Гибкие муфты приводного вала: как подобрать тип, момент затяжки и несоосность

Валковый пресс на цементном заводе и сервоось мощностью 200 Вт на упаковочной линии описываются как гибкая муфта приводного вала. Это разные компоненты, и если рассматривать их как взаимозаменяемые, то валы в конечном итоге перегружаются, подшипники выходят из строя раньше, а машина работает громче, чем в день ввода в эксплуатацию.

Короткий ответ: выберите муфту по величине перекоса, которую она должна компенсировать, и крутящему моменту, который она должна выдерживать, а затем сузьте поле с помощью скорости, крутильной жесткости, окружающей среды и допусков при установке. Цена и наличие на полке идут последними после применения этих пяти фильтров.

За одним названием скрываются три разных продукта

Эта фраза охватывает как минимум три класса оборудования, и каждый из них выходит из строя по своим причинам.

• Гибкие муфты внутри трансмиссии, установленные между выходным валом коробки передач и валом ведомой машины. Задача состоит в том, чтобы передать крутящий момент, допуская остаточное смещение, возникающее в результате осадки фундамента, теплового расширения или сборки.
• Гибкие приводные валы, то есть карданные или карданные валы. Они используются, когда концы двух валов находятся далеко друг от друга или рабочий угол изменяется во время работы, например, в шпинделях мельниц, карданных валах и трансмиссиях внедорожной техники.
• Прецизионные муфты валов на сервоприводах и позиционирующих осях, короткие крутильно-жесткие элементы между двигателем и ШВП или входом редуктора, где люфт имеет большее значение, чем несоосность.

Ошибочно выберите класс, и никакие тщательные расчеты не спасут установку. Соединительная балка, рассчитанная на небольшую нагрузку энкодера, установленная на конвейере мощностью 30 кВт, устанет в течение нескольких недель, поскольку крутящий момент и боковые нагрузки выходят далеко за пределы расчетного диапазона.

Сравните семьи, прежде чем сравнивать цены

Большинство аргументов в пользу выбора на самом деле являются спорами о том, какая семья соответствует этому долгу. Таблица ниже представляет собой инструмент для краткого списка, а не спецификацию.

Все, что не указано в таблице, включая конструкции дисковых пакетов, цепей и решеток, представляет собой вариацию той же логики: гибкий элемент, две ступицы и определенный набор допустимых смещений.

Тяжелые приводы: крутящий момент и перекос объединяются

Прокатные станы, крановые подъемники, вращающиеся печи и дробилки имеют общую схему: высокий крутящий момент, умеренная скорость и несоосность, которая меняется в зависимости от нагрузки и температуры. Зубчатая муфта барабана с корончатыми зубьями обычно является отправной точкой, поскольку она выдерживает угловое смещение примерно от 0,5 до 1,5 градусов на одно зубчатое зацепление, обеспечивая при этом очень высокий крутящий момент в компактном корпусе, а также потому, что один и тот же узел может поставляться с тормозным колесом или тормозным диском, где машина должна быть надежно остановлена.

Там, где рабочий цикл содержит частые пики ударов, поликлиновая пружинная муфта часто работает лучше. Пружинная решетка поглощает пиковый крутящий момент, который зубчатая муфта передает непосредственно на зубья, шпонки и подшипники.

RSK-GICL Широкая барабанная зубчатая муфта для высоких нагрузок Высокомоментная барабанная зубчатая муфта, компенсирующая угловое и радиальное смещение; подходит для высоконагруженных и высокоскоростных приводов, где допустимы смазка и техническое обслуживание. Просмотреть продукт →

Для больших пролетов и изменения углов нужен вал, а не муфта

Когда расстояние между водителем и ведомой машиной измеряется в метрах или когда рабочий угол изменяется во время работы, короткая муфта не справится с этой задачей. Один универсальный шарнир не передает постоянную скорость: выходная скорость колеблется дважды за оборот, и колебания растут с увеличением угла шарнира. Два шарнира, расположенные таким образом, что оба угла равны, а вилки правильно сфазированы, компенсируют эти колебания, поэтому карданный вал двойного типа является обычным выбором для фрезерных шпинделей, карданных валов и трансмиссий тяжелых транспортных средств.

Сохраняйте оба угла соединения равными и как можно меньшими. Разницы в несколько градусов между двумя концами достаточно, чтобы создать крутящий импульс, который проявляется в виде шума, износа и ослабления крепежа задолго до того, как что-нибудь сломается.

RSK-SWC BF Универсальный шарнир с большим телескопическим фланцем Крупногабаритный универсальный шарнир с телескопическим фланцем для передачи мощности при высоких нагрузках, компенсирующий большое угловое смещение с высокой эффективностью и простым обслуживанием в суровых условиях. Просмотреть продукт →

Сервооси: жесткость превосходит гибкость

На сервооси приоритеты инвертируются. Крутящий момент небольшой, но точность позиционирования измеряется в угловых минутах, поэтому муфта должна иметь высокую жесткость на кручение, нулевой люфт и низкую инерцию. Здесь представлены конструкции балки, сильфона, диафрагмы, челюсти и поперечного ползуна, и различия имеют значение: сильфонная муфта добавляет жесткости, кулачковая муфта добавляет демпфирование, а муфта Олдхэма устраняет радиальное смещение, чего не могут сделать другие конструкции. Для этих осей линейка гибких муфт группирует пять семейств по жесткости и смещению, так что сравнение остается внутри одного семейства продуктов.

RSK-CPPC Высокожесткая муфта параллельного вала из алюминиевого сплава Высокожесткая алюминиевая балочная муфта для серводвигателей и шаговых двигателей с беззазорным зажимом и компенсацией радиальных, угловых и осевых отклонений. Просмотреть продукт →

Несовпадение — это количество, а не мнение

Поставщики публикуют максимальные угловые, радиальные и осевые значения. Относитесь к этим цифрам как к предельным значениям в идеальных условиях, а не как к нормальной рабочей точке. Действующее правило состоит в том, чтобы использовать не более четверти-трети номинальной угловой нагрузки, поскольку силы реакции подшипника возрастают примерно пропорционально углу, а муфта редко является единственным гибким элементом в поезде.

• Угловое смещение измеряется между осями двух валов по длине муфты. Смещение 0,1 мм на пролете 100 мм уже составляет около 0,06 градуса.
• Радиальное или параллельное смещение лучше всего воспринимается шинами Oldham и конструкциями шин; Зубчатые и штифтовые муфты допускают лишь небольшие значения.
• Осевое перемещение часто является тепловым. Стальной вал длиной 2 метра при повышении температуры окружающей среды на 60°C вырастает примерно на 1,4 мм, и это должно поглотиться где-то в поезде.
• Проверьте выравнивание после сборки, а не до: повторите измерение, как только трубопровод будет подсоединен и машина хотя бы один раз нагреется.

Что отправить поставщику

По неясным запросам производятся безопасные муфты увеличенного размера, которые стоят дороже, весят больше и нагружают подшипники сильнее. Отправьте эти восемь пунктов, и список обычно сужается до одного или двух типов:

1. Номинальный и пиковый крутящий момент, а также коэффициент эксплуатации, требуемый стандартом вашего применения.
2. Диапазон скоростей, включая любые случаи превышения скорости или разгона.
3. Диаметры вала, шпоночные пазы или детали зажима, а также требуемая посадка.
4. Максимальное угловое, радиальное и осевое смещение, ожидаемое после центровки.
5. Разделение концов вала и необходимость снятия муфты для обслуживания подшипников.
6. Окружающая среда: температура, масло, пыль, смыв, солевой туман, опасная зона.
7. Степень балансировки и допустимый остаточный дисбаланс при высокой скорости.
8. Требуется ли тормозное колесо, тормозной диск или устройство защиты от перегрузки.

Риски закупок, которые стоит проверить

• Допустимый крутящий момент определяется для данной посадки и шпоночного паза. Ступица зажима на гладком валу и ступица со шпонкой на одном и том же валу не передают одинаковую нагрузку.
• Эластомерные элементы имеют температурный потолок. Муфта, рассчитанная на температуру 80 °C, в литейном цехе, работающем при температуре 95 °C, затвердеет и потеряет демпфирование в течение нескольких месяцев.
• Взаимозаменяемость представляет собой реальный риск: две муфты с одинаковыми отверстиями и шпоночными канавками могут иметь разную длину ступиц, поэтому запасные части могут не подойти к существующему кожуху или проставке.
• Тепловая мощность тормозного колеса должна соответствовать тормозной способности, а не только номинальному крутящему моменту муфты.
• Если установка работает в соответствии с DIN или другим указанным стандартом, заранее попросите чертеж, сертификат на материал и протокол динамических испытаний. Полезным справочником по типу, стандарту и логике выбора является руководство по выбору муфт DIN.

Компания Jiangsu Rokang Heavy Industry Technology производит гибкие компоненты привода для большинства вышеперечисленных семейств: шарнирные муфты с шариковым сепаратором, карданные валы, муфты барабанной передачи, стандартные и высокоскоростные диафрагменные муфты, сервомуфты, змеевиковые пружины, высокоэластичные муфты для шин и морских судов, а также стопорные узлы для бесключевых соединений вала со ступицей. Продукция компании экспортируется в Европу, США, Россию, на Ближний Восток и в Индию, а опубликованный список приложений охватывает краны, металлургию и прокат, горнодобывающую, нефтехимическую, текстильную, военные корабли и железнодорожный транспорт.

Отправьте вместе с запросом восемь значений данных, приведенных выше, и полученный ответ должен содержать тип, размер и чертеж, а не просто цену.