A rugalmas tengelykapcsolók: Előnyök, típusok és kiválasztási szempontok

A rugalmas tengelykapcsoló két tengely összekapcsolására szolgál, miközben képes a kisebb szöghibák, tengelyeltérések és rezgések kiegyenlítésére. Előnye, hogy csökkenti a rezgéseket, elnyeli az ütéseket, és hozzájárul a hajtásrendszer élettartamának növeléséhez. A modern hajtásrendszerekben a rugalmas tengelykapcsolók jelentik az egyik legfontosabb működési és biztonsági elemet. Szerepük jóval túlmutat a tengelyek összekapcsolásán: hozzájárulnak a gépek stabilitásához, csökkentik a dinamikus terheléseket, és kiegyensúlyozottabb üzemet biztosítanak még változó terhelési viszonyok mellett is. A rugalmas elemekkel ellátott rugalmas tengelykapcsoló mozgást és nyomatékot továbbít; különböző fokú axiális, radiális és szögkompenzációs teljesítménnyel rendelkezik; Különböző fokú rezgéscsökkentéssel és puffereléssel is rendelkezik, javítva az átviteli rendszer működési teljesítményét.

Miért fontosak a rugalmas tengelykapcsolók?

A gépszerkesztés egész területén a lengések és dinamikus hatások káros következményeinek elhárításában mind fontosabb szerep jut a rugóknak. Az elv a tengelykapcsoló szerkesztésben is tért hódított s a rugóval működő un. rugalmas tengelykapcsolók az egyik legnépesebb kapcsoló-családot alkotják. Ezen belül egy-egy típusra a rugók alakja, száma, szerkezeti anyaga, beépítési módja, stb. jellemző. A rugalmas tengelykapcsolók általánosságban alkalmasak a tengelyhibák kiegyenlítésére is. Ebben a vonatkozásban azonban nem versenyképesek a kiegyenlítő tengelykapcsolókkal, mert a rugó bármilyen irányú kitérésre ellenerővel, visszatérítő erővel reagál, amely a. tengelyen keresztül a rajta elhelyezett elemeket terheli.

Az a tulajdonsága, amivel a rugalmas tengelykapcsoló többet nyújt az előzőknél, a forgási rugalmasság. Amíg a kiegyenlítőképességnek általában kinematikai jellege van, a forgási rugalmasság dinamikai tulajdonság. Az a tengelykapcsoló, amelynek van forgási rugalmassága, csökkentheti a rajta áthaladó fluktuáló, vagy lökésszerű nyomatékok hatását. Ezekben a szerkezetekben a fő alakváltozás a rugóra koncentrálódik, ezért az egész szerkezet rugalmasságát tekintve, a rugó tulajdonságai, főleg: jelleggörbéje a mérvadó.

A rugalmas tengelykapcsolók fontosabb tulajdonságai:

lengéscsillapítók;
lökésgátlók;
villamos szigetelők (a gumirugósak);
egyszerű szerkezetűek;
kis súlyúak.

A jól megválasztott tengelykapcsoló nem csupán alkatrész, hanem befektetés a gép hosszú távú megbízhatóságába. A megfelelő típus jelentősen csökkenti a meghibásodások esélyét, stabilabb működést teremt, és hozzájárul a teljes hajtásrendszer hatékonyságához. A nagy sebességű és nagy teljesítményű erőátvitelben egyes tengelykapcsolók pufferelő, csillapító és a tengely dinamikus teljesítményét javító funkcióval is rendelkeznek.

tudnivalók a CNC tengelykapcsolókról

Hogyan működik? Manuális Sebességváltó (animáció)

A rugalmas tengelykapcsolók típusai és alkalmazásai

A kínálat lefedi a legszélesebb alkalmazási tartományt: a kompakt, kisebb gépektől egészen a nagy nyomatékú ipari rendszerekig. A kínálatban szereplő rugalmas tengelykapcsolók különféle átmérőben, furatkivitelben és nyomatéktartományban érhetők el.

Csillagbetétes körmös tengelykapcsoló

A csillagbetétes körmös tengelykapcsoló két félből és egy rugalmas, csillag alakú betétből áll. Elérhető normál és holtjátékmentes változatban, ezért CNC gépekhez, szivattyúkhoz és motorhajtásokhoz ideális. A csillagbetétes megoldások egyszerre biztosítanak rugalmas kapcsolatot és jó pozíciótartást, ezért előszeretettel használják CNC berendezésekben, szivattyúkban és általános motorhajtásokban. Működés közben teljesítményt és forgó mozgást továbbítanak. Az elasztikus kapcsolócsillag révén a hajtás emellett védelmet kap az ütésekkel szemben. A rugalmas csillagbetétek különböző Shore keménységekben, színkódolással érhetők el. A lágyabb betétek jobb rezgéscsillapítással, a keményebb betétek nagyobb megengedett nyomatékkal bírnak. A különböző kivitelű körmös tengelykapcsolók, például a kis holtjátékú változat vagy a Taperlock furattal ellátott tengelykapcsoló agy biztosítják a szükséges rugalmasságot. A rugalmas elemek különféle keménységgel kaphatók. Ezáltal különböző csillapítási fokozatok érhetőek el.

A körmös tengelykapcsoló előnyei:

optimális belső rugalmasság;
kiváló ellenálló képesség öregedéssel szemben;
magasfokú kifáradási ellenállás;
kitűnő kopásállóság;
olaj- és ózonállóság;
különböző rugalmas elemek használata;
üzemi hőmérséklet -40 °C és +125 °C között (rövid ideig +150 °C-ig).

Gumidugós tengelykapcsoló

Nagyobb nyomatékátvitelhez a gumidugós tengelykapcsoló ajánlott: két tengelykapcsoló fél körfuratokkal kapcsolódik egymáshoz a rugalmas gumidugók segítségével. Öntöttvasból és gumiból álló tengelykapcsoló.

Gumiabroncsos (Fenaflex) tengelykapcsoló

Ha jelentős szögeltérés és dinamikus terhelés is jelen van, a gumiabroncsos tengelykapcsoló ideális megoldás lehet. A dinamikus igénybevételű alkalmazások - például hosszú pályás szállítórendszerek vagy intenzív ipari gépek - esetén a gumiabroncsos kivitel bizonyul a legjobb megoldásnak, mivel cserélhető köpenye hatékonyan nyeli el a terhelésingadozásokat. Ezek a nagy rugalmasságú abroncsos tengelykapcsolók kiválóan alkalmasak nagy tengelykitérési hibák kompenzálására. Holtjátékmentes nyomatékátvitelt biztosítanak. A rugalmas abroncsnak köszönhetően a hajtásra ható ütéseket és rezgéseket hatékonyan csillapítják, és ezzel együtt a működési zaj is csökken. Ha az elemek cseréjét a gép szétszerelése nélkül kell elvégezni (pl. centrifugálszivattyúk esetében), az abroncsos tengelykapcsolókhoz közbenső tengelyek használhatók.

Lízing Cégeknek és Magánszemélyeknek

Fogasgyűrűs tengelykapcsoló

A fogasgyűrűs tengelykapcsoló rugalmas eleme egy poliamid ház belső fogazással, amely normál terhelés mellett megbízható, túlterhelés esetén viszont ledarálódik, így megvédi a hajtásláncot. A fogazott tengelykapcsolók két kapcsolófélből állnak, amelyek kerületükön ívelt fogazással rendelkeznek. A két kapcsolófelet egy belső fogazású poliamid hüvely köti össze. Ez a felépítés lehetővé teszi a tengelyhibák (axiális, radiális és szöghibák) kiegyenlítését. A fogazott tengelykapcsolók torziósan merev kapcsolatot biztosítanak két tengely között. Ezenkívül alkalmasak radiális eltolódás és szöghibák kiegyenlítésére is. A fogak alakjának és az anyagpárosításnak (acél agy és poliamid hüvely) köszönhetően ezek a tengelykapcsolók karbantartásmentes használatot tesznek lehetővé még folyamatos üzemben is.

A fogazott tengelykapcsoló előnyei:

kisebb tehetetlenségi nyomaték;
alacsony zajszint;
rugalmasság közepes hőmérséklet esetén;
ellenállás vegyi anyagokkal szemben;
egyszerű összeszerelhetőség;
üzemi hőmérséklet: -20 °C és +80 °C között (rövid ideig +120 °C).

A tengelykapcsoló különböző agykialakításokkal kapható: két hosszú kivitelű agy, két rövid kivitelű agy, egy rövid és egy hosszú kivitelű agy.

Csőmembrános tengelykapcsoló

A léptetőmotoros és szervomotoros hajtásoknál a holtjátékmentes rugalmas tengelykapcsolók elengedhetetlenek. Itt két fő megoldás kínálkozik: a csőmembrános tengelykapcsoló, amely egy fém harmonikával rendelkezik - kiválóan kompenzálja a tengelyeltéréseket és játékokat. A csőmembrános tengelykapcsolók különösen alkalmasak nagy fordulatszámú, dinamikus vagy irányváltó precíziós hajtásokhoz. A holtjátékmentes és torziósan merev kialakítás a tengelyhibák kiegyenlítésére is alkalmas.

A csőmembrános tengelykapcsoló előnyei:

Rugalmas tengelykapcsoló kiválasztás

holtjátékmentes és biztonságos nyomatékátvitel nagy fordulatszámon is;
minimális tehetetlenségi nyomaték;
holtjátékmentes tengelyrögzítés;
nagy hajlékonyság;
nagyon nagy torziós merevség;
tartós hőmérséklet +120 °C-ig.

Egyéb rugalmas tengelykapcsoló típusok

A rugalmas tengelykapcsolókat csoportosíthatjuk anyaguk és szerkezetük alapján, például gumirugós és acélrugós tengelykapcsolókra. Ide tartoznak többek között a következők:

Acéllamelás Tengelykapcsoló: Kialakításának köszönhetően a nyomaték egyenletesen hat a tengelykapcsolóra.
Centaflex tengelykapcsoló: Rendkívül jól alkazmazható extém nagy torziós rezgéseknél, ütéseknél. Jól tolerálja a szögeltolódásokat.
Szervó tengelykapcsoló: Alumíniumból vagy rozsdamentes acélból készülő rugalmas tengelykapcsoló. Elsősorban szervomotoroknál alkalmazzák.
Hardy tengelykapcsoló - Juboflex: Két fém agyból és egy gumi betétből áll. A rugalmas guminak köszönhetően nagy szögeltérést képes kompenzálni.
Láncos tengelykapcsoló: Acél tengelykapcsoló öntött vas házzal.
Gumirugós tengelykapcsolók: Mint például a dugós, több-betétes, egybetétes, gumitárcsás, gumiabroncsos és gumitányéros tengelykapcsolók.
Acélrugós tengelykapcsolók: Ezek közé tartoznak az acélhuzalos, acélrudas, kígyórugós, kengyelrugós és hüvelyrugós tengelykapcsolók.

A rugalmas tengelykapcsolók speciális funkciói

A hajtások rezgéscsillapítása

A rezgéseknek káros következményei lehetnek a hajtásra nézve, a rezonanciajelenségek hátrányosan befolyásolhatják a konstrukció minden elemét. Teljesítményveszteséghez, az élettartam lerövidüléséhez és az üzemi zaj növekedéséhez, valamint a gép meghibásodásához vezethetnek. A rugalmas tengelykapcsoló betéttel ellátott körmös tengelykapcsolókkal csillapíthatók a fellépő rezgések, és biztosítható a hajtáslánc alkatrészeinek védelme. A különböző keménységű (92-98° Shore A) csillagbetétek használatának eredményeképpen a tengelykapcsolók különböző nyomatéktartományokban működhetnek.

Nyomatékhatárolók túlterhelés ellen

A hajtás hirtelen túlterhelése a hajtáselemek károsodását okozhatja. Gyakran elég egy nem tervezett összeomlás vagy egy kezelési hiba, és a rendszert le kell állítani. A súrlódással záró biztonsági tengelykapcsolók éppen az ilyen esetekre nyújtanak extra biztonságot. A tányérrugókkal előfeszíthető, állítható súrlódó betétek túlterhelés elleni védelemként szolgálnak. A tengelykapcsoló egyszerűen beállítható a kívánt üzemi nyomatékra. Ennek a nyomatéknak a túllépése esetén a tengelykapcsoló elválasztja a hajtó oldalt a hajtott oldaltól, ezzel biztosítja, hogy a megnövekedett nyomaték ne adódjon át a hajtás többi elemére. Amint a túlterhelés megszűnt, a tengelykapcsoló újra a kívánt névleges nyomatékot továbbítja. A nálunk kapható nyomatékhatárolók lánckerék, szíjtárcsa vagy fogaskerék hajtáselemekhez használhatók. Ez lehetővé teszi a tengelykapcsoló széles körű alkalmazását. A rugalmas biztonsági tengelykapcsolók különböző fokú kompenzációs teljesítménnyel rendelkeznek.

A tengelyek kitérési hibáinak kompenzálása

A tengelyek kitérési hibáinak kiegyenlítése különleges kihívást jelent a tengelykapcsolóknál. Az axiális és radiális eltolódás, ill. a szöghibák a tengelykapcsolók gyors tönkremenetelét okozzák, ha a típus nem megfelelő. A fogazott tengelykapcsolók pontosan ezeknek a problémáknak a kiküszöbölésére alkalmasak. A tengelykapcsoló jó kiegyenlítő képessége védi a hajtást tengelypontatlanságok esetén. Az agy ívelt fogazása és a fogazott poliamid hüvely felveszi ezeket a kitérési hibákat. A fogazott tengelykapcsoló a kettős kardán elve alapján működik, és védelmet nyújt a költséges károk, illetve a termelés leállása ellen.

Tengelykapcsoló kiválasztási szempontok

A tengelykapcsoló megválasztásánál elsősorban a szükséges erőátviteli tengely fordulatszámát, a terhelés nagyságát, a két összekötendő alkatrész beépítési pontosságát, a forgás stabilitását, az árat stb. figyelembe veszik, utaljanak a különböző tengelykapcsolók jellemzőire, és válassza ki a megfelelőt. A legtöbb tengelykapcsolót szabványosították vagy szabványosították. A tervező feladata a választás, nem a tervezés. A tengelykapcsolóval összekapcsolt két tengely a gyártási és szerelési hibák, az alakváltozási utóterhelés és a hőmérséklet-változások miatt a két tengely egymáshoz viszonyított helyzetében változást okoz, és a szigorú összehangolás gyakran nem garantált.

A gyakori tengelykapcsolók közé tartoznak a merev tengelykapcsolók, a rugalmas tengelykapcsolók, a fogaskerekes tengelykapcsolók, a hidraulikus tengelykapcsolók stb. A tengelykapcsolónak van-e rugalmas eleme, képes-e kompenzálni a különböző relatív elmozdulásokat, azaz képes-e fenntartani a csatlakozási funkciót relatív elmozdulás mellett, valamint a tengelykapcsoló célja, a tengelykapcsoló felosztható merev tengelykapcsolókra, rugalmas tengelykapcsolókra és biztonsági csatlakozókra.

A konkrét választás során a következő szempontokat lehet figyelembe venni:

Az olyan okok miatt, mint a gyártás, a beépítés, a terhelés-deformáció és a hőmérséklet-változások, nehéz fenntartani a két tengely szigorú és pontos beállítását a telepítés és beállítás után. Az x és Y irányban bizonyos fokú elmozdulás és C1 elhajlási szög van. Nagy radiális elmozdulás esetén csúszó tengelykapcsolót, nagy szögelmozdulásnál vagy két egymást metsző tengely csatlakozásánál pedig univerzális tengelykapcsolót választhatunk. Ha a munkafolyamat során a két tengely nagy további relatív elmozdulást eredményez, rugalmas tengelykapcsolót kell használni.
A tengelykapcsoló munkasebessége és az általa keltett centrifugális erő. A nagy sebességű hajtótengelyeknél az excenteres csúszótengelykapcsolók helyett nagy kiegyensúlyozási pontosságú tengelykapcsolókat, például membrános tengelykapcsolókat kell használni.
Az átadandó nyomaték nagysága és jellege, valamint a rezgéscsillapító funkció követelményei. Például nagy teljesítményű és nagy teherbírású sebességváltókhoz fogaskerék-tengelykapcsolók használhatók. Súlyos ütközési terhelések vagy hajtóművek esetén, amelyek megkövetelik a tengely torziós vibrációjának kiküszöbölését, gumiabroncs-csatlakozók használhatók.
A két tengely relatív elmozdulásának nagysága és iránya. Ha a beszerelés és beállítás után nehéz fenntartani a két tengely szigorú és pontos beállítását, vagy ha a munkafolyamat során a két tengelynek nagy további relatív elmozdulása van, rugalmas tengelykapcsolót kell használni. Ha például nagy a sugárirányú elmozdulás, választhatunk csúszó tengelykapcsolót, nagy szögelmozdulásnál vagy két egymást metsző tengely csatlakozásánál pedig univerzális tengelykapcsolót.
A tengelykapcsoló megbízhatósága és munkakörnyezete. Általában megbízhatóbbak a fémelemekből készült tengelykapcsolók, amelyek nem igényelnek kenést; a kenést igénylő tengelykapcsolókat könnyen befolyásolja a kenés mértéke, és szennyezhetik a környezetet. A nem fémes alkatrészeket, például gumit tartalmazó tengelykapcsolók érzékenyebbek a hőmérsékletre, a korrozív közegekre és az erős fényre, és hajlamosak az öregedésre.
A tengelykapcsoló gyártása, telepítése, karbantartása és költsége. A kényelmes használat érdekében olyan tengelykapcsolókat kell választani, amelyek kényelmesek az össze- és szétszereléshez, az egyszerű karbantartáshoz és az alacsony költséghez. Például a merev tengelykapcsoló nem csak szerkezetileg egyszerű, hanem könnyen össze- és szétszerelhető is, és kis fordulatszámú, nagy merevségű hajtótengelyekhez is használható.

Tervezési és karbantartási szempontok

Néhány fontosabb szerkesztési szempont:

a tengelyek közötti kapcsolatot egyszerű szereléssel lehessen megoldani;
a kapcsolat oldásához ne kelljen a tengelyeket axiálisan eltolni;
könnyű legyen a beállítása;
több rugóelemes tengelykapcsoló rugói egyenletesen legyenek terhelve;
egy rugóelem meghibásodása ne okozzon üzemzavart;
a hibás rugó egyszerűen legyen cserélhető;
működéséből axiális erőhatás ne származzék;
játékmentesen kapcsoljon.

A merev tengelykapcsolók szintén tengelyek összekötésére szolgálnak. Mivel ezek nem képesek a pontatlanságok kiegyenlítésére, a merev kialakítás miatt a két tengelynek pontosan egy vonalba kell esnie. A merev tengelykapcsolókkal a forgatónyomaték forgásszög eltérés nélkül továbbítható.

A merev tengelykapcsoló előnyei: