Tengelykapcsolók: Átfogó Útmutató a Nyomatékátvitelhez és a Hajtástechnikai Megoldásokhoz

A hajtástechnika területén a tengelykapcsolók elengedhetetlen elemek, amelyek számos feladatot látnak el a forgó mozgás és a teljesítmény átvitele során. Minőségi tengelykapcsolók és szorító tengelykötések biztosítják a biztonságos nyomatékátvitelt, hozzájárulva a rendszerek megbízható és hosszú élettartamú működéséhez.

A Tengelykapcsolók Szerepe a Hajtástechnikában

A tengelykapcsoló fő feladata két tengely között a forgó mozgás, illetve a teljesítmény átvitele. A tengelykapcsolók a nyomatékok szabályozott tengelyirányú átvitelére, a lökésszerű üzemi terhelések csillapítására és a hajtáslánc védelmére szolgálnak. Ezen funkción kívül azonban számos más feladatuk is van: tengelykitérések és szöghibák kiegyenlítésére is szolgálhatnak, csillapító tulajdonságokkal rendelkezhetnek, illetve torziósan merev változatban is kaphatók.

A hagyományos kuplungokkal szemben 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 hajtási rendszerek egyre inkább 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.

Tengelykapcsoló Típusok és Fő Jellemzőik

A tengelykapcsolók különböző agykialakításokkal kaphatók, és többféle műszaki kivitelben, eltérő technikai tulajdonságokkal igazíthatóak az alkalmazásfüggő tengelykapcsoló megoldásokhoz. Lássuk a legfontosabb típusokat:

Rugalmas Tengelykapcsolók

• Körmös tengelykapcsoló: Ezek csavarás/hajlítás szempontjából rugalmas tengelykapcsolók, amelyek kiválóan alkalmasak a pontatlanságok kiegyenlítésére. A körmös tengelykapcsolók két kapcsolófélből és egy elasztikus kapcsolócsillagból állnak, amely a lökésszerű terhelések csillapítását szolgálja. 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.
  • 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).
• ROTEX® Standard tengelykapcsoló: A torziósan hajlékony ROTEX® szabványos karmos tengelykapcsolóhoz való kapcsolóagy reteszeléssel és reteszelőcsavarral, valamint Taperlock szorítópersellyel kombinálva is elérhető. A ROTEX® Standard tengelykapcsoló felek (agyak) különböző anyagokból és kivitelben készülnek, lehetnek előfúrt, colos furatú és reteszhornyú készrefúrt, vagy kúpos furatú változatban is. A teljes elasztomer tengelykapcsoló két agyból és egy elasztomer pókból áll. A tengelytengelykapcsoló rugalmas moduláris rendszerrel működik. A csillagbetétes tengelykapcsoló, alumínium kivitelben, kész furattal gyártva reteszhoronnyal vagy szorítóhüvelyes kialakítással, akár ATEX kivitelben is rendelhető.
• Fogazott tengelykapcsoló: A fogazott tengelykapcsolók torziósan merev kapcsolatot biztosítanak két tengely között. Ezek 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. 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.
  • 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).
• Fenaflex tengelykapcsoló (Abroncsos tengelykapcsoló): 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, az abroncsos tengelykapcsolókhoz közbenső tengelyek használhatók.
• Ipari nagyméretű rugalmas tengelykapcsoló: Rugalmas tengelykapcsoló nagyméretű tengelyek és nyomatékok átviteléhez. A két kuplung fél központosan megmunkált alkatrész, mely közé csatlakozik egy rugalmas tengelykapcsoló betét. A kuplung felek H7 -es furattal és rögzítő DIN 916 szabványú csavarral vagy szorítóhüvelyes kivitelben is készülhetnek.
• Elasztikus peremes tengelykapcsoló tárcsa: Jó rezgéscsillapítási tulajdonságokkal rendelkezik, elsősorban robbanómotorokhoz, különböző keménységű kivitelekben.
• Poliamid peremes csatlakozó: Poliamidból készült torziómerev és tengelyirányban illeszthető peremes csatlakozó robbanómotorok lendkerekéhez csatlakozó egységek (pl. szivattyúk) hajtásához.

Merev Tengelykapcsolók

• Általános merev tengelykapcsoló: Holtjátékmentes tengelycsatlakozáshoz, nyomaték és axiális erő egyidejű továbbításához. 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.
  • Előnyei: kopásmentes, karbantartásmentes, forgásirány-függetlenség.
• Ipari merev tengelykapcsoló: Két tengelyre felfogató félből és közötte lévő merev résszel. Az alkatrészek hegesztve vannak összekötve. A hőmérséklet -40°C és +300°C között használható. Ezek a merev tengelykapcsolók karbantartásmentesek. Holtjátékmentes megoldás nagyméretű tengelyek összekötéséhez. ATEX kivitelben is rendelhetők.

Precíz és Speciális Tengelykapcsolók

• Csőmembrános tengelykapcsoló: Különösen alkalmas nagy fordulatszámú, dinamikus vagy irányváltó precíziós hajtásokhoz. A holtjátékmentes és torziósan merev kialakítás a tengelyhibák kiegyenlítésére is alkalmas.
  • Előnyei: holtjátékmentes és biztonságos nyomatékátvitel nagy fordulatszámon is, minimális tehetetlenségi nyomaték, holtjátékmentes tengelyrögzítés, nagy hajlékonyság, nagyon nagy torziós merevség, tartós hőmérséklet +120 °C-ig.
• Kisméretű tengelykapcsoló: Miniatűr tengelykapcsoló, merev kialakítással szorítós vagy reteszes kivitelben. Alkalmas nagy dinamikájú alkalmazásokhoz, csőtengelyes megoldásokhoz, egyszerű beépítéssel és szétszereléssel.
• Nyomatékhatároló tengelykapcsoló: Nyomatékhatárolós tengelykapcsoló többféle kialakítással. Az előre beállított nyomatékig tengelykapcsoló, felette fordul a meghajtótengely, de nem viszi tovább a fordulatot. Egypozíciós, multipozíciós, terhelésmegtartásos és teljes elengedéses típusban kérhető. Kivitelei akár szorítóhüvelyes vagy ékpályás rögzítéssel, fogazott szíjtárcsához vagy lánckerékhez is rendelhetők. A súrlódással záró biztonsági tengelykapcsolók éppen az ilyen esetekre nyújtanak extra biztonságot.
• Összekötő tengelykapcsoló (Fogazott tengelykapcsoló): Összekötő tengelyek tengelykapcsolós véggel. Nagyon kicsi holtjátékkal és gazdaságosságba csomagolva. Nagyon alacsony karbantartással, köszönhetően a speciális korona fogazású kialakításnak. A fogazott tengelykapcsoló képes tengely irányú, radiális szögbeli eltérések kompenzálására. A tengelykapcsoló edzett acél anyagból készül.
• Lemezes tengelykapcsoló: Két precízen megmunkált kuplung félből áll, mely egy lemezes csomagra van szerelve nagy szilárdságú csavarok segítségével. A lemez nagy szilárdságú rugóacélból készül. Így kopás- és karbantartásmentes megoldást tudunk nyújtani. Ez a tengelykapcsoló ATEX robbanásbiztos kivitelben is készül, és elérhető szorítóhüvelyes kialakítású változatban is.
• Lineáris tengelykapcsoló: Ideális lineáris aktuátorok és lineáris egységek karjának, munkahengerének vagy tengelyének laterálisan és radiálisan nem központos csatlakoztatására a mozgatandó egységhez. Kiküszöböli a kotyogás vagy lötyögésből adódó központossági eltéréseket ott, ahol a lineáris kar megvezetése nem pontos vagy egyszerűen nem megoldható.
• Speciális tengelykapcsolók: Kimondottan egy fajta specifikus alkalmazáshoz vagy különleges felhasználási területhez készülnek.

Összefoglaló táblázat a tengelykapcsoló típusokról

Műszaki Paraméterek és Méretezés

A hajtási rendszerek folyamatosan fejlődnek, és a tengelykapcsolóknak is követniük kell a trendeket, ezért a kuplungok is egyre fejlettebbek lesznek. A tengelykapcsolók főbb paraméterei közül a nyomaték, torziós merevség, rugó erősség, kiegyensúlyozottság, holtjátékmentesség és a tehetetlenségi nyomaték játszák a főbb szerepet.

Tengelykapcsoló: funkció és jelentőség

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.

A Tengelyek Kitérési Hibáinak Kompenzálása

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:

1. Axiális egytengelyűtlenség: Ez hosszváltozást eredményez a hosszanti tengely irányába a hajtó és a hajtott tengely között. Minden egyes anyagnak megvan a specifikus hőmérsékleti együtthatója, mely megadja az anyag változási paramétereit a hőmérséklet növekedés és csökkenés esetén.
2. Radiális eltolódás: A tengelyek párhuzamosan eltolva vannak egymáshoz képest.
3. Szöghiba: A tengelyek szöget zárnak be egymással.

Az axiális és radiális eltolódás, illetve 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.

Nyomatékátvitel Funkcionalitása

A fő funkciója a precíziós tengelykapcsolóknak, hogy nyomatékot vigyen át a hajtó tengelyről a hajtandó tengelyre, mint villanymotor, golyósorsó, hidraulikus tápegység stb. A miniatűr tengelykapcsoló szerepe a nagyon kicsi nyomaték és szögbeli eltérés kiküszöbölése és átvitele, mint például a jeladó tengelykapcsoló vagy kuplung esetén. A precíziós tengelykapcsolók rendelkezésre állnak 0,05 Nm-től egészen 100 000 Nm-ig és 0 - 10 000 1/min. fordulatszámig, mely az alkalmazások 95%-ánál megfelel.

Tengelykapcsoló Paraméterek

• Nyomaték (M): A forgó testeknél rendkívül fontos. Ez egy érték, mely az erő és az effektív hosszú kar szorzata (M=F*r [Nm]). Minél nagyobb erőt akarunk átvinni, annál nagyobb átmérőjű tengelykapcsoló lesz az optimális megoldás.
• Torziós merevség: 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 Nm/rad. 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.
• Rugó merevség: Egy ellenerő, mely a tengelykapcsoló eltérő pozíciójából ered axiális, radiális és laterális irányból. A rugó merevségét N/mm egységgel jelzik. Ezt az értéket mindig figyelembe kell venni a csapágy vagy más hajtási elemek kiválasztásánál.
• Forgatónyomaték (Tehetetlenségi nyomaték): A sebességváltozásból adódó nyomatékváltozás miatt alakul ki, melyet a kuplung test és a test tömegközéppont távolsága a tengelyközépponttól befolyásol jelentősen. Minél kisebb a kuplung tömege és minél kisebb az átmérője, úgy az ébredő forgatónyomaték is kisebb. Fontos a magasan dinamikus alkalmazásoknál, mert befolyásolja a hajtásrendszerek gyorsítását és lassítását.
• Kiegyensúlyozottság: Nagyon fontos, hogy a hajtásrendszer simán fusson. A kiegyensúlyozatlanság abból eredhet, ha a forgó tömegek nem aszimmetrikus kialakításúak, mely nem megfelelő centrifugális erőket ébreszt, és rossz esetben rezgéseket, vibrációt ébreszt a hajtásrendszerben. A tengelykapcsolóknál ezt kiegyensúlyozó furatokkal lehet korrigálni. A kiegyensúlyozatlanságnak osztályozása is létezik (Q16, Q6.3, Q2.5), ahol a kisebb értékek nagyobb kiegyensúlyozottsági minőséget jelent.
• 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. Fontos a tengelykapcsolóknál, kihat a villanymotor csapágy és más mechanikus mechanizmusok élettartamára.

Kuplungpedál holtjátékának beállítása

Dacia MCV (2011) kuplung rezgések

tags: #szoritohuvelyes #tengelykapcsolo #reteszhoronnyal

• Komplex autószerviz Ózdon
• Az AAA Auto Fót botrányairól
• látogasson el a Szegedi Vadasparkba
• Biztosítéktábla az Opel Antarában
• Sopron környéki agri-turisztikai programok