フレキシブル モーター カップリング: 種類、位置ずれの制限、および選択手順

化学プラントの 15 kW 遠心ポンプは、ジョータイプのフレキシブル モーター カップリングを 8 か月ごとに消耗していました。カップリングは問題ありませんでした。測定の結果、モーターとポンプのシャフトは0.9 mm離れて平行にオフセットされ、角度の調整は0.6度ずれて配置されていることがわかりました。これは、スパイダーインサートが吸収できる量の約3倍です。交換も同様に失敗しました。フレキシブル モーター カップリングは、固定された有限のミスアライメント許容値を持つトルク伝達部品です。アライメント不良の治療法として扱うのが、同じ部品を年に 2 回購入し続ける最も確実な方法です。

フレキシブルモーターカップリングでできること、できないこと

柔軟なモーター カップリングは、モーター シャフトをポンプ、ギアボックス、コンプレッサー、ファン、または工作機械の入力シャフトに結合します。トルクを伝達し、実際の設置では除去できない小さなシャフトのオフセットを吸収し、モーターのベアリングやギアの歯に伝わる振動と衝撃を軽減するという 3 つの仕事を同時に実行します。柔軟という言葉は、エラストマー インサート、金属ベローズ、ステンレス ディスク パック、らせん状ビーム セクション、またはスプリング グリッドなどの作動要素を表します。それは、ずれを飲み込む無制限の能力を説明するものではありません。

その部分が何をしないのかも同様に重要です。正しく位置合わせされていない 2 つのシャフトを一直線に揃えることも、長いシャフト列の熱膨張を吸収することも、柔らかい足を補うことも、そもそも正しく配置されているはずの機械間のスペーサーとして機能することもできません。柔軟な設計にはコストもかかります。エラストマータイプは振動をよく減衰しますが、温度制限があり耐用年数が有限です。金属タイプはバックラッシがゼロで熱に耐えますが、振動は通過するため疲労する可能性があります。その成果は、ベアリング負荷の低減、騒音の低減、機械寿命の延長につながります。このノートでは、 フレキシブルカップリングの利点 .

実際に指定するフレキシブル モーター カップリング タイプ

モーター駆動の機械は、実際には 8 つのカップリング ファミリによって機能します。以下の表は、各ドライブがサービス中に処理する位置ずれと、その位置を獲得するドライブを示しています。数値は限界値ではなく計画値として扱います。

数字よりも 2 つのルールが重要です。すでに限界で動作しているカップリングには熱膨張や基礎の沈下に対する余裕がないため、ミスアライメントを定格許容値の約 3 分の 1 まで維持してください。また、要素の材質を環境に合わせます。ニトリル インサートは約 -40 °C ～ 100 °C で快適ですが、ポリウレタンはその範囲の上限ではわずかに低下しますが、ベローズまたはダイヤフラム パックは温度ではなく疲労寿命によって制限されます。

RSK-CPFJC 高剛性アルミジョースパイダーカップリング モーター駆動のカップリングのサイズを決める際、このバックラッシュのないアルミニウム製ジョー/スパイダー ユニットが振動を減衰し、計算されたトルクとミスアライメントに基づいてオフセットを補正します。 製品を見る→

選択順序: トルク、ミスアライメント、速度、フィット

トルクとサービスファクター

モーターではなく被駆動機械からスタートしてください。必要なトルクは T = 9550 x P / n で、P は kW、n は rpm であるため、1470 rpm での 22 kW モーターには約 143 Nm が必要です。業務サービス係数を掛けます。スムースファンおよび遠心ポンプの場合は約 1.5、コンベヤー、ミキサーおよび往復コンプレッサーの場合は 2.0、クラッシャー、ローラープレスおよび反転ドライブの場合は 2.5 以上です。次にピークトルクを確認します。ダイレクトオンラインモーターは始動時に定格トルクの 2 ～ 3 倍を供給でき、その瞬間はカップリングの連続定格ではなくピーク定格によって決まります。

予算の不一致

図面からではなく、機械にグラウトを注入してボルトで固定した後にオフセットを測定します。低温状態と高温状態の間の熱膨張を追加します。次に、定格の平行、角度、および軸方向の許容値が予想される値の少なくとも 3 倍であるサイズを選択します。軸方向の許容値は最も忘れられがちなものです。シャフト列上のベローズ カップリングは、高温時に 1 mm 伸びると、ねじりで破損するずっと前に推力で破損します。

スピード、バランス、バックラッシュ

約 3000 rpm を超えると、バランスが脚注ではなく選択基準になり、アセンブリがユニットとしてバランスがとれていない場合、1500 rpm で動作するカップリングが 6000 rpm で振動する可能性があります。サーボ軸と位置決め軸では、バックラッシュとねじり剛性がトルク容量を上回ります。そのため、これらの位置では、クランプ タイプのハブとゼロ バックラッシュ エレメントが止めネジやエラストマー インサートに取って代わります。

カップリングの寿命を決める取り付けの詳細

• ダイヤル インジケーターまたはレーザー システムを 2 つの平面で位置合わせし、走行初日の後に再確認します。
• たわみ要素が設計されたギャップに収まるようにハブを設定し、シャフトのギャップを埋めるためにカップリングを使用しないでください。
• ボアの適合を尊重してください。正しいキーを備えた h6 シャフト上の H7 ボアは、力をかけずにスライドします。数週間以内にボアフレットが緩み、ハンマーで叩かれたハブがベアリングに損傷を与えます。
• 図面に示されている順序で、校正されたレンチを使用してクランプネジとピンボルトを締めます。
• エラストマー要素を油、オゾン、直射日光から遠ざけて保管し、故障を待たずに計画停止時に検査してください。

失敗パターンとそのパターンからわかること

• 三日月形に磨耗したスパイダーインサートは、角度のずれを示しています。すべての葉に渡って着用しても過負荷の原因となります。
• フランジの隣の金属ベローズに亀裂が入っている場合は、通常、軸方向または角度方向のオーバートラベルが繰り返されていることを意味しており、材料の欠陥ではありません。
• ピン スリーブが平らになっているか溶けている場合は、周囲熱または輻射熱がエラストマーの限界を超えていることを示しています。
• フレット付きハブボアとキー溝は、トルク反転と組み合わせて緩いフィット感を示します。
• 中程度の負荷で高温状態にあるカップリングは、取り付け中に軸方向に過度に圧縮されることがよくあります。

被動機械とのカップリングのマッチング

7.5 ～ 45 kW の標準誘導モーターで駆動される遠心ポンプ、ファン、またはスクリューコンベアでは、通常、ジョータイプまたは弾性スリーブピンカップリングが賢明な選択です。どちらも平行オフセットと角度オフセットを許容し、モーターのねじりリップルを減衰し、どちらの機械も移動せずに現場で 1 時間以内に再構成することができます。

RSK-LT 弾性スリーブピンカップリング ファン、ポンプ、またはコンベアの標準的な誘導モーター ドライブの場合、この低コストの弾性ピン カップリングはオフセットに耐え、現場でのメンテナンスを簡素化します。 製品を見る→

サーボと位置決め軸は別の問題です。ここでは、生のトルクよりもバックラッシュの方が重要であるため、クランプ ハブを備えた金属製ベローズまたはビーム カップリングにより、ねじれに対して接続の剛性を保ちながら、小さなオフセットを許容します。なぜなら、 サーボカップリング範囲 ビーム、ベローズ、ダイアフラム、ジョー、オルダム バージョンが含まれており、機械全体にわたって単一の取り付けスタイルを維持できます。

RSK-CPRC アルミ合金ベローズサーボカップリング バックラッシュが重要なサーボおよびステッパーの位置決め軸の場合、このクランプ タイプのステンレス ベローズ カップリングは、ねじり剛性を失うことなく小さなオフセットを補正します。 製品を見る→

高速テストベンチ、ターボ コンプレッサー、工作機械のスピンドルは、エラストマーのバランスと疲労の限界を超えて動作します。そこでは、定格 10000 rpm のダイヤフラム カップリングが使用されます。重量物では、ローラー プレス、クレーン、圧延機、船舶用シャフトでは、ドラム ギアまたはサーペンタイン スプリング カップリングが必要で、場合によってはブレーキ ホイール、中間シャフト、またはスプリット ハブを備え、多くの場合、カタログ アセンブリではなくカスタマイズされたアセンブリとして使用されます。

正確な見積もりのためにメーカーに送信すべきもの

結合引用は、その背後にあるデータと同じくらい優れています。価格を尋ねる前に次のことを入力してください。

• モーター出力、速度、始動方法
• 軸径、キー溝寸法、両側のはめあいクラス
• 測定または予想される平行、角度、および軸方向のミスアライメント
• デューティサイクル、ショックレベル、ドライブが逆転するかどうか
• 周囲温度、湿気、塵埃、化学薬品
• 動作速度と 3000 rpm 以上で必要なバランス グレード
• ブレーキホイール、ブレーキディスク、中間シャフト、または分割ハブが必要かどうか

このリストを使用して、サプライヤーは標準サイズを選択し、要素の材料を推奨し、修正された穴、キー溝、またはバランスの取れたアセンブリが必要かどうかを確認できます。このレベルのカスタマイズは工業用カップリングの製造では日常的なものであり、通常、未知の部分をカバーするために特大の標準ユニットを指定するよりも安価です。

カップリングはほとんどのドライブ トレインの中で最も安価なコンポーネントであり、カップリング自体とは関係のない理由で故障することがほとんどです。アライメントを修正し、ピークトルクに合わせたサイズを設定し、ミスアライメント許容値の 3 分の 1 を確保しておけば、フレキシブルなモーターカップリングは両側のベアリングよりも長持ちします。