják az egytengelyűséget és precízen viszik át a nyomatékot vagy csillapítják a rezgést.

Nagyon sokfajta kuplungot használnak és gyártanak napjainkban, mert a technikai megoldás és az erőátviteli elemek a konkrét alkalmazás igényeihez vannak kiválasztva. A tengelykapcsolók két nagy fajtáját gyártjuk, a rugalmas elemes kapcsolókat és a fogazott tengelykapcsolókat.

A fogazott tengelykapcsolók jellemzői és a hordósított fogazat szerepe

A fogazott tengelykapcsolóink kialakításuknál fogva képesek kismértékű beállítási pontatlanságok kompenzálására. Nagy terhelhetőségük miatt ezeket a kapcsolókat hajtóműveink kihajtó tengelye és a hajtott gép közé ajánljuk. A fogazott tengelykapcsoló képes tengely irányú, radiális és szögbeli eltérések kompenzálására.

A belső fogazatú elemek 42CrMo4-ből, nemesítve, a külső fogazatú elemek betétedzve vagy nemesített kivitelben indukciósan edzve készülnek. A tengelykapcsoló edzett acél anyagból készül. A fogazatok hordósítása biztosítja az esetleges 1-2º-os tengely szöghibák kiegyenlítését. Ez a speciális kialakítás teszi lehetővé, hogy a tengelykapcsoló ne csak egyenes tengelyek összekötésére legyen alkalmas, hanem azokat a kismértékű szögbeli eltéréseket is áthidalja, amelyek a beállítási pontatlanságok vagy az üzem közbeni deformációk miatt keletkezhetnek. Az ilyen "hajlított" vagy szögbeli eltérések tolerálása alapvető fontosságú a hosszú élettartam és a megbízható működés szempontjából.

Belso Gumi 14x2 5: Részletes információk

Az összekötő tengelykapcsolók rendkívül alacsony karbantartással rendelkeznek, köszönhetően a speciális korona fogazású kialakításnak. Ez a kivitel, hasonlóan a hordósított fogazathoz, hozzájárul a szögbeli eltérések hatékony kompenzálásához.

Fogazott tengelykapcsoló típusok és nyomaték tartományok

Tengelykapcsoló típus	Nyomaték tartomány	Jellemző
Nagy teljesítménysűrűségű Fogazott tengelykapcsoló	1300 - 348000 Nm	Magas teljesítményátvitel
Nagyobb tengelytávolságokhoz Fogazott tengelykapcsoló	1900 - 2080000 Nm	Hosszabb tengelyek összekötésére

Fogas tengelykapcsolók - Hogyan működnek

Egytengelyűtlenség kompenzáció

Az egytengelyűtlenség kompenzáció az egyik legfontosabb terület a tengelykapcsolók vagy kuplungok számára. A hajtás kialakítás vagy a pontatlan beállítás miatt szinte minden hajtásrendszernél előfordul. Az ok általában a tűrések és méretpontatlanságok külső faktorából ered, mint hőmérséklet vagy más atmoszférikus kondíciók. Alapjában három fajtáját különböztetjük meg az egytengelyűtlenségnek:

Axiális egytengelyűtlenség

Ez hosszváltozást eredményez a hosszanti tengely irányába a hajtó és a hajtott tengely között, melyek általában fém tengelyek. Minden egyes anyagnak megvan az ő specifikus hőmérsékleti együtthatója, mely megadja az anyag változási paramétereit a hőmérséklet növekedés és csökkenés esetén. Így lehetséges lehet 0,1 - 1 mm-es eltérés is.

A hajlított fogazatú tengelykapcsolók kiemelkedően alkalmasak a radiális és szögbeli eltérések kezelésére, míg más típusok, mint például a rugalmas elemes kapcsolók, jobb csillapítási tulajdonságuk miatt a hajtóművek és a hajtó motor közé ajánlottak. A precíziós tengelykapcsolók szavatolják a holtjáték és karbantartás mentes nyomatékátvitelt az egész tengelykapcsoló működése alatt. Ez annak köszönhető, hogy a szoros tűrések és méretpontosságok a miliméter századrészében mérhetők az egyes tengelykapcsoló elemeknél.

A tengelykapcsolók főbb paraméterei és a méretezés alapjai

A sokoldalú hajtási rendszerek folyamatosan fejlesztés alatt állnak a gépészmérnököknek köszönhetően. Ezért a tengelykapcsolónak is követniük kell a trendeket és ezért a kuplungok is egyre fejlettebbek lesznek. A tengelykapcsolók főbb paraméterei közül a nyomaték, torziós merevség, rugó erősség, kiegyensúlyozottság, holtjátékmentesség és a tehetetlenségi nyomaték játsszák a főbb szerepet.

Kompatibilis ablaktörlők Yaris autókhoz

Nyomaték

A nyomaték a forgó testeknél rendkívül fontos a gépészmérnököknek. Ez egy érték, mely az erő és az effektív hosszú kar szorzata. M=Fxr [Nm]. Így a nyomaték lehetséges 100Nm nyomatéknál 100N erőnél és 1m karnál vagy 1000N erőnél és 0,1m erőkarral is egyenlő. Ugyanezt használjuk a tengelykapcsolók méretezésénél is. Tehát a nyomaték a nagy átmérőjű kuplungoknál kisebb az ébredő erő vagy kisebb átmérőjű kuplungoknál nagyobb ébredő erővel kell számolni. Vagyis minél nagyobb erőt akarunk átvinni annál nagyobb átmérőjű tengelykapcsoló lesz az optimális megoldás.

A tengelykapcsoló külső átmérőjén kívül még a másik fontos tényező a kuplung torziós szilárdsága. Ez meghatározza a tengelykapcsoló merevségét a torziós (csavaró) igénybevétellel szemben. Ha a nyomaték túl magas és meghaladja a maximális torziós szilárdságot, onnantól kezdve a tengelykapcsoló nem képes átvinni a forgó erőt. Az egység "torziós merevség" mértéke a Nm/rad, mely 10Nm esetén az elem 1/1000 rad -ot elfordul. Egyenlő ha szögben mérjük akkor 0,057°-al (1 rad = 57°17'44.8"). A tengelykapcsoló típusát nézve (torziósan merev vagy rezgéscsillapítós tengelykapcsoló) ez az elfordulási szög jó esetben a tengelykapcsoló megadott paraméterei közé esik. Praktikusan nézve a merev tengelykapcsoló normál esetben maximum csavarodási szöge kevesebb, mint 0,05 fok és a rugalmas csillapítású tengelykapcsolóknál ez kevesebb, mint 5 fok. Ha az elfordulási szög nem haladja meg a megengedhető szöget, akkor a tengelykapcsoló végtelen élettartamú.

Rugó merevség

A rugó merevség egy ellenerő, mely a tengelykapcsoló eltérő pozíciójából ered axiális, radiális és laterális irányából. A rugó merevségét N/mm egységgel jelzik. Amennyiben a gyártó 30 N/mm értéket ad meg a tengelykapcsolónál, úgy 30N erő használatánál 1 mm az axiális eltérés. Ezt az értéket mindig figyelembe kell venni a csapágy vagy más hajtási elemek kiválasztásánál.

Forgatónyomaték

A forgatónyomatékot a sebességváltozásból adódó nyomatékváltozás miatt alakul ki, mely a kuplung test és a test tömegközéppont távolsága a tengelyközépponttól befolyásolja jelentősen. Normális esetben minél kisebb a kuplung tömege és minél kisebb az átmérője úgy az ébredő forgatónyomaték is kisebb és ennek a fordítottja is igaz. A forgatónyomaték nagysága fontos a magasan dinamikus alkalmazásoknál, mert ez befolyásolja a gyorsítását és lassítását a hajtásrendszereknek.

Kiegyensúlyozottság

Nagyon fontos, hogy a hajtásrendszer simán fusson. A kiegyensúlyozatlanság abból eredhet, ha a forgó tömegek nem asszimetrikus kialakításúak, mely nem megfelelő centrifugális erőket ébreszt, mely rossz esetben rezgéseket, vibrációt ébreszt a hajtásrendszerben. A tengelykapcsolóknál ezt kiegyensúlyozó furatokkal lehet korrigálni, mely olyan helyre kerül, ahol a tömegkoncentráció nagyobb. A hajtástechnikában a kiegyensúlyozatlanságnak osztályozása is létezik, mely leírja a maximális értékeket egyes osztályoknál. A legáltalánosabb értékek a Q16, Q6,3 és Q2,5, ahol a kisebb értékek nagyobb kiegyensúlyozottsági minőséget jelent. (alacsonyabb megengedhető kiegyensúlyozatlanság).

Hajlítási információk benzincsövekről

Holtjátékmentesség

Nulla holtjáték vagy holtjáték mentesség - Zero Backlash - az jelenti, hogy nincs holtjáték (üres rés vagy játék) az átviteli rendszerben amennyiben a forgási sebesség, forgásirány vagy nyomaték változik. Ellenben a holtjáték mentesség nem jelenti azt, hogy nincs szögeltérésből elcsavarodás. A nulla holtjáték vagy holtjáték mentesség fontos a tengelykapcsolóknál, kihat a villanymotor csapágy és más mechanikus mechanizmusok élettartamára.

Tengelykapcsoló típusok

Nagyon sokfajta kuplungot használnak és gyártanak napjainkban, mert a technikai megoldás és az erőátviteli elemek a konkrét alkalmazás igényeihez vannak kiválasztva. Az egyes kuplung típusok többfajta műszaki kivitelben és eltérő technikai tulajdonságokkal igazíthatóak az alkalmazásfüggő tengelykapcsoló megoldásokhoz.

Így a precíziós tengelykapcsolók két nagy csoportra oszthatók:

Rezgéscsillapító tengelykapcsolók
Torziósan merev tengelykapcsolók

A Torziós merev kuplungok gyakran X-Y tengelyek összekötésére használnak, mint például a megmunkáló gépek tengelykapcsolója, míg a Rezgéscsillapítós tengelykapcsolók a CNC gépek főorsó hajtásának erőátvitelére szolgálnak.

Néhány példa a különböző tengelykapcsoló típusokra: