کوپلینگ های شاخص در جهان را بشناسید

کوپلینگ  جهت انتقال قدرت از محرک به متحرک استفاده می شوند. در واقع این ابزار وسیله انتقال دهنده گشتاور بین دو شفت هستند که بر اساس نوع تجهیز و کاربرد دسته بندی ها مختلفی دارند، این مقاله شما را با انواع آن آشنا میکند. 

کوپلینگ چیست؟

کوپلینگ وسیله ای مکانیکی است که شفت های مشابه یا متفاوت را برای انقال نیرو و گشتاور و به هم متصل میکند. به طور عمده یک اتصال قوی و موقت است  (اما در بعضی موارد میتواند اتصال دائمی هم باشد) و این امکان را دارد که برای سرویس، تعمیرات و یا جایگزینی برداشته شود. کوپلینگ یک تجهیز میتواند صلب یا انعطاف پذیر باشد.

 

دلیل وجود کوپلینگ در سیستم

کوپلینگ میتواند چندید عملکرد در یک سیستم انجام دهد ، طراح ممکن است بیش از یک ویژگی را در عملکرد تجهیز خود در نظر گرفته باشد که نگاهی مختصر به آنها داریم:

انتقال نیرو:

هدف اصلی در بیشتر موارد انتقال نیرو و گشتاور از یک شفت محرک به یک شفت محور متحرک است برای مثال زمانی که این وسیله یک الکتروموتور را به  یک کمپرسور متصل میکند.

جذب شوک و ارتعاش:

کوپلینگ بر اساس نوع و کاربردشان میتواندد هر گونه ضربه ، شوک و ارتعاش را از محرک به متحرک را کاهش دهند یا خنثی کنند، این ویژگی باعص کاهش استهلاک قطعات و افزایش طول عمر تجهیزات میشود

اصلاح نا هم محوری:

نا هم محوری بین شفت ها میتواند ناشی از اشتباهات نصب اولیه باشد یا امکان دارد به مرور زمان در اثر کارکرد و دلایل دیگری ایجاد شود. کوپلینگ ها میتواند تا درجاتی از نا هماهنگی محوری، زاویه ای و موازی بین شفت ها را تحمل کنند.

انقطاع حرارتی:

یک کوپلینگ میتواند شار گرمایی بین شفت ها متصل را قطع کند ،  به عنوان مثال اگر قسمت محرک تمایل به گرم شدن داشته باشد این ابزار میتواند انتقال حرارت به قسمت متحرک را قطع و از اثر گرما انتقالی محافظت کند

محافظت در برار اضافه بار:

کوپلینگ های ویژه ای که به عنوان کوپلینگ مکانیکی اضافه بار شناخته میشوند با این هدف حفاظت از وارد شدن بار اضافه به سیستم طراحی شده اند، این نوع ، محدود کننده گشتاور بین دو اتصال شفت هستند که برای محافظت از ماشین های حساس میلغزند یا نیرو را قطع میکنند.

 

انواع کوپلینگ

کوپلینگ ها در شکل ها و اندازه های مختلف وجود دارند ، برخی از آنها برای کاربردهای عمومی عالی عمل می کنند، در حالی برخی دیگر به صورت سفارشی برای عملکرد های خاص و مهم طراحی شده اند. برای انتخاب آگاهانه، شناخت و آگاهی از از قابلیت ها و تفاوت های انواع آن بسیار حائز اهمیت است، به طور کلی کوپلینگ ها به دو دسته صلب و انعطاف پذیر تقسیم بندی میتوان کرد که در ادامه اطلاعاتی در مورد انواع و نحوه کار آنها ارائه می شود:

صلب Rigid coupling

همانطور که از نام آن پیداست کوپلینگ صلب اجازه حرکتی نسبی کمی بین شفت ها را میدهد. به این شکل که گشتاور را به طور کامل منتقل میکنند  و مهندسان در زمانی از آن استفاده می کنند که شفت ها به طور دقیقی هم راستا و در امتداد هم باشند.

در زمان استفاده از کوپلینگ صلب هر دو شفت (محرک و متحرک) به عنوان یک محور عمل میکنند. نوع صلب آن در کابرد ها عمودی ، مثل پمپ ها عمودی یا قطعاتی با حرکت دقیق کاربرد داند.

از کوپلینگ ها صلبی همچنین برای انتقال نیرو در کابردهای با گشتاور بالا مانند توربین ها بزرگ استفاده میکنند این نحوه استفاده تضمین کننده این است که سفت توربین به عنوان یه روتور پیوسته عمل میکند

برخی از انواع کوپلینگ صلب عبارتند از :

•  غلافی sleeve or muff coupling
•  غلاف دو تکه split muff coupling
•   فلنجی flange coupling

 های انعطاف پذیر  Flexible coupling

هر کوپلینگی که بتواند درجاتی آزادی از حرکت نسبی بین دو شفت را ایجاد کند آن انعطاف پذیر شناخته می شود، اگر در عملکرد ماشن آلات ارتعاش یا حرکت نبود هیچگاه نیازی به کوپلینگهای انعطاف پذیر نبود، متاسفانه ماشین آلات در واقعیت اینگونه عمل نمیکنند و طراحان باید تمام مسائل فنی در طراحی در نظر بگیریند و با آن دسته پنجه نرم کنند. یک نوع انعظاف پذیر تا حدی اثر تخریب و استهلاک ماشین آلات را کاهش دهد.

کوپلیک انعطاف پذیر طیفهای گسترده از انواع خاص را در نام خود جای میدهد که عبارت اند از:

 دنده ای Gear coupling

مورد استفاده رایج این نوع در سرویس هایی است که جا به جایی  محوری شفت محرک  و یا متحرک خارج از تحمل رایج کوپلینگ ها انعطاف پذیر خارج باشد، این شکل از آن می توانند اسپیسر داشته یا نداشته باشند و برای کاربرد صحبح نیاز به روغن کاری دارند. کوپلینگ دنده ای بسیار شبیه به نوع فلنجی است. با این حال، این یک نوع کوپلینگ انعطاف پذیر است و می تواند برای شفت های غیر خطی استفاده شود. کوپلینگ‌های دنده دارای انحراف زاویه‌ای حدود 2 درجه و ناهماهنگی موازی 0.25 تا 0.5 میلی‌متر هستند. انتقال نیرو بین دو سر کوپلینگ از طریق چرخ دنده های داخلی و خارجی در کوپلینگ دنده انجام می شود.

 فنری یا رشته ای Grid coupling

کوپلینگ جهت انتقال قدرت از محرک به متحرک استفاده می شوند عملکرد آنها مشابه مدل زنجیری و دنده ای دارند دارای دو توپی دنده ای و یک غلاف به شکل فنر های تو در تو هستند در زمان اعمال گشتاور فنر ها داخل آن منعطف خواند شد، این نوع  بیشتر در پمپ هابا توان پایین حدود 22 کیلو وات در سیستم ها غیر فرآیندی استفاده میشوندو به دلیل خرابی مکرر و ایجاد دردسر برای بهره برداران استفاده از آن محدود میباشد.

 

 مفصلی universal joint

 

وقتی دو شفت موازی نباشند و با زاویه کوچکی متقاطع نباشند، از یک اتصال جهانی استفاده می کنیم. این مفصل می‌تواند ناهماهنگی زاویه‌ای کوچک را داشته باشد در حالی که ظرفیت انتقال گشتاور بالایی را فراهم می‌کند.

مفصل یونیورسال شامل یک جفت لولا است که از طریق یک شفت متقاطع متصل شده اند. دو لولا در زاویه 90 درجه نسبت به یکدیگر قرار گرفته اند. شفت متقاطع این جهت را حفظ می کند و همچنین وظیفه انتقال نیرو را بر عهده دارد. اتصال جهانی یک جفت با سرعت ثابت نیست، به عنوان مثال، محورهای محرک و محرک با سرعت های مختلف می چرخند.

 

آنها در انواع برنامه های مختلف کاربرد پیدا می کنند، از این رو به این نام می گویند. محبوب ترین استفاده از اتصالات جهانی در گیربکس و دیفرانسیل خودرو است.

 

 اولدام Oldham coupling

 

کوپلینگ اولدام یک ابزار ویژه است که منحصراً برای انحراف شفت جانبی استفاده می شود. هنگامی که دو شفت موازی هستند اما به صورت هم خط نیستند، کوپلینگ اولدام مناسب ترین است.

این طرح شامل دو فلنج است که روی شفت می لغزند و یک قسمت میانی که به دیسک مرکزی معروف است. دیسک مرکزی دارای یک بند در هر صورت است. دو تیغه در واقع برآمدگی های مستطیلی هستند که عمود بر یکدیگر هستند و در شیارهای بریده شده در فلنج های هر طرف قرار می گیرند.

فلنج ها از طریق خار به شفت ثابت می شوند. بنابراین، انتقال نیرو از شفت محرک به خار فلنج به دیسک مرکزی و سپس از طریق فلنج دوم به شفت محرک انجام می شود.

 

کوپلینگ اولدهام برای سناریوهایی که در آن یک افست موازی بین دو شفت وجود دارد ایده آل است. چنین ناهماهنگی موازی می تواند در مواردی رخ دهد که انتقال نیرو بین شفت ها در ارتفاعات مختلف مورد نیاز است. هنگامی که محورها در حرکت هستند، دیسک مرکزی به جلو و عقب می رود و برای تغییرات جانبی تنظیم می شود.

 

 دیافراگمی Diaphragm coupling

 

کوپلینگ های دیافراگمی، از  همه جهت عالی هستند. آنها می توانند ناهماهنگی موازی و همچنین انحراف زاویه ای و محوری را در خود جای دهند. همچنین قابلیت گشتاور بالایی دارند و می توانند گشتاور را در سرعت های بالا بدون نیاز به روغن کاری انتقال دهند.

نوع دیافراگمی آن در سبک ها و اندازه های مختلف موجود است. این سازه از دو دیافراگم تشکیل شده است که یک عضو میانی بین آنها وجود دارد. دیافراگم اساساً یک یا چند صفحه انعطاف پذیر یا غشا فلزی است که فلنج های محرک روی شفت ها را از طریق پیچ و مهره های دو طرف به عضو میانی متصل می کند.

 

کوپلینگ های دیافراگمی در ابتدا برای محورهای محرک هلیکوپتر توسعه یافتند. اما در طول سال ها، آنها در سایر تجهیزات چرخشی نیز کاربرد زیادی پیدا کرده اند. به دلیل عملکرد سرعت بالا، بیشتر در توربوماشین‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. کاربردهای امروزی شامل توربین ها، کمپرسورها، ژنراتورها، هواپیماها و غیره است.

 

 فکی jaw coupling

 

کوپلینگ فک یک جفت خم کننده مواد است. در کاربردهای عمومی انتقال توان کم و کنترل حرکت کاربرد دارد. می تواند هر گونه ناهماهنگی زاویه ای را در خود جای دهد. همانند کوپلینگ های دیافراگمی و فکی نیازی به روانکاری ندارند.

این وسیله از دو توپی با آرواره های به هم پیوسته تشکیل شده است که در یک عنکبوت الاستومری قرار می گیرند. عنکبوت معمولاً از آلیاژهای مس، پلی اورتان، هیرتل یا NBR ساخته شده و وظیفه انتقال گشتاور را بر عهده دارد.

با توجه به ماهیت کشسانی عنکبوت، برای انتقال بارهای ضربه ای مناسب است. همچنین می تواند نیروهای ارتجاعی و ارتعاش را به خوبی کاهش دهد.

 

مهندسان از کوپلینگ های فکی در کاربردهایی مانند کمپرسورها، دمنده ها، میکسرها و پمپ ها استفاده می کنند.

 شعاعی  Beam coupling

 

کوپلینگ مارپیچ یک کوپلینگ ماشینی است که انعطاف پذیری بالایی را از نظر ناهماهنگی موازی، محوری و زاویه ای ارائه می دهد. این یکی از بهترین کوپلینگ های انتقال قدرت کم است.

کوپلینگی سبک دارای ساختار استوانه ای با برش های مارپیچ است. ویژگی‌های این برش‌ها، مانند سرب آن و تعداد شروع، می‌تواند برای ارائه قابلیت‌های ناهماهنگی در درجات مختلف تغییر یابد. در واقع، مهندسان می‌توانند این تغییرات را بدون به خطر انداختن یکپارچگی سازه انجام دهند، زیرا از یک قطعه ساخته شده است. بنابراین، نام دوم برای کوپلینگ شعاعی ، جفت مارپیچی است.

در اصل، این ابزار  در واقع یک استوانه انعطاف پذیر منحنی هستند. آنها در نسخه های تک مارپیچ و چند مارپیچ موجود هستند. انواع  چند مارپیچ می توانند ناهماهنگی موازی بیشتری را نسبت به کوپلینگ های تک مارپیچ کنترل کنند.

 

این نوع  برای کاربردهای بار کم مناسب تر است زیرا باد پیچشی می تواند یک مشکل واقعی باشد. بنابراین، در سروو موتورها و کنترل حرکت در رباتیک استفاده می شود.

کوپلینگ سیالی Fluid coupling

 

کوپلینگ سیال نوع خاصی است که از سیال هیدرولیک برای انتقال گشتاور از یک شفت به شفت دیگر استفاده می کند. این وسیله شامل یک پروانه متصل به محور محرک و یک دونده متصل به محور محرک است. کل تنظیمات در محفظه ثابت شده است که به آن پوسته نیز می‌گویند.

هنگامی که محور محرک می چرخد، پروانه سیال را شتاب می دهد و سپس با تیغه های رانر تماس پیدا می کند. سپس مایع انرژی مکانیکی خود را به رانر منتقل می کند و با سرعت کم از تیغه ها خارج می شود.

 

 

کوپلینگ سیال در انتقال خودرو، نیروی محرکه دریایی، لوکوموتیو و برخی کاربردهای صنعتی با بارگذاری چرخه ای ثابت استفاده می شود.

برای مشاهده نمونه کارهای ما به اینستاگرام مراجعه کنید.