نمودار اندازه کوپلینگ اولدهام: نحوه خواندن مشخصات و انتخاب بر اساس ابعاد

کاتالوگ‌های کوپلینگ اولدهام ماتریسی متراکم از اعداد - قطر بیرونی، قطر داخلی، گشتاور نامی، ظرفیت ناهمراستایی، مقادیر اینرسی و محدودیت‌های سرعت - را ارائه می‌دهند که بدون درک روشنی از معنای هر پارامتر و نحوه ارتباط اعداد با یکدیگر، پیمایش آن می‌تواند دشوار باشد. کوپلینگی که برای کاربردش خیلی کوچک باشد، به طور زودرس از کار می‌افتد؛ کوپلینگی که خیلی بزرگ باشد، اینرسی و هزینه غیرضروری ایجاد می‌کند. خواندن صحیح نمودار اندازه، اساس کل فرآیند انتخاب است.

این مقاله هر بُعد و پارامتر موجود در نمودار استاندارد اندازه کوپلینگ اولدهام را توضیح می‌دهد، نحوه ارتباط آنها را شرح می‌دهد و از ابتدا تا انتها یک مثال انتخاب عملی را بررسی می‌کند.

ابعاد کلیدی در نقشه کوپلینگ اولدهام

قطر خارجی (OD): حداکثر قطر خارجی مجموعه کوپلینگ، که در سراسر بدنه توپی اندازه‌گیری می‌شود. این ابعاد تعیین می‌کنند که آیا کوپلینگ در فضای شعاعی موجود در اطراف شفت قرار می‌گیرد یا خیر. در نصب‌های محکم - داخل محفظه‌های ماشین، بین اجزای مجاور یا نزدیک شانه‌های شفت - قبل از ادامه انتخاب، مطمئن شوید که قطر خارجی به علاوه یک حاشیه فاصله در داخل پوشش موجود قرار می‌گیرد.

L - طول کلی: طول محوری کل کوپلینگ مونتاژ شده از سطح توپی تا سطح توپی در حالی که دیسک در موقعیت محوری اسمی خود قرار دارد. این بعد، فضای محوری مورد نیاز بین موتور و دستگاه محرک را تعیین می‌کند. اطمینان حاصل کنید که فضای خالی کافی برای طول کوپلینگ به علاوه هرگونه شناوری انتهایی که هنگام باز شدن شفت موتور در طول رشد حرارتی رخ می‌دهد، وجود دارد.

طول توپی LH - توپی: طول محوری هر توپی، که تعیین می‌کند توپی تا چه حد با شفت درگیر است. توپی‌های بلندتر، ناحیه گیره‌بندی بیشتر و معمولاً گشتاور لغزشی بالاتری را برای قطر خارجی یکسان توپی فراهم می‌کنند. LH همچنین حداقل طول درگیری شفت را تعیین می‌کند - شفت باید به اندازه کافی در توپی بیرون زده باشد تا بست توپی بتواند در ناحیه گیره‌بندی طراحی شده قرار گیرد.

د - قطر سوراخ: قطر داخلی سوراخ توپی، که باید با قطر شفت مطابقت داشته باشد. اکثر نمودارهای اندازه، محدوده سوراخ موجود برای هر اندازه کوپلینگ را فهرست می‌کنند - حداقل و حداکثر سوراخی که می‌تواند بدون به خطر انداختن ضخامت دیواره توپی یا ظرفیت گیره، در بدنه استاندارد توپی ماشینکاری شود. اگر هر دو شفت قطر یکسانی داشته باشند، یک اندازه سوراخ برای هر دو توپی اعمال می‌شود. اگر شفت‌ها از نظر قطر متفاوت باشند (که در اتصالات موتور به پیچ ساچمه‌ای رایج است)، سوراخ محرک و سوراخ متحرک را جداگانه مشخص کنید.

قطر خارجی دیسک / ضخامت دیسک: برخی از برگه‌های اطلاعات، ابعاد دیسک مرکزی را جداگانه ذکر می‌کنند. قطر بیرونی دیسک، حداکثر طول شیار در هاب و بنابراین حداکثر جابجایی جانبی که کوپلینگ می‌تواند در خود جای دهد را تعیین می‌کند. ضخامت دیسک، میزان شناوری محوری موجود بین سطوح هاب را تعیین می‌کند.

پارامترهای عملکرد در نمودار اندازه

گشتاور نامی (T_N): گشتاور پیوسته‌ای که کوپلینگ می‌تواند در شرایط عدم هم‌ترازی مرجع و سرعت مرجع منتقل کند. این پارامتر اصلی عملکرد و نقطه شروع برای انتخاب اندازه بر اساس گشتاور است. مهم: این مقدار گشتاور پیوسته است، نه حداکثر گشتاور. ظرفیت گشتاور حداکثر معمولاً 2 تا 3 برابر مقدار گشتاور پیوسته برای بارهای کوتاه مدت است.

حداکثر انحراف جانبی (ΔKr): The maximum permissible lateral displacement between the two shaft axes. As discussed throughout this site, this is the maximum possible value — for long service life, operate at 50 percent or less of this value. The symbol ΔKr appears in European and ISO-aligned catalogues; North American catalogues may use terms like “parallel misalignment” or simply “lateral offset.”

حداکثر ناهم‌ترازی زاویه‌ای (ΔKw): حداکثر انحراف زاویه‌ای بین خطوط مرکزی شفت، بر حسب درجه. برای کوپلینگ‌های اولدهام، این مقدار معمولاً برای همه اندازه‌ها 0.5 تا 1.0 درجه است - برخلاف ظرفیت جابجایی جانبی، با افزایش اندازه کوپلینگ، این مقدار به طور قابل توجهی افزایش نمی‌یابد.

حداکثر جابجایی محوری (ΔKa): حداکثر حرکت محوری که یک شفت می‌تواند نسبت به شفت دیگر بدون تماس دیسک با سطح توپی ایجاد کند. معمولاً 0.5 تا 2.0 میلی‌متر بسته به اندازه کوپلینگ.

حداکثر سرعت (n_max): حداکثر سرعت دورانی در شرایط عدم هم‌ترازی مرجع و دمای محیط. همانطور که در مقاله سرعت بحث شد، این مقدار با افزایش عدم هم‌ترازی عملیاتی کاهش می‌یابد - هنگام کار همزمان با سرعت و عدم هم‌ترازی بالاتر از 50 درصد از مقادیر نامی سرعت و عدم هم‌ترازی، به نمودار ترکیبی سرعت و عدم هم‌ترازی مراجعه کنید.

گشتاور لختی جرم (J): اینرسی چرخشی کل مجموعه کوپلینگ (هم توپی‌ها و هم دیسک)، بر حسب گرم بر سانتی‌متر مربع یا کیلوگرم بر متر مربع. این مقدار باید در محاسبه اینرسی کل منعکس شده برای اندازه گیری سروو درایو لحاظ شود. مقدار موجود در کاتالوگ برای جنس استاندارد توپی و جنس دیسک در قطر داخلی اسمی است - اینرسی واقعی با اندازه قطر داخلی (حذف جنس توپی، اینرسی را کاهش می‌دهد) و جنس توپی (آلومینیوم در مقابل فولاد ضد زنگ) کمی تغییر می‌کند.

سختی پیچشی (C_T): The angular stiffness of the coupling under torsional load, in N·m/degree or N·m/rad. Higher torsional stiffness means less angular deflection per unit torque. For servo applications, torsional stiffness affects the drive system’s resonant frequency — higher stiffness raises the resonance, allowing higher servo bandwidth.

نمودار اندازه نماینده

Values shown are representative for standard aluminium-hub, acetal-disc Oldham couplings at 0.2 mm lateral offset and 25°C ambient. Always verify against the specific manufacturer’s datasheet for the coupling being selected.

مثال انتخاب شده

کاربرد: سروو موتور، یک پیچ ساچمه‌ای را روی محور روتر CNC به حرکت در می‌آورد. گشتاور نامی موتور ۴.۰ نیوتن متر، گشتاور اوج ۱۲.۰ نیوتن متر. شفت موتور ۱۰ میلی‌متر، شفت پیچ ساچمه‌ای ۱۲ میلی‌متر. سرعت عملکرد ۲۵۰۰ دور در دقیقه. انحراف جانبی اندازه‌گیری شده ۰.۲۵ میلی‌متر. عدم هم‌ترازی زاویه‌ای تا زیر ۰.۳ درجه اصلاح شده است. محیط داخلی استاندارد، دمای محیط ۲۵ درجه سانتیگراد.

مرحله ۱ - گشتاور طراحی: گشتاور اوج ۱۲.۰ نیوتن متر × ضریب سرویس ۲.۰ (سروو با معکوس‌کننده‌ها) = ۲۴.۰ نیوتن متر گشتاور طراحی.

مرحله 2 - اندازه سوراخ ها: به قطر داخلی ۱۰ میلی‌متر و قطر داخلی ۱۲ میلی‌متر نیاز دارید. برای کوپلینگ‌هایی که این محدوده قطر داخلی را ارائه می‌دهند، جدول اندازه را بررسی کنید.

مرحله ۳ - بررسی گشتاور: قطر خارجی ۴۰ میلی‌متری با گشتاور ۱۵.۰ نیوتن متر پیوسته رتبه‌بندی شده است. گشتاور طراحی ۲۴.۰ نیوتن متر است - این از گشتاور ۴۰ میلی‌متری بیشتر است. به قطر خارجی ۵۰ میلی‌متری با گشتاور ۳۰.۰ نیوتن متر پیوسته بروید. گشتاور طراحی ۲۴.۰ نیوتن متر در این رتبه‌بندی قرار می‌گیرد. قطر ۵۰ میلی‌متری از سوراخ‌هایی تا ۲۵ میلی‌متر پشتیبانی می‌کند - هر دو قطر ۱۰ و ۱۲ میلی‌متر در محدوده آن قرار دارند. با قطر خارجی ۵۰ میلی‌متر ادامه دهید.

مرحله ۴ - بررسی سرعت: ۵۰ میلی‌متر با سرعت نامی ۳۵۰۰ دور در دقیقه و انحراف ۰.۲ میلی‌متر. در حال کار با سرعت ۲۵۰۰ دور در دقیقه و انحراف ۰.۲۵ میلی‌متر. انحراف کمی بالاتر از شرایط مرجع است، بنابراین محدودیت سرعت مؤثر کمی پایین‌تر است - تقریباً ۳۲۰۰ دور در دقیقه با انحراف ۰.۲۵ میلی‌متر. سرعت کار ۲۵۰۰ دور در دقیقه کاملاً در این محدوده است. قابل قبول.

مرحله ۵ - بررسی عدم هم‌ترازی: ۵۰ میلی‌متر با حداکثر انحراف ۰.۹۰ میلی‌متر. کارکرد در ۰.۲۵ میلی‌متر = ۲۸ درصد حداکثر. این عالی است - بسیار پایین‌تر از حد مجاز کارکرد ۵۰ درصد. طول عمر بالای دیسک مورد انتظار است.

مرحله 6 - بررسی اینرسی: اینرسی کوپلینگ ۵۰ میلی‌متری ۲۲.۰ گرم بر سانتی‌متر مربع است. اینرسی روتور موتور (معمولاً برای سروو موتور ۴ نیوتن‌متر) تقریباً ۱۸۰ گرم بر سانتی‌متر مربع است. اینرسی کوپلینگ ۱۲.۲ درصد از اینرسی روتور است - کمی بالاتر از ۱۰ درصد راهنما اما برای یک محور CNC با پهنای باند استاندارد قابل قبول است. اگر تنظیم سروو دشوار است، کوپلینگ ۴۰ میلی‌متری را با جنس دیسک با درجه بالاتر برای کاهش اینرسی در نظر بگیرید.

نتیجه: کوپلینگ اولدهام با قطر خارجی ۵۰ میلی‌متر، توپی‌های گیره‌ای، قطر داخلی محرک ۱۰ میلی‌متر، قطر داخلی محرک ۱۲ میلی‌متر، دیسک استیل استاندارد، توپی‌های آلومینیومی. تمام پارامترها در محدوده مشخصات با حاشیه اطمینان مناسب.

نتیجه‌گیری

Reading an Oldham coupling size chart correctly means engaging with every parameter, not just bore and torque rating. OD and length determine physical fit. Bore range determines shaft compatibility. Rated torque combined with service factor determines the minimum acceptable size. Speed rating, misalignment capacity, and inertia verify that the selected size meets the application’s operational requirements. Working through each parameter systematically — as demonstrated in the selection example — produces a specification that delivers reliable, long-service-life performance. Skipping any parameter risks selecting a coupling that is physically correct but operationally mismatched.

مرور ما کاتالوگ کامل کوپلینگ اولدهام به همراه برگه‌های اطلاعات فنی کامل، یا با تیم مهندسی ما تماس بگیرید برای کمک در انتخاب در مورد درخواست خاص شما.