Hoeveel uitlijningsafwijking kan een Oldham-koppeling verdragen? Tolerantiegids per koppelingsmaat.

One of the most frequently asked questions during Oldham coupling selection is deceptively simple: how much misalignment can this coupling actually handle? The answer depends on which type of misalignment you mean, which coupling size you are using, how you define “handle” — whether that means surviving for one revolution or lasting 10,000 hours — and whether you are asking about the maximum possible value or the value that optimises service life. This article addresses all of these dimensions, providing a practical tolerance guide organised by coupling size and misalignment type.

De drie soorten asuitlijningsfouten

Voordat we het over cijfers hebben, is het belangrijk om de drie verschillende soorten asuitlijningsfouten die een Oldham-koppeling kan tegenkomen, nauwkeurig te definiëren:

Laterale (parallelle) verschuiving Dit is de situatie waarbij de hartlijnen van de twee assen parallel aan elkaar lopen, maar radiaal verschoven zijn — ze wijzen in dezelfde richting, maar vallen niet samen. Dit is het type uitlijningsfout waarvoor de Oldham-koppeling is ontworpen en het is de meest voorkomende vorm bij motor-machineverbindingen. De laterale verschuiving wordt gemeten als de loodrechte afstand tussen de twee asassen, in millimeters.

Hoekafwijking Dit is de situatie waarbij de hartlijnen van de twee assen niet parallel lopen — ze convergeren of divergeren en komen samen in een punt (of lijken samen te komen als ze worden verlengd). Hoekafwijking wordt gemeten in graden als de hoek tussen de twee asassen, gezien vanaf de zijkant. De Oldham-koppeling heeft een zeer beperkte hoekcapaciteit en dit type afwijking moet mechanisch worden gecorrigeerd vóór installatie.

Axiale uitlijningsfout (Aandrijving) is de situatie waarbij de ene as langs de as naar de andere toe of van de andere af beweegt. Dit is geen uitlijningsfout in de zin van positionering, maar eerder een axiale verplaatsing die de koppeling moet opvangen zonder een significante axiale kracht op de lagers over te brengen. De Oldham-koppeling heeft een bescheiden axiale spelingcapaciteit, bepaald door de speling tussen de schijfvlakken en de binnenvlakken van de naaf.

Zijdelingse verschuiving: maximaal nominaal versus aanbevolen bedrijfstemperatuur

Fabrikanten specificeren twee waarden voor de laterale verschuiving die zorgvuldig van elkaar moeten worden onderscheiden:

De maximaal nominale offset Dit is de grootste laterale verplaatsing waarbij de koppeling kan functioneren zonder mechanisch falen — de tap raakt de bodem van de gleuf niet, de schijf raakt de naafvlakken niet en de naafgleuven worden niet overbelast. Werken met de maximaal toegestane offset is technisch gezien toegestaan, maar resulteert in maximale slijtage van de schijf, maximale warmteontwikkeling en een minimale levensduur.

De aanbevolen bedrijfsoffset is the offset at which the coupling is designed to provide good service life under its rated speed and torque conditions. This is typically 40 to 60 percent of the maximum rated value. Operating at or below this level gives the longest disc service life and leaves margin for thermal growth, frame deflection, and bearing wear over the machine’s service life.

When selecting a coupling, the application’s expected lateral offset should fall at or below the recommended operating value — not the maximum rated value. This is the most commonly misunderstood aspect of Oldham coupling misalignment specification.

Capaciteit voor zijdelingse verschuiving afhankelijk van de koppelingsgrootte

Values are representative ranges for standard polymer-disc Oldham couplings. Always verify against the specific manufacturer’s datasheet for the coupling being specified.

Hoekafwijking: de harde grens

Oldham-koppelingen worden consequent beoordeeld op een maximale hoekafwijking van 0,5 tot 1,0 graden Dit geldt voor vrijwel alle maten en fabrikanten. Dit is geen flexibele richtlijn, maar een strikte mechanische beperking die wordt opgelegd door de geometrie van de pen-en-groefverbinding.

Bij een hoekafwijking kan de schijf niet soepel in de naafsleuven glijden gedurende een volledige omwenteling. Bij bepaalde rotatiestanden raakt de ene rand van de tap de sleufwand eerder dan de tegenoverliggende rand, waardoor een wrijving ontstaat met een geconcentreerde puntbelasting in plaats van een gelijkmatig verdeeld contactvlak. Deze puntbelasting is vele malen hoger dan de normale, gelijkmatig verdeelde contactspanning bij hetzelfde koppel, wat leidt tot snelle en asymmetrische slijtage van de schijf en intermitterende stootbelastingen die worden overgebracht op de aslagers.

De praktische implicatie is ondubbelzinnig: Voordat de Oldham-koppeling wordt gemonteerd, moet de hoekafwijking mechanisch worden gecorrigeerd., niet opgevangen door de koppeling. Als de motorbevestigingsplaat niet loodrecht op de as van de aangedreven as staat, stel dan de motorvoeten bij met vulplaatjes totdat dit wel het geval is. Als de geometrie van het aandrijfframe dit onmogelijk maakt, is de Oldham-koppeling niet het juiste koppelingstype voor deze toepassing — schakel dan over op een balg- of balkkoppeling die hoekafwijkingen door het ontwerp opvangt.

Axiale zweefcapaciteit

De axiale speling van een Oldham-koppeling wordt bepaald door de speling tussen de schijfvlakken en de binnenvlakken van de naaf wanneer de koppeling in de nominale axiale positie is gemonteerd. De meeste standaard Oldham-koppelingen bieden een axiale speling in het bereik van 0,5 tot 2,0 mm afhankelijk van de koppelingsgrootte.

This axial float allows for thermal expansion of the shafts during warm-up, minor axial movement in motor bearings under load, and small axial positioning errors during installation. It does not allow for sustained axial displacement — if one shaft moves axially by more than the available float, the disc contacts a hub face and begins transmitting axial force to that shaft’s bearing.

For applications with significant thermal axial growth — long shafts with large temperature differentials, or shafts in high-temperature process environments — a bellows coupling provides better axial compliance. For most servo motor and stepper motor applications where axial motion is small, the Oldham coupling’s float capacity is more than adequate.

Hoe meet je laterale offset nauwkeurig?

Voor een nauwkeurige meting van de laterale afwijking zijn een meetklok en een schoon referentieoppervlak op elke as nodig. De procedure:

Methode 1 — Directe meting van de slingering: Mount the dial indicator on a magnetic base clamped to the driven shaft’s bearing housing. Position the indicator tip against the motor shaft surface. Rotate the motor shaft through 360 degrees while holding the driven shaft stationary. Record the total indicator reading (TIR). The lateral offset equals half the TIR (TIR = 2 × offset, because the indicator sweeps both sides of the eccentricity circle).

Methode 2 — Liniaal en voelermaat (snelle controle): Houd een precisieliniaal tegen de buitendiameter van de naaf van de motoras en strek deze uit richting de aangedreven as. Gebruik voelers om de afstand tussen de liniaal en de aangedreven as op een bepaalde afstand te meten. Bereken de offset op basis van de gemeten afstand en de gemeten spleet. Deze methode is minder nauwkeurig dan de methode met een meetklok, maar vereist geen speciaal gereedschap en biedt een snelle controle tijdens de installatie.

Meet de uitlijningsafwijking altijd nadat de machine de bedrijfstemperatuur en volledige belasting heeft bereikt, niet alleen bij een koude start. Door thermische uitzetting in de motor, de versnellingsbak en het machineframe tijdens het opwarmen kan de laterale afwijking in typische industriële installaties met 0,1 tot 0,3 mm veranderen.

Gecombineerde uitlijningsfout: wanneer zowel laterale als angulaire afwijkingen aanwezig zijn.

In de praktijk komen laterale en hoekafwijkingen vaak gelijktijdig voor. De Oldham-koppeling kan deze gecombineerde situatie minder goed aan dan een zuivere laterale afwijking, omdat de hoekcomponent buigspanning op de schijf veroorzaakt die bij een zuivere laterale afwijking niet aanwezig is.

When both types are present, the angular component should be reduced to below 0.3 degrees before relying on the coupling’s lateral offset capacity. The combined misalignment capacity is approximately:

Gecombineerde beoordelingsfactor = (laterale afwijking / maximaal toegestane laterale afwijking) + (hoekafwijking / maximaal toegestane hoekafwijking) ≤ 1,0

Als de som van deze twee fracties groter is dan 1,0, wordt van de koppeling verwacht dat deze een grotere gecombineerde uitlijningsfout opvangt dan waarvoor deze is ontworpen. Verminder de uitlijningsfout van een of beide componenten door middel van mechanische correctie, of kies een koppeling met hogere waarden voor beide parameters.

Effect van verkeerde uitlijning op de slijtagesnelheid van de schijf

De slijtagegraad is ongeveer evenredig met het kwadraat van de uitlijningsfout, omdat de slijtage van de schijf evenredig is met het kwadraat van de glijsnelheid (snelheid = offset × hoeksnelheid). Deze niet-lineaire relatie verklaart waarom zelfs bescheiden verbeteringen in de uitlijning van de as een onevenredig grote toename van de levensduur van de schijf opleveren.

Conclusie

The Oldham coupling handles lateral shaft offset better than any other common zero-backlash coupling type — but it handles it best when operating well below its rated maximum, not at the limit. Angular misalignment is a hard constraint that must be corrected mechanically, not accommodated by the coupling. Axial float is modest but adequate for most servo and motion control applications. Using the recommended operating offset rather than the maximum rated offset as the selection criterion, measuring actual offset under operating conditions rather than at cold installation, and correcting any angular misalignment before coupling installation — these three practices together produce installations that deliver the full service life the coupling is designed for and protect the shaft bearings from coupling-induced loads throughout the machine’s operational life.

Bekijk onze Het complete assortiment Oldham-koppelingen met gedetailleerde specificaties voor uitlijningsfouten., of neem contact op met ons engineeringteam voor hulp bij het meten van uitlijningsfouten en het selecteren van koppelingen.