โอลด์แฮม ข้อต่อ

คู่มือวิศวกรรม

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการออกแบบข้อต่อแบบ Oldham: การเลือกใช้ ประสิทธิภาพ และการใช้งาน

สถาปัตยกรรมสามชิ้น

ข้อต่อแบบโอลด์แฮม (Oldham coupling) ได้ชื่อมาจากจอห์น โอลด์แฮม ผู้จดสิทธิบัตรกลไกแผ่นเลื่อนสามชิ้นในปี 1821 เพื่อส่งผ่านการเคลื่อนที่แบบหมุนระหว่างเพลาคู่ขนานแต่เยื้องศูนย์ การออกแบบนี้ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงโดยพื้นฐาน เนื่องจากสามารถแก้ปัญหาทางกลที่สำคัญมาอย่างยาวนานได้อย่างงดงาม นั่นคือ วิธีการเชื่อมต่อเพลาสองอันที่ไม่อยู่ในแนวเดียวกันโดยไม่ก่อให้เกิดโมเมนต์ดัดที่ทำให้ตลับลูกปืนเสียหาย

ชุดประกอบนี้ประกอบด้วยดุมด้านนอกสองอันและแผ่นดิสก์ตรงกลาง ดุมแต่ละอันมีลิ้นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่กลึงตั้งฉากกับหน้าของมัน แผ่นดิสก์ตรงกลางมีร่องสองร่องที่ทำมุม 90° ต่อกัน โดยอยู่บนแต่ละด้าน ลิ้นของดุม A เลื่อนไปในร่องหนึ่งของแผ่นดิสก์ ส่วนลิ้นของดุม B เลื่อนไปในร่องตรงข้าม การจัดเรียงนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าไม่ว่าระยะห่างด้านข้างระหว่างเส้นศูนย์กลางของเพลาทั้งสองจะเป็นเท่าใด แผ่นดิสก์ตรงกลางจะส่งแรงบิดเต็มที่ในขณะที่เลื่อนไปในแนวรัศมีเพื่อดูดซับความคลาดเคลื่อนนั้น — โดยไม่ก่อให้เกิดแรงปฏิกิริยาตามแนวแกนบนเพลาใดๆ

การเลือกวัสดุเพื่อประสิทธิภาพของจานกลาง

แผ่นดิสก์ตรงกลางเป็นชิ้นส่วนสึกหรอที่ต้องเปลี่ยนในข้อต่อแบบโอลด์แฮม และการเลือกวัสดุมีผลโดยตรงต่อความสามารถในการรับแรงบิด อายุการใช้งาน ความเร็วในการทำงาน และระดับเสียงของระบบ

ไนลอน PA66 เป็นวัสดุแผ่นดิสก์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับการใช้งานมอเตอร์เซอร์โวและมอเตอร์สเต็ปเปอร์มาตรฐาน มีคุณสมบัติที่สมดุลระหว่างความแข็งแรงดึง ความแข็งของพื้นผิว และคุณสมบัติการหล่อลื่นในตัว การสัมผัสแบบเลื่อนระหว่างลิ้นดุมอลูมิเนียมและร่องไนลอนทำให้เกิดแรงเสียดทานต่ำและอัตราการสึกหรอที่ยอมรับได้ที่ความเร็วเซอร์โวทั่วไป 1,000 ถึง 3,000 รอบต่อนาที

POM (โพลีออกซีเมทิลีน / เดลริน) POM ให้ความเสถียรทางมิติสูงกว่าไนลอน ดูดซับความชื้นต่ำกว่า และพื้นผิวเรียบเนียนกว่า คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ POM เป็นวัสดุที่นิยมใช้สำหรับแผ่นดิสก์ในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และอุปกรณ์ทางแสง ซึ่งความสม่ำเสมอของมิติในช่วงอุณหภูมิต่างๆ เป็นสิ่งสำคัญ นอกจากนี้ แผ่นดิสก์ POM ยังทนต่อสารเคมีได้ดีกว่า เช่น น้ำมันหล่อลื่นสำหรับตัดและตัวทำละลายในห้องปลอดเชื้อ

โพลียูรีเทน (PU) แผ่นดิสก์ชนิดนี้ถูกออกแบบมาโดยคำนึงถึงแรงบิดสูงสุดและการลดแรงสั่นสะเทือนมากกว่าความเร็วสูงสุด วัสดุ PU ช่วยดูดซับแรงกระแทกและลดการส่งผ่านแรงสั่นสะเทือนจากการหมุน ทำให้มีประสิทธิภาพในสายการผลิตบรรจุภัณฑ์ที่มีการโหลดแบบหมุนเวียน ข้อเสียคือแรงเสียดทานในการเลื่อนสูงกว่าไนลอน ดังนั้นจึงไม่แนะนำให้ใช้แผ่นดิสก์ PU ที่ความเร็วรอบเกิน 3,000 รอบต่อนาทีโดยไม่มีการตรวจสอบเฉพาะเจาะจง

วัสดุดุมล้อและการตกแต่งพื้นผิว

ตัวเรือนดุมล้อผลิตจากอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 เป็นมาตรฐาน อัลลอยด์นี้มีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ดีเยี่ยม มีความสามารถในการขึ้นรูปสูงเพื่อให้ได้ขนาดรูที่เล็ก และทนทานต่อการกัดกร่อนตามธรรมชาติ การชุบอะโนไดซ์สีดำช่วยเพิ่มความแข็งของพื้นผิวและให้ผิวสัมผัสที่ดูเป็นมืออาชีพ ป้องกันการสึกหรอจากปฏิกิริยาไฟฟ้าที่หน้าสัมผัสของลิ้น สำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่เปียกชื้น ถูกสุขอนามัย หรือมีฤทธิ์กัดกร่อนทางเคมี ดุมล้อสแตนเลส SS304 มีให้เลือกใช้โดยมีราคาสูงกว่า

การเลือกขนาดรูเจาะและวิธีการยึดตรึง

ผลิตภัณฑ์มีให้เลือกทั้งแบบยึดด้วยสกรูและแบบยึดด้วยดุม การยึดด้วยสกรูใช้สกรูเกลียวปล่อยหนึ่งหรือสองตัวที่กดกับพื้นผิวเพลาหรือส่วนที่กลึงเรียบบนเพลา ซึ่งให้แรงบิดในการยึดที่เพียงพอสำหรับการใช้งานเบาและปานกลาง และเป็นตัวเลือกที่ต้นทุนต่ำกว่าสำหรับการผลิตเครื่องจักรจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม การประกอบและถอดดุมสกรูซ้ำๆ อาจทำให้พื้นผิวเพลาเสียหายได้เมื่อเวลาผ่านไป

ดุมแบบหนีบใช้รูเจาะแยกและสลักเกลียวแบบสัมผัสเพื่อสร้างแรงหนีบรัศมีที่สม่ำเสมอรอบเส้นรอบวงของเพลา วิธีนี้ไม่ก่อให้เกิดความเค้นกระจุกตัวเฉพาะจุดและรักษาความสมบูรณ์ของพื้นผิวเพลาตลอดวงจรการประกอบหลายรอบ ดุมแบบหนีบเป็นตัวเลือกที่นิยมใช้สำหรับเพลาส่งกำลังของเซอร์โวมอเตอร์ที่ต้องรักษาสภาพพื้นผิวของเพลาเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการรับประกัน

ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะมีให้เลือกทั้งขนาดมาตรฐานเมตริกและนิ้ว หากขนาดมาตรฐานไม่ตรงกับข้อกำหนดเฉพาะของเพลา จะทำการกลึงรูเจาะและร่องลิ่มตามสั่ง

ขั้นตอนการเลือกข้อต่อ

การเลือกข้อต่อ Oldham ที่ถูกต้องนั้นเกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์หลักสี่ประการ ได้แก่ ความสามารถในการรับแรงบิดที่ต้องการ เส้นผ่านศูนย์กลางรูเพลา ความเร็วในการทำงานสูงสุด และการเยื้องศูนย์ในแนวรัศมี เริ่มต้นด้วยการคำนวณแรงบิดสูงสุด โดยรวมปัจจัยการใช้งานสำหรับรอบการเริ่ม-หยุด การกลับทิศทางของโหลด และแรงกระแทก เลือกชุดข้อต่อที่มีแรงบิดที่กำหนดเกินกว่าตัวเลขนี้อย่างน้อย 20% เพื่อเป็นระยะปลอดภัย

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าช่วงขนาดรูของซีรี่ส์ที่เลือกนั้นรองรับเส้นผ่านศูนย์กลางเพลาทั้งสองแบบ — ไม่จำเป็นต้องเท่ากัน ตรวจสอบความเร็วในการทำงานเทียบกับค่ารอบต่อนาทีสูงสุดของซีรี่ส์และวัสดุของจาน สุดท้าย วัดหรือประมาณค่าการเยื้องศูนย์ขนานระหว่างเพลาที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในเครื่องจักรที่ประกอบเสร็จแล้ว และตรวจสอบว่าอยู่ในช่วง ±0.5 มม. ถึง ±1.5 มม. ขึ้นอยู่กับขนาดของข้อต่อ

หากพารามิเตอร์ของแอปพลิเคชันของคุณอยู่ใกล้ขอบเขตของระดับการจัดอันดับ โปรดติดต่อทีมงานด้านเทคนิคของเราที่ [email protected] พร้อมข้อมูลจากไดรฟ์ของคุณ เราจะประเมินรอบการทำงานและแนะนำการกำหนดค่าที่เหมาะสมที่สุด รวมถึงวัสดุของดิสก์และวิธีการยึด

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการติดตั้งและจัดตำแหน่ง

ข้อต่อแบบ Oldham สามารถทนต่อการเยื้องศูนย์ได้ แต่การติดตั้งควรพยายามลดการเยื้องศูนย์ให้น้อยที่สุดเพื่อยืดอายุการใช้งานของแผ่นดิสก์ ควรใช้เกจวัดระยะหรือเครื่องมือจัดแนวด้วยเลเซอร์เพื่อปรับศูนย์กลางเพลาให้ใกล้กันมากที่สุดเท่าที่จะทำได้ การเยื้องศูนย์ที่เหลืออยู่ต่ำกว่า 0.3 มม. จะทำให้การสึกหรอของแผ่นดิสก์น้อยมากและยอมรับได้ การเยื้องศูนย์โดยเจตนามากเกินไปเกินกว่าค่าที่กำหนดจะลดอายุการใช้งานของแผ่นดิสก์ลงตามสัดส่วน และอาจทำให้เกิดการกระเพื่อมของแรงบิดในการหมุนในแกนเซอร์โวที่มีความแม่นยำสูง

ขันสกรูยึดให้แน่นตามข้อกำหนดแรงบิดของผู้ผลิต และตรวจสอบให้แน่ใจว่าดุมทั้งสองอยู่ในตำแหน่งที่สามารถถอดแผ่นดิสก์ออกได้โดยไม่รบกวนการติดตั้งเพลาใดๆ ซึ่งจะช่วยรักษาข้อดีของการบำรุงรักษาแบบเปลี่ยนเร็วที่การออกแบบของ Oldham มอบให้

หากต้องการคำแนะนำเพิ่มเติมเกี่ยวกับการติดตั้งและการบำรุงรักษา ทีมงานด้านเทคนิคของเราพร้อมให้บริการผ่านทางช่องทางต่างๆ หน้าติดต่อแบบจำลองเอกสารทางเทคนิคที่มีมิติจะถูกจัดส่งไปพร้อมกับทุกคำสั่งซื้อ เพื่ออำนวยความสะดวกในการตรวจสอบแบบดิจิทัลในสภาพแวดล้อมการประกอบเครื่องจักรของคุณ