Sprzęgła elastyczne.pdf

Sprzęgła elastyczne,

kłopotliwy osprzęt

czy niezbędny element?

jednak, w tym w zadaniach pozycjono-

wania, należy zapobiec przemieszczeniu

osiowemu niezamocowanego wałka i za-

trzymać ruch poosiowy na statycznej osi

silnika. Przydatne tu będą uniwersalne

sprzęgła i sprzęgła wyrównujące przesta-

wienia promieniowe. Do takich sprzęgieł

należą np. sprzęgła UniLat.

Sprzęgła elastyczne są stosowane, aby

ochronić łożyska przed zawyżonymi ob-

ciążeniami promieniowymi i osiowy-

mi, które powstają wskutek przestawie-

nia równoległego wałków i ruchów po-

osiowych. Ponieważ wszystkie sprzęgła

przeciwdziałają ruchom osiowym i pro-

mieniowym, najlepszym sprzęgłem chro-

niącym łożyska jest sprzęgło z najmniej-

szą siłą oporowania. Rysunek 1 pokazuje

siły na łożysku promieniowym przy po-

pularnych typach sprzęgieł. Z wyjątkiem

średnicy 30 mm sprzęgła elastomerowe-

go, wszystkie inne pomiary zdjęto przy

sprzęgłach o średnicy zewnętrznej 25

mm. Najlepszy wybór sprzęgła oznacza

najmniejszą siłę wywieraną na łożysko.

Elastyczne sprzęgła transferują

obrót jednego wałka do drugiego

i kompensują małe błędy montażu,

które są konsekwencją łączenia dwóch

różnych osi z niezwiązanych ze sobą

układów obrotowych. Pod pojęciem

kompensacji błędów niezosiowania

kryje się konieczność przenoszenia

momentu pomiędzy pierścieniem

napędowym i odbiorczym poprzez

element roboczy sprzęgła. Dobór

elementu roboczego, a tym samym

rodzaju sprzęgła, zależy m.in. od

wielkości przestawienia osiowego,

promieniowego i kątowego obu osi.

sprzęgła, a także tolerancję przeniesienia

osi i ruchomość osi.

Uniwersalne lateralne sprzęgła mogą

przenosić relatywnie duże przestawie-

nia osiowe, ale przez to zmniejsza się ich

bezluzowa żywotność. Sprzęgła miesz-

kowe mogą przyjmować znaczne prze-

sunięcia poosiowe, ale wpływa to na po-

gorszenie innych własności sprzęgła.

Sprzęgła membranowe mogą się trwa-

le uszkodzić, jeśli osiowe przesunięcie

przekroczy wartość katalogową. Sprzęg-

-ła membranowe mogą przenosić pew-

ne przestawienia osiowe bez wpływu na

żywotność, jeśli zwiększyć odpowiednio

średnicę membrany i długość sprzęgła.

Przestawienia osiowe powstają na skutek

niedokładności wytworzenia, termiczne-

go wydłużenia materiału, zużycia, pro-

blemów zabudowy i tolerancji złożenia.

Powstające tak błędy ustawienia osi czę-

sto są trudne do oszacowania, najczęściej

jednak nie są wielkie i leżą w zakresie od

zera do pół stopnia tolerancji kątowej i 0

do 0,2 mm przestawienia równoległego.

Należy jednak zwrócić uwagę, że prze-

stawienie równoległe osi np. o 0,2 mm

może się znacznie powiększyć wskutek

przestawienia kątowego.

wał silnika z wałem odbiorczym ma-

szyny lub oś enkodera z osią urządzenia,

którego pozycja ma być mierzona, warto

odpowiedzieć sobie na poniższe pytania:

 Jaki moment obciążenia ma być prze-

noszony?

 Czy sprzęgło daje wystarczającą

ochronę przeciw przestawieniom?

 Czy potrzebna jest sztywność osiowa

lub osiowa ruchliwość?

 Czy sprzęgło może być użyte przy

pożądanej prędkości obrotowej?

 Czy sprzęgło mieści się w wyznaczo-

nej przestrzeni użytkowej?

 Czy sprzęgło może pracować w po-

danych warunkach temperaturowych?

 Czy sprzęgło oferuje oczekiwaną

sztywność skrętną?

 Czy sprzęgło wnosi izolację elek-

tryczną osi?

 Czy sprzęgło osiąga oczekiwaną ży-

wotność?

 Czy sprzęgło spełnia oczekiwania ce-

nowe?

Momenty obciążenia, momenty

bezwładności i sztywność skrętna

Zastosowania przy których sprzęgła

napędzają tzw. obciążenia cierne, np.

pompy, drzwi rozsuwane, maszyny tek-

stylne itp., nie wymagają w ogólności

dużej sztywności skrętnej, ponieważ nie

ma potrzeby pozycjonowania w określo-

nym kącie. Tam gdzie występują drgania

rezonansowe, możliwe jest takie zmniej-

szenie sztywności skrętnej sprzęgła, aby

drgania własne sprzęgła i maszyny nie

zachodziły na siebie, co jest możliwe,

ponieważ przeważnie takie maszyny pra-

cują przy stałej prędkości obrotowej.

To nie jest jednak dobrym rozwiązaniem,

gdy obciążenie stanowią momenty bez-

władności, co jest typowym dla napędów

pozycjonujących i z regulowaną prędko-

ścią obrotową. Tu konieczna jest kontrola

położenia ze strony napędowej i odbiera-

jącej napęd podczas całego cyklu pracy.

W systemach tych silnik, sprzęgło i ob-

ciążenie stanowią układ drgający. Jego

częstotliwość rezonansu własnego zale-

ży od momentu bezwładności i sztywno-

ści skrętnej sprzęgła. Przyrost momentu

bezwładności lub zmniejszenie sztywno-

ści skrętnej prowadzą do zmniejszenia

częstotliwości rezonansowej.

Aby sterować systemem drgającym, na-

leży pracować zdecydowanie poniżej

częstotliwości rezonansowej. Można wy-

obrazić sobie, że trzymamy elastyczną

Jeśli przypadkowo powstaje przestawie-

nie osiowe, warto realistycznie ocenić

efektywne przestawienie promieniowe,

które składa się z promieniowego prze-

stawienia obu linii środkowych i mie-

rzone jest w środku sprzęgła. Ta wartość

stanowi efektywnie utworzoną wartość

i jest miarodajna dla określenia maksy-

malnego przestawienia. Wystarczy wte-

dy określać wartość promieniową.

Ruch osiowy może pochodzić od luzu

osiowego łożysk lub od wydłużeń ter-

micznych osi. Przeważnie korzystnie

jest przejąć to wydłużenie odpowiednim

sprzęgłem. W niektórych przypadkach

Wyrównywanie przestawienia osiowego

i ruchomość osiowa

Te własności odróżniają sprzęgła ela-

styczne od sprzęgieł sztywnych. Zasa-

da działania mechanizmu przenoszące-

go moment (np. mieszka metalowego,

membrany, wkładu przenoszącego itp.)

określa prawie każdą dalszą własność



30  N R 4  K WIECIEŃ 2005 r.

P rzy wyborze sprzęgła łączącego np.

Porównanie sił w łożyskach dla poszczególnych sprzęgieł

taśmę, na której końcu wisi pewna ma-

sa. Ruch pionowy masy na końcu da się

przyspieszać, dopóki wykonujemy po-

wolne ruchy. Jeśli ruch przyspieszyć, to

masa nie przemieszcza się w ogóle.

Aby poprawić czas reakcji systemu, po-

trzebujemy taśmy z małą elastycznością

lub należy zmniejszyć masę na jej koń-

cu. Wystarczy teraz zamienić myślowo

masę z momentem bezwładności i ta-

śmę elastyczną ze sprzęgłem, aby uzy-

skać dobrą analogię systemu z momen-

tem bezwładności.

Jeśli patrzymy na relacje użytkowe, to

sztywne sprzęgło skraca czasy nastaw

napędu, poprawia dokładność pozycjo-

nowania i podwyższa granicę zastoso-

wań dynamicznych. Istotnym więc pa-

rametrem przy wyborze sprzęgła do

zastosowań dynamicznych. Istotnym

więc parametrem przy wyborze sprzę-

gła do zastosowań dynamicznych zwią-

zanych z pozycjonowaniem jest sztyw-

ność skrętna, która jest bardzo niska np.

dla sprzęgła elastomerowego, ale bardzo

wysoka dla sprzęgieł membranowych

(dyskowych).

Do opisu własności poszczególnych ty-

pów sprzęgieł powrócimy w kolejnych

zeszytach NiS. Więcej informacji: www.

wobit.com.pl, www.huco.com.

P.P.H. WObit

Witold Ober

61-474 Poznań

ul. Gruszkowa 4

tel. 061-835 08 00

fax 061-835 07 04

e-mail:

wobit@wobit.com.pl

www.wobit.com.pl

N R 4  K WIECIEŃ 2005 r.  31

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: