クレーンカップリング
カップリングは、2つのシャフトを接続して一緒に回転させ、運動とトルクを伝達するための機械部品です。高速かつ高負荷の動力伝達においては、カップリングは緩衝、減衰、および軸系の動的性能の向上といった機能も果たします。カップリングは左右の部品で構成され、それぞれ駆動軸と従動軸（減速機やモーターなどの動力源を接続するために使用）に接続されます。一般的な動力機械は、ほとんどの場合、カップリングを介して作業機械に接続されます。
クレーンドラムギアカップリング
クレーンドラムギアカップリングは、クレーン走行機構において最も広く使用されている補償カップリングです。それぞれ、内歯リングと、同じ歯数を持つフランジ付き外歯ハーフカップリングで構成されています。トルクは、内歯と外歯が噛み合うことで伝達されます。最も一般的な歯形はクラウン歯で、その外面はギア軸を中心とした球面の一部として加工されています。これにより、歯面クリアランスが大きくなり、より大きな角度ずれが可能になり、トルク容量が増加します。
動作条件
- 温度：-20℃～80℃
- 中速から高速での連続正逆回転に適しています。粉塵の多い環境では、確実なシール性と定期的なグリース補充が必要です。
- 大きな角度ずれ、振動減衰、精密なゼロバックラッシュ位置決め、または保護なしの腐食性の高い環境での使用には適していません。
主な特徴
- 内歯車と外歯車の両方にインボリュート歯形が採用されており、歯面は浸炭焼入れ処理によって表面硬度58～62HRCに仕上げられているため、カップリングは相当な衝撃荷重に耐えることができる。
- クラウン形状により歯面全体で接触が維持され、角度および半径方向のずれが大きくても補正されます。測定された角度補正値は1.5°に達します。構造はコンパクトで、回転半径が小さく、伝達効率が高いのが特徴です。
- 湾曲した歯面は接触面積が大きいため、クラウン型ギアカップリングは同じサイズでより大きなトルクを伝達します。ストレート歯のカップリングと比較して、トルク容量は20%～30%高く、より信頼性の高いサービスを実現します。
アプリケーション
運転中、シャフトの相対的な動きにより、噛み合う歯が軸方向に周期的に滑り、歯面の摩耗と動力損失が発生します。そのため、クレーンドラムギアカップリングには効果的な潤滑とシールが必要です。これらは、高トルクを伝達し、大きな相対変位を許容し、設置時に精密な位置合わせを必要としない、低速・高負荷駆動に適しています。
典型的な設置場所としては、M5以上の定格荷重クラスの橋形クレーンおよびガントリークレーンにおける減速機出力軸とホイストドラムの接続部、および橋形移動機構の長尺伝動軸の継手などが挙げられる。
クレーン・オールドハム連結器
金属製クレーン用オールドハムカップリングは、より一般的なタイプです。これは、端面に溝が刻まれた2つのハーフカップリングと、反対側に垂直な突起を持つ中間ディスクで構成されています。ディスクが溝の中をスライドすることで、金属製クレーン用オールドハムカップリングは、半径方向および角度方向のずれとわずかな軸方向の変位を補正し、バックラッシュのない、またはバックラッシュの少ないシャフト接続を実現します。
動作条件
- 温度：-20℃～70℃
- 一定の負荷がかかった状態で、最大250回転/分の低速回転に適しています。
- 高速走行、頻繁な衝撃反転、または騒音や清浄度に関する厳しい要件が課される環境には適していません。
主な特徴
- 各ハーフカップリングは、キー溝またはクランプ装置によってシャフトに固定され、端面には中間ディスクと係合するための形状加工された放射状溝が設けられています。このコンパクトな構造は、半径方向の寸法が小さく、設置スペースが限られた場所に適しています。
- 弾性体要素を使用せず、純粋な機械的接触によって動力を伝達するため、伝達効率が高く、通常は98%を超えます。
- このカップリングは、自動モータ制御中に発生する可能性のある追加の軸間負荷を排除し、作業面全体に負荷をより均等に分散させ、大きなトルクを伝達し、ある程度の過負荷保護機能を提供します。
アプリケーション
高いねじり剛性とミスアライメント補正機能を備えたクレーン用オールドハムカップリングは、高トルク・低速のシャフトラインの接続に適しています。また、スムーズな動作、中速、または高い位置精度が求められる駆動装置にも最適です。
代表的な用途としては、M3等級以下の天井クレーンおよびガントリークレーンの橋桁およびトロリー走行機構、ならびに柱に取り付けられたジブクレーンなどが挙げられる。
クレーンフレキシブルピンカップリング
クレーン用フレキシブルピンカップリングは、フランジ穴に非金属製の弾性ピンを差し込むことで、2つのハーフカップリングを連結します。通常ナイロン製のピンは、比較的高いトルクを伝達する一方で、軸のずれに対する補償能力は限定的です。
動作条件
- 温度：-20℃～70℃
- モーターと減速機の駆動装置、ポンプセット、頻繁な起動・停止サイクルに適しています。
- 油や溶剤への浸漬、高温での経年劣化、ナイロンの低温脆化に対する耐性はありません。非常に高いトルクには適していません。
主な特徴
- 弾性ピン設計はシンプルで製造が容易、分解も迅速です。ナイロンピンは、左右のカップリングを動かすことなく、保持プレートを取り外すだけで交換できます。
- ピンは通常ナイロン6で作られており、これは自己潤滑性を持つ素材で、外部からの潤滑は不要で、作業エリアを清潔に保つことができるが、比較的大きな騒音を発する。
- 一定のトルクに対して、その回転径は一般的にギアカップリングよりも小さいため、小型軽量となり、多くの用途でギアカップリングを部分的に代替することができる。
アプリケーション
運転中、ピンにはせん断力と圧縮力が加わります。せん断力は小さいものの、運転信頼性には限界があります。そのため、クレーン用フレキシブルピンカップリングは、重負荷や高速運転ではなく、中速で負荷の少ない駆動装置向けに設計されています。
これは、M4等級以下の天井クレーンやガントリークレーンの走行機構によく使用されます。
クレーン用ユニバーサルジョイントカップリング
クレーン用ユニバーサルジョイントで最も一般的なのはカルダンジョイントで、2つのヨーク、クロスベアリング、固定シャフトから構成されています。クロスベアリング構造により、シャフト間に大きな角度（通常35°～45°）を設けることが可能となり、軸方向および角度方向のずれを含む、運転中のシャフトの相対的な変位を補正します。
動作条件
- 温度範囲：標準では-20℃～120℃、低温カスタマイズでは-40℃まで対応可能
- 交差軸伝動に用いられる。単一のジョイントは非定速であるが、一対の二重ジョイント構成は定速で動作する。
- 高速回転と大きな角度の組み合わせ、潤滑不良の状態、または精密同期駆動には適していません。
主な特徴
- クロスシャフト式ユニバーサルジョイントは、コンパクトで合理的な構造、高い総合的な耐荷重能力、および長時間の運転における安全性の向上を実現しています。
- その大きな支持力は伝達トルクの増加につながり、スムーズな動力伝達を実現するため、旋回径が制限されている機械において特に効果的である。
- 98%という高い伝達効率により、生産性を向上させ、省エネルギーにも貢献します。
アプリケーション
単一のユニバーサルジョイントは、その空間的な4節リンク機構に起因する瞬間的な角速度変動を生み出すため、高精度駆動装置では通常、ダブルユニバーサルジョイント構成が採用されます。大きなトルクと速度に耐えることができるため、重負荷または高速の伝動用途に適しています。
クレーン用ユニバーサルジョイントカップリングは、大型天井クレーンやガントリークレーンの長距離伝動軸によく使用されます。また、大きな角度補正を必要とする駆動装置にも適しています。
クレーン連結器の選択パラメータ
| パラメータ | クレーンドラムギアカップリング | クレーン・オールドハム連結器 | クレーンフレキシブルピンカップリング | クレーン用ユニバーサルジョイントカップリング |
|---|---|---|---|---|
| 定格トルク | 100～250,000 N·m | 16～10,000 N・m | 10～20,000 N・m | 500～500,000 N·m |
| 角度補正 | ≤ 1.5° | ≤ 0.6°～0.7° | ≤ 2° | ≤ 15° |
| 減衰能力 | なし | なし | 強い | なし |
| 潤滑油が必要です | グリース | グリース | なし | グリース |
| 代表的な用途 | ギアボックス（ドラム式）、長い伝動軸 | 低速ドラム、大きなミスアライメントのある短いドライブ | モーター減速機 | 長スパン、長軸 |
| 交換サイクル | 3～5歳 | 1～3歳（摩擦ディスク） | 1～1.5年（ナイロンピン） | 2～4年（クロスベアリング） |
クレーン連結部の安全な操作
連結部はすべての走行機構の間に位置しているため、クレーン全体の正常な動作に直接影響を与えます。使用時には以下の点に注意してください。
- 伝達機能を維持するためには、カップリングは許容範囲を超える軸の歪みや半径方向の変位を示してはならない。
- ボルトが緩んでいたり、紛失していたりしてはならない。
- ギアとオールドハムカップリングは、深刻な結果を招く可能性のあるギアの摩耗を防ぐため、定期的に（通常は2～3ヶ月ごとにグリースで）潤滑する必要があります。
- 歯車カップリングの歯面接触長さは、歯幅の70%以上でなければならず、軸方向の遊びは5mmを超えてはならない。
- 亀裂は許容されません。亀裂が生じた場合は、継手を交換しなければなりません。
- 連結キーはしっかりと嵌合し、緩んでいてはいけません。
- ギアカップリングの場合、歯厚の摩耗が昇降機構では元の歯厚の15%を超え、走行機構では25%を超えた場合、または歯が折れた場合は、カップリングは廃棄処分としなければならない。
- ピンカップリングの弾性リングとギアカップリングのシールは、損傷したり劣化したりした場合は速やかに交換する必要があります。
DGCRANEクレーン用カップリングは、高品質な素材と厳格な製造基準に基づいて設計されています。これらのカップリングは、多様なトルクやミスアライメント補正の要求に応えるだけでなく、伝達系の故障による予期せぬダウンタイムを削減します。振動減衰弾性タイプや高角度ユニバーサルジョイントなど、どのようなニーズにも対応するDGCRANEクレーン用カップリングは、安定した性能を発揮し、クレーン動力伝達の長期安定性を確保する理想的な選択肢となります。
