Accoppiamento motore flessibile: tipologie, limiti di disallineamento e fasi di selezione

Ogni otto mesi una pompa centrifuga da 15 kW in un impianto chimico consumava i giunti flessibili del motore a ganascia. L'accoppiamento non era il problema. La misurazione ha mostrato che gli alberi del motore e della pompa si trovavano a 0,9 mm di distanza l'uno dall'altro in parallelo e 0,6 gradi fuori allineamento angolare, circa tre volte quello che l'inserto della stella poteva assorbire. La sostituzione è fallita allo stesso modo. Un giunto motore flessibile è una parte di trasmissione della coppia con una tolleranza di disallineamento fissa e finita. Trattarlo come una cura per uno scarso allineamento è il modo più affidabile per continuare ad acquistare la stessa parte due volte l'anno.

Cosa fa e cosa non può fare un giunto motore flessibile

Un giunto motore flessibile collega l'albero motore all'albero di ingresso di una pompa, un cambio, un compressore, un ventilatore o una macchina utensile. Svolge tre compiti contemporaneamente: trasmette la coppia, assorbe i piccoli sfasamenti dell'albero che nessuna installazione reale elimina e riduce le vibrazioni e gli urti che altrimenti raggiungerebbero i cuscinetti del motore e i denti degli ingranaggi. La parola flessibile descrive l'elemento di lavoro, sia esso un inserto in elastomero, un soffietto metallico, un pacco lamellare inossidabile, una sezione di trave elicoidale o una griglia a molla. Non descrive una capacità illimitata di assorbire il disallineamento.

Ciò che la parte non farà è altrettanto importante. Non può mettere in linea due alberi mal allineati, assorbire la crescita termica di un lungo treno di alberi, compensare un piede zoppo o fungere da distanziatore tra macchine che avrebbero dovuto essere posizionate correttamente in primo luogo. Ogni progettazione flessibile comporta anche un costo. I tipi elastomerici smorzano bene le vibrazioni ma hanno limiti di temperatura e una durata di servizio limitata; i tipi metallici non hanno gioco e tollerano il calore, ma trasmettono le vibrazioni e possono affaticarsi. Il vantaggio, che si riduce a carichi inferiori sui cuscinetti, meno rumore e maggiore durata della macchina, è riassunto in questa nota sul vantaggi di un giunto flessibile .

I tipi di accoppiamento motore flessibile che specificherai effettivamente

In pratica le macchine a motore sono servite da otto famiglie di giunti. La tabella seguente elenca il disallineamento che ciascuno gestisce in servizio e le unità in cui guadagna il suo posto. Trattare le cifre come valori di pianificazione piuttosto che come limiti.

Due regole contano più dei numeri. Mantenere il disallineamento di lavoro a circa un terzo del valore nominale, poiché un giunto già funzionante al limite non ha riserva per la crescita termica o l'assestamento delle fondazioni. E abbina il materiale dell'elemento all'ambiente: gli inserti in nitrile sono confortevoli da circa -40 °C a 100 °C, il poliuretano leggermente meno nella parte superiore di tale intervallo, mentre un soffietto o un pacco a membrana sono limitati dalla durata alla fatica piuttosto che dalla temperatura.

RSK-CPFJC Giunto a stella a ganascia in alluminio ad alta rigidità Quando si dimensiona un giunto motorizzato, questa unità ganascia/ragno in alluminio a gioco zero smorza le vibrazioni e compensa l'offset in base alla coppia calcolata e al disallineamento. Visualizza il prodotto →

Sequenza di selezione: Coppia, Disallineamento, Velocità, Adattamento

Coppia e fattore di servizio

Iniziare dalla macchina condotta, non dal motore. La coppia richiesta è T = 9550 x P/n, con P in kW en in giri/min, quindi un motore da 22 kW a 1470 giri/min necessita di circa 143 Nm. Moltiplicare per un fattore di servizio: circa 1,5 per ventilatori lisci e pompe centrifughe, 2,0 per trasportatori, miscelatori e compressori alternativi e 2,5 o più per frantoi, presse a rulli e unità di inversione. Quindi confermare la coppia massima. Un motore in linea diretta può fornire da due a tre volte la coppia nominale all'avvio e la potenza di picco del giunto, non la sua potenza continua, determina quel momento.

Bilancio di disallineamento

Misurare l'offset dopo che le macchine sono state cementate e imbullonate, non dal disegno. Aggiungi la crescita termica tra gli stati freddo e caldo. Quindi scegli una dimensione le cui tolleranze parallele, angolari e assiali siano almeno tre volte quelle che ti aspetti di vedere. Il gioco assiale è quello più spesso dimenticato: un accoppiamento a soffietto su un treno di alberi che cresce di 1 mm a caldo cederà in spinta molto prima di cedere in torsione.

Velocità, equilibrio e contraccolpo

Al di sopra dei 3.000 giri al minuto circa, l'equilibrio diventa un criterio di selezione piuttosto che una nota a piè di pagina, e un giunto che si comporta a 1.500 giri al minuto può vibrare a 6.000 giri al minuto se il gruppo non è bilanciato come un tutt'uno. Sugli assi servo e di posizionamento, il gioco e la rigidità torsionale superano la capacità di coppia, motivo per cui i mozzi a morsetto e gli elementi a gioco zero sostituiscono le viti di fissaggio e gli inserti in elastomero in quelle posizioni.

Dettagli di installazione che determinano la durata dell'accoppiamento

• Allineare con un comparatore o un sistema laser su due piani, quindi ricontrollare dopo il primo giorno di funzionamento.
• Impostare i mozzi in modo che l'elemento flessibile si trovi nel gioco previsto e non utilizzare mai il giunto per chiudere il gioco dell'albero.
• Rispettare l'adattamento del foro. Un foro H7 su un albero h6 con la chiavetta corretta scorre senza forza; un foro allentato si irrita in poche settimane e un mozzo martellato danneggia i cuscinetti.
• Stringere le viti del morsetto e i bulloni del perno con una chiave calibrata, nella sequenza mostrata nel disegno.
• Tenere gli elementi in elastomero lontani da olio, ozono e luce solare diretta durante lo stoccaggio e ispezionarli in occasione di arresti programmati anziché attendere un guasto.

Modelli di fallimento e cosa ti dicono

• Un inserto a ragno indossato a forma di mezzaluna indica un disallineamento angolare; anche l'usura su tutti i lobi indica un sovraccarico.
• Un soffietto metallico incrinato in prossimità di una flangia di solito indica una corsa assiale o angolare ripetuta, non un difetto del materiale.
• I manicotti dei perni appiattiti o fusi indicano un calore ambientale o radiante superiore al limite dell'elastomero.
• Il foro del mozzo scanalato e la sede della chiavetta mostrano un accoppiamento libero combinato con l'inversione della coppia.
• Un giunto che si surriscalda con un carico moderato viene spesso eccessivamente compresso assialmente durante l'installazione.

Abbinamento del giunto alla macchina condotta

Su una pompa centrifuga, un ventilatore o un trasportatore a coclea azionati da un motore asincrono standard da 7,5 a 45 kW, di solito la scelta sensata è un giunto a perno a ganascia o con manicotto elastico. Entrambi tollerano lo spostamento parallelo e angolare, smorzano l'ondulazione torsionale del motore e possono essere rimontati sul posto in meno di un'ora senza spostare nessuna delle due macchine.

Giunto con perno con manicotto elastico RSK-LT Per gli azionamenti di motori a induzione standard su ventilatori, pompe o trasportatori, questo giunto elastico a perno a basso costo tollera lo sfasamento e semplifica la manutenzione in loco. Visualizza il prodotto →

I servoassi e gli assi di posizionamento sono un problema diverso. In questo caso il gioco conta più della coppia pura, quindi un soffietto metallico o un accoppiamento a trave con mozzi a morsetto mantengono la connessione rigida in torsione pur consentendo un piccolo offset. Perché il gamma di servoaccoppiamenti include le versioni a trave, a soffietto, a membrana, a ganascia e Oldham, è possibile mantenere un unico stile di montaggio su tutta la macchina.

Servo accoppiamento a soffietto in lega di alluminio RSK-CPRC Per gli assi di posizionamento servo e passo-passo in cui il gioco è importante, questo accoppiamento a soffietto inossidabile di tipo a morsetto compensa piccoli offset senza perdere la rigidità torsionale. Visualizza il prodotto →

I banchi prova ad alta velocità, i turbocompressori e i mandrini delle macchine utensili superano i limiti di equilibrio e fatica degli elastomeri, ed è qui che subentra un giunto a membrana valutato per 10.000 giri/min. Nella fascia pesante, presse a rulli, gru, laminatoi e alberi marini richiedono ingranaggi a tamburo o giunti a molla a serpentina, a volte con una ruota del freno, un albero intermedio o un mozzo diviso, e spesso come assemblaggio personalizzato anziché da catalogo.

Cosa inviare al produttore per un preventivo accurato

Una citazione di accoppiamento è valida tanto quanto i dati che la sostengono. Fornire quanto segue prima di chiedere un prezzo:

• Potenza del motore, velocità e metodo di avviamento
• Diametri dell'albero, dimensioni della sede chiavetta e classe di accoppiamento su entrambi i lati
• Disallineamento parallelo, angolare e assiale misurato o previsto
• Ciclo di lavoro, livello di shock e eventuale inversione di marcia
• Temperatura ambiente, umidità, polvere e sostanze chimiche
• Velocità operativa e, sopra i 3000 giri/min, grado di equilibratura richiesto
• Se è necessaria una ruota del freno, un disco del freno, un albero intermedio o un mozzo diviso

Con tale elenco, un fornitore può scegliere una dimensione standard, consigliare il materiale dell'elemento e confermare se è necessario un foro modificato, una sede per chiavetta o un assieme bilanciato. Questo livello di personalizzazione è di routine nella produzione di giunti industriali ed è normalmente più economico che specificare un'unità standard sovradimensionata per coprire un'incognita.

L'accoppiamento è il componente più economico nella maggior parte dei sistemi di trasmissione e si guasta molto spesso per ragioni che non hanno nulla a che fare con l'accoppiamento stesso. Correggi l'allineamento, dimensiona la coppia di picco, mantieni un terzo del margine di disallineamento di riserva e un giunto motore flessibile durerà più a lungo dei cuscinetti su entrambi i lati.