کوپلینگ جرثقیل
کوپلینگ یک قطعه مکانیکی است که برای اتصال دو شفت به کار می‌رود تا بتوانند با هم بچرخند و حرکت و گشتاور را منتقل کنند. در انتقال قدرت با سرعت بالا و سنگین، کوپلینگ همچنین عملکرد ضربه‌گیری، میرایی و بهبود عملکرد دینامیکی شفت را دارد. کوپلینگ از قطعات چپ و راست تشکیل شده است که به ترتیب به شفت محرک و شفت متحرک (که برای اتصال منابع قدرت مانند گیربکس و موتور استفاده می‌شود) متصل هستند. دستگاه قدرت عمومی بیشتر از طریق کوپلینگ به دستگاه در حال کار متصل می‌شود.
کوپلینگ دنده ای درام جرثقیل
کوپلینگ‌های چرخ‌دنده درام جرثقیل، پرکاربردترین کوپلینگ‌های جبران‌کننده در مکانیزم‌های حرکتی جرثقیل هستند. هر کدام از آنها شامل یک حلقه چرخ‌دنده داخلی و یک نیم‌کوپلینگ دندانه خارجی فلنج‌دار با تعداد دندانه‌های یکسان هستند. گشتاور به صورت درگیری دندانه‌های داخلی و خارجی منتقل می‌شود. رایج‌ترین پروفیل، دندانه تاج‌دار است که سطح بیرونی آن به صورت بخشی از یک کره که در مرکز محور چرخ‌دنده قرار دارد، ماشینکاری می‌شود. لق شدن حاصل از دندانه-پهلو، ناهم‌ترازی زاویه‌ای بیشتری را ممکن می‌سازد و ظرفیت گشتاور را افزایش می‌دهد.
شرایط عملیاتی
- دما: 20- تا 80 درجه سانتیگراد
- مناسب برای چرخش مداوم رو به جلو و عقب در سرعت‌های متوسط تا زیاد؛ در محیط‌های پر گرد و غبار، آب‌بندی مطمئن و تعویض دوره‌ای گریس مورد نیاز است.
- برای ناهم‌ترازی زاویه‌ای بزرگ، میرایی ارتعاش، موقعیت‌یابی دقیق بدون لقی یا خدمات بسیار خورنده بدون محافظت مناسب نیست.
ویژگی های کلیدی
- هر دو حلقه دنده داخلی و خارجی از پروفیل دندانه گستران استفاده می‌کنند؛ دیواره‌های دندانه تا رسیدن به سختی سطحی ۵۸ تا ۶۲ راکول آر سی، کربن‌دهی و کوئنچ شده‌اند که این امر کوپلینگ را قادر می‌سازد تا در برابر بارهای ضربه‌ای قابل توجهی مقاومت کند.
- پروفیل تاج‌دار، تماس را در سراسر سطح دندانه حفظ می‌کند و ناهم‌ترازی زاویه‌ای و شعاعی بیشتر را جبران می‌کند؛ جبران زاویه‌ای اندازه‌گیری شده به 1.5 درجه می‌رسد. ساختار جمع و جور است، با شعاع چرخش کوچک و راندمان انتقال بالا.
- سطح دندانه منحنی، سطح تماس بیشتری را ارائه می‌دهد، بنابراین یک کوپلینگ دنده‌ای تاج‌دار گشتاور بیشتری را در یک اندازه معین منتقل می‌کند؛ در مقایسه با یک کوپلینگ دندانه مستقیم، ظرفیت گشتاور آن 20%-30% بیشتر است و خدمات قابل اطمینان‌تری را ارائه می‌دهد.
برنامه های کاربردی
در حین کار، حرکت نسبی شفت باعث می‌شود دندانه‌های درگیر به صورت دوره‌ای در جهت محوری بلغزند و باعث سایش سطح دندانه و اتلاف توان شوند. بنابراین، کوپلینگ‌های چرخ‌دنده درام جرثقیل به روانکاری و آب‌بندی مؤثر نیاز دارند. آنها برای درایوهای کم‌سرعت و سنگین که گشتاور بالایی را منتقل می‌کنند، جابجایی نسبی قابل توجهی را تحمل می‌کنند و در حین نصب نیازی به ترازبندی دقیق ندارند، مناسب هستند.
مکان‌های معمول شامل اتصال بین شفت خروجی کاهنده و درام بالابر در جرثقیل‌های پل و دروازه‌ای کلاس کاری M5 و بالاتر، و اتصالات در شفت‌های انتقال بلند مکانیزم‌های حرکت پل است.
کوپلینگ جرثقیل اولدهام
کوپلینگ‌های فلزی جرثقیل اولدهام نوع رایج‌تری هستند. آنها از دو نیم کوپلینگ با شیارهایی در سطوح انتهایی و یک دیسک میانی با زبانه‌های عمود بر هم در دو طرف مقابل تشکیل شده‌اند. با لغزش دیسک در داخل شیارها، کوپلینگ فلزی جرثقیل اولدهام ناهم‌ترازی شعاعی و زاویه‌ای و مقدار کمی جابجایی محوری را جبران می‌کند و اتصال شفت بدون لقی یا با لقی کم را فراهم می‌کند.
شرایط عملیاتی
- دما: 20- تا 70 درجه سانتیگراد
- مناسب برای سرعت‌های پایین تا ۲۵۰ دور در دقیقه با بارگذاری ثابت.
- برای سرعت‌های بالا، واژگونی‌های مکرر کمک‌فنر یا محیط‌هایی با الزامات سختگیرانه در مورد صدا و نظافت مناسب نیست.
ویژگی های کلیدی
- هر نیم کوپلینگ توسط یک شیار یا وسیله گیره به شفت خود متصل می‌شود و دارای یک شیار شعاعی پروفیل‌دار در انتهای خود برای درگیر شدن با دیسک میانی است. این چیدمان جمع و جور دارای ابعاد شعاعی کوچک است و برای نصب در فضاهای محدود مناسب است.
- از آنجایی که این نوع کابل، نیرو را از طریق تماس مکانیکی خالص و بدون هیچ عنصر الاستومری منتقل می‌کند، راندمان انتقال آن بالا است و معمولاً از 98% فراتر می‌رود.
- این کوپلینگ بارهای اضافی بین شفت‌ها را که می‌توانند در حین کنترل خودکار موتور ایجاد شوند، حذف می‌کند، بارها را به طور یکنواخت‌تر در سطوح کاری توزیع می‌کند، گشتاور قابل توجهی را منتقل می‌کند و تا حدودی از اضافه بار محافظت می‌کند.
برنامه های کاربردی
کوپلینگ‌های جرثقیل اولدهام با استحکام پیچشی بالا و جبران ناهمراستایی، می‌توانند خطوط شفت با گشتاور بالا و سرعت پایین را به هم متصل کنند. آنها همچنین برای درایوهایی که نیاز به عملکرد روان، سرعت متوسط یا دقت موقعیتی دارند، مناسب هستند.
کاربردهای معمول شامل مکانیزم‌های حرکت پل و واگن برقی جرثقیل‌های سقفی و دروازه‌ای کلاس کاری M3 و پایین‌تر و همچنین جرثقیل‌های بازویی ستونی است.
کوپلینگ پین انعطاف پذیر جرثقیل
کوپلینگ‌های پینی انعطاف‌پذیر جرثقیل، دو نیم کوپلینگ را با پین‌های الاستیک غیرفلزی که در سوراخ‌های فلنج آنها قرار گرفته‌اند، به هم متصل می‌کنند. این پین‌ها که معمولاً از نایلون ساخته می‌شوند، گشتاور نسبتاً بالایی را منتقل می‌کنند و در عین حال جبران محدودی برای عدم هم‌ترازی شفت فراهم می‌کنند.
شرایط عملیاتی
- دما: 20- تا 70 درجه سانتیگراد
- مناسب برای درایوهای موتور به کاهنده سرعت، مجموعه پمپ‌ها و چرخه‌های مکرر استارت-استاپ.
- در برابر غوطه‌وری در روغن یا حلال، فرسودگی در دمای بالا یا شکنندگی نایلون در دمای پایین مقاوم نیست؛ برای گشتاور بسیار بالا در نظر گرفته نشده است.
ویژگی های کلیدی
- طراحی پین‌های الاستیک ساده، ساخت آسان و جداسازی سریع آن‌هاست. پین‌های نایلونی را می‌توان با برداشتن صفحه نگهدارنده و بدون جابجایی هیچ یک از نیمه‌های کوپلینگ، تعویض کرد.
- پین‌ها معمولاً از نایلون ۶ ساخته می‌شوند، یک ماده خود روان‌کننده که نیازی به روانکاری خارجی ندارد و محل کار را تمیز نگه می‌دارد، اگرچه سر و صدای نسبتاً زیادی تولید می‌کند.
- برای یک گشتاور معین، قطر چرخش آن عموماً کوچکتر از کوپلینگ دنده‌ای است که به آن اندازه جمع و جور و وزن سبکی می‌دهد، بنابراین می‌تواند در بسیاری از کاربردها تا حدی جایگزین کوپلینگ‌های دنده‌ای شود.
برنامه های کاربردی
در حین کار، پین‌ها تحت برش و فشار قرار می‌گیرند. اگرچه نیروی برشی کم است، اما قابلیت اطمینان عملیاتی محدود است؛ بنابراین، کوپلینگ‌های پین انعطاف‌پذیر جرثقیل برای درایوهای با سرعت متوسط با تقاضای کم در نظر گرفته شده‌اند، نه برای کارهای سنگین یا سرویس با سرعت بالا.
معمولاً در مکانیزم‌های حرکتی جرثقیل‌های سقفی و دروازه‌ای زیر کلاس کاری M4 استفاده می‌شود.
کوپلینگ اتصال جهانی جرثقیل
رایج‌ترین کوپلینگ اتصال یونیورسال جرثقیل، اتصال کاردان است که از دو یوغ، یک یاتاقان ضربدری و یک شفت ثابت تشکیل شده است. ساختار یاتاقان ضربدری آن امکان ایجاد زاویه قابل توجهی بین شفت‌ها - که معمولاً در اینجا 35 تا 45 درجه ذکر شده است - را فراهم می‌کند و جابجایی نسبی شفت را در حین کار، از جمله عدم هم‌ترازی محوری و زاویه‌ای، جبران می‌کند.
شرایط عملیاتی
- دما: −20 تا 120 درجه سانتیگراد به صورت استاندارد، تا −40 درجه سانتیگراد با قابلیت تنظیم دمای پایین
- برای انتقال قدرت با شفت متقاطع استفاده می‌شود؛ یک مفصل تکی سرعت ثابتی ندارد، در حالی که یک چیدمان مفصل دوتایی جفتی با سرعت ثابت کار می‌کند.
- برای سرعت‌های بالا همراه با زوایای بزرگ، شرایط روغن‌کاری ضعیف یا درایوهای سنکرون دقیق مناسب نیست.
ویژگی های کلیدی
- مفصل یونیورسال شفت متقاطع دارای ساختار جمع و جور و منطقی، ظرفیت حمل بار کلی بالا و ایمنی بهبود یافته در طول عملیات طولانی مدت است.
- ظرفیت تحمل بالای آن به گشتاور انتقالی بالاتر منجر می‌شود و آن را به ویژه برای ماشین‌آلاتی که قطر چرخش محدود است، مؤثر می‌سازد، زیرا انتقال قدرت نرمی را ارائه می‌دهد.
- با راندمان انتقال تا 98%، بهره‌وری را افزایش داده و به صرفه‌جویی در مصرف انرژی کمک می‌کند.
برنامه های کاربردی
از آنجا که یک مفصل یونیورسال منفرد، نوسانات سرعت زاویه‌ای لحظه‌ای ناشی از اتصال چهار میله‌ای فضایی خود را ایجاد می‌کند، درایوهای با دقت بالا معمولاً از پیکربندی مفصل یونیورسال دوتایی استفاده می‌کنند. با ظرفیت تحمل گشتاور و سرعت قابل توجه، این نوع مفصل برای خدمات انتقال قدرت سنگین یا پرسرعت مناسب است.
کوپلینگ‌های یونیورسال جرثقیل معمولاً در شفت‌های انتقال قدرت طولانی جرثقیل‌های سقفی و دروازه‌ای با تناژ بالا استفاده می‌شوند. آنها همچنین برای درایوهایی که نیاز به جبران زاویه‌ای زیادی دارند، مناسب هستند.
پارامترهای انتخاب کوپلینگ جرثقیل
| پارامتر | کوپلینگ دنده ای درام جرثقیل | کوپلینگ جرثقیل اولدهام | کوپلینگ پین انعطاف پذیر جرثقیل | کوپلینگ اتصال جهانی جرثقیل |
|---|---|---|---|---|
| گشتاور نامی | ۱۰۰–۲۵۰۰۰۰ نیوتن متر | ۱۶–۱۰٬۰۰۰ نیوتن متر | ۱۰–۲۰٬۰۰۰ نیوتن متر | ۵۰۰–۵۰۰۰۰۰ نیوتن متر |
| جبران زاویه‌ای | ≤ ۱.۵ درجه | ≤ 0.6°–0.7° | ≤ ۲ درجه | ≤ ۱۵ درجه |
| ظرفیت میرایی | هیچکدام | هیچکدام | قوی | هیچکدام |
| روغن کاری مورد نیاز | گریس | گریس | هیچکدام | گریس |
| کاربردهای معمول | گیربکس-درام، شفت‌های انتقال قدرت بلند | درام‌های کم‌سرعت، درایوهای کوتاه با ناهم‌ترازی زیاد | موتور-کاهنده | شفت‌های بلند با دهانه بلند |
| چرخه جایگزینی | ۳ تا ۵ سال | ۱ تا ۳ سال (دیسک اصطکاکی) | ۱ تا ۱.۵ سال (پین‌های نایلونی) | ۲ تا ۴ سال (بارداری متقاطع) |
عملکرد ایمن کوپلینگ‌های جرثقیل
از آنجایی که کوپلینگ بین هر مکانیزم حرکتی قرار می‌گیرد، مستقیماً بر عملکرد عادی کل جرثقیل تأثیر می‌گذارد. نکات زیر باید در حین سرویس رعایت شوند:
- کوپلینگ نباید انحراف محوری یا جابجایی شعاعی فراتر از حد مجاز داشته باشد تا عملکرد انتقال آن حفظ شود.
- هیچ پیچی نباید شل یا گم شده باشد.
- کوپلینگ‌های دنده و اولدهام باید به طور منظم - معمولاً هر ۲ تا ۳ ماه یکبار - با گریس روغن‌کاری شوند تا از سایش شدید دنده‌ها که می‌تواند منجر به عواقب جدی شود، جلوگیری شود.
- طول تماس سطح دندانه یک کوپلینگ دنده‌ای نباید کمتر از 70% عرض سطح باشد و شناوری محوری آن نباید از 5 میلی‌متر بیشتر باشد.
- ترک خوردگی مجاز نیست؛ در صورت بروز ترک، کوپلینگ باید تعویض شود.
- کلیدهای اتصال باید محکم جا بیفتند و نباید شل باشند.
- برای یک کوپلینگ دنده‌ای، وقتی ضخامت سایش دندانه در مکانیزم‌های بالابر از 15% ضخامت دندانه اصلی یا در مکانیزم‌های حرکتی از 25% بیشتر شود، یا هر زمان که یک دندانه شکسته شود، کوپلینگ باید از رده خارج شود.
- حلقه‌های الاستومری کوپلینگ‌های پینی و آب‌بندهای کوپلینگ‌های دنده‌ای در صورت آسیب‌دیدگی یا فرسودگی باید فوراً تعویض شوند.
کوپلینگ‌های جرثقیل DGCRANE با مواد درجه یک و استانداردهای تولید سختگیرانه مهندسی شده‌اند. این کوپلینگ‌ها نه تنها با گشتاورهای متنوع و نیازهای جبران ناهمراستایی مطابقت دارند، بلکه زمان از کارافتادگی غیرمنتظره ناشی از خرابی‌های سیستم انتقال قدرت را نیز کاهش می‌دهند. چه به انواع الاستیک میراگر ارتعاش نیاز داشته باشید و چه به اتصالات یونیورسال با زاویه بالا، کوپلینگ‌های جرثقیل DGCRANE عملکرد پایداری را ارائه می‌دهند و آنها را به انتخابی ایده‌آل برای انتقال قدرت پایدار و طولانی مدت جرثقیل تبدیل می‌کنند.
