کوپلینگ ها، ارتباط بین دو محور را برقرار می سازند و در یک محدوده زمانی یا بطور دائم کار انتقال قدرت را انجام می دهند. کوپلینگ ها بین منبع انرژی (موتور) و ماشین کار یا جعبه دنده قرار می گیرند. و وظیفه خود را در چارچوب چهار گروه اصلی به پایان می رسانند. مثلاً در دستگاه ماشین تراش سه نظام، ماشین کار است.
کوپلینگ
وظایف کوپلینگ
نیروها و گشتاورها را منتقل می کنند.
تغییرات طولی، عرضی یا زاویه ای محورها نسبت به یکدیگر را ممکن می سازندن.
اتصال و جداسازی محورها را نسبت به هم میسر می کنند.
ضربه ها و ارتعاشات را کاهش می دهند و یا از بین می برند.
لازم به یادآوری است که اگر بخواهیم ارتباط دو محور را وصل یا قطع کنیم. این عمل با باز و بسته کردن اجزاء مکانیکی کوپلینگ انجام می پذیرد. در این صورت محور محرک بایستی از حرکت بایستد.
کلاچ ها نوعی از کوپلینگ ها هستند. با این تفاوت که ضمن کار، امکان قطع و وصل شدن انتقال قدرت دو محور را ممکن می سازند. اتصال به یک عمل مکانیکی یا فیزیکی وابسته است که معمولاً اصطکاک است. قطع و قصل کلاچ به دلایل زیر لازم است.
تغییر سرعت و تغییر جهت را در حین حرکت ممکن می سازد.
در مواقع نیاز و یا خطر، انتقال قدرت را در ماشین به سرعت قطع می کند.
از انتقال حرکت غیر ضروری ماشین جلوگیری می کند.
در مصرف انرژی صرفه جوی می کنند.
ترمزها به منظور تنظیم سرعت و ساکن کردن قطعات یا دستگاه های در حال حرکت به کار می روند. ترمزها معمولاً در تمامی وسایل نقلیه، انواع دستگاه های بالابر و جرثقیل و در بیشتر ماشین آلات به کار می روند.
کوپلینگ ها
گوپلینگ ها، محورها را در جهت محوری به یکدیگر ارتباط می دهند و انواع مختلفی دارند. در تعیین نوع کوپلینگ ها، ماهیت اساسی آنها را وضعیت قرار گیری محورها نسبت به هم و در یک امتداد نبودن آنها مشخص می کند. این غیر هم محوری در نتیجه مونتاژ و ساخت و ازدیاد طول در اثر حرارت پدید می آید. در شکل 1-7 چهار مورد از ارتباط دو محور مشاهده می شود.
کوپلینگ هایی که نمی توانند ناهماهنگی میان محورها را از بین ببرند و ارتباط برقرار کنند. کوپلینگ های صلب (سخت) نام دارند. ولی کوپلینگ هایی که پاسخ گوی این ناهماهنگی هستند. به کوپلینگ های ارتجاعی معروفند. اگر در کوپلینگ های ارتجاعی، ارتباط سینماتیکی برقرار گردد. آنها را سینماتیکی یا مفصلی می گویند. ولی اگر به وسیله اجزاء الاستیکی انجام گیرد. کوپلینگ های الاستیکی نام می گیرند.
کوپلینگ های صلب (خشک)
برای استفاده از این نوع کوپلینگ ها، دو محور باید کاملاً در امتداد هم متصل شوند. و به شکل یک تکه عمل کنند. تا گشتاور و تعداد دور بدون هیچ گونه افتی منتقل گردد. لازم به یادآوری است که در این کوپلینگ ها در امتداد هم قرارگیری محورها، بسیار دشوار است. و اگر این دو محور در یک امتداد قرار نگیرند. در محل ارتباط، گشتاور و نیروی ضربه ای ایجاد می گردد. به همین دلیل، در هنگام برقراری ارتباط، دقت خاصی لازم است. از این کوپلینگ ها، اغلب در ارتباط های با دور کم و یا در محورهایی با هم راستایی جزئی، استفاده می شود. متداولترین آنها دو دسته هستند. الف) کوپلینگ های پوسته ای. ب) کوپلینگ های فلانچی (دیستکی).
7-2-1 کوپلینگ پوسته ای
ویژگی این نوع کوپلینگ ها، ساده بودن آنهاست. که دو محور را به صورت خودکار، هم مرکز می سازند. و خیلی راحت باز و بسته می شوند. اینها نیز از نظر ساختمان دارای شکل های گوناگونی هستند. که یک نوع آن در شکل 2-7 نمایان است.
پوسته این کوپلینگ ها دو تکه است. و محور داخل این دو نیمه قرار می گیرد. هر دو پوسته به وسیله پیچ هایی بر روی محورها بسته می شوند. در نتیجه این بسته شدن، بین محور و کُوپلینگ در سطح داخلی فشار ایجاد می شود. و گشتاور چرخشی به وسیله اتصال اصطکاکی انتقال می یابد. به خاطر اهمیت مسئله اطمینان، اغلب بین محور و پوسته از خارهای انطباقی نیز استفاده می شود. بدین ترتیب در صورت نیاز، گشتاور به وسیله این خار منتقل می شود. در چنین شرایطی هرگز از گوه استفاده نمی شود. زیرا نیروهای بستن در خلاف جهت نیروی گوه اثر می کنند. همچنین پیچ های مربوط، به صورت متناوب (یک در میان) و برعکس همدیگر بست می شوند تا از لنگی وزن جلوگیری شود.
پوسته این کوپلینگ ها از جنس چدن (GG-20) یا از فولاد ریختگی (GS-45) تولید می شود. برای انتخاب آنها می توانیم از کاتالوگ های مختلف کارخانه ها کمک بگیریم.
جدول 1-7، نمونه ای از کوپلینگ های پوسته ای که مربوط به DIN 115 است و قطر سوراخ (D) را نشان می دهد
کوپلینگ فلانچی
در این کُوپلینگ ها نیز باید دو محور کاملاً در یک امتداد باشند. این کُوپلینگ ها نیروی خمشی زیادی را تحمل نمی کنند. ولی می توانند قدرت پیچشی زیادی را انتقال دهند. (شکل 3-7). اساساً کوپلینگ های فلانچی دو تکه هستند. و هر یک به انتهای یک محور مونتاژ می شوند. و آنها را به وسیله پیچ ها می بندند. اتصال فلانچ ها بر روی محور، به وسیله خارهای انطباقی صورت می گیرد. معمولاً سطح دو فلانچ را به شکل برجستگی و فرورفتگی می سازند که دو محور بدین وسیله کاملاً هم محور می شوند (شکل 3-7 ب).
تنها عیب این روش این است که در هنگام باز کردن آنها، فلانچ، سیستم فلانچ و محور را در جهت محوری حرکت می دهد. و از هم جدا می سازد. به همین خاطر در بعضی مواقع بین دو فلانچ، یک حلقه قرار می دهند (شکل 3-7-ت). این نوع کوپلینگ ها از جنس چدن 20-GG و GG-25 و یا فولاد ریختگی 45-GS هستند. که مشخصات آنها را از کاتالوگ های کارخانه های مختلف می توان انتخاب کرد.
ان کوپلینگ ها به راحتی می توانند حرکت و گشتاور را در بین محورهایی با قطرهای مختلف انتقال دهند. فقط عملیات فرم دادن قسمت های داخلی و خارجی آنها دشوار است.
کوپلینگ های ارتجاعی
هرگاه نتوانیم محور محرک و متحرک را در یک امتداد قرار دهیم. یعنی این دو محور، انحراف محوری، شعاعی و زاویه ای جزیی نسبت به هم داشته باشند. از کوپلینگ های ارتجاعی استفاده می شود. که حرکت دورانی الاستیکی ندارند. و گشتاور چرخشی را مانند کوپلینگ های ثابت منتقل می سازند. بنابراین، این کوپلینگ ها نسبت به کوپلینگ های ثابت، مصرف بیشتری دارند. در انحرافات زاویه ای که ارتعاشاتی به وجود می آید. این کوپلینگ ها نمی توانند آن را از بین ببرند. به همین دلیل نسبت به کوپلینگ های الاستیکی که از این خانواده هستند. حرکت های دینامیکی کاملاً متفاوتی دارند. این کوپلینگ ها به دو دسته تقسیم می شوند: الف) کوپلینگ متحرک ب) کوپلینگ های الاستیکی
کوپلینگ های متحرک
گوپلینگ های پنجه ای متغیر طولی (منبسط شونده طولی)
ساده ترین نوع کوپلینگ های متغیر غیرالاستیکی هستند که به کوپلینگ پنچه ای معروف اند. زمانی که در محورها، در مقابل حرارت زیاد، انبساط طولی بیشتری پدید آید. از این نوع کوپلینگ ها استفاده می شود (مثل توربین های بخار). در شکل 4-7 نمونه این کوپلینگ نمایان است.
از این کوپلینگ ها به عنوان کلاچ های با قابلیت قطع و وصل نیز استفاده می شود. یک نیمه آن به وسیله یک خار لغزنده می تواند در انتهای یکی از محورها، حرکت کشویی انجام دهد. و با نیمه دوم که در روی محور دیگر ثابت شده، درگیر و یا از آن جدا گردد. و بدین ترتیب انتقال حرکت را قطع و وصل کند. برای این منظور هر دو محور باید در حالت سکون باشند.
کوپلینگ اولدهام (متغیر مقطعی)
کوپلینگ های اولدهام از سه قسمت جداگانه تشکیل شده اند. نمونه های مختلف آن در شکل 5-7 دیده می شود. در شکل 5-7 الف این نوع کوپلینگ را در حال درگیری مشاهده می کنیم. کوپلینگ ها به ترتیب به محورهای 1 و 2. با استفاده از خارهای انطباقی، متصل شده اند. و دیسک میانی A که دارای دو باریکه برجسته در دو پیشانی طرفین با زاویه 90 درجه نسبت به هم است. با آنها درگیر است.
این اجزاء به صورت جدا از هم در شکل 5-7 پ مشخص و معلوم است. این درگیری در امتداد محور، مثل سطوح لغزنده صورت می گیرد. و لقی های موجود در برجستگی و فرو رفتگی های آنها، این عمل را ساده تر می کند. و اگر محورها نسبت به هم انحراف محوری یا شعاعی داشته باشند. در موقع دوران محورها، با نوسانات مناسب دیسک میانی، حالت تعادل برقرار می شود. همچنین با جلوگیری از تأثیر نیروهای اضافی، حرکت و گشتاور منتقل می شود.
انحراف های شعاعی بین محورها، می تواند تا a = 0/05d باشد (شکل 5-7-الف). و انحراف زاویه تا ° 1 ≥ φ را می تواند تحمل کند. همچنین نوع دیگر این کوپلینگ، مطابق شکل 5-7 ت. زاویه انحراف را تا ° 3 ≥ φ و کوپلینگ شکل 5-7 ت تا ° 4 ≥ φ می تواند، تحمل کند.
φ (فی) زاویه انحراف دو محور است. کوپلینگ های اولدهام در هنگام دوران، می توانند در روی دیسک میانی به فاصله دایره ای به قطر a حرکت کنند. این حرکت بسته به وزن دیسک میانی، نیروی گریز از مرکز ایجاد می کند. به همین دلیل حتی الامکان سعی می شود. وزن دیسک میانی کم در نظر گرفته شود. و در نتیجه دیسک میانی را جنس نایلون سخت می سازند.
نوع کوپلینگ را معمولاً با توجه به نیاز، از کاتولوگ های کارخانجات انتخاب می کنند. فقط در موقع انتخاب، فشارهای سطحی مربوط به سطوح تماس کنترل می شود. این رابطه های h=0.03d و D=(3,4)d مقادیر h و D به دست می آیند. که d قطر محور، و h ارتفاع برجستگی دیسک میانی است. فشارهای سطح تماس در شکل 5-7 ب مشخص و نمایان است. درجه سختی برجستگی دیسک میانی باید 55 الی 60 درجه سختی راکول باشد. و پس از 100 ساعت کار، گریس کاری شود.
راکول چیست؟ راکول دستگاه سختی سنج فلزات است. که درجه سختی فلزات را با آن اندازه می گیرند.
کوپلینگ گاردان (متغیر زاویه ای)
در انتهای دو محور، دو چنگال متصل می شود. و یک عضو میانی به شکل صلیب، ارتباط محورها را برقرار می سازد. گاه با مفصل های کروی نیز تولید می شود. که در صنعت موارد کاربرد زیادی دارند. در انتقال حرکت بین دو محوری که امتداد آنها نسبت به هم تحت زاویه باشد. مورد استفاده قرار می گیرند. شکل (6-7) برای انتقال نیروهای پیچشی بین دو محوری که در یک امتداد نیستند و یا با زوایای مختلفی نسبت به یکدیگر قرار دارند. از مفصل استفاده می کنند. مفصل بندی این نوع کوپلینگ ها را در شکل (7-7) می بینیم.
در صورتی که زاویه انحراف بین دو محور زیاد باشد. از چهار شاخ گاردان استفاده می شود. توصیه می شود که زاویه انحراف بین دو محور °5 تا °15 در نظر بگیرند.
البته در دورهای خیلی پایین، حرکت را تا زاویه °45 می توان منتقل کرد. در این حالت معمولاً بین دو محور، یک محور واسطه قرار می گیرد. که وجود چنین محوری سبب می شود. تا دو محور محرک و متحرک به صورت موازی قرار گیرند. بدین ترتیب می توانیم سرعت دو محور محرک و متحرک را یکسان سازیم و در صورت نیاز می توانند زاویه دار نیز باشند. در شکل (8-7) استفاده از محور واسطه را در حالت های مختلف مشاهده می کنیم.
البته دلیل دیگر بکارگیری از دو شاخ گاردانی، از بین بری خطاهای احتمالی موجود در مفاصل است. برای اینکه گاردان ها اصولی کار کنند. شرایط زیر لازم است.
الف) همه قطعات محورها بر روی یک صفحه قرار خواهند گرفت.
ب) هر دو مفصل نسبت به هم با حالت Z به خود می گیرند. و یا با زاویه کار خواهند کرد.
پ) در هر دو حالت (ب) زوایای گاردان یکی خواهد شد.
ت9 چنگال های هر دو سر میله میانی در یک صفحه قرار خواهند داشت.
گاردان ها در صنعت خودروسازی، لکوموتی و ماشین سازی ابزار کاربرد زیادی دارند.
در شکل 9-7 یک نمونه پرکاربرد آنها را مشاهده می کنید.
چنانچه بیان شد خیلی مواقع در مفاصل از ساچمه استفاده می کنند. نمونه این محور را در شکل 10-7 مشاهده می کنید.
کوپلینگ های دنده ای:
از پر مصرف ترین انواع کوپلینگ ها، کوپلینگ های دنده ای هستند.
سیستم هایی وجود دارد که در آنها چرخ دنده، فقط روی یک محور سوار می شود. در شکل 11-7 الف در قسمت فوقانی و بغل دنده های کوپلینگ که شکل کروی دارد و لقی ایجاد می کنند، نمایان است. که انحراف های محوری، شعاعی و زاویه ای بین دو محور را بر طف می سازد (شکل 11-7 ب و 11-7پ). در موقع انتخاب این نوع کوپلینگ از کاتالوگ، باید دقت کرد که هر چه زاویه انحراف افزایش یابد. به همین اندازه نیروی انتقالی کمتر می شود.
برای انتقال گشتاورهای کوچک و متوسط، نوع ارزان آن ها که به نام کوپلینگ متغیر همه جانبه معروف است. به کار می رود که از پلاستیک خیلی سخت تولید می شود.
کوپلینگ های دنده ای
دو چرخ (1) و (2) به وسیله خارهای انطباقی به دو انتهای محورهای محرک و متحرک مونتاژ می شود. یک پوسته (3) که دارای دنده های داخلی است. ارتباط این دو محور را برقرار می سازد. این پوسته به صورت دو قطعه ساخته میشود. و با پیچ و مهره به هم متصل می شود. چنانچه بخواهند گشتاورهای کوچک را انتقال دهند. به صورت یکپارچه ساخته می شود. که بوسیله پیچ های (5) جمع شده، به هم بسته می شوند.
کوپلینگ توربو فلکس
این کوپلینگ ها مطابق شکل 12-7 الف از دو توپی فلانچ دار a و b و قطعه میانی c. که عمدتاً بصورت شفاف توخالی فلانچ دار است، تشکیل می شوند. گشتاور توسط المان فنری d منتقل می شود. و به کمک آن جابه جایی محوری و زاویه ای میسر است. نصب این کوپلینگ، بین یک الکتروموتور و یک پمپ در شکل 12-7 ب نشان داده شده است.
کوپلینگ های الاستیکی
کوپلینگ های الاستیکی، انحرافات محوری، شعاعی و زاویه ای بین دو محور محرک و متحرک را تنظیم می کنند. و حرکت را به نرمی انتقال می دهند. این کوپلینگ ها در اثر حرکت، ارتعاشات و ضربه های ایجاد شده را از بین می برند. و مستهلک می کنند. در این کوپلینگ ها معمولاً دو فلانچ برروی دو محور محرک و متحرک مونتاژ شده است. و بین آنها، اجزاء الاستیکی از نوع حلقه ها و صفحات لاستیکی و فنرهای نواری و فشاری قرار گرفته اند. که ارتباط بین دو محور را بر قرار می سازند. در شکل 13-7 دو نیمه کوپلینگ با تغییرات ممکن این دو نیمه نسبت به هم نشان داده شده است. همچنین در اثر گشتاور انتقالی، هر دو نیمه کوپلینگ، نسبت به یکدیگر می چرخند. در یک چرخش ضربه ای، زاویه چرخش بزرگ تر می شود. و لاستیک میانی، ضربه را جذب و مستهلک می کند.
کوپلینگ های الاستیک، انواع مختلفی دارند. که در این جا به سه نوع خیلی مهم آنها اشاره می کنیم.
الف) کوپلینگ های الاستیکی با نواز فنری
ب) کوپلینگ های بسیار الاستیک پری فلکس
پ) کوپلینگ های بسیار الاستیک کِگِل فلکس
کوپلینگ های الاستیکی با نوار فنری
انتقال حرکت و گشتاور در این کوپلینگ ها به کمک یک نوار فنری فولادی انجام میشود. در شکل 14-7 نوعی از این کوپلینگ را می بینیم. که فنر به صورت مارپیچ در داخل شیارهای فرعی در محیط دو نیمه کوپلینگ قرار گرفتند. برای این که فنر بر اثر نیروی گریز از مرکز از درون شیار خارج نشود از یک پوشش فلزی استفاده می شود.
چون نیروهای ضربه ای وارد بر نیمه محرک کوپلینگ، موجب تغییر نرم الاستیکی بازوهای پیچشی فنر می شود. و بر اثر سختی و خاصیت فنرها،ضربات را خنثی می کند. همچنین نیمه محرک کوپلینگ و نیمه متحرک را به آرامی به دنبال خود می کشد. و با خود هماهنگ می سازد، لذا از این کوپلینگ ها برای انتقال گشتاورهای زیاد، مثل دستگاه های نورد استفاده می کنند. در حالی که محورها باید در یک امتداد باشند. زیرا امکان تصحیح انحراف محوری وجود ندارد.
کوپلینگ بسیار الاستیک پری فلکس
در این کوپلینگ ها، دو نیمه کوپلینگ با لاستیک به هم متصل می شوند. و بر اثر خاصیت الاستیکی خیلی زیاد، ضربه ها و ارتعاشات شدید، کاملاً مستهلک می شوند.
اثرات ناشی از انحرافات زیاد شعاعی، زاویه ای و جابه جایی محوری، خنثی می شوند. چنان چه در شکل 15-7 مشاهده می کنید. هر دو گلویی به کمک لاستیک U شکل رشته وار، با استفاده از حلقه های فشاری توسط پیچ ها به همدیگر متصل می شوند. بدین ترتیب انحرافات خیلی بزرگ تنظیم می شود و باعث انتقال گشتاورهای بزرگ می شود.
عضو شوید
عضویت سریع
آمار مطالب
آمار بازدید
آمار
وب سایت:
