Каталоги муфт Oldham представляють щільну матрицю чисел — зовнішні діаметри, отвори, номінальні крутні моменти, допустимі перекоси, значення інерції та обмеження швидкості — у якій може бути важко орієнтуватися без чіткого розуміння того, що означає кожен параметр і як числа пов'язані між собою. Муфта, яка занадто мала для свого застосування, передчасно виходить з ладу; занадто велика додає непотрібної інерції та витрат. Правильне читання таблиці розмірів є основою всього процесу вибору.
У цій статті пояснюється кожен вимір і параметр, що містяться в стандартній таблиці розмірів муфт Oldham, описується їх взаємозв'язок і наводиться практичний приклад вибору від початку до кінця.
Ключові розміри на кресленні муфти Oldham
Зовнішній діаметр — Зовнішній діаметр: Максимальний зовнішній діаметр вузла муфти, виміряний поперек корпусу маточини. Це розмір, який визначає, чи поміщається муфта в доступний радіальний простір навколо вала. У щільних місцях встановлення — всередині корпусів машин, між суміжними компонентами або поблизу буртів вала — переконайтеся, що зовнішній діаметр плюс запас зазору поміщаються в доступний діапазон, перш ніж продовжувати вибір.
L — Загальна довжина: Загальна осьова довжина зібраної муфти від торця маточини до торця маточини з диском, встановленим у номінальному осьовому положенні. Цей розмір визначає необхідний осьовий простір між двигуном і робочою машиною. Забезпечте достатній зазор для довжини муфти плюс будь-який торцевий зсув, який виникає, коли вал двигуна розтягується під час теплового розширення.
LH — Довжина маточини: Осьова довжина кожної маточини, яка визначає, наскільки маточина входить у зачеплення з валом. Довші маточини забезпечують більшу площу затискання та, як правило, вищий крутний момент ковзання за того ж зовнішнього діаметра маточини. LH також визначає мінімальну довжину зачеплення з валом — вал повинен виступати достатньо далеко в маточину, щоб кріплення маточини могло захопитися в межах розробленої зони затискання.
D — Діаметр отвору: Внутрішній діаметр отвору маточини, який має відповідати діаметру вала. У більшості таблиць розмірів зазначено доступний діапазон отворів для кожного розміру муфти — мінімальний та максимальний отвір, який можна виточити в стандартному корпусі маточини без шкоди для товщини стінки маточини або здатності затискання. Якщо обидва вали мають однаковий діаметр, один розмір отвору застосовується до обох маточин. Якщо вали відрізняються діаметром (зазвичай у з'єднаннях двигуна з кульково-гвинтовою передачею), вказуйте окремо ведучий та ведений отвір.
Зовнішній діаметр диска / товщина диска: У деяких технічних описах окремо вказані розміри центрального диска. Зовнішній діаметр диска визначає максимальну довжину паза в маточині, а отже, і максимальне бічне зміщення, яке може витримувати муфта. Товщина диска визначає осьовий вільний простір між поверхнями маточини.
Параметри продуктивності в таблиці розмірів
Номінальний крутний момент (T_N): Безперервний крутний момент, який муфта може передавати за умов опорного зміщення та опорної швидкості. Це основний параметр продуктивності та відправна точка для вибору розміру на основі крутного моменту. Важливо: це номінальний крутний момент безперервного крутного моменту, а не піковий. Піковий крутний момент зазвичай у 2-3 рази перевищує номінальний крутний момент безперервного крутного моменту для короткочасних навантажень.
Максимальне латеральне зміщення (ΔKr): Максимально допустиме поперечне зміщення між двома осями валів. Як обговорювалося на цьому сайті, це максимально можливе значення — для тривалого терміну служби експлуатуйте при 50 відсотках або менше від цього значення. Символ ΔKr зустрічається в європейських каталогах та каталогах, що відповідають стандартам ISO; у північноамериканських каталогах можуть використовуватися такі терміни, як «паралельне зміщення» або просто «поперечне зміщення».
Максимальне кутове зміщення (ΔKw): Максимальне кутове відхилення між центральними лініями валів у градусах. Для муфт Oldham це значення зазвичай становить від 0,5 до 1,0 градуса для всіх розмірів — воно не збільшується суттєво з розміром муфти, як це відбувається з можливістю поперечного зміщення.
Максимальне осьове зміщення (ΔKa): Максимальне осьове переміщення, яке один вал може здійснювати відносно іншого без контакту диска з поверхнею маточини. Зазвичай від 0,5 до 2,0 мм залежно від розміру муфти.
Максимальна швидкість (n_max): Максимальна швидкість обертання за умов опорного зміщення та температури навколишнього середовища. Як обговорювалося у статті про швидкість, це значення зменшується зі збільшенням робочого зміщення — зверніться до комбінованої таблиці швидкості та зміщення, якщо одночасно працюєте на швидкості понад 50 відсотків від номінальних значень швидкості та зміщення.
Момент інерції маси (Дж): Обертальна інерція всього вузла муфти (як маточин, так і диска) у г·см² або кг·м². Це необхідно враховувати при розрахунку загальної відбитої інерції для визначення розміру сервоприводу. Значення в каталозі вказано для стандартного матеріалу маточини та матеріалу диска при номінальному отворі — фактична інерція дещо змінюється залежно від розміру отвору (видалення матеріалу маточини зменшує інерцію) та матеріалу маточини (алюміній проти нержавіючої сталі).
Крутіння (C_T): Кутова жорсткість муфти під крутним навантаженням у Н·м/градус або Н·м/рад. Вища крутна жорсткість означає менше кутове відхилення на одиницю крутного моменту. Для сервоприводів крутна жорсткість впливає на резонансну частоту приводної системи — вища жорсткість підвищує резонанс, що дозволяє використовувати ширшу смугу пропускання сервоприводу.
Таблиця розмірів представників
| Зовнішній діаметр (мм) | Довжина L (мм) | Діапазон діаметрів (мм) | Номінальний крутний момент (Н·м) | Максимальне зміщення (мм) | Максимальна швидкість (об/хв) | Інерція (г·см²) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
Наведені значення є репрезентативними для стандартних муфт Oldham з алюмінієвою втулкою та ацетальним диском при бічному зміщенні 0,2 мм та температурі навколишнього середовища 25°C. Завжди перевіряйте відповідність технічним характеристикам виробника вибраної муфти.
Приклад обробленого вибору
Застосування: Серводвигун, що приводить у рух кульковий гвинт на осі фрезерного верстата з ЧПК. Номінальний крутний момент двигуна 4,0 Н·м, піковий крутний момент 12,0 Н·м. Вал двигуна 10 мм, вал кулькового гвинта 12 мм. Робоча швидкість 2500 об/хв. Виміряне бічне зміщення 0,25 мм. Кутове зміщення скориговано до значення менше 0,3 градуса. Стандартне середовище в приміщенні, температура навколишнього середовища 25°C.
Крок 1 — Розрахунковий крутний момент: Піковий крутний момент 12,0 Н·м × коефіцієнт обслуговування 2,0 (сервопривід з реверсами) = розрахунковий крутний момент 24,0 Н·м.
Крок 2 — Розміри отворів: Потрібен ведучий отвір 10 мм та ведений отвір 12 мм. Перегляньте таблицю розмірів для муфт, які пропонують цей діапазон отворів.
Крок 3 — Перевірка крутного моменту: Розмір із зовнішнім діаметром 40 мм розрахований на постійний крутний момент 15,0 Н·м. Розрахунковий крутний момент становить 24,0 Н·м — це перевищує номінальний момент 40 мм. Перейдіть на зовнішній діаметр 50 мм з номінальним постійним крутним моментом 30,0 Н·м. Розрахунковий крутний момент 24,0 Н·м знаходиться в межах цього номінального моменту. Розмір 50 мм підтримує отвори до 25 мм — як 10 мм, так і 12 мм знаходяться в межах діапазону. Продовжуйте із зовнішнім діаметром 50 мм.
Крок 4 — Перевірка швидкості: 50 мм, номінальна швидкість 3500 об/хв зі зміщенням 0,2 мм. Робоча швидкість 2500 об/хв зі зміщенням 0,25 мм. Зміщення трохи вище за еталонний стан, тому ефективна межа швидкості трохи нижча — приблизно 3200 об/хв при 0,25 мм. Робоча швидкість 2500 об/хв цілком відповідає цьому значенню. Прийнятно.
Крок 5 — Перевірка нерівності: 50 мм, номінальний максимальний зсув 0,90 мм. Робота на 0,25 мм = 28 відсотків від максимуму. Це чудово — значно нижче рекомендованої робочої межі 50 відсотків. Очікується тривалий термін служби диска.
Крок 6 — Перевірка інерції: Інерція муфти 50 мм становить 22,0 г·см². Інерція ротора двигуна (типова для серводвигуна 4 Н·м) становить приблизно 180 г·см². Інерція муфти становить 12,2 відсотка від інерції ротора — трохи вище рекомендованих 10 відсотків, але прийнятно для осі ЧПК зі стандартною шириною смуги пропускання. Якщо налаштування сервоприводу виявляється складним, розгляньте можливість використання муфти 40 мм з диском з вищим номіналом матеріалу для зменшення інерції.
Результат: Муфта Oldham із зовнішнім діаметром 50 мм, затискні маточини, ведучий отвір 10 мм, ведений отвір 12 мм, стандартний ацетальовий диск, алюмінієві маточини. Всі параметри в межах специфікації з комфортними запасами.
Висновок
Правильне читання таблиці розмірів муфт Oldham означає врахування кожного параметра, а не лише отвору в отворі та номінального крутного моменту. Зовнішній діаметр та довжина визначають фізичну посадку. Діапазон отворів визначає сумісність вала. Номінальний крутний момент у поєднанні з коефіцієнтом експлуатації визначає мінімально допустимий розмір. Номінальна швидкість, допустима несоосність та інерція підтверджують, що вибраний розмір відповідає експлуатаційним вимогам застосування. Систематична обробка кожного параметра, як показано в прикладі вибору, створює специфікацію, яка забезпечує надійну та довговічну роботу. Пропуск будь-якого параметра ризикує вибором муфти, яка є фізично правильною, але експлуатаційно невідповідною.
Перегляньте наші повний каталог муфт Oldham з повними технічними характеристикамиабо зв'яжіться з нашою інженерною командою для отримання допомоги у виборі вашої конкретної заявки.
