Acoplamentos flexíveis do eixo de transmissão: como combinar tipo, torque e desalinhamento

Uma prensa de rolos em uma fábrica de cimento e um servoeixo de 200 W em uma linha de embalagem são descritos como um acoplamento de eixo de transmissão flexível. Eles não são o mesmo componente, e tratá-los como intercambiáveis ​​é como os eixos acabam sobrecarregados, os rolamentos falham precocemente e a máquina funciona mais alto do que no dia em que foi comissionada.

A resposta curta: escolha o acoplamento pelo desalinhamento que ele deve absorver e pelo torque que deve suportar e, em seguida, reduza o campo com velocidade, rigidez torcional, ambiente e tolerância de instalação. O preço e a disponibilidade nas prateleiras vêm por último, após a aplicação desses cinco filtros.

Três produtos diferentes escondidos atrás de um nome

A frase abrange pelo menos três classes de hardware, e cada uma delas falha por seus próprios motivos.

• Acoplamentos flexíveis dentro de um trem de força, montados entre o eixo de saída da caixa de engrenagens e o eixo da máquina acionada. A tarefa é transmitir o torque enquanto tolera o desalinhamento residual deixado pelo recalque da fundação, crescimento térmico ou montagem.
• Eixos de transmissão flexíveis, ou seja, eixos cardan ou de junta universal. Eles são usados ​​quando as duas extremidades do eixo estão distantes ou o ângulo de trabalho muda durante a operação, como em fusos de fresagem, eixos de hélice e transmissões fora de estrada.
• Acoplamentos de eixo de precisão em eixos servo e de posicionamento, elementos curtos e rígidos à torção entre um motor e um parafuso de esfera ou entrada da caixa de engrenagens, onde a folga é mais importante do que o desalinhamento.

Se errar na classe, nenhum dimensionamento cuidadoso salvará a instalação. Um acoplamento de feixe classificado para uma pequena carga de encoder, instalado em um transportador de 30 kW, sofrerá fadiga em semanas porque o torque e as cargas laterais estão muito fora do seu envelope de projeto.

Compare famílias antes de comparar preços

A maioria dos argumentos de seleção são, na verdade, argumentos sobre qual família se enquadra no dever. A tabela abaixo é uma ferramenta de lista restrita, não uma folha de especificações.

Qualquer coisa que não esteja na tabela, incluindo pacotes de discos, designs de corrente e grade, é uma variação da mesma lógica: elemento flexível, dois cubos e um conjunto definido de deslocamentos permitidos.

Acionamentos Pesados: Torque e Desalinhamento Chegam Juntos

Laminadores, guindastes, fornos rotativos e britadores compartilham um padrão: alto torque, velocidade moderada e desalinhamento que muda com a carga e a temperatura. Um acoplamento de engrenagem de tambor com dentes coroados é geralmente o ponto de partida porque ele suporta aproximadamente 0,5 a 1,5 graus de desalinhamento angular por malha de engrenagem enquanto carrega um torque muito alto em um envelope compacto, e porque a mesma unidade pode ser fornecida com uma roda de freio ou disco de freio onde a máquina deve ser parada positivamente.

Onde o ciclo de trabalho contém picos de choque frequentes, um acoplamento de mola em serpentina geralmente faz um trabalho melhor. A grade de mola absorve o pico de torque que um acoplamento de engrenagem passaria diretamente aos dentes, chavetas e rolamentos.

Acoplamento de engrenagem de tambor largo RSK-GICL para cargas elevadas Acoplamento de engrenagem de tambor de alto torque que acomoda deslocamento angular e radial; adequado para acionamentos de alta carga e alta velocidade onde a lubrificação e a manutenção são aceitáveis. Ver Produto →

Vãos longos e ângulos variáveis precisam de um eixo, não de um acoplamento

Quando a distância entre o acionador e a máquina acionada é medida em metros, ou quando o ângulo de trabalho muda durante a operação, um acoplamento curto não consegue realizar o trabalho. Uma única junta universal não transmite velocidade constante: a velocidade de saída flutua duas vezes por revolução e a flutuação aumenta com o ângulo da junta. Duas juntas dispostas de modo que ambos os ângulos sejam iguais e os garfos estejam faseados corretamente cancelam essa flutuação, e é por isso que um eixo cardan de tipo duplo é a escolha normal para fusos de fresadoras, eixos de hélice e transmissões de veículos pesados.

Mantenha ambos os ângulos de articulação iguais e tão pequenos quanto possível. Alguns graus de diferença entre as duas extremidades são suficientes para produzir um pulso de torção que aparece como ruído, desgaste e fixadores soltos muito antes de qualquer coisa quebrar.

Junta universal de flange telescópica grande RSK-SWC BF Junta universal de flange telescópica em grande escala para transmissão de energia de alta carga, compensando grandes desalinhamentos angulares com alta eficiência e manutenção simples em ambientes agressivos. Ver Produto →

Servo eixos: rigidez supera flexibilidade

Num eixo servo as prioridades se invertem. O torque é modesto, mas a precisão posicional é medida em minutos de arco, portanto o acoplamento precisa de alta rigidez torcional, folga zero e baixa inércia. Projetos de viga, fole, diafragma, mandíbula e controle deslizante transversal aparecem aqui, e as diferenças são importantes: um acoplamento de fole adiciona rigidez, um acoplamento de mandíbula adiciona amortecimento e um acoplamento Oldham resolve um deslocamento radial que os outros projetos não conseguem. Para estes eixos, a gama de acoplamentos flexíveis agrupa as cinco famílias por rigidez e desalinhamento, para que a comparação fique dentro de uma família de produtos.

Linha paralela acoplamento da liga de alumínio da rigidez alta de RSK-CPPC do eixo Acoplamento de viga de alumínio de alta rigidez para servomotores e motores de passo, com fixação sem folga e compensação de desvios radiais, angulares e axiais. Ver Produto →

O desalinhamento é uma quantidade, não uma opinião

Os fornecedores publicam valores máximos angulares, radiais e axiais. Trate esses números como limites em condições ideais, não como um ponto operacional normal. Uma regra de campo viável é usar não mais que um quarto a um terço da capacidade angular nominal, porque as forças de reação do rolamento aumentam aproximadamente em proporção ao ângulo, e o acoplamento raramente é o único elemento flexível no trem.

• O desalinhamento angular é medido entre as duas linhas centrais do eixo ao longo do comprimento do acoplamento. Um deslocamento de 0,1 mm em um vão de 100 mm já equivale a cerca de 0,06 graus.
• O deslocamento radial ou paralelo é melhor absorvido pelos designs Oldham e pneus; acoplamentos de engrenagens e pinos toleram apenas valores pequenos.
• O movimento axial é frequentemente térmico. Um eixo de aço de 2 m a uma elevação de 60°C acima da temperatura ambiente cresce cerca de 1,4 mm, o que deve ser absorvido em algum lugar do trem.
• Verifique o alinhamento após a montagem, não antes: meça novamente quando a tubulação estiver conectada e a máquina estiver quente pelo menos uma vez.

O que enviar a um fornecedor

Consultas vagas produzem acoplamentos seguros e superdimensionados que custam mais, pesam mais e carregam os rolamentos com mais força. Envie estes oito pontos e a lista geralmente se restringe a um ou dois tipos:

1. Torque nominal e de pico, além do fator de serviço exigido pelo padrão de sua aplicação.
2. Faixa de velocidade, incluindo qualquer condição de sobrevelocidade ou aceleração.
3. Diâmetros do eixo, detalhe da chaveta ou braçadeira e ajuste necessário.
4. Máximo desalinhamento angular, radial e axial esperado após o alinhamento.
5. Separação da extremidade do eixo e se o acoplamento deve ser removido para manutenção do rolamento.
6. Ambiente: temperatura, óleo, poeira, lavagem, névoa salina, área perigosa.
7. Grau de equilíbrio e desequilíbrio residual permitido, se a velocidade for alta.
8. Se é necessária uma roda de freio, disco de freio ou liberação de sobrecarga.

Riscos de aquisição que vale a pena verificar

• A capacidade de torque é definida para um determinado ajuste e rasgo de chaveta. Um cubo de fixação em um eixo liso e um cubo chaveado no mesmo eixo não transmitem a mesma carga.
• Os elementos de elastômero possuem um teto de temperatura. Um acoplamento classificado para 80 °C em uma fundição operando a 95 °C endurecerá e perderá seu amortecimento em poucos meses.
• A intercambialidade é um risco real: dois acoplamentos com furos e rasgos de chaveta idênticos podem ter comprimentos de cubo diferentes, portanto as peças sobressalentes podem não caber na proteção ou espaçador existente.
• A capacidade térmica da roda do freio deve corresponder à função de parada e não apenas à classificação de torque do acoplamento.
• Se a planta trabalha de acordo com DIN ou outro padrão nomeado, solicite antecipadamente o desenho, o certificado do material e o registro do teste dinâmico. Uma referência útil para tipo, padrão e lógica de seleção é o guia de seleção de acoplamento DIN.

A Jiangsu Rokang Heavy Industry Technology constrói componentes de acionamento flexíveis na maioria das famílias acima: acoplamentos de junta de velocidade constante de gaiola esférica, eixos cardan, acoplamentos de engrenagem de tambor, acoplamentos de diafragma padrão e de alta velocidade, servoacoplamentos, mola serpentina, pneus e acoplamentos marítimos de alta elasticidade, além de conjuntos de travamento para conexões eixo-cubo sem chave. Os produtos da empresa são exportados para Europa, Estados Unidos, Rússia, Oriente Médio e Índia, e a lista de aplicações publicada abrange guindastes, metalurgia e laminação, mineração, petroquímica, têxtil, navios militares e veículos ferroviários.

Envie os oito dados acima com sua pergunta, e a resposta que retornar deverá ser um tipo, um tamanho e um desenho, não apenas um preço.