کوپلینگ های دیافراگمی: اصول کار، مزایا و راهنمای انتخاب

در طی یک بررسی معمول ارتعاش در یک قطار کمپرسور پرسرعت، مهندسان یک سنبله سرعت 4.5 میلی‌متر بر ثانیه در انتهای محرک موتور پیدا کردند. علت فرسوده شدن کوپلینگ چرخ دنده بود که به دلیل عدم روانکاری خشک شده بود. تعویض آن با کوپلینگ دیافراگمی مشکل را برای همیشه برطرف کرد. کوپلینگ های دیافراگمی، کوپلینگ های فلزی غیر روغن کاری و انعطاف پذیری هستند که در حین انتقال گشتاور نامی کامل، عدم تراز را تحمل می کنند. آنها به انتخاب پیش فرض ماشین آلات دوار با سرعت بالا تبدیل شده اند، نه به این دلیل که جدید هستند، بلکه به این دلیل که مسائل عملیاتی واقعی را حل می کنند.

کوپلینگ دیافراگمی چیست؟

کوپلینگ دیافراگمی دو شفت را با استفاده از یک یا چند دیافراگم نازک فلزی به هم متصل می کند. گشتاور از فلنج محرک از طریق دیافراگم خم کننده به فلنج رانده می شود. دیافراگم به گونه ای طراحی شده است که به صورت کنترل شده خم شود، که به آن اجازه می دهد ناهماهنگی زاویه ای، افست موازی و جابجایی محوری را بدون قطعات لغزنده یا واکنش معکوس جذب کند.

کوپلینگ های دیافراگمی بر خلاف کوپلینگ های دنده ای به دندان های روغن کاری شده متکی نیستند. خمش فلزی از طریق تغییر شکل الاستیک کار می کند، بنابراین هیچ سایش اصطکاکی وجود ندارد. این چندین مزیت عملی به همراه دارد:

• بدون نیاز به روغن کاری یا سیستم آب بندی، تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد و نشت روغن را از بین می برد.
• محدوده دمای عملیاتی گسترده، معمولاً از -40 درجه سانتیگراد تا بیش از 250 درجه سانتیگراد بسته به ماده.
• انتقال گشتاور صاف و بدون صدای توری دوره ای.
• بدون واکنش، آنها را برای درایوهای دقیق و معکوس مناسب می کند.
• سفتی پیچشی قابل پیش بینی، که به جلوگیری از مشکلات بحرانی سرعت در قطارهای پرسرعت کمک می کند.

کوپلینگ دیافراگمی در مقابل کوپلینگ دنده: تفاوت های کلیدی

بیشترین مقایسه در طراحی تجهیزات دوار بین کوپلینگ دنده و کوپلینگ دیافراگمی است. جدول زیر تفاوت هایی را که بیشترین اهمیت را در خدمات دارند، خلاصه می کند.

برای مقایسه مهندسی عمیق تر، بخوانید چرا کوپلینگ دیافراگمی اغلب مناسب تر از کوپلینگ دنده است .

طرح های تک دیسکی، دو دیافراگمی و شفت میانی

کوپلینگ های دیافراگمی در چندین پیکربندی ساخته می شوند. یک واحد تک دیسکی دارای یک عنصر خم کننده است و ناهماهنگی زاویه ای متوسط ​​را کنترل می کند. هنگامی که به افست موازی بیشتر یا انطباق بیشتر نیاز دارید، یک کوپلینگ دو دیافراگمی از دو عنصر خم کننده استفاده می کند که توسط یک فاصله دهنده مرکزی از هم جدا شده اند. این متداول ترین پیکربندی صنعتی است زیرا امکان جبران زاویه ای و جبرانی را بدون ایجاد نیروهای واکنش بزرگ بر روی یاتاقان ها فراهم می کند.

کوپلینگ دو دیافراگمی JMII برای گیربکس های صنعتی فشرده این کوپلینگ دیسکی از جنس استنلس استیل از دو عنصر خم کننده و یک فاصله دهنده مرکزی برای کنترل ناهماهنگی های زاویه ای و موازی استفاده می کند. طراحی جمع و جور یک تکه آن برای فواصل انتقال کوتاه در پمپ ها، ماشین آلات و سیستم های اتوماسیون مناسب است. مشاهده محصول →

برای فاصله های طولانی تر بین ماشین ها، یک کوپلینگ دیافراگمی با یک شفت میانی دو بسته دیافراگمی را با یک لوله سبک وزن به هم می پیوندد. این ترتیب به مهندسان اجازه می دهد فواصل زیادی را طی کنند، سیستم را متعادل نگه دارند و وزن کلی را در مقایسه با یک شفت یک تکه جامد کاهش دهند. به طور گسترده در قطارهای پمپ و موتور، برج های خنک کننده و مجموعه ژنراتورها استفاده می شود.

کوپلینگ دیافراگمی JMIJ با شفت میانی برای دهانه های طولانی این کوپلینگ دو بسته دیافراگمی را با یک شفت میانی سبک وزن به هم می‌پیوندد و انتقال گشتاور در مسافت‌های طولانی را امکان‌پذیر می‌کند و در عین حال وزن را کاهش می‌دهد و تعادل را حفظ می‌کند. این برای قطارهای پمپ-موتور، برج های خنک کننده و مجموعه ژنراتور ایده آل است. مشاهده محصول →

هر دو طرح از یک اصل بدون نیاز به نگهداری مشترک هستند: دیافراگم فلزی به صورت الاستیک خم می شود، با برداشتن بار به شکل اولیه خود باز می گردد و هرگز نیاز به گریس کاری ندارد. انتخاب بین آنها بستگی به دهانه و ظرفیت ناهماهنگی مورد نیاز دارد.

نحوه انتخاب کوپلینگ دیافراگمی

اگر داده های کاربردی زیر را پوشش دهید، انتخاب کوپلینگ دیافراگمی صحیح یک فرآیند ساده است:

• گشتاور نامی و ضریب سرویس - گشتاور ارسالی واقعی را محاسبه کنید و یک عامل برای بارهای شوک، فرکانس راه اندازی و سرعت اعمال کنید.
• سرعت عمل - بررسی کنید که حداکثر سرعت کوپلینگ از حداکثر سرعت ماشین بالاتر است و حاشیه سرعت بحرانی قطارهای پرسرعت را بررسی کنید.
• الزامات ناهماهنگی - جابجایی های زاویه ای، موازی و محوری مورد انتظار از رشد حرارتی، نشست فونداسیون، یا تحمل های تولید را تعریف کنید.
• اندازه سوراخ و کلید - منافذ اتصال را با هر دو قطر شفت مطابقت دهید. سوراخ های سفارشی رایج هستند و باید به ترتیب مشخص شوند.
• پاکت فضایی - فاصله بین انتهای شفت و فضای شعاعی موجود را اندازه گیری کنید.
• محیط زیست - دما، رطوبت، قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی و الزامات شستشو را در نظر بگیرید. دیافراگم ها و بست های فولادی ضد زنگ را می توان برای مناطق خورنده مشخص کرد.
• کیفیت را متعادل کنید - برای درایوهای با سرعت بالا یا دقیق، درجه تعادل مانند G2.5 یا G1 را در ISO 21940 مشخص کنید.

هنگامی که این پارامترها شناخته شده باشند، تیم های مهندسی می توانند اندازه کوپلینگ را با استفاده از درجه بندی های گشتاور و ناهماهنگی سازنده محاسبه کنند. از آنجایی که المان انعطاف‌پذیر یک قطعه فرسوده نیست، اغلب می‌توان از همان کوپلینگ در یک نصب جدید استفاده مجدد کرد، مشروط بر اینکه آداپتورهای سوراخ و فاصله آن تأیید شود.

جایی که از کوپلینگ دیافراگمی استفاده می شود

کوپلینگ های دیافراگمی هر جا که قابلیت اطمینان و تمیزی اهمیت دارد ظاهر می شوند. آنها انتخاب استاندارد برای کمپرسورها، پمپ ها، ژنراتورها، توربین های گازی و سایر تجهیزات چرخشی با سرعت بالا هستند. بخش‌های شیمیایی، پتروشیمی، دریایی و تولید برق از آنها استفاده می‌کنند زیرا نشت نفت را از بین می‌برند و تعمیر و نگهداری را در مکان‌های دورافتاده یا صعب العبور کاهش می‌دهند. در صنایع سنگین مانند فولاد و معدن، کوپلینگ‌های دیافراگمی به طور فزاینده‌ای در درایوهایی که قبلاً به کوپلینگ‌های چرخ دنده‌ای متکی بودند، استفاده می‌شود، به ویژه در جاهایی که هزینه‌های خرابی زیاد است.

تولید کنندگان کوپلینگ سفارشی به این موارد خدمات می دهند بخش های صنعتی با واحدهای مته کاری شده و متعادل که اغلب برای مطابقت با پاکت موجود بدون تغییر ماشین آلات ساخته می شوند. یک کوپلینگ دیافراگمی به خوبی ساخته شده می تواند سال ها بدون هیچ گونه مداخله ای فراتر از بازرسی دوره ای بصری دوام بیاورد.

ملاحظات نصب و نگهداری

کیفیت نصب تاثیر زیادی بر عمر کوپلینگ دیافراگم دارد. عنصر انعطاف پذیر مقدار معینی از عدم تراز را می دهد، اما مجوزی برای تراز خام نیست. همیشه این اقدامات را دنبال کنید:

• در صورت امکان شفت ها را در دمای عملیاتی تراز کنید. رشد حرارتی مقادیر تراز سرد را تغییر می دهد.
• فاصله محوری را بررسی کنید تا بسته دیافراگم در محدوده حرکت محوری مورد نظر خود کار کند.
• با استفاده از آچار گشتاور کالیبره شده، پیچ هاب و المان انعطاف پذیر را با گشتاور مشخص شده توسط سازنده محکم کنید.
• سوراخ های خالی پیچ را برای تناسب مناسب بررسی کنید. یک کوپلینگ دیافراگمی به بستن پیچ ناهموار حساس است.
• پس از نصب، مجموعه را به آرامی بچرخانید و خروجی را در قطر بیرونی فلنج ها اندازه گیری کنید.

تعمیر و نگهداری دوره ای به بازرسی دیافراگم از نظر ترک، خوردگی و وضعیت پیچ محدود می شود. نیازی به روغن کاری نیست، به همین دلیل است که بسیاری از کاربران در حین تعمیرات اساسی، هر درایو مشکل‌ساز کوپله دنده را به کوپلینگ دیافراگمی تبدیل می‌کنند.

نتیجه گیری

کوپلینگ های دیافراگمی ترکیبی منحصر به فرد از خدمات بدون روغن کاری، عمر خستگی قابل پیش بینی و عملکرد تمیز را ارائه می دهند. برای ماشین‌های پرسرعت یا گشتاور بالا که زمان از کار افتادگی گران است، جایگزین ترجیحی برای کوپلینگ‌های دنده‌ای شده‌اند. با تعریف گشتاور، سرعت، ناهماهنگی و ابعاد شفت، می توانید یک واحد استاندارد یا یک کوپلینگ دیافراگمی سفارشی را انتخاب کنید که سال ها به طور قابل اعتماد کار کند. اگر در حال تعویض یک کوپلینگ فرسوده در یک درایو بحرانی هستید، تغییر ساده به یک کوپلینگ دیافراگمی بدون نیاز به تعمیر و نگهداری اغلب علت اصلی خرابی های مکرر را از بین می برد.