Vysvetlenie membránových spojok: Dizajn, limity nesúosovosti a aplikácie

Petrochemický obehový čerpací agregát stratil ozubenú spojku každých deväť mesiacov. Hlavnou príčinou bola výstupná príruba motora, ktorá sa nachádzala 1,2 mm nad vstupom čerpadla, čo je veľa v rámci tolerancií zarovnania za studena, ale ničivé pre mazané zuby ozubených kolies pri 3 600 ot./min. Tím údržby prešiel na dvojmembránovú spojku s rozperou a interval výmeny sa predĺžil na štyri roky. Tento výsledok je typický: membránové spojky zlyhávajú menej často, pretože nemajú žiadne zuby, ktoré by sa opotrebovali, žiadne mazivo, ktoré by sa stratilo, a žiadny elastomér, ktorý starne.

Ako funguje membránová spojka

Membránová spojka prenáša krútiaci moment cez tenký kovový kotúč alebo zväzok tenkých kotúčov, priskrutkovaných striedavo k hnacej a hnanej prírube. Keď sa začne otáčať, dráha krútiaceho momentu prechádza cez membránu v šmyku a ťahu okolo kruhu skrutky. Kotúč sa elasticky deformuje, aby absorboval uhlový a axiálny pohyb, čo robí spojku flexibilnou.

Kompletná zostava zvyčajne obsahuje ľavý náboj, membránovú súpravu, dištančný hriadeľ, druhú membránovú súpravu a pravý náboj. Dištančný hriadeľ umožňuje spojke premostiť medzeru medzi dvoma hriadeľmi stroja a je to tiež prvok, ktorý umožňuje konštrukcie s dvojitým ohybom.

Takmer každé rozhodnutie o spojke membrány riadia dve pravidlá. Po prvé, jedna súprava membrán zvláda iba uhlové vychýlenie. Ak má stroj paralelné odsadenie hriadeľa, potrebujete dve sady membrán rozmiestnených od seba, pretože táto kombinácia vytvára plávajúcu stredovú časť, ktorá sa premietne do uhlového vychýlenia. Po druhé, pretože krútiaci moment prechádza cez predpäté skrutkové spoje, membránové spojky sú vo svojej podstate bez vôle.

Dizajn s jednou membránou verzus s dvojitou membránou

Na rozdiele záleží viac, ako pripúšťa väčšina porovnávaní údajových listov. Jednomembránová spojka je tuhá v každom smere okrem axiálneho a uhlového. Hodí sa pre motory s tesnou väzbou, enkodéry a snímače krútiaceho momentu, kde sú hriadele zarovnané v zlomkoch milimetra. Dvojmembránová jednotka je tou správnou voľbou, keď potrebujete akceptovať nameraný posun a stále plynulo prenášať krútiaci moment.

Jednomembránové pakety vyrobené z vysoko pevnej hliníkovej zliatiny zachovávajú nízku zotrvačnosť, čo je cenné pre servo osi a polohovacie stoly. Táto konfigurácia je dostupná s upínacími nábojmi v celom rade kompaktných otvorov.

RSK-CPSM hliníková jednomembránová spojka s upínacími nábojmi Táto spojka používa puzdro z vysokopevnostnej hliníkovej zliatiny a membránu z nehrdzavejúcej ocele 304. Jeho nízka zotrvačnosť a vysoká tuhosť krútiaceho momentu vyhovujú servoosiam a polohovacím stolom vyžadujúcim presné ovládanie otáčania. Zobraziť produkt →

Keď má hnacie ústrojenstvo paralelný posun, ktorý nemožno eliminovať, hliníková dvojmembránová spojka je praktickou odpoveďou pre kompaktné CNC vretená a osi stroja.

Hliníková dvojmembránová spojka RSK-CPLF pre CNC vretená Táto spojka s dizajnom krátkej svorky s puzdrom z hliníkovej zliatiny a membránami z nehrdzavejúcej ocele rieši paralelný posun v kompaktných CNC vretenách a osiach stroja a ponúka presné ovládanie servomotorov a krokových motorov. Zobraziť produkt →

Kde si membránové spojky zarobia

Membránové spojky sú štandardom v rotačných zariadeniach, kde sú prestoje drahé a rýchlosti sú vysoké. Najbežnejšou úlohou sú turbostroje: parné a plynové turbíny, odstredivé kompresory a veľké procesné čerpadlá. Tieto stroje bežia pri tisíckach otáčok za minútu, pri zahriatí rastú o niekoľko milimetrov a neznesú spojku, ktorá si vyžaduje pozornosť medzi generálnymi opravami. Oceľová membránová spojka s dvoma flex packami a dištančnou vložkou pokrýva všetky tieto podmienky bez mazania.

Rozsah použitia je však širší ako pri turbínach. Vysokorýchlostné testovacie stolice používajú membránové spojky medzi hnacím motorom a momentovou prírubou, kde nulová vôľa a stabilný stupeň vyváženia sú dôležitejšie ako surová kapacita krútiaceho momentu. Námorné pomocné pohony ich používajú tam, kde by atmosféra morskej vody napadla mazané spojky. Čo sa týka presnosti, servoprevodovky, guľôčkové skrutky a CNC vretená používajú malé hliníkové membránové spojky, pretože nevytvárajú žiadnu vôľu a udržujú nízku zotrvačnosť.

Pre prevádzku testovacieho článku pri rýchlostiach až 10 000 ot./min., prispôsobená vysokorýchlostná membránová spojka vyvažuje viaceré membránové súpravy s prísnymi výrobnými toleranciami a zdokumentovaným stupňom vyváženia pre trvalú vysokorýchlostnú prevádzku.

Kritériá výberu a bežné chyby v špecifikácii

Pred prezeraním katalógu si vyberte membránovú spojku definovaním šiestich parametrov:

1. Krútiaci moment: použite špičkový alebo preťažený krútiaci moment, nielen menovitý krútiaci moment motora, a použite bezpečnostný faktor 1,5 až 2 pre cyklické zaťaženia.
2. Nesprávne zarovnanie: meranie uhlových a ofsetových hodnôt pri prevádzkovej teplote a zahŕňa tepelný rast plášťov stroja.
3. rýchlosť: potvrďte maximálne otáčky spojky a stupeň vyváženia voči najrýchlejšej nepretržitej rýchlosti, ktorú vlak uvidí.
4. Axiálny pohyb: berte do úvahy rozšírenie hriadeľa a ak zdvih presahuje niekoľko desatín milimetra, vyberte dizajn s dvojitým ohybom s dištančnou vložkou.
5. Vŕtanie a montáž: rozhodnúť sa medzi upínacími nábojmi a nábojmi s kľúčom; upínacie náboje zjednodušujú inštaláciu a odstraňujú vôľu kľúča.
6. Prostredie: teplota, vlhkosť a umývacie chemikálie určujú rodinu materiálov, zvyčajne hliník alebo nehrdzavejúcu oceľ.

Opakujú sa dve chyby v špecifikácii. Prvým je poddimenzovanie pre špičkový krútiaci moment: spojka, ktorá staticky drží 1 000 N·m, nemusí donekonečna prežiť 500 N·m cyklického krútiaceho momentu pri 6 000 otáčkach za minútu, pretože membrána zlyhá pri únave, nie pri statickom preťažení. Druhým je ignorovanie axiálnej tuhosti. V stroji s tesnou spojkou môže axiálne tuhá spojka tlačiť značnú silu do ložísk zariadenia, keď hriadele tepelne rastú, takže špecifikovaný axiálny zdvih musí byť prispôsobený skutočnému tepelnému rastu.

Ako sa membránové spojky porovnávajú s prevodmi a elastomérnymi konštrukciami

Membránové spojky zvyčajne konkurujú ozubeným spojkám a elastomérnym spojkám.

Ozubené spojky poskytujú väčší krútiaci moment na veľkosť a akceptujú viac nesúosovosti, ale potrebujú mazivo, ich vôľa neustále rastie s opotrebovaním zubov a vyžadujú disciplinovanú údržbu. Elastomérové ​​spojky sú lacné a odpúšťajú, ale zmäkčujú hnacie ústrojenstvo, znižujú vlastné frekvencie a rýchlejšie sa opotrebúvajú pri trvalom krútiacom momente. Medzi nimi je umiestnená membránová spojka: nulové mazanie, nulová vôľa, vysoká torzná tuhosť a mierna kapacita nesúososti s predvídateľnou únavovou životnosťou. Inžinieri, ktorí chcú preskúmať širšiu logiku výkonu za týmto kompromisom, si môžu prečítať zhrnutie výhody spojenia na stránke spoločnosti.

Údržba a predpokladaná životnosť

Membránové spojky sú často označené ako bezúdržbové, pretože neobsahujú žiadne mazané časti. V praxi to znamená, že údržba je skôr pravidelná a vizuálna než stála.

• Skontrolujte membránové súpravy, či nemajú praskliny, odieranie alebo koróziu, najmä okolo otvorov pre skrutky.
• Po prvých týždňoch prevádzky a po akejkoľvek generálnej oprave spojky skontrolujte uťahovacie momenty skrutiek.
• Pri otvorení stroja kvôli údržbe skontrolujte zarovnanie, značky vyváženia a stav upevnenia.

Životnosť je obmedzená únavou kovu, nie klzným opotrebením. Veľké priemyselné membránové spojky v čistej prevádzke bežne prekračujú desať rokov, kým je potrebná výmena membránového bloku. Keď sa objavia únavové trhliny, membrána sa vymení ako modul a náboje a rozpera môžu pokračovať v prevádzke, čím sa udržia nízke náklady na životný cyklus.

Spoľahlivý spôsob, ako špecifikovať membránovú spojku, nie je vybrať ju iba podľa veľkosti otvoru. Definujte obálku krútiaceho momentu, skutočnú nesúososť medzi prírubami pri prevádzkovej teplote, triedu rýchlosti a vyváženia a axiálny zdvih, ktorý zariadenie vytvorí. Akonáhle sú tieto čísla zapísané, výber dizajnu sa stáva jednoduchým. Jiangsu Rokang vyrába hliníkové a oceľové jednoduché a dvojité membránové spojky a vysokorýchlostné jednotky pre rotačné testovacie zariadenia a celý sortiment je organizovaný podľa služby firemná stránka .