Giải thích về khớp nối màng: Thiết kế, giới hạn sai lệch và ứng dụng

Cứ chín tháng một lần, một đoàn tàu bơm tuần hoàn hóa dầu lại bị mất khớp nối bánh răng. Nguyên nhân cốt lõi là do mặt bích đầu ra của động cơ nằm cao hơn đầu vào của máy bơm 1,2 mm, một con số nằm trong phạm vi dung sai căn chỉnh nguội nhưng lại có tác dụng phá hủy các răng bánh răng được bôi trơn ở tốc độ 3.600 vòng/phút. Nhóm bảo trì đã chuyển sang khớp nối màng đôi với miếng đệm và khoảng thời gian thay thế kéo dài bốn năm. Kết quả đó là điển hình: khớp nối màng ngăn ít hỏng hóc hơn vì chúng không có răng để mòn, không bị mất dầu mỡ và không có chất đàn hồi để lão hóa.

Khớp nối màng hoạt động như thế nào

Khớp nối màng truyền mô-men xoắn qua một đĩa kim loại mỏng hoặc một chồng đĩa mỏng, được bắt vít xen kẽ vào mặt bích dẫn động và dẫn động. Khi bắt đầu quay, đường mô-men xoắn đi qua màng ngăn với lực cắt và lực căng xung quanh vòng tròn bu lông. Đĩa biến dạng đàn hồi để hấp thụ chuyển động góc và trục, điều này làm cho khớp nối trở nên linh hoạt.

Một bộ phận lắp ráp hoàn chỉnh thường bao gồm một trục bên trái, một bộ màng ngăn, một trục đệm, một bộ màng ngăn thứ hai và một trục bên phải. Trục đệm giúp khớp nối thu hẹp khoảng cách giữa hai trục máy và nó cũng là bộ phận tạo nên khả năng thiết kế uốn đôi.

Hai quy tắc chi phối hầu hết mọi quyết định ghép màng. Đầu tiên, một bộ màng duy nhất chỉ xử lý tình trạng lệch góc. Nếu máy có trục lệch song song, bạn cần hai bộ màng ngăn cách nhau, vì sự kết hợp đó tạo ra phần tâm nổi chuyển độ lệch thành độ lệch góc. Thứ hai, do mô-men xoắn truyền qua các khớp bu-lông được nạp sẵn nên khớp nối màng ngăn vốn không có phản ứng ngược.

Thiết kế màng đơn và màng đôi

Sự khác biệt quan trọng hơn hầu hết các so sánh bảng dữ liệu thừa nhận. Khớp nối màng đơn có độ cứng theo mọi hướng ngoại trừ trục và góc. Nó phù hợp với các động cơ, bộ mã hóa và cảm biến mô-men xoắn kết hợp chặt chẽ trong đó các trục được căn chỉnh trong phạm vi phân số của milimet. Thiết bị màng đôi là lựa chọn phù hợp khi bạn cần chấp nhận độ lệch đo được mà vẫn truyền mô-men xoắn một cách trơn tru.

Gói màng đơn làm bằng hợp kim nhôm có độ bền cao giữ quán tính thấp, rất có giá trị cho trục servo và bàn định vị. Cấu hình này có sẵn với các trục kẹp trên phạm vi lỗ khoan nhỏ gọn.

Khớp nối màng nhôm đơn RSK-CPSM với Hub kẹp Khớp nối này sử dụng ống bọc hợp kim nhôm có độ bền cao và màng ngăn bằng thép không gỉ 304. Quán tính thấp và độ cứng mô-men xoắn cao phù hợp với trục servo và bảng định vị yêu cầu điều khiển xoay chính xác. Xem sản phẩm →

Khi bộ truyền động có độ lệch song song không thể loại bỏ được, khớp nối màng đôi bằng nhôm là giải pháp thiết thực cho trục chính và trục máy CNC nhỏ gọn.

Khớp nối màng nhôm đôi RSK-CPLF cho trục chính CNC Với thiết kế kẹp ngắn với ống bọc bằng hợp kim nhôm và màng ngăn bằng thép không gỉ, khớp nối này giải quyết vấn đề bù song song trong các trục máy và trục CNC nhỏ gọn, mang lại khả năng điều khiển chính xác cho động cơ servo và động cơ bước. Xem sản phẩm →

Nơi các khớp nối màng kiếm được tiền

Khớp nối màng là tiêu chuẩn trong thiết bị quay có thời gian dừng hoạt động tốn kém và tốc độ cao. Nhiệm vụ phổ biến nhất là máy tuabin: tua bin hơi và khí, máy nén ly tâm và máy bơm quy trình lớn. Những cỗ máy này chạy với tốc độ hàng nghìn vòng quay mỗi phút, tăng lên vài mm khi chúng nóng lên và không thể chịu đựng được khớp nối cần được chú ý giữa các lần đại tu. Khớp nối màng thép với hai gói linh hoạt và miếng đệm đáp ứng tất cả các điều kiện đó mà không cần bôi trơn.

Tuy nhiên, phạm vi ứng dụng rộng hơn tuabin. Bàn thử nghiệm tốc độ cao chạy các khớp nối màng ngăn giữa động cơ truyền động và mặt bích mô-men xoắn, trong đó phản ứng ngược bằng 0 và cấp độ cân bằng ổn định quan trọng hơn công suất mô-men xoắn thô. Các bộ truyền động phụ trợ hàng hải sử dụng chúng ở những nơi không khí nước biển có thể tấn công các khớp nối được bôi trơn. Về mặt chính xác, hộp số servo, vít bi và trục CNC sử dụng khớp nối màng nhôm nhỏ vì chúng không tạo ra phản ứng dữ dội và giữ quán tính thấp.

Đối với nhiệm vụ của tế bào thử nghiệm ở tốc độ lên tới 10.000 vòng/phút, khớp nối màng tốc độ cao tùy chỉnh sẽ cân bằng nhiều gói màng với dung sai sản xuất chặt chẽ và cấp độ cân bằng được ghi lại để duy trì hoạt động tốc độ cao.

Tiêu chí lựa chọn và các lỗi đặc điểm kỹ thuật phổ biến

Chọn khớp nối màng bằng cách xác định sáu thông số trước khi xem danh mục:

1. Mô-men xoắn: sử dụng mô-men xoắn cực đại hoặc quá tải, không chỉ mô-men xoắn định mức của động cơ và áp dụng hệ số an toàn từ 1,5 đến 2 cho tải theo chu kỳ.
2. Sai lệch: đo các giá trị góc và độ lệch ở nhiệt độ vận hành và bao gồm sự tăng trưởng nhiệt của vỏ máy.
3. Tốc độ: xác nhận RPM tối đa của khớp nối và mức cân bằng so với tốc độ liên tục nhanh nhất mà tàu sẽ thấy.
4. Hành trình dọc trục: tính đến độ giãn nở của trục và chọn thiết kế uốn cong kép có miếng đệm nếu hành trình vượt quá vài phần mười milimét.
5. Khoan và lắp: quyết định giữa hub kẹp và hub có khóa; trung tâm kẹp đơn giản hóa việc cài đặt và loại bỏ phản ứng dữ dội của phím.
6. Môi trường: nhiệt độ, độ ẩm và hóa chất rửa trôi quyết định loại vật liệu, điển hình là nhôm hoặc thép không gỉ.

Hai lỗi đặc điểm kỹ thuật tái diễn. Đầu tiên là định cỡ quá thấp để có mô-men xoắn cực đại: một khớp nối giữ tĩnh 1.000 N·m có thể không tồn tại được với mô-men xoắn tuần hoàn 500 N·m ở tốc độ 6.000 vòng/phút vô thời hạn, vì màng ngăn bị hỏng do mỏi chứ không phải do quá tải tĩnh. Thứ hai là bỏ qua độ cứng dọc trục. Trong máy có khớp nối chặt, khớp nối cứng dọc trục có thể đẩy một lực đáng kể vào các ổ trục của thiết bị khi trục phát triển về mặt nhiệt, do đó hành trình dọc trục được chỉ định phải phù hợp với sự tăng trưởng nhiệt thực tế.

Khớp nối màng so sánh với thiết kế bánh răng và chất đàn hồi như thế nào

Khớp nối màng thường cạnh tranh với khớp nối bánh răng và khớp nối đàn hồi.

Các khớp nối bánh răng cung cấp nhiều mô-men xoắn hơn trên mỗi kích thước và chấp nhận độ lệch nhiều hơn, nhưng chúng cần dầu bôi trơn, phản ứng ngược của chúng tăng lên vĩnh viễn khi răng mòn và chúng yêu cầu bảo trì kỷ luật. Các khớp nối đàn hồi không tốn kém và dễ chịu, nhưng chúng làm mềm bộ truyền động, giảm tần số tự nhiên và mòn nhanh hơn dưới mô-men xoắn liên tục. Một khớp nối màng nằm giữa hai loại: không bôi trơn, không phản ứng ngược, độ cứng xoắn cao và khả năng điều chỉnh độ lệch vừa phải với tuổi thọ mỏi có thể dự đoán được. Các kỹ sư muốn xem xét logic hiệu suất rộng hơn đằng sau sự đánh đổi này có thể đọc phần tóm tắt về ưu điểm khớp nối trên trang web của công ty.

Bảo trì và tuổi thọ dự kiến

Khớp nối màng thường được dán nhãn không cần bảo trì vì không có bộ phận được bôi trơn. Trong thực tế, điều đó có nghĩa là việc bảo trì được thực hiện định kỳ và trực quan hơn là liên tục.

• Kiểm tra các gói màng xem có vết nứt, vết xước hoặc ăn mòn không, đặc biệt là xung quanh các lỗ bu lông.
• Kiểm tra mô men xoắn của bu lông sau những tuần vận hành đầu tiên và sau bất kỳ lần đại tu khớp nối nào.
• Xác minh sự căn chỉnh, dấu cân bằng và tình trạng dây buộc khi máy được mở để bảo trì.

Tuổi thọ sử dụng bị giới hạn bởi độ mỏi kim loại chứ không phải do mòn trượt. Các khớp nối màng ngăn công nghiệp lớn trong dịch vụ sạch thường kéo dài hơn mười năm trước khi gói màng cần được thay thế. Khi các vết nứt do mỏi xuất hiện, gói màng được thay thế dưới dạng mô-đun và các trục cũng như miếng đệm có thể tiếp tục hoạt động, giúp duy trì chi phí vòng đời ở mức thấp.

Cách đáng tin cậy để xác định khớp nối màng là không chỉ chọn nó theo kích thước lỗ khoan. Xác định đường bao mô-men xoắn, độ lệch thực tế giữa các mặt bích ở nhiệt độ vận hành, tốc độ và cấp độ cân bằng cũng như hành trình dọc trục mà thiết bị sẽ tạo ra. Khi những con số đó được ghi lại, việc lựa chọn thiết kế sẽ trở nên đơn giản. Jiangsu Rokang sản xuất các khớp nối màng đơn và đôi bằng nhôm và thép cùng với các bộ phận tốc độ cao cho thiết bị kiểm tra quay, và toàn bộ phạm vi được tổ chức theo nhiệm vụ của cơ quan quản lý. trang web công ty .