แคตตาล็อกข้อต่อของ Oldham นำเสนอข้อมูลตัวเลขที่ซับซ้อนมากมาย ทั้งเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก รูเจาะ อัตราแรงบิด ความสามารถในการเยื้องศูนย์ ค่าความเฉื่อย และขีดจำกัดความเร็ว ซึ่งอาจทำให้ยากต่อการทำความเข้าใจหากไม่มีความเข้าใจที่ชัดเจนว่าแต่ละพารามิเตอร์หมายถึงอะไรและตัวเลขเหล่านั้นมีความสัมพันธ์กันอย่างไร ข้อต่อที่เล็กเกินไปสำหรับการใช้งานจะชำรุดก่อนเวลาอันควร ในขณะที่ข้อต่อที่ใหญ่เกินไปจะเพิ่มแรงเฉื่อยและต้นทุนที่ไม่จำเป็น การอ่านตารางขนาดอย่างถูกต้องเป็นพื้นฐานสำคัญของกระบวนการเลือกทั้งหมด
บทความนี้จะอธิบายทุกมิติและพารามิเตอร์ที่พบในตารางขนาดข้อต่อ Oldham มาตรฐาน อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างกัน และยกตัวอย่างการเลือกใช้งานจริงตั้งแต่ต้นจนจบ
ขนาดสำคัญในแบบร่างข้อต่อโอลด์แฮม
OD — เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก: เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกสูงสุดของชุดข้อต่อ วัดจากด้านหนึ่งของตัวดุม นี่คือขนาดที่กำหนดว่าข้อต่อจะพอดีกับพื้นที่รัศมีรอบเพลาหรือไม่ ในการติดตั้งในพื้นที่แคบ เช่น ภายในตัวเรือนเครื่องจักร ระหว่างชิ้นส่วนที่อยู่ติดกัน หรือใกล้กับไหล่ของเพลา ให้ตรวจสอบว่าเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกบวกกับระยะเผื่อพอดีกับพื้นที่ว่างที่มีอยู่ก่อนที่จะดำเนินการเลือก
L — ความยาวโดยรวม: ความยาวตามแนวแกนทั้งหมดของข้อต่อที่ประกอบเสร็จแล้ว วัดจากหน้าดุมถึงหน้าดุม โดยมีแผ่นดิสก์อยู่ในตำแหน่งตามแนวแกนที่กำหนดไว้ ขนาดนี้เป็นตัวกำหนดระยะห่างตามแนวแกนที่จำเป็นระหว่างมอเตอร์และเครื่องจักรที่ขับเคลื่อน ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีระยะห่างเพียงพอสำหรับความยาวของข้อต่อ รวมทั้งระยะการเคลื่อนที่ที่เกิดขึ้นเมื่อเพลามอเตอร์ยืดออกเนื่องจากการขยายตัวจากความร้อน
LH — ความยาวดุมล้อ: ความยาวตามแนวแกนของดุมแต่ละอันเป็นตัวกำหนดว่าดุมจะเกี่ยวเข้ากับเพลาได้ลึกแค่ไหน ดุมที่ยาวกว่าจะให้พื้นที่ในการยึดจับที่มากกว่าและโดยทั่วไปจะมีแรงบิดในการลื่นไถลที่สูงกว่าสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของดุมที่เท่ากัน ความยาวตามแนวแกน (LH) ยังกำหนดความยาวการเกี่ยวของเพลาขั้นต่ำด้วย กล่าวคือ เพลาต้องยื่นเข้าไปในดุมมากพอเพื่อให้ตัวยึดดุมสามารถยึดจับได้ภายในโซนการยึดจับที่ออกแบบไว้
D — เส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะ: เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของรูแกนหมุน ซึ่งต้องตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางของเพลา โดยทั่วไปแล้ว ตารางขนาดจะระบุช่วงขนาดรูที่ใช้งานได้สำหรับขนาดข้อต่อแต่ละขนาด ซึ่งก็คือขนาดรูขั้นต่ำและสูงสุดที่สามารถกลึงลงในตัวแกนหมุนมาตรฐานได้โดยไม่กระทบต่อความหนาของผนังแกนหมุนหรือความสามารถในการยึดจับ หากเพลาทั้งสองมีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน จะใช้ขนาดรูเดียวสำหรับแกนหมุนทั้งสอง หากเพลามีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน (ซึ่งพบได้บ่อยในข้อต่อมอเตอร์กับบอลสกรู) ให้ระบุขนาดรูขับและรูรับแยกกัน
เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของแผ่นดิสก์ / ความหนาของแผ่นดิสก์: ข้อมูลจำเพาะบางฉบับระบุขนาดของแผ่นกลางแยกต่างหาก เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของแผ่นกลางจะเป็นตัวกำหนดความยาวร่องสูงสุดในดุม และด้วยเหตุนี้จึงเป็นตัวกำหนดระยะห่างด้านข้างสูงสุดที่ข้อต่อสามารถรองรับได้ ความหนาของแผ่นกลางจะเป็นตัวกำหนดระยะการขยับตามแนวแกนระหว่างหน้าดุม
พารามิเตอร์ประสิทธิภาพในตารางขนาด
แรงบิดที่กำหนด (T_N): แรงบิดต่อเนื่องที่ข้อต่อสามารถส่งผ่านได้ภายใต้สภาวะการเยื้องศูนย์และความเร็วอ้างอิง นี่คือพารามิเตอร์ประสิทธิภาพหลักและจุดเริ่มต้นสำหรับการเลือกขนาดตามแรงบิด สำคัญ: นี่คือค่าแรงบิดต่อเนื่อง ไม่ใช่ค่าแรงบิดสูงสุด โดยทั่วไปแล้ว ความสามารถในการรับแรงบิดสูงสุดจะมากกว่าค่าแรงบิดต่อเนื่อง 2 ถึง 3 เท่า สำหรับโหลดที่มีระยะเวลาสั้น
ค่าเบี่ยงเบนด้านข้างสูงสุด (ΔKr): ค่าการเคลื่อนตัวด้านข้างสูงสุดที่อนุญาตระหว่างแกนเพลาทั้งสอง ตามที่ได้กล่าวไว้ในเว็บไซต์นี้ ค่านี้คือค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ เพื่ออายุการใช้งานที่ยาวนาน ควรใช้งานที่ค่า 50 เปอร์เซ็นต์หรือน้อยกว่าของค่านี้ สัญลักษณ์ ΔKr ปรากฏในแคตตาล็อกของยุโรปและที่สอดคล้องกับมาตรฐาน ISO ส่วนแคตตาล็อกของอเมริกาเหนืออาจใช้คำเช่น "การเยื้องศูนย์แบบขนาน" หรือเพียงแค่ "การเยื้องศูนย์ด้านข้าง"
ค่าเบี่ยงเบนเชิงมุมสูงสุด (ΔKw): ค่าเบี่ยงเบนเชิงมุมสูงสุดระหว่างเส้นศูนย์กลางของเพลา หน่วยเป็นองศา สำหรับข้อต่อแบบ Oldham ค่านี้โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 0.5 ถึง 1.0 องศาสำหรับทุกขนาด และจะไม่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญตามขนาดของข้อต่อ เหมือนกับความสามารถในการรับแรงเยื้องศูนย์ด้านข้าง
การเคลื่อนตัวตามแนวแกนสูงสุด (ΔKa): ระยะการเคลื่อนที่ตามแนวแกนสูงสุดที่เพลาหนึ่งสามารถเคลื่อนที่ได้เมื่อเทียบกับอีกเพลาหนึ่งโดยที่แผ่นดิสก์ไม่สัมผัสกับหน้าดุม โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 0.5 ถึง 2.0 มม. ขึ้นอยู่กับขนาดของข้อต่อ
ความเร็วสูงสุด (n_max): ความเร็วรอบสูงสุดที่สภาวะการเยื้องศูนย์อ้างอิงและอุณหภูมิแวดล้อม ดังที่ได้กล่าวไว้ในบทความเกี่ยวกับความเร็ว ค่านี้จะลดลงเมื่อการเยื้องศูนย์ในการทำงานเพิ่มขึ้น — โปรดดูแผนภูมิความเร็วและการเยื้องศูนย์รวมเมื่อใช้งานเกิน 50 เปอร์เซ็นต์ของทั้งค่าความเร็วและการเยื้องศูนย์พร้อมกัน
โมเมนต์ความเฉื่อยของมวล (จูล): ค่าความเฉื่อยในการหมุนของชุดข้อต่อทั้งหมด (ทั้งดุมและจาน) มีหน่วยเป็น g·cm² หรือ kg·m² ค่านี้ต้องนำไปรวมในการคำนวณค่าความเฉื่อยสะท้อนทั้งหมดสำหรับการเลือกขนาดของเซอร์โวไดรฟ์ ค่าในแคตตาล็อกเป็นค่าสำหรับวัสดุดุมและวัสดุจานมาตรฐานที่ขนาดรูเจาะตามกำหนด ค่าความเฉื่อยจริงจะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตามขนาดรูเจาะ (การลดวัสดุของดุมจะลดค่าความเฉื่อย) และวัสดุของดุม (อะลูมิเนียมเทียบกับสแตนเลส)
ความแข็งแกร่งต่อแรงบิด (C_T): ค่าความแข็งเชิงมุมของข้อต่อภายใต้แรงบิด มีหน่วยเป็น N·m/องศา หรือ N·m/เรเดียน ค่าความแข็งเชิงมุมที่สูงขึ้นหมายถึงการเบี่ยงเบนเชิงมุมที่น้อยลงต่อหน่วยแรงบิด สำหรับการใช้งานเซอร์โว ค่าความแข็งเชิงมุมจะมีผลต่อความถี่เรโซแนนซ์ของระบบขับเคลื่อน — ค่าความแข็งที่สูงขึ้นจะทำให้ความถี่เรโซแนนซ์สูงขึ้น ส่งผลให้แบนด์วิดธ์ของเซอร์โวสูงขึ้น
ตารางขนาดตัวอย่าง
| เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (มม.) | ความยาว L (มม.) | ช่วงเส้นผ่านศูนย์กลางรูเจาะ (มม.) | แรงบิดที่กำหนด (นิวตันเมตร) | ระยะห่างสูงสุด (มม.) | ความเร็วสูงสุด (รอบต่อนาที) | สัมประสิทธิ์ความเฉื่อย (กรัม·ซม.²) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 16 | 28 | 3–6 | 0.5 | 0.20 | 8,000 | 0.12 |
| 20 | 34 | 4–8 | 1.5 | 0.30 | 7,000 | 0.35 |
| 25 | 40 | 5–12 | 3.0 | 0.40 | 6,000 | 0.85 |
| 32 | 52 | 6–16 | 7.0 | 0.50 | 5,000 | 2.8 |
| 40 | 62 | 8–20 | 15.0 | 0.70 | 4,000 | 8.5 |
| 50 | 76 | 10–25 | 30.0 | 0.90 | 3,500 | 22.0 |
| 63 | 95 | 14–32 | 60.0 | 1.20 | 2,800 | 68.0 |
| 80 | 118 | 18–40 | 120.0 | 1.50 | 2,200 | 195.0 |
ค่าที่แสดงเป็นค่าโดยประมาณสำหรับข้อต่อ Oldham มาตรฐานที่มีดุมอะลูมิเนียมและแผ่นดิสก์อะซีทัล ที่ระยะเยื้องศูนย์ด้านข้าง 0.2 มม. และอุณหภูมิแวดล้อม 25°C ควรตรวจสอบข้อมูลกับเอกสารข้อมูลจำเพาะของผู้ผลิตสำหรับข้อต่อที่เลือกใช้เสมอ
ตัวอย่างการเลือกที่ใช้งาน
แอปพลิเคชัน: มอเตอร์เซอร์โวขับเคลื่อนบอลสกรูบนแกนเราเตอร์ CNC แรงบิดพิกัดของมอเตอร์ 4.0 นิวตันเมตร แรงบิดสูงสุด 12.0 นิวตันเมตร เพลามอเตอร์ 10 มม. เพลาบอลสกรู 12 มม. ความเร็วในการทำงาน 2,500 รอบต่อนาที ค่าเบี่ยงเบนด้านข้างที่วัดได้ 0.25 มม. การเยื้องศูนย์เชิงมุมได้รับการแก้ไขให้ต่ำกว่า 0.3 องศา สภาพแวดล้อมภายในอาคารมาตรฐาน อุณหภูมิแวดล้อม 25°C
ขั้นตอนที่ 1 — ออกแบบแรงบิด: แรงบิดสูงสุด 12.0 นิวตันเมตร × ตัวประกอบการใช้งาน 2.0 (เซอร์โวพร้อมระบบกลับทิศทาง) = แรงบิดออกแบบ 24.0 นิวตันเมตร
ขั้นตอนที่ 2 — ขนาดรูเจาะ: ต้องการขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางรูขับ 10 มม. และรูรูรับ 12 มม. ตรวจสอบตารางขนาดเพื่อหาข้อต่อที่มีขนาดรูในช่วงนี้
ขั้นตอนที่ 3 — ตรวจสอบแรงบิด: ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 40 มม. รับแรงบิดต่อเนื่องได้ 15.0 นิวตันเมตร แรงบิดในการออกแบบคือ 24.0 นิวตันเมตร ซึ่งเกินกว่าค่ารับแรงบิดของขนาด 40 มม. จึงควรเลือกใช้ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 50 มม. ซึ่งรับแรงบิดต่อเนื่องได้ 30.0 นิวตันเมตร แรงบิดในการออกแบบ 24.0 นิวตันเมตร อยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ ขนาด 50 มม. รองรับรูเจาะได้ถึง 25 มม. ทั้งขนาด 10 มม. และ 12 มม. จึงควรเลือกใช้ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 50 มม.
ขั้นตอนที่ 4 — ตรวจสอบความเร็ว: ขนาด 50 มม. ระบุความเร็วรอบที่ 3,500 รอบต่อนาที ที่ระยะเยื้องศูนย์ 0.2 มม. ใช้งานจริงที่ความเร็วรอบ 2,500 รอบต่อนาที ที่ระยะเยื้องศูนย์ 0.25 มม. ระยะเยื้องศูนย์นี้สูงกว่าค่าอ้างอิงเล็กน้อย ดังนั้นความเร็วสูงสุดที่ใช้งานได้จริงจึงต่ำกว่าเล็กน้อย — ประมาณ 3,200 รอบต่อนาที ที่ระยะเยื้องศูนย์ 0.25 มม. ความเร็วรอบในการทำงาน 2,500 รอบต่อนาที อยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้
ขั้นตอนที่ 5 — ตรวจสอบการเบี่ยงเบน: ขนาด 50 มม. กำหนดค่าการเบี่ยงเบนสูงสุดไว้ที่ 0.90 มม. ใช้งานที่ 0.25 มม. = 28 เปอร์เซ็นต์ของค่าสูงสุด ซึ่งถือว่ายอดเยี่ยมมาก ต่ำกว่าขีดจำกัดการใช้งานที่แนะนำไว้ที่ 50 เปอร์เซ็นต์ คาดว่าแผ่นดิสก์จะมีอายุการใช้งานยาวนาน
ขั้นตอนที่ 6 — การตรวจสอบแรงเฉื่อย: ค่าความเฉื่อยของข้อต่อขนาด 50 มม. คือ 22.0 กรัม·ซม.² ค่าความเฉื่อยของโรเตอร์มอเตอร์ (โดยทั่วไปสำหรับเซอร์โวมอเตอร์ 4 นิวตันเมตร) คือประมาณ 180 กรัม·ซม.² ค่าความเฉื่อยของข้อต่อคิดเป็น 12.2 เปอร์เซ็นต์ของค่าความเฉื่อยของโรเตอร์ ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์ 10 เปอร์เซ็นต์เล็กน้อย แต่ก็ยอมรับได้สำหรับแกน CNC ที่มีแบนด์วิดท์มาตรฐาน หากการปรับแต่งเซอร์โวมอเตอร์ทำได้ยาก ควรพิจารณาใช้ข้อต่อขนาด 40 มม. ที่มีวัสดุแผ่นดิสก์ที่มีค่าความเฉื่อยสูงกว่าเพื่อลดค่าความเฉื่อย
ผลลัพธ์: ข้อต่อ Oldham ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 50 มม. ดุมแบบหนีบ รูขับ 10 มม. รูตาม 12 มม. แผ่นดิสก์อะซีทัลมาตรฐาน ดุมอลูมิเนียม พารามิเตอร์ทั้งหมดอยู่ในเกณฑ์ที่กำหนดพร้อมค่าเผื่อที่เหมาะสม
บทสรุป
การอ่านตารางขนาดข้อต่อ Oldham อย่างถูกต้อง หมายถึงการพิจารณาพารามิเตอร์ทุกตัว ไม่ใช่แค่ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายในและแรงบิดที่กำหนดเท่านั้น เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและความยาวกำหนดความพอดีทางกายภาพ ช่วงขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายในกำหนดความเข้ากันได้ของเพลา แรงบิดที่กำหนดรวมกับปัจจัยการใช้งานกำหนดขนาดที่ยอมรับได้ขั้นต่ำ อัตราความเร็ว ความสามารถในการเยื้องศูนย์ และแรงเฉื่อยตรวจสอบว่าขนาดที่เลือกตรงตามข้อกำหนดการใช้งานของแอปพลิเคชัน การพิจารณาพารามิเตอร์แต่ละตัวอย่างเป็นระบบ — ดังที่แสดงในตัวอย่างการเลือก — จะทำให้ได้ข้อกำหนดที่ให้ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้และอายุการใช้งานยาวนาน การข้ามพารามิเตอร์ใด ๆ อาจเสี่ยงต่อการเลือกข้อต่อที่ถูกต้องทางกายภาพ แต่ไม่ตรงกับการใช้งาน
เรียกดูเว็บไซต์ของเรา แคตตาล็อกข้อต่อ Oldham ฉบับสมบูรณ์ พร้อมเอกสารข้อมูลจำเพาะครบถ้วน, หรือ ติดต่อทีมวิศวกรของเรา เพื่อขอความช่วยเหลือในการคัดเลือกใบสมัครของคุณโดยเฉพาะ
