Az Oldham Tengelykapcsoló: Részei, Felépítése és Működési Elve
A tengelykapcsoló egy alapvető gépészeti alkatrész, amelynek elsődleges feladata a forgatónyomaték továbbítása forgó tengelyek között. Egyszerűen fogalmazva, a tengelykapcsoló lehetővé teszi, hogy két rendszer, például egy motor és egy hajtott egység együtt forogjon azáltal, hogy mechanikusan összeköti őket. A "kuplung" és a "tengelykapcsoló" kifejezések gyakran ugyanazt az alkatrészt takarják, és a szakmai nyelvben felcserélhetően használatosak. Így amikor az egyik tengely forog, a hozzá csatlakozó másik tengely is forogni kezd.
A tengelykapcsolókat számos különböző kivitelben gyártják, az alkalmazás speciális igényeihez igazodva. Két nagy csoportra oszthatók: merev és rugalmas tengelykapcsolókra. Ez a cikk a rugalmas tengelykapcsolók közé tartozó Oldham tengelykapcsoló felépítését és működését mutatja be részletesebben, kitérve egy másik rugalmas típusra, a Hardy-tárcsás tengelykapcsolóra is.
Rugalmas Tengelykapcsolók
Az Oldham Tengelykapcsoló: Részei és Felépítése
Az Oldham tengelykapcsoló egy speciális típusú mozgékony kapcsoló, amelyet arra terveztek, hogy forgó nyomatékot továbbítson két párhuzamosan, de enyhén eltolva elhelyezkedő tengely között. Ez a betéttárcsás kapcsoló kiválóan alkalmas a párhuzamos tengelyeltolódások kompenzálására, miközben folyamatos és egyenletes erőátvitelt biztosít. Párhuzamos, de excentrikusan elhelyezkedő tengelyeknél alkalmazható, vagyis olyan tengelyek összekapcsolására, amelyek egymáshoz képest egy kissé el vannak tolva.
Működési Elv és Fő Alkatrészei
Az Oldham tengelykapcsoló alapvető felépítése három fő részből áll:
- Két tengelyvégre ékelt tárcsa: Mindkét összekapcsolandó tengely végére egy-egy tárcsát ékelnek. Fontos, hogy a rajtuk lévő hornyok egymásra merőlegesek legyenek.
- Középső tárcsa (betéttárcsa): A két tengelyre szerelt tárcsa közé egy harmadik, korong alakú, lebegő tárcsát helyeznek. Ennek a középső tárcsának mindkét homloklapján egy-egy léc (gyakran hívják éknek vagy kulcsnak is) található, amelyek szintén egymásra merőlegesen állnak. Ez a középső elem öntöttvasból vagy acélöntésből készül.
Az összeszerelés során a középső tárcsa lécei pontosan illeszkednek a tengelyvégekre ékelt tárcsák hornyaiba. Ez a merőleges elrendezés kulcsfontosságú. Ahogy az egyik tengely forog, a hozzákapcsolt tárcsa hornya a középső tárcsa egyik lécét mozgatja. Ugyanakkor a középső tárcsa másik léce a kimenő tengely tárcsájának hornyában csúszik. Ez a mechanizmus teszi lehetővé a középső tárcsa "lebegését" és a tengelyek közötti párhuzamos eltolódás követését, miközben a nyomaték zavartalanul átadódik. A középső tárcsa el tud fordulni, ezzel kompenzálva a tengelyeltérést.
Tengelykapcsoló: funkció és jelentőség
Oldham
A Hardy-tárcsás Tengelykapcsoló
A rugalmas tengelykapcsolók egy másik elterjedt típusa a Hardy-tárcsás tengelykapcsoló. Ezt gyakran alkalmazzák gépjárműveken kardáncsukló helyett, mivel olcsóbb megoldást kínál, azonban kisebb szögelhajlást tesz lehetővé - általában mintegy 1% szögelhajlást enged meg. A kapcsolót kisebb szögeltéréshez és kisebb teljesítményátadáshoz használják.
Felépítése
A Hardy-tárcsás tengelykapcsoló fő eleme egy rugalmas tárcsa, amely általában vászonszövésű gumiból, esetleg vékony acéllemezből készül. Ezen a rugalmas tárcsán rendszerint 6 furat van. Ide van rögzítve csavarokkal a két háromágú villa, amelyeket a tengelyvégekre szerelnek. A tárcsát csavarokkal erősítik a villákhoz, biztosítva a rugalmas összeköttetést a tengelyek között.
Tengelykapcsolók Általános Műszaki Paraméterei
A modern hajtási rendszerek folyamatos fejlődésével a tengelykapcsolóknak is egyre fejlettebbeknek kell lenniük. A tengelykapcsolók kiválasztásakor és méretezésekor számos kulcsfontosságú paramétert kell figyelembe venni. A főbb szerepet a nyomaték, a torziós merevség, a rugómerevség, a kiegyensúlyozottság, a holtjátékmentesség és a tehetetlenségi nyomaték játssza.
Nyomaték
A nyomaték a forgó testeknél rendkívül fontos érték a gépészmérnökök számára. Ez az erő és az effektív karhossz szorzata, képlete M = F x r [Nm]. Például 100 Nm nyomaték elérhető 100 N erővel 1 méteres karon, vagy 1000 N erővel 0,1 méteres karon is. Ezt az elvet használjuk a tengelykapcsolók méretezésénél is. Tehát, minél nagyobb erőt akarunk átvinni, annál nagyobb átmérőjű tengelykapcsoló lehet az optimális megoldás, mivel a nagyobb átmérő kisebb ébredő erőt igényel azonos nyomaték átviteléhez. A nagy átmérőjű kuplungoknál kisebb az ébredő erő, vagy kisebb átmérőjű kuplungoknál nagyobb ébredő erővel kell számolni.
Torziós Merevség
A tengelykapcsoló külső átmérőjén kívül a másik fontos tényező a kuplung torziós szilárdsága, más néven torziós merevsége. Ez az érték meghatározza a tengelykapcsoló ellenállását a torziós (csavaró) igénybevétellel szemben. Amennyiben a nyomaték túl magas, és meghaladja a maximális torziós szilárdságot, a tengelykapcsoló nem lesz képes átvinni a forgó erőt.
Kuplungpedál holtjátékának beállítása
A torziós merevség mértékegysége Nm/rad. Ez azt jelenti, hogy például egy 10 Nm/rad értékű elemnél 10 Nm nyomaték hatására az elem 1/1000 radiánt (ami körülbelül 0,057°-nak felel meg, mivel 1 rad ≈ 57°17'44.8") fordul el. A tengelykapcsoló típusától (torziósan merev vagy rezgéscsillapító) függően ez az elfordulási szög eltérő lehet. Praktikusan nézve, a merev tengelykapcsoló normál esetben maximum csavarodási szöge kevesebb, mint 0,05 fok, míg a rugalmas csillapítású tengelykapcsolóknál ez kevesebb, mint 5 fok. Ha az elfordulási szög nem haladja meg a megengedhető értéket, a tengelykapcsoló végtelen élettartamú lehet.
Rugómerevség
A rugómerevség egy ellenkező erő, amely a tengelykapcsoló eltérő pozíciójából ered axiális, radiális és laterális irányokban. A rugómerevséget N/mm egységgel jelölik. Amennyiben egy gyártó 30 N/mm értéket ad meg egy tengelykapcsolónál, az azt jelenti, hogy 30 N erő hatására 1 mm axiális eltérés jön létre. Ezt az értéket mindig figyelembe kell venni a csapágyak vagy más hajtási elemek kiválasztásakor, hogy elkerüljük a nem kívánt terheléseket.
Dacia MCV (2011) kuplung rezgések
tags: #oldham #tengelykapcsolo #reszei #felépítés