Gids voor schijfkoppelingen: typen membraankoppelingen, selectie en installatie

Vraag drie ingenieurs om het verschil uit te leggen tussen a membraan koppeling en een schijfkoppeling en je krijgt mogelijk drie verschillende antwoorden. Sommigen beschouwen de twee namen als exacte synoniemen. Anderen beweren dat een membraankoppeling één metalen plaat met contouren gebruikt, terwijl een schijfkoppeling een stapel dunne gelamineerde platen gebruikt. Beide opvattingen bevatten een kern van waarheid, en de praktische gevolgen zijn meestal kleiner dan de marketingtaal eromheen suggereert.

De korte versie: beide ontwerpen behoren tot dezelfde familie van torsiestijve, spelingsvrije koppelingen met metalen elementen. Beide brengen het koppel over via dun, flexibel metaal dat ook een verkeerde uitlijning van de as absorbeert. De echte vraag is niet "membraan of schijf", maar welk constructiedetail past bij uw koppel, snelheid, verkeerde uitlijning en onderhoudsrealiteit.

Diafragmakoppeling versus schijfkoppeling: twee namen voor één familie

Een membraankoppeling maakt doorgaans gebruik van een of twee metalen membranen met contouren, gevormd uit roestvrij of hoogwaardig gelegeerd staal en verbonden met de naven door middel van lassen, bouten of een klemverbinding. Het profiel van het diafragma is zo ontworpen dat het dunne materiaal elastisch buigt terwijl er nog steeds een aanzienlijk koppel van de naafrand naar het afstandsstuk of de tegenoverliggende naaf wordt overgebracht.

Een schijfkoppeling maakt gebruik van een pakket zeer dunne schijven, vaak tussen 0,2 mm en 1 mm dik elk, gestapeld en vastgeschroefd of geklonken in een afwisselend patroon, zodat het koppel over vele lagen wordt verdeeld. Het toevoegen van schijven verhoogt het koppelvermogen zonder het element onaanvaardbaar stijf te maken. Daarom zijn grote schijfpakketten gebruikelijk op hogesnelheidstreinen met hoog vermogen.

De terminologie verschilt per regio en per catalogus. Wat Noord-Amerikaanse leveranciers gewoonlijk een schijfkoppeling noemen, wordt in Europa en Azië vaak verkocht als membraankoppeling. Wanneer u offertes vergelijkt, vergelijk dan tekeningen, schijfaantallen, elementdikte, boutpatronen en geschatte verkeerde uitlijning, niet de productnaam.

Hoe het metalen element koppel en verkeerde uitlijning overdraagt

In beide ontwerpen gaat het koppel door het flexibele metalen element, dat voornamelijk werkt bij trek en buiging in plaats van bij afschuiving. Dit is de reden waarom de koppelingen torsiestijf zijn: er is geen rubber, geen glijdende spiebaan en geen speling tussen de tanden, zodat de hoekpositie aan de ingang aan de uitgang wordt gereproduceerd met vrijwel nul speling. Die kwaliteit is van belang bij het positioneren van aandrijvingen, druk- en papiermachines, en elke trein waar bewegingsverlies kwaliteitsproblemen veroorzaakt.

Een verkeerde uitlijning wordt verholpen door het elastisch buigen van hetzelfde element. Een enkel schijfpakket of diafragma accepteert normaal gesproken tussen ongeveer 0,5 en 1,5 graden hoekafwijking. Parallelle offset wordt niet door het element zelf geabsorbeerd; er is een afstandsstuk of een tussenas tussen twee pakketten nodig. Axiale verplaatsing, thermische groei en kleine montagetoleranties worden opgevangen binnen grenzen die afhankelijk zijn van de elementdikte en stapelhoogte.

Axiale stijfheid is de stille beslissende factor

Omdat beide koppelingen in axiale richting stijf zijn, drukken ze bij uitrekking of samendrukking terug tegen de assen. Bij koude apparatuur doet dit zelden ertoe. Op warme apparatuur, of waar een lange as enkele millimeters groeit tussen koude en warme omstandigheden, belast de herstelkracht de lagers voortdurend. Een schijfpakket met meer dunnere lagen is axiaal doorgaans iets vergevingsgezinder dan een enkel dik diafragma, wat een van de redenen is waarom gelamineerde pakketten domineren in turbomachines met hoge temperaturen.

Vergelijking van hoofd tot hoofd

De onderstaande tabel vat samen hoe de twee constructies zich gewoonlijk gedragen. Beschouw het als algemene richtlijn, omdat echte limieten afhankelijk zijn van de grootte, het aantal schijven, het boutontwerp en de eigen tests van de fabrikant.

Waar het verschil daadwerkelijk tot uiting komt in service

In de dagelijkse fabrieksomstandigheden zijn er drie factoren die de twee ontwerpen scheiden. De eerste is de boutverbinding. Vastgeschroefde schijfpakketten kunnen worden geopend, geïnspecteerd en opnieuw opgebouwd, wat past bij fabrieken die de staat bij elke grote revisie moeten documenteren. Een gelast membraan wordt meestal als compleet element vervangen, wat eenvoudiger maar minder flexibel is als u de levensduur wilt verlengen door opnieuw te plateren.

De tweede is vermoeidheid onder cyclisch koppel. Omkeeraandrijvingen, zuigercompressoren en walshulpmiddelen belasten het element miljoenen keren. Dunne gelamineerde schijven verdelen de belasting over vele lagen, terwijl een enkel diafragma de spanning in het profiel concentreert. Beide overleven goed als ze de juiste maat hebben; beide falen vroeg, terwijl dat niet het geval is.

De derde is het milieu. Roestvrije elementen zijn bestand tegen de meeste industriële atmosferen, maar chloriden, zuurdampen en zoutnevel vallen ze nog steeds aan. In die omstandigheden is de schijfdikte van belang, omdat een dunne schijf sneller sectie verliest dan een dikker diafragma.

Lange overspanningen en afstandhouders

Wanneer de twee machines ver uit elkaar staan, of de koppeling moet worden verwijderd zonder een van beide machines te verplaatsen, specificeert u eigenlijk een afstandskoppeling. Twee elementenpakketten, één stijve buis en een gedefinieerde lengte worden de beslissende parameters. Dit is de configuratie die we het vaakst bouwen voor pompsets, testopstellingen en molenaandrijvingen waar de toegang voor onderhoud krap is.

MPJ afstands-membraankoppeling met tussenas Voor krachtoverbrenging over grote overspanningen compenseert deze metalen membraankoppeling met afstandhouders een verkeerde uitlijning en zorgt tegelijkertijd voor een hoge torsiestijfheid en een smeringsvrije werking. Bekijk Product →

Als u een van deze units installeert, verdient de uitlijningsprocedure evenveel aandacht als de selectie zelf. We hebben een stap-voor-stap uitleg gegeven over de installatiestappen van de membraankoppeling, waarin aandacht wordt besteed aan het vinden van het midden, de volgorde van het aandraaien van de bouten en de controles die na de eerste warme run moeten worden herhaald.

Wanneer een andere koppeling u beter van pas komt

Metaalelementkoppelingen zijn niet de oplossing voor elk aandrijfprobleem. Als u een zeer hoog koppel bij lage snelheid nodig heeft, een beetje speling kunt verdragen en iemand beschikbaar heeft om de koppeling te smeren, is een trommeltandwielkoppeling vaak de zuinigere en meer vergevingsgezinde keuze. Het gekroonde tandprofiel verwerkt zowel hoek- als radiale verplaatsingen in één compact pakket, en tolereert de ruwe uitlijning die gepaard gaat met zware handlingapparatuur.

GA-serie heavy-duty trommeltandwielkoppeling Voor aandrijvingen met een hoog koppel en lage snelheid compenseert deze robuuste trommeltandwielkoppeling hoek- en radiale verkeerde uitlijning en is geschikt voor zware handling-, frees- en maritieme toepassingen. Bekijk Product →

Slangveerkoppelingen zijn geschikt voor schokbelaste aandrijvingen waarbij enige torsieveerkracht welkom is. Elastomeerkoppelingen, zoals de typen banden, ster- en hulspennen, dempen trillingen en zijn niet duur om opnieuw te bushen, maar hun rubberen elementen verouderen, worden zachter bij temperatuur en zorgen voor een kleine hoeveelheid opwinding waar positioneringssystemen een hekel aan hebben. Veiligheidskoppelingen horen thuis in een heel ander gesprek, omdat het hun taak is om los te laten of te slippen wanneer het koppel een ingestelde waarde overschrijdt.

Hoe wij deze koppelingen bouwen en controleren

Zhongye Heavy Industry Technology produceert sinds 2014 koppelingen in Zhenjiang, Jiangsu, en koppelingen met metalen elementen zijn een van onze kernproductlijnen. Het assortiment omvat ontwerpen met enkel en dubbel membraan, typen afstandhouders met tussenassen en varianten met een hoger koppel voor zware toepassingen. Naast de standaardcatalogus ontwerpen en produceren wij niet-standaard koppelingen, wat vaak de snelste route is wanneer een machine een ongebruikelijke asdiameter, een vreemde overspanning of een ruimteomhulsel heeft waar geen catalogusformaat in past.

DMA enkelvoudige elastische membraankoppeling Een metalen koppeling met één membraan en een spie voor nauwkeurige koppeloverdracht, zonder speling, hoge torsiestijfheid en smeermiddelvrije werking. Bekijk Product →

Onze werkplaatsen omvatten een zware bewerkingshal van 5.500 vierkante meter en een precisiehal van 4.600 vierkante meter, zodat zowel grote flenzen als fijne schijfstapels in eigen huis kunnen worden geproduceerd. Inkomend materiaal, warmtebehandeling en uiteindelijke afmetingen worden vóór verzending gecontroleerd en we bespreken graag de toleranties die voor uw specifieke trein het belangrijkst zijn. Een volledigere beschrijving van onze productie- en testmogelijkheden is beschikbaar op onze bedrijfscapaciteitenpagina.

Een praktische selectiechecklist

Voordat u tussen een membraan- en een schijfkoppeling beslist, verzamelt u de volgende informatie. Het verkort het gesprek met welke leverancier dan ook aanzienlijk.

1. Nominaal en piekkoppel van de aandrijving, inclusief startkoppel en eventuele blokkeeromstandigheden.
2. Continue en maximale snelheid, plus of de trein een kritische torsiesnelheid passeert.
3. Hoek-, parallelle en axiale uitlijnfouten verwacht na uitlijning, niet de ideale figuur.
4. Afstand tussen aseinden en hoeveel ruimte beschikbaar is voor verwijdering en hermontage.
5. Omgevings- en bedrijfstemperatuur, vochtigheid, stof en eventuele corrosieve dampen.
6. Asdiameters en spiebaan- of klemdetails aan beide zijden.
7. Lageropstelling en of de lagers de axiale herstelkracht van de koppeling kunnen accepteren.
8. Onderhoudsbeleid: als geheel vervangen, of ter plaatse openen, inspecteren en opnieuw opbouwen.

De afhaalmaaltijd

Diafragmakoppeling versus schijfkoppeling is vaak een vergelijking tussen twee takken van dezelfde familie in plaats van twee rivaliserende technologieën. Het gelamineerde schijfpakket en het voorgevormde membraan gedragen zich op vergelijkbare wijze: torsiestijf, spelingvrij, smeermiddelvrij en in staat om lang mee te gaan als de juiste afmetingen worden toegepast. Kies op elementdikte, aantal schijven, axiale stijfheid, bout- of lasverbindingen en de onderhoudspraktijk die uw fabriek feitelijk volgt.

Stuur ons de dienstgegevens en een eenvoudige schets van de asopstelling, en wij vertellen u eerlijk welke constructie past en waar een trommeltandwiel of elastomeerkoppeling u beter van pas zou komen.