올드햄 커플링 카탈로그는 외경, 내경, 토크 정격, 정렬 불량 허용 범위, 관성 값, 속도 제한 등 복잡한 수치로 가득 차 있어 각 매개변수의 의미와 수치 간의 관계를 명확히 이해하지 못하면 적절한 커플링을 찾기가 어려울 수 있습니다. 용도에 비해 너무 작은 커플링은 조기에 고장 나고, 너무 큰 커플링은 불필요한 관성과 비용 증가를 초래합니다. 사이즈 차트를 정확하게 읽는 것이 전체 선택 과정의 기본입니다.
이 글에서는 표준 올덤 커플링 크기 차트에 있는 모든 치수와 매개변수를 설명하고, 이들 간의 상호 관계를 기술하며, 실제 선택 사례를 처음부터 끝까지 단계별로 안내합니다.
OD — 외경: 커플링 어셈블리의 최대 외경은 허브 본체를 가로질러 측정합니다. 이 치수는 커플링이 축 주변의 사용 가능한 반경 방향 공간 내에 맞는지 여부를 결정합니다. 기계 하우징 내부, 인접 부품 사이 또는 축 어깨 부근과 같이 공간이 협소한 설치 환경에서는 외경에 여유 공간을 더한 값이 사용 가능한 공간 내에 맞는지 확인한 후 커플링을 선택하십시오.
L — 전체 길이: 조립된 커플링의 전체 축 방향 길이는 디스크가 공칭 축 방향 위치에 있을 때 허브 면에서 허브 면까지의 길이입니다. 이 치수는 모터와 구동 장치 사이에 필요한 축 방향 공간을 결정합니다. 커플링 길이와 모터 샤프트가 열팽창으로 인해 늘어날 때 발생하는 유격을 고려하여 충분한 여유 공간을 확보해야 합니다.
LH — 허브 길이: 허브의 축 방향 길이는 허브가 샤프트에 얼마나 깊이 결합되는지를 결정합니다. 허브가 길수록 클램핑 면적이 넓어지고 일반적으로 동일한 허브 외경에서 더 높은 슬립 토크를 제공합니다. 또한 LH는 최소 샤프트 결합 길이를 결정합니다. 샤프트는 허브 체결 장치가 설계된 클램핑 영역 내에서 샤프트를 단단히 고정할 수 있도록 허브 안쪽으로 충분히 돌출되어야 합니다.
D — 내경: 허브 보어의 내경은 샤프트 직경과 일치해야 합니다. 대부분의 크기표에는 각 커플링 크기에 대해 사용 가능한 보어 범위(허브 벽 두께 또는 클램핑 용량을 저하시키지 않고 표준 허브 본체에 가공할 수 있는 최소 및 최대 보어)가 나와 있습니다. 두 샤프트의 직경이 같으면 하나의 보어 크기가 두 허브에 모두 적용됩니다. 샤프트 직경이 다른 경우(모터-볼스크류 연결에서 흔히 발생) 구동 보어와 피구동 보어를 별도로 지정해야 합니다.
디스크 외경 / 디스크 두께: 일부 데이터시트에는 센터 디스크 치수가 별도로 명시되어 있습니다. 디스크 외경은 허브의 최대 슬롯 길이를 결정하며, 따라서 커플링이 수용할 수 있는 최대 측면 오프셋을 결정합니다. 디스크 두께는 허브 면 사이의 축 방향 유격을 결정합니다.
정격 토크(T_N): 커플링이 기준 정렬 불량 및 기준 속도 조건에서 전달할 수 있는 연속 토크입니다. 이는 주요 성능 매개변수이며 토크 기반 크기 선택의 출발점입니다. 중요: 이는 연속 정격이며 최대 정격이 아닙니다. 최대 토크 용량은 일반적으로 단시간 부하의 경우 연속 정격의 2~3배입니다.
최대 측면 오프셋(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.”
최대 각도 오차(ΔKw): 축 중심선 사이의 최대 각도 편차(도). 올덤 커플링의 경우, 이 값은 모든 크기에 대해 일반적으로 0.5~1.0도이며, 측면 오프셋 용량과는 달리 커플링 크기에 따라 크게 증가하지 않습니다.
최대 축 방향 변위(ΔKa): 디스크가 허브 면에 닿지 않고 한 축이 다른 축에 대해 움직일 수 있는 최대 축 방향 이동 거리입니다. 일반적으로 커플링 크기에 따라 0.5~2.0mm입니다.
최대 속도(n_max): 기준 정렬 불량 조건 및 주변 온도에서의 최대 회전 속도입니다. 속도 관련 설명에서 언급했듯이, 이 값은 작동 정렬 불량이 증가함에 따라 감소합니다. 속도 및 정렬 불량 정격의 50%를 동시에 초과하여 작동할 경우 속도 및 정렬 불량 통합 차트를 참조하십시오.
질량 관성 모멘트(J): 전체 커플링 어셈블리(허브와 디스크 모두)의 회전 관성(g·cm² 또는 kg·m²)입니다. 이 값은 서보 드라이브 크기 산정을 위한 총 반사 관성 계산에 반드시 포함되어야 합니다. 카탈로그에 표시된 값은 표준 허브 재질과 디스크 재질, 그리고 공칭 내경을 기준으로 하며, 실제 관성은 내경(허브 재질 제거 시 관성 감소) 및 허브 재질(알루미늄 대 스테인리스강)에 따라 약간씩 달라집니다.
비틀림 강성(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.
| 외경(mm) | 길이 L (mm) | 구경 범위(mm) | 정격 토크(N·m) | 최대 오프셋(mm) | 최대 속도(RPM) | 관성 모멘트 (g·cm²) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 16 | 28 | 3~6세 | 0.5 | 0.20 | 8,000 | 0.12 |
| 20 | 34 | 4~8세 | 1.5 | 0.30 | 7,000 | 0.35 |
| 25 | 40 | 5~12세 | 3.0 | 0.40 | 6,000 | 0.85 |
| 32 | 52 | 6~16세 | 7.0 | 0.50 | 5,000 | 2.8 |
| 40 | 62 | 8~20세 | 15.0 | 0.70 | 4,000 | 8.5 |
| 50 | 76 | 10~25세 | 30.0 | 0.90 | 3,500 | 22.0 |
| 63 | 95 | 14~32세 | 60.0 | 1.20 | 2,800 | 68.0 |
| 80 | 118 | 18~40세 | 120.0 | 1.50 | 2,200 | 195.0 |
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.
애플리케이션: 서보 모터가 CNC 라우터 축의 볼스크류를 구동합니다. 모터 정격 토크는 4.0 N·m, 최대 토크는 12.0 N·m입니다. 모터 축 직경은 10 mm, 볼스크류 축 직경은 12 mm입니다. 작동 속도는 2,500 RPM입니다. 측정된 측면 오프셋은 0.25 mm입니다. 각도 오차는 0.3도 미만으로 보정되었습니다. 표준 실내 환경, 주변 온도 25°C에서 측정되었습니다.
1단계 — 토크 설계: 최대 토크 12.0 N·m × 서비스 계수 2.0 (역회전 기능이 있는 서보 모터) = 24.0 N·m 설계 토크.
2단계 — 내경 크기: 구동 내경 10mm, 피구동 내경 12mm가 필요합니다. 해당 내경 범위를 제공하는 커플링은 사이즈 차트를 참조하십시오.
3단계 — 토크 확인: 외경 40mm 규격은 연속 토크 15.0N·m로 정격되어 있습니다. 설계 토크는 24.0N·m인데, 이는 40mm 규격을 초과합니다. 따라서 외경 50mm 규격으로 변경하십시오. 외경 50mm 규격은 연속 토크 30.0N·m로 정격되어 있으며, 설계 토크 24.0N·m는 이 규격 범위 내에 있습니다. 또한 외경 50mm 규격은 최대 25mm의 내경을 지원하며, 10mm와 12mm 모두 허용 범위 내에 있습니다. 따라서 외경 50mm 규격으로 진행하십시오.
4단계 — 속도 점검: 정격 회전수 50mm, 오프셋 0.2mm, 회전수 3,500RPM. 현재 작동 속도는 오프셋 0.25mm에서 2,500RPM입니다. 오프셋이 기준 조건보다 약간 높으므로 실제 회전 속도 제한은 약간 낮아져 오프셋 0.25mm에서 약 3,200RPM이 됩니다. 2,500RPM의 작동 속도는 이 범위 내에 있으므로 허용 가능합니다.
5단계 — 정렬 불량 확인: 정격 최대 오프셋 0.90mm에 대해 50mm의 디스크 성능을 보여줍니다. 현재 0.25mm의 작동률은 최대 오프셋의 28%에 해당합니다. 이는 권장 작동 한계인 50%보다 훨씬 낮은 수치로, 디스크의 수명이 매우 길 것으로 예상됩니다.
6단계 — 관성 점검: 50mm 커플링의 관성 모멘트는 22.0g·cm²입니다. 모터 로터 관성 모멘트(일반적인 4N·m 서보 모터 기준)는 약 180g·cm²입니다. 커플링 관성 모멘트는 로터 관성 모멘트의 12.2%로, 10% 가이드라인보다 약간 높지만 표준 대역폭 CNC 축에는 허용 가능한 수준입니다. 서보 튜닝이 어려울 경우, 관성 모멘트를 줄이기 위해 정격 디스크 재질이 더 높은 40mm 커플링을 고려해 보십시오.
결과: 외경 50mm 올덤 커플링, 클램프 허브, 구동 내경 10mm, 피구동 내경 12mm, 표준 아세탈 디스크, 알루미늄 허브. 모든 매개변수가 사양 범위 내에 있으며 충분한 여유가 있습니다.
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.
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