Sprzęgło dźwigowe

Sprzęgło to element mechaniczny służący do połączenia dwóch wałów, umożliwiając ich wzajemne obracanie się i przenoszenie ruchu oraz momentu obrotowego. W układach przenoszenia mocy o dużej prędkości i dużej wytrzymałości sprzęgło pełni również funkcję buforowania, tłumienia drgań i poprawy dynamiki wału. Sprzęgło składa się z lewej i prawej części, które są odpowiednio połączone z wałem napędowym i wałem napędzanym (służącym do łączenia źródeł napędu, takich jak reduktory i silniki). Maszyna energetyczna jest zazwyczaj połączona z maszyną roboczą za pomocą sprzęgła.

Sprzęgło bębna dźwigowego

Sprzęgła zębate bębnowe dźwigowe to najczęściej stosowane sprzęgła kompensacyjne w mechanizmach jezdnych dźwigów. Każde z nich składa się z wewnętrznego pierścienia zębatego i kołnierzowego sprzęgła z zębami zewnętrznymi o tej samej liczbie zębów. Moment obrotowy jest przenoszony poprzez zazębienie zębów wewnętrznych i zewnętrznych. Najczęściej spotykanym profilem jest ząb wypukły, którego powierzchnia zewnętrzna jest obrabiana jako część kuli wyśrodkowanej na osi koła zębatego. Powstały luz między zębami pozwala na większą niewspółosiowość kątową i zwiększa zdolność przenoszenia momentu obrotowego.

Sprzęgło przekładni bębna dźwigowego
Rysunek sprzęgła przekładni bębna dźwigu

Warunki pracy

  • Temperatura: −20 °C do 80 °C
  • Przeznaczone do ciągłych obrotów do przodu i do tyłu przy średnich i dużych prędkościach; w zapylonych środowiskach wymagane jest niezawodne uszczelnienie i okresowe uzupełnianie smaru.
  • Nie nadaje się do stosowania w miejscach o dużym odchyleniu kątowym, tłumieniu drgań, precyzyjnym pozycjonowaniu bez luzów ani w środowiskach silnie korozyjnych bez zabezpieczenia.

Główne cechy

  • Zarówno wewnętrzny, jak i zewnętrzny pierścień zębaty wykorzystują ewolwentowy profil zębów; powierzchnie boczne zębów są nawęglane i hartowane do twardości powierzchni wynoszącej 58–62 HRC, dzięki czemu sprzęgło może wytrzymywać znaczne obciążenia udarowe.
  • Profil wypukły utrzymuje kontakt na całej powierzchni zęba i kompensuje większe odchylenia kątowe i promieniowe; zmierzona kompensacja kątowa sięga 1,5°. Konstrukcja jest zwarta, charakteryzuje się małym promieniem skrętu i wysoką sprawnością przekładni.
  • Zakrzywiona powierzchnia zęba zapewnia większą powierzchnię styku, dzięki czemu sprzęgło zębate walcowate przenosi większy moment obrotowy przy danym rozmiarze; w porównaniu ze sprzęgłem o zębach prostych jego nośność momentu obrotowego jest 20%–30% wyższa, co zapewnia bardziej niezawodną pracę.

Aplikacje

Podczas pracy, względny ruch wału powoduje okresowe przesuwanie się zazębiających się zębów w kierunku osiowym, co powoduje zużycie powierzchni czołowej i utratę mocy. Sprzęgła zębate bębnów dźwigowych wymagają zatem skutecznego smarowania i uszczelnienia. Nadają się one do napędów wolnoobrotowych i o dużej wytrzymałości, przenoszących wysoki moment obrotowy, tolerujących znaczne przemieszczenia względne i niewymagających precyzyjnego ustawienia podczas montażu.

Typowe lokalizacje obejmują połączenie wału wyjściowego reduktora z bębnem wciągnika w suwnicach mostowych i bramowych o klasie obciążenia M5 i wyższej oraz połączenia w długich wałach przekładniowych mechanizmów jezdnych mostu.

Sprzęgło dźwigowe Oldham

Metalowe sprzęgła Oldham do dźwigów to bardziej powszechna odmiana. Składają się one z dwóch połówek sprzęgła z rowkami na powierzchniach czołowych oraz tarczy pośredniej z prostopadłymi wypustami po przeciwnych stronach. Podczas przesuwania się tarczy w rowkach, metalowe sprzęgło Oldham do dźwigów kompensuje odchylenia promieniowe i kątowe oraz niewielkie przemieszczenia osiowe, zapewniając połączenie wału bezluzowe lub z niewielkim luzem.

Sprzęgło dźwigowe Oldham
Rysunek sprzęgła dźwigu Oldham

Warunki pracy

  • Temperatura: od −20 °C do 70 °C
  • Nadaje się do niskich prędkości do 250 obr./min przy stałym obciążeniu.
  • Nie nadaje się do stosowania przy dużych prędkościach, częstych zmianach kierunku obrotów lub w środowiskach ze ścisłymi wymogami dotyczącymi hałasu i czystości.

Główne cechy

  • Każda połówka sprzęgła jest zamocowana na wale za pomocą wpustu lub zacisku i posiada profilowany rowek promieniowy na swojej powierzchni czołowej, umożliwiający zazębienie z tarczą pośrednią. Ten kompaktowy układ ma niewielkie wymiary promieniowe i pasuje do instalacji o ograniczonej przestrzeni.
  • Ponieważ moc jest przenoszona wyłącznie poprzez kontakt mechaniczny, bez użycia elementów elastomerowych, wydajność przekładni jest wysoka i zwykle przewyższa 98%.
  • Sprzęgło eliminuje dodatkowe obciążenia międzywałowe, które mogą powstać podczas automatycznego sterowania silnikiem, rozkłada obciążenia bardziej równomiernie na powierzchnie robocze, przenosi znaczny moment obrotowy i zapewnia pewną ochronę przed przeciążeniem.

Aplikacje

Dzięki wysokiej sztywności skrętnej i kompensacji niewspółosiowości, sprzęgła Oldham do dźwigów mogą łączyć linie wałów o wysokim momencie obrotowym i niskiej prędkości. Nadają się również do napędów wymagających płynnej pracy, umiarkowanej prędkości lub dokładności pozycjonowania.

Typowe zastosowania obejmują mechanizmy jezdne mostów i wózków suwnic i suwnic bramowych o klasie pracy M3 i niższej, a także żurawi wysięgnikowych montowanych na kolumnach.

Elastyczny sworzeń sprzęgowy dźwigu

Sprzęgła dźwigowe z elastycznymi sworzniami łączą dwie połówki sprzęgów za pomocą niemetalowych sworzni elastycznych osadzonych w otworach kołnierzowych. Sworznie, zazwyczaj wykonane z nylonu, przenoszą stosunkowo wysoki moment obrotowy, zapewniając jednocześnie ograniczoną kompensację niewspółosiowości wału.

Elastyczny sprzęg sworzniowy dźwigu
Rysunek elastycznego sprzęgła sworzniowego dźwigu

Warunki pracy

  • Temperatura: od −20 °C do 70 °C
  • Nadaje się do napędów silnik-reduktor, zestawów pompowych i częstych cykli rozruchu i zatrzymania.
  • Nie jest odporny na zanurzenie w oleju lub rozpuszczalniku, starzenie w wysokiej temperaturze ani kruchość nylonu w niskiej temperaturze; nie jest przeznaczony do stosowania przy bardzo wysokim momencie obrotowym.

Główne cechy

  • Konstrukcja z elastycznym sworzniem jest prosta, łatwa w produkcji i szybka w demontażu. Nylonowe sworznie można wymienić, zdejmując płytkę mocującą, bez konieczności przesuwania którejkolwiek z połówek sprzęgła.
  • Sworznie wykonane są zazwyczaj z nylonu 6, materiału samosmarującego, który nie wymaga zewnętrznego smarowania i utrzymuje miejsce pracy w czystości, chociaż wytwarza stosunkowo duży hałas.
  • Przy danym momencie obrotowym średnica toczenia jest na ogół mniejsza niż średnica sprzęgła zębatego, co zapewnia mu kompaktowe rozmiary i małą wagę, dzięki czemu w wielu zastosowaniach może częściowo zastąpić sprzęgła zębate.

Aplikacje

Podczas pracy sworznie podlegają ścinaniu i ściskaniu. Chociaż siła ścinająca jest niewielka, niezawodność działania jest ograniczona; elastyczne sprzęgła sworzniowe do dźwigów są zatem przeznaczone do napędów o średniej prędkości i niewielkich wymaganiach, a nie do pracy przy dużych obciążeniach lub dużych prędkościach.

Jest powszechnie stosowany w mechanizmach jezdnych suwnic pomostowych i bramowych poniżej klasy obciążenia M4.

Złącze uniwersalne dźwigu

Najpopularniejszym sprzęgiem Cardana w dźwigach jest przegub Cardana, składający się z dwóch jarzm, łożyska krzyżowego i wału stałego. Jego konstrukcja łożyska krzyżowego pozwala na uzyskanie znacznego kąta między wałami – zazwyczaj określanego tutaj jako 35°–45° – i kompensuje względne przemieszczenie wału podczas pracy, w tym niewspółosiowość osiową i kątową.

Sprzęgło przegubowe dźwigu
Rysunek przegubu krzyżakowego dźwigu

Warunki pracy

  • Temperatura: standardowo od −20 °C do 120 °C, do −40 °C z możliwością dostosowania do niskiej temperatury
  • Stosowane w przekładniach z wałami przecinającymi się; pojedynczy przegub nie pracuje ze stałą prędkością, natomiast układ podwójnych przegubów pracuje ze stałą prędkością.
  • Nie nadaje się do dużych prędkości w połączeniu z dużymi kątami, w warunkach słabego smarowania lub precyzyjnych napędów synchronicznych.

Główne cechy

  • Przegub krzyżowy wału napędowego ma zwartą i racjonalną konstrukcję, dużą ogólną nośność i zwiększone bezpieczeństwo podczas dłuższej eksploatacji.
  • Duża nośność przekłada się na wyższy przekazywany moment obrotowy, co czyni go szczególnie skutecznym w maszynach, w których średnica toczenia jest ograniczona, gdyż umożliwia płynne przenoszenie mocy.
  • Dzięki sprawności transmisji wynoszącej aż 98% zwiększa produktywność i przyczynia się do oszczędności energii.

Aplikacje

Ponieważ pojedynczy przegub Cardana generuje chwilowe fluktuacje prędkości kątowej, wynikające z jego przestrzennego, czteropunktowego połączenia, w napędach o wysokiej precyzji zazwyczaj stosuje się konfigurację podwójnego przegubu Cardana. Dzięki zdolności do przenoszenia dużego momentu obrotowego i prędkości, nadaje się on do ciężkich lub szybkich przekładni.

Sprzęgła przegubowe suwnicowe są powszechnie stosowane na wałach napędowych o dużym udźwigu w suwnicach pomostowych i bramowych. Pasują również do napędów wymagających dużej kompensacji kątowej. 

Parametry wyboru sprzęgła dźwigowego

ParametrSprzęgło bębna dźwigowegoSprzęgło dźwigowe OldhamElastyczny sworzeń sprzęgowy dźwiguZłącze uniwersalne dźwigu
Moment znamionowy100–250 000 N·m16–10 000 N·m10–20 000 N·m500–500 000 N·m
Kompensacja kątowa≤ 1,5°≤ 0,6°–0,7°≤ 2°≤ 15°
Zdolność tłumieniaNicNicMocnyNic
Wymagane smarowanieSmarSmarNicSmar
Typowe zastosowaniaSkrzynia biegów – bęben, długie wały napędoweBębny wolnoobrotowe, krótkie napędy z dużym rozbieżnościąSilnik-reduktorDługie wały o dużej rozpiętości
Cykl wymiany3–5 lat1–3 lata (tarcza cierna)1–1,5 roku (szpilki nylonowe)2–4 lata (noszenie krzyża)
Uwaga: Cykle wymiany są wartościami empirycznymi w ustalonych warunkach pracy; na rzeczywistą żywotność wpływają obciążenia udarowe, zapylenie otoczenia oraz poziom smarowania i konserwacji.

Bezpieczna obsługa sprzęgów dźwigowych

Ponieważ sprzęgło znajduje się pomiędzy każdym mechanizmem jezdnym, ma ono bezpośredni wpływ na prawidłową pracę całego dźwigu. Podczas eksploatacji należy przestrzegać następujących zasad:

  • Sprzęgło nie może wykazywać przekoszenia osiowego ani przemieszczenia promieniowego wykraczającego poza dopuszczalne granice, aby zachować jego funkcję przekładni.
  • Żadna śruba nie może być luźna ani jej brakować.
  • Przekładnie i sprzęgła Oldham należy regularnie smarować — zazwyczaj co 2–3 miesiące — aby zapobiec poważnemu zużyciu przekładni, które może prowadzić do poważnych konsekwencji.
  • Długość styku powierzchni zęba sprzęgła zębatego nie może być mniejsza niż 70% szerokości powierzchni zęba, a jego luz osiowy nie może przekraczać 5 mm.
  • Pęknięcia nie są dopuszczalne; w przypadku ich wystąpienia należy wymienić sprzęgło.
  • Klucze sprzęgające muszą ściśle przylegać i nie mogą być luźne.
  • W przypadku sprzęgła zębatego, gdy grubość zużycia zębów przekracza 15% pierwotnej grubości zęba w mechanizmach podnoszących lub 25% w mechanizmach jezdnych, lub gdy ząb jest uszkodzony, sprzęgło należy poddać utylizacji.
  • Pierścienie elastomerowe sprzęgieł sworzniowych i uszczelki sprzęgieł zębatych należy niezwłocznie wymienić, jeśli ulegną uszkodzeniu lub zestarzeją się.

Sprzęgła dźwigowe DGCRANE są projektowane z wysokiej jakości materiałów i spełniają rygorystyczne standardy produkcji. Sprzęgła te nie tylko spełniają zróżnicowane wymagania dotyczące kompensacji momentu obrotowego i niewspółosiowości, ale także skracają nieoczekiwane przestoje spowodowane awariami przekładni. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz elastycznych przegubów tłumiących drgania, czy przegubów krzyżakowych o dużym kącie, sprzęgła dźwigowe DGCRANE zapewniają stałą wydajność, co czyni je idealnym wyborem do stabilnego i długotrwałego przenoszenia mocy w dźwigach.

Wypełnij swoje dane, a my skontaktujemy się z Tobą w ciągu 24 godzin!

Kliknij lub przeciągnij pliki do tego obszaru, aby je przesłać. Możesz przesłać do 5 plików.