Oldham kaplin seçimi sırasında en sık sorulan sorulardan biri, oldukça basit bir sorudur: Bu kaplin ne kadar hizalama hatasına dayanabilir? Cevap, hangi tür hizalama hatasından bahsettiğinize, hangi kaplin boyutunu kullandığınıza, "dayanabilir" kelimesini nasıl tanımladığınıza (bir devir dayanmak mı yoksa 10.000 saat dayanmak mı) ve maksimum olası değeri mi yoksa hizmet ömrünü optimize eden değeri mi sorduğunuza bağlıdır. Bu makale, kaplin boyutuna ve hizalama hatası türüne göre düzenlenmiş pratik bir tolerans kılavuzu sunarak tüm bu boyutları ele almaktadır.
Mil Hizalama Hatalarının Üç Türü
Sayıları tartışmadan önce, bir Oldham kaplininin karşılaşabileceği üç farklı şaft hizalama hatası türü hakkında kesin bilgiler vermek önemlidir:
Yanal (paralel) ofset İki şaft merkez çizgisinin birbirine paralel ancak radyal olarak yer değiştirmiş olduğu durumdur; aynı yöne işaret ederler ancak çakışmazlar. Bu, Oldham kaplininin uyum sağlamak üzere tasarlandığı hizalama hatası türüdür ve motor-makine bağlantılarında en sık karşılaşılan biçimdir. Yanal sapma, iki şaft ekseni arasındaki dik mesafe olarak milimetre cinsinden ölçülür.
Açısal hizalama hatası İki şaft merkez çizgisinin paralel olmadığı, yani bir noktada birleştiği (veya uzatıldığında birleşiyormuş gibi göründüğü) durumdur. Açısal yanlış hizalama, yandan bakıldığında iki şaft ekseni arasındaki açı olarak derece cinsinden ölçülür. Oldham kaplininin açısal kapasitesi çok sınırlıdır ve bu tür bir yanlış hizalama, montajdan önce mekanik olarak düzeltilmelidir.
Eksenel hizalama hatası (Eksenel kayma), bir milin diğer mile doğru veya mil ekseni boyunca ondan uzaklaşarak hareket etmesi durumudur. Bu, konum anlamında bir hizalama hatası değil, kaplinin yataklara önemli bir eksenel kuvvet iletmeden karşılaması gereken eksenel bir yer değiştirmedir. Oldham kaplininin, disk yüzeyleri ile göbek iç yüzeyleri arasındaki boşlukla belirlenen mütevazı bir eksenel kayma kapasitesi vardır.
Yanal Ofset: Maksimum Nominal Değer ve Önerilen Çalışma Değeri
Üreticiler, dikkatlice ayırt edilmesi gereken iki yanal ofset değeri belirtir:
O maksimum nominal ofset Bu, kaplinin mekanik arıza olmadan çalışabileceği en büyük yanal yer değiştirmedir; zıvana yuvada dibe vurmaz, disk göbek yüzeylerine temas etmez ve göbek yuvaları aşırı yüklenmez. Maksimum nominal ofsette çalışmak teknik olarak mümkündür, ancak maksimum disk aşınma oranına, maksimum ısı üretimine ve minimum hizmet ömrüne neden olur.
O önerilen işletme ofseti Bu, kaplinin nominal hız ve tork koşulları altında iyi bir hizmet ömrü sağlamak üzere tasarlandığı sapmadır. Bu genellikle maksimum nominal değerin ila 'ı arasındadır. Bu seviyede veya altında çalışmak, en uzun disk hizmet ömrünü sağlar ve makinenin hizmet ömrü boyunca termal genleşme, çerçeve deformasyonu ve yatak aşınması için pay bırakır.
Bir kaplin seçerken, uygulamanın beklenen yanal sapması, maksimum nominal değer yerine, önerilen çalışma değerinin altında veya ona eşit olmalıdır. Bu, Oldham kaplin hizalama spesifikasyonunun en sık yanlış anlaşılan yönüdür.
Bağlantı Boyutuna Göre Yanal Ofset Kapasitesi
| Bağlantı elemanı dış çapı (mm) | Maksimum Nominal Ofset (mm) | Önerilen Çalışma Ofseti (mm) | Tipik Delik Çapı Aralığı (mm) |
|---|---|---|---|
| 16–20 | 0,20–0,30 | 0,08–0,15 | 3–8 |
| 25–32 | 0,40–0,60 | 0,15–0,30 | 5–16 |
| 40–50 | 0,60–1,00 | 0,25–0,50 | 10–25 |
| 63–80 | 1.00–1.50 | 0,40–0,75 | 20–40 |
| 100–125 | 1,50–2,50 | 0,60–1,25 | 30–60 |
Verilen değerler, standart polimer diskli Oldham kaplinleri için temsili aralıklardır. Belirtilen kaplin için her zaman üreticinin veri sayfasına göre doğrulama yapın.
Açısal Hizalama Hatası: Katı Sınır
Oldham kaplinleri, tutarlı bir şekilde maksimum açısal sapma değeri için derecelendirilmiştir. 0,5 ila 1,0 derece Hemen hemen tüm boyutlarda ve üreticilerde geçerlidir. Bu, esnek bir kılavuz değil, geçme ve yuva arayüzünün geometrisi tarafından dayatılan katı bir mekanik sınırdır.
Açısal hizalama hatası mevcut olduğunda, disk tam bir dönüş boyunca göbek yuvaları içinde düzgün bir şekilde kayamaz. Belirli dönme pozisyonlarında, çıkıntının bir kenarı, karşı kenardan önce yuva duvarına temas ederek, dağıtılmış yüzey teması yerine yoğunlaştırılmış noktasal yük ile bir sıkışma durumu yaratır. Bu noktasal yük, aynı torkta normal dağıtılmış temas geriliminden birçok kat daha yüksektir ve bu da hızlı ve asimetrik disk aşınmasına ve şaft yataklarına iletilen aralıklı darbe yüklerine neden olur.
Pratik sonuçları son derece açıktır: Oldham kaplininin takılmasından önce açısal hizalama hatası mekanik olarak düzeltilmelidir.Kaplin tarafından karşılanmayan bir durum. Motor montaj plakası tahrik mili eksenine dik değilse, dik olana kadar motor ayaklarını şimlerle destekleyin. Tahrik çerçevesi geometrisi bunu imkansız kılıyorsa, Oldham kaplini bu uygulama için yanlış kaplin tipidir; açısal hizalama sorunlarını tasarım gereği gideren körüklü veya kirişli bir kapline geçin.
Eksenel Şamandıra Kapasitesi
Bir Oldham kaplinin eksenel hareket kabiliyeti, kaplin nominal eksenel konumuna takıldığında disk yüzeyleri ile göbek iç yüzeyleri arasındaki boşlukla belirlenir. Çoğu standart Oldham kaplin, şu aralıkta eksenel hareket kabiliyeti sağlar: 0,5 ila 2,0 mm bağlantı boyutuna bağlı olarak.
Bu eksenel boşluk, ısınma sırasında şaftların termal genleşmesine, yük altında motor yataklarındaki küçük eksenel hareketlere ve montaj sırasında küçük eksenel konumlandırma hatalarına olanak tanır. Sürekli eksenel yer değiştirmeye izin vermez; eğer bir şaft mevcut boşluktan daha fazla eksenel olarak hareket ederse, disk bir göbek yüzeyine temas eder ve o şaftın yatağına eksenel kuvvet iletmeye başlar.
Önemli termal eksenel genleşmenin olduğu uygulamalar için — büyük sıcaklık farklarına sahip uzun miller veya yüksek sıcaklık proses ortamlarındaki miller — körüklü kaplin daha iyi eksenel uyumluluk sağlar. Eksenel hareketin küçük olduğu çoğu servo motor ve step motor uygulaması için Oldham kaplininin hareket kabiliyeti fazlasıyla yeterlidir.
Yanal Sapmayı Doğru Şekilde Nasıl Ölçersiniz?
Doğru yanal sapma ölçümü için bir kadran göstergesi ve her şaft üzerinde temiz bir referans yüzey gereklidir. İşlem şu şekildedir:
Yöntem 1 — Doğrudan salınım ölçümü: Kadran göstergesini, tahrik milinin yatak yuvasına kenetlenmiş manyetik bir tabana monte edin. Gösterge ucunu motor mili yüzeyine dayayın. Tahrik milini sabit tutarken motor milini 360 derece döndürün. Toplam gösterge okumasını (TIR) kaydedin. Yanal sapma, TIR'ın yarısına eşittir (TIR = 2 × sapma, çünkü gösterge eksantriklik çemberinin her iki tarafını da tarar).
Yöntem 2 — Düz kenar ve kalınlık ölçer (hızlı kontrol): Motor şaft göbeğinin dış çapına hassas bir düz cetvel dayayın ve tahrik edilen şafta doğru uzatın. Belirli bir mesafede düz cetvel ile tahrik edilen şaft arasındaki boşluğu ölçmek için kalınlık ölçerler kullanın. Boşluk ölçümünden ve ölçüm mesafesinden sapmayı hesaplayın. Bu yöntem, kadranlı gösterge yönteminden daha az doğrudur, ancak özel alet gerektirmez ve kurulum sırasında hızlı bir kontrol sağlar.
Makine çalışma sıcaklığına ulaştıktan ve tam yüke çıktıktan sonra, sadece soğuk çalıştırma sırasında değil, her zaman hizalama hatasını ölçün. Tipik endüstriyel kurulumlarda, ısınma sırasında motor, dişli kutusu ve makine gövdesindeki termal genleşme, yanal sapmayı 0,1 ila 0,3 mm arasında değiştirebilir.
Birleşik Hizalama Bozukluğu: Hem Yanal Hem de Açısal Hizalama Bozukluğu Mevcut Olduğunda
Gerçek uygulamalarda, yanal ve açısal hizalama bozuklukları sıklıkla aynı anda ortaya çıkar. Oldham kaplin, açısal bileşenin diske, saf yanal sapma durumunda mevcut olmayan bir bükme gerilimi eklemesi nedeniyle, bu birleşik durumu saf yanal sapmaya göre daha az iyi ele alır.
Her iki tip de mevcut olduğunda, kaplinin yanal sapma kapasitesine güvenmeden önce açısal bileşen 0,3 derecenin altına düşürülmelidir. Birleşik hizalama hatası kapasitesi yaklaşık olarak şöyledir:
Birleşik derecelendirme faktörü = (yanal sapma / maksimum derecelendirilmiş yanal) + (açısal sapma / maksimum derecelendirilmiş açısal) ≤ 1,0
Bu iki kesrin toplamı 1,0'ı aşarsa, kaplinin tasarımının izin verdiğinden daha fazla birleşik hizalama hatasını gidermesi isteniyor demektir. Mekanik düzeltme yoluyla bir veya her iki bileşeni azaltın veya her iki parametre için daha yüksek değerlere sahip bir kaplin seçin.
Hizalama Hatasının Disk Aşınma Oranına Etkisi
| Çalışma Sapması (Maksimum Nominal Değerin %'si) | Göreceli Disk Aşınma Oranı | Beklenen Hizmet Ömrü (Göreceli) |
|---|---|---|
| 20% maksimum nominal değer | 1× (temel değer) | Çok uzun |
| 40% maksimum nominal değer | ~4× | Uzun |
| 60% maksimum nominal değer | ~9× | Ilıman |
| 80% maksimum nominal değer | ~16× | Kısa |
| 100% maksimum nominal değer | ~25× | Çok kısa |
Aşınma oranı, yaklaşık olarak hizalama sapmasının karesiyle orantılıdır, çünkü disk aşınması kayma hızının karesiyle orantılıdır (hız = sapma × açısal hız). Bu doğrusal olmayan ilişki, şaft hizalamasında yapılan mütevazı iyileştirmelerin bile disk kullanım ömründe orantısız derecede büyük artışlara yol açmasının nedenidir.
Çözüm
Oldham kaplin, diğer yaygın sıfır boşluklu kaplin tiplerine göre yanal şaft sapmasını daha iyi idare eder; ancak bunu en iyi şekilde, nominal maksimum değerinin çok altında çalışırken yapar, limitinde değil. Açısal yanlış hizalama, kaplin tarafından telafi edilemeyen, mekanik olarak düzeltilmesi gereken katı bir kısıtlamadır. Eksenel boşluk mütevazıdır ancak çoğu servo ve hareket kontrol uygulaması için yeterlidir. Seçim kriteri olarak maksimum nominal sapma yerine önerilen çalışma sapmasını kullanmak, soğuk montajda değil, çalışma koşullarında gerçek sapmayı ölçmek ve kaplin montajından önce herhangi bir açısal yanlış hizalamayı düzeltmek; bu üç uygulama birlikte, kaplinin tasarlandığı tam hizmet ömrünü sağlayan ve makinenin çalışma ömrü boyunca şaft yataklarını kaplin kaynaklı yüklerden koruyan montajlar üretir.
Ürünlerimize göz atın. Oldham kaplin serisinin tamamı ve detaylı hizalama sapması özellikleri., veya mühendislik ekibimizle iletişime geçin. Hizalama hatası ölçümü ve bağlantı seçimi konusunda yardım için.
