Elastomerik Kaplinler: Nasıl Çalışır, Türleri ve Seçim Kılavuzu

Elastomerik Kaplin Nedir?

İki çelik çene arasına bir poliüretan bloğu sıkıştırın, bunu bir çift mile cıvatalayın; böylece elastomerik bir kaplinin çalışma çekirdeğine sahip olursunuz. Tasarım, endüstriyel görev için neredeyse fazla basit görünüyor, ancak bu kaplinler rutin olarak pompalarda, fanlarda ve konveyör tahriklerinde günün her saati yüzlerce Newton metrelik tork taşıyor.

Elastomerik bir kaplin, her iki ucunda metalik göbekler ve aralarına sıkıştırılmış metalik olmayan esnek bir eleman (genellikle kauçuk veya poliüretan) kullanarak iki dönen şaftı birbirine bağlar. Elastomer aynı anda üç iş yapar: Torku tahrik milinden tahrik edilen mile taşır, küçük miktarlardaki mil yanlış hizalamasını absorbe etmek için esner ve aktarma organlarını titreşime ve şok yüklemeye karşı tamponlar. Bu kombinasyon, elastomerik tasarımların genel amaçlı motor-pompa ve motor-fan bağlantılarında baskın olmasının nedenidir; burada mükemmel şaft hizalaması nadiren pratiktir ve bir miktar dahili bağışlama rulman tasarrufu sağlar.

Elastomerik Kaplinler Torku Nasıl İletir?

Bu kaplinlerde tork metal-metal temasından geçmez; elastomerden geçer ve bunu yapma şekli, kategoriyi iki aileye ayırır.

Sıkıştırma yüklü tasarımlar Çeneli ve örümcek kaplinlerde olduğu gibi, esnek elemanı her bir göbekteki birbirine kenetlenen tırnaklar arasına sıkıştırın. Tahrik göbeği döndükçe, kulakları örümceğin loblarına baskı yapar ve bu da tahrik edilen göbeğin kulaklarını iter. Eleman hiçbir zaman gerilmez veya kesilmez, yalnızca sıkıştırılır, bu da stresi daha geniş bir yüzeye yayar ve servis ömrünü uzatma eğilimi gösterir.

Kesme yüklü tasarımlar Pim ve burç veya lastik tarzı kaplinler gibi bağlantı elemanları, elastomeri saf sıkıştırma yerine bükme veya bükme hareketiyle çalıştırır. Bu geometri, sıkıştırma türleriyle karşılaştırıldığında biraz daha düşük tepe tork yoğunluğu pahasına, genellikle daha geniş bir esnek yola ve daha fazla yanlış hizalama kapasitesine izin verir.

Çoğu elastomerik kaplin aynı zamanda yerleşik bir güvenlik marjına da sahiptir: esnek eleman aşınırsa veya arızalanırsa, birçok tasarımdaki metal göbek özellikleri kısa mekanik temas sağlayarak torkun, ani bir tahrik kaybı yerine kontrollü bir kapatma için yeterince uzun süre düşük kapasitede akmaya devam etmesine olanak tanır.

Yaygın Elastomerik Kaplin Tipleri

Her elastomerik kaplin aynı görünmeyebilir ve farklılıklar seçim açısından önemlidir. Üç tasarım endüstriyel uygulamaların büyük kısmını kapsamaktadır.

• Çene ve örümcek kaplinleri birbirine kenetlenen çenelere sahip iki göbek ve aralarında yıldız şeklinde bir elastomerik örümcek kullanın. Kompakttırlar, bakımı kolaydır - örümcek her iki şaftı da hareket ettirmeden değiştirilebilir - ve orta dereceli açısal ve paralel yanlış hizalamayı affeder.
• Lastik kaplinleri örümceği her iki göbeğin etrafına sarılı tam kauçuk bir "lastik" ile değiştirin. Daha büyük esnek hacim, onlara elastomerik ailenin en geniş hizasızlık aralığını ve kaçak akımların rulmanları tehdit ettiği yerlerde önemli olan şaftlar arasında güçlü elektriksel izolasyonu sağlar.
• Elastik pim (pim ve burç) kaplinleri kauçuk burçlarla sarılmış metal pimleri iki bağlantı flanşındaki deliklerden geçirin. Çelik pimler, saf elastomer tasarımına kıyasla doğrudan yükün daha fazlasını taşır; bu, şok emilimini sağlam tutarken tork kapasitesini de artırır.

Elastomer Malzeme ve Sertlik Seçimi

Kauçuk veya poliüretan blok, basit şeklinin önerdiğinden daha fazla mühendislik işi yapıyor ve seçilen malzeme kalitesi, kaplinin yük altında davranışını değiştiriyor.

Doğal kauçuk, güçlü titreşim sönümleme özelliği sunar ve soğuk koşullarda iyi performans gösterir, ancak yağlara ve yüksek sıcaklıklara karşı direnci sınırlıdır. Poliüretan, daha yüksek tork kapasitesi, daha iyi aşınma direnci ve çok daha iyi yağ direnci için biraz sönümleme sağlar; bu nedenle genel endüstriyel kullanıma hakimdir. Hytrel gibi özel elastomerler, zorlu ortamlar için özelliklerini daha geniş bir sıcaklık bandında koruyarak aradaki boşluğu doldurur.

Herhangi bir malzemede sertlik, performansı ayarlayan değişkendir. Daha yumuşak bileşikler daha kolay esner ve titreşimi daha iyi sönümler, ancak aşırı deforme olmadan önce daha az tork iletir; Daha sert bileşikler daha fazla tork taşır ve bir miktar şok emilimi pahasına yük altında daha sıkı tutunur. Üreticiler bu özelliği, çoğunlukla Shore A ölçeğinde durometre sertliğini kullanarak derecelendirir. Kauçuk girinti sertliği için ASTM standardı . 80-85 Shore A aralığındaki daha yumuşak bir eleman, yastıklamanın en önemli olduğu uygulamalara uygundur; 95-98 Shore A'ya yakın daha sert bir eleman ise daha az esneklikle daha yüksek tork yoğunluğuna ihtiyaç duyan sürücülere uygundur.

Yanlış Hizalama Telafisi ve Titreşim Sönümleme

Gerçek dünyadaki miller hiçbir zaman mükemmel şekilde hizalanmaz ve elastomerik bağlantılar büyük ölçüde bu kusuru zararsız hale getirmek için mevcuttur.

• Açısal yanlış hizalama iki şaft merkez çizgisi paralel gitmek yerine belli bir açıyla kesiştiğinde meydana gelir. Elastomer, bükülme yükünü yataklara iletmeden bunu absorbe etmek için çevresi etrafında eşit olmayan bir şekilde esner.
• Paralel hizalama şaft eksenleri paralel kaldığında ancak yan yana kaydırıldığında meydana gelir. Esnek eleman boşluğu kapatmak için hafifçe kesilir.
• Eksenel (uç şamandıra) hareket termal genleşme veya yatak boşluğu değişikliklerinden kaynaklanır. Çoğu elastomerik tasarım, itme yüklerini aktarma organlarından geri iletmeden bir miktar eksenel kaymaya izin verir.

Sönümleme performansı da aynı esneklikten gelir. Tork, motorun çalıştırılmasındaki ani artışlardan, konveyördeki eşit olmayan yüklerden veya ileri geri hareket eden bir pompadaki döngüsel yüklemeden dolayı dalgalandıkça, elastomer her tepe noktasını doğrudan geçmek yerine hafifçe gerilir ve rahatlar. Bu, burulma titreşimini rulmanlara ve dişli kutularına ulaşmadan önce yumuşatır; bu da, değişken yüklemeli uygulamalarda elastomerik kaplinlerin genellikle sert bağlantılardan daha uzun süre dayanmasının ana nedenidir.

Doğru Elastomerik Kaplin Seçimi

Yanlış kaplin tipini seçmek, küçük boyutlu olanı seçmekten daha yaygın bir arıza nedenidir. Kısa bir karar dizisi, seçimin gerçek çalışma koşullarına dayalı olmasını sağlar.

1. Tepe torkunu hesaplayın başlatma ani ve herhangi bir şok yükleme dahil olmak üzere ve tahrik edilen ekipmana uygun bir servis faktörü (tipik olarak 1,25–2,5) uygulayın.
2. Ulaşılabilir hizalamayı değerlendirin. Kurulum hizalaması yaklaşık olacak veya zamanla değişecekse, daha sıkı toleranslı çene tipi yerine lastik kaplini gibi cömert yanlış hizalama kapasitesine sahip bir tasarımı tercih edin.
3. Titreşimi ve şoka maruz kalmayı tartın. Pistonlu kompresörler, kırıcılar ve start-stop konveyör tahrikleri, sönümlemeye öncelik veren daha yumuşak elastomer kalitelerinden faydalanır.
4. Çalışma ortamını kontrol edin. Petrole maruz kalma, poliüretanı doğal kauçuğa tercih eder; geniş sıcaklık dalgalanmaları özel bir bileşim gerektirebilir.
5. Delik, hız ve boyut uyumunu doğrulayın kısa listedeki kaplin ailesi için üreticinin nominal kapsamına göre.

Rijit, dişli ve diyafram kaplinlerine karşı elastomerik tasarımların daha geniş yan yana kullanımı için bu motor şaftı kaplin türlerine ilişkin eksiksiz kılavuz karar ağacının tamamını daha ayrıntılı olarak ele alır.

Bakım ve Arıza İşaretleri

Elastomerik kaplinler, yağlanmış dişli veya ızgara tasarımlarıyla karşılaştırıldığında büyük ölçüde bakım gerektirmez, ancak esnek eleman aşınır ve periyodik bakım gerektirir. Rutin inceleme sırasında, elastomer yüzeyinde çatlama veya kontrol, sıkıştırılmış örümcekte gözle görülür uzama veya kalıcı sertleşme, bağlantı alanında titreşimde veya gürültüde gözle görülür bir artış ve kimyasal veya ısıl bozulmayı düşündüren herhangi bir sertleşme veya renk değişikliği olup olmadığına bakın.

Elastomerik tasarımın olumlu tarafı tam burada ortaya çıkıyor: çeneli, lastikli ve pin-burçlu kaplinlerin çoğunda esnek eleman, şaft hizalamasını bozmadan veya bağlı makinelerden herhangi birini çekmeden değiştirilebilir, böylece diğer kaplin türlerinde büyük bir onarım olacak olanı rutin bir parça değişimine dönüştürür. Keşfedin tam kapsamlı esnek kaplin tasarımları delik boyutlarını, tork değerlerini ve eleman malzemelerini özel sürücü gereksinimlerinizle karşılaştırmak için.