کوپلینگ چیست؟ | معرفی انواع کوپلینگ | کاربرد آنها

تعریف کوپلینگ و معرفی انواع کوپلینگ و کاربردشان در شیبا صنعت

با توجه به اینکه معمولاً برای انتقال حرکت و قدرت، نیاز است که الکتروموتور را به ماشین آلات دیگر از جمله گیربکس صنعتی متصل کرد، اغلب از تسمه، کلاچ و انواع کوپلینگ استفاده می‌شود. در واقع کوپلینگ وسیله ای است که برای اتصال دو شفت به منظور انتقال قدرت و حرکت به کار می‌رود و کمک می‌کند تا حرکت و گشتاور از یک شفت به دیگری منتقل شود.

این قطعات در صنایع مختلفی مانند صنایع مکانیکی، صنعت خودروسازی، صنایع نفت و گاز، صنایع برق، الکترونیک و غیره کاربرد دارند. در واقع کوپلینگ در هنگام کار دستگاه، باعث می‌شوند تا شفت ها از هم جدا نشوند و عملکرد آنها مختل نشود. در مجموعه شیبا صنعت انواع الکتروموتور سه فاز و تک فاز و انواع گیربکس صنعتی عرضه می‌شود، که جهت خرید و راهنمایی لازم برای کوپلینگ و راه اندازی با کارشناسان شیبا صنعت تماس بگیرند.

مزایای استفاده از کوپلینگ

هدف از کوپلینگ به طور کلی انتقال قدرت و حرکت است، و علاوه بر این مورد مزایا و کاربردهای دیگری نیز دارد که عبارتند از:

انتقال قدرت و حرکت: کوپلینگ در واقع یک قطعه است که شفت دو دستگاه را به صورت موازی به هم متصل می‌کند، و قابلیت انتقال گشتاور و توان را از یک شفت به دیگری دارد.

کنترل لرزش و ضربه: کوپلینگ‌ قابلیت کنترل و جذب تکان و ضربه های شدیدی که در اثر کارکرد دستگاه بوجود می‌آید را دارند. این خصوصیت باعث جلوگیری از خرابی و آسیب به سایر اجزای دستگاه شده و همینطور موجب افزایش عمر مفید تجهیزات می‌شود.

کنترل عدم نیاز به هم‌ محوری: در صورتی که دو شفت دستگاه ها نیاز به هم‌ محوری دقیق یا همان موازی بودن را نداشته باشند، این قطعه می‌‌تواند این مورد را جبران کند تا انتقال حرکت بدون مشکل انجام شود.

سهولت نصب و تعویض: این قطعات به دلیل اینکه دارای ساختار ساده هستند و به آسانی تعویض می‌شوند، در صنایعی که نیاز به تعویض و نصب سریع اجزا دارند، بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کاربرد کوپلینگ‌

همانطور که می‌دانیم، کوپلینگ‌ جهت انتقال گشتاور و توان، با اتصال دو قطعه به کار برده می‌شود. یکی دیگر از کاربردهای مهم کوپلینگ برطرف کردن ناهمترازی و خطایی که در اتصال دو قطعه ایجاد می‌شود، است.

به طور مثال ممکن است الکتروموتور و قطعه متصل به آن، از نظر ارتفاع یا موازی بودن، تراز نباشند، که این مسئله باعث ایجاد فشار و سایش بین قطعات است که در نهایت باعث می‌شود که به تجهیزات خسارت وارد شده و عمر مفید آن کاهش پیدا کند.

همچنین گاهی در هنگام طراحی قطعات، خطاهای بسیار کوچکی در اندازه ها و یا اتصالات ممکن است وجود داشته باشد، که در این مواقع استفاده از کوپلینگ بین این قطعات، موجب کاهش نوسان در حرکت و عملکرد بهتر دستگاه می‌شود.

پس به طور کلی مهمترین دلایل کاربرذ انواع کوپلینگ عبارتند از:

• بهترین وسیله برای انتقال نیرو و گشتاور از یک شفت به شفتی دیگر در دو دستگاه مختلف است.
• برای ایجاد انعطاف‌ پذیری بیشتر هنگام انتقال نیرو، به ویژه در مکانهایی که محدودیت فضا دارند.
• برای جلوگیری از تکان و ضربه‌ های ناشی از حرکت بین دو قطعه به کار برده می‌شود.
• جبران ناهم ترازی و عدم هم محوری بین دستگاه ها
• محافظت در برابر اضافه باری که ممکن است وجود داشته باشد.

البته زمانی که شفت دو دستگاه به هم متصل می‌شوند، به دلایل مختلفی ممکن است انحراف داشته باشند، که این انحرافات به سه دسته تقسیم می شوند:

1- انحراف محوری: هنگامی که محور دوران شفت های دو دستگاه موازی باشند و با هم منطبق نباشند، انحراف محوری بوجود می‌آید.

3- انحراف مختلط: هرگاه محور دو شفت علاوه بر اینکه زاویه داشته باشند، هم محور هم نباشند به آن انحراف مختلط می‌گویند.

انواع کوپلینگ

کوپلینگ‌های غیر انعطاف پذیر (صلب)

یکی از انواع کوپلینگ، کوپلینگ‌ های صلب یا سخت هستند، انعطاف پذیری کمی دارند و یا در کل غیر انعطاف پذیر هستند. برای تولید این نوع قطعات، از مواد پلیمری استفاده نمی‌‌شود و به همین دلیل خیلی قابلیت جذب لرزشها و ارتعاشات را ندارند. کوپلینگ های صلب زمانی به کار می روند که نیاز به تراز دقیق شفت باشد. این نوع کوپلینگ‌ ها، انواع مختلفی دارند، که در ادامه به معرفی آنها می‌‌پردازیم.

1- ماف یا گیره‌ای (muff)

کوپلینگ ماف یا گیره‌ ای، یکی از انواع کوپلینگ است که در واقع نوعی لوله توخالی ضخیم می‌باشد و معمولاً به صورت دو تکه مجزا هستند که به دو طرف شفت متصل شده و یک غلاف را تشکیل می‌دهند، و نسبت به مدلهای غلافی دیگر انعطاف بیشتری دارند و می توانند برای شفت هایی که در محل ثابت می شوند به کار روند. آنها اغلب به اندازه ای هستند که پیچ می‌تواند از تمام کوپلینگ عبور کرده و وارد قسمت دوم شود تا کاملاً ثابت شود.

همچنین برای جلوگیری از حرکت کوپلینگ، هنگام اتصال دو شفت به هم، دو یا چند سوراخ رزوه دار در انتهای شفت‌ ها قرار می‌‌دهند. کوپلینگ گیره ای که به آن فشاری هم می‌گویند، برای مواردی که دو شفت‌ کاملاً موازی هم هستند و به هیچ ترازی نیاز ندارند، به کار برده می‌شود و همچنین تحمل بارهای سبک تا متوسط را نیز دارد.

2- گیره‌ ای شکاف دار

کوپلینگ گیره‌ ای شکاف دار به دو قسمت تقسیم می‌شود. در این مدل ماف‌ ها به صورت نیمه استوانه‌ هستند که بر روی شفت‌ ها قرار گرفته و برای اتصال بهتر شفت‌ ها به هم، روی آن، سوراخ‌ های تعبیه شده است که بتوان با پیچ و مهره‌ های فولادی، دو شفت را به یکدیگر متصل کرد.

از مهمترین خصوصیت این مدل کوپلینگ این است که می‌توان بدون جابجا کردن شفت، آن را متصل کرد. این مدل کوپلینگ برای حمل بارهای متوسط و سنگین با سرعت پایین به کار برده می‌شود.

3- فلنچی

یکی از پرکاربردترین انواع کوپلینگ، نوع فلنچی است. قیمت این مدل در مقایسه با انواع دیگر، کمتر است و قدرت انتقال گشتاورهای زیادی هم دارد. در دو طرف آن تعداد مساوی سوراخ‌ های رزوه دار تعبیه شده است که، برای اطمینان از تکان کمتر در هنگام حرکت شفت‌ ها ایجاد شده است. از این قطعات، بیشتر در کاربردهای صنعتی متوسط و سنگین استفاده می‌شود.

این نوع کوپلینگ از غلاف های کوتاهی تشکیل شده است و بر روی هر شفت یک کوپلینگ قرار می‌گیرد و بنابراین دو فلنج رو به روی هم قرار می‌گیرند. به دلیل اندازه و دوام بالای آنها می‌توان از این مدل کوپلینگ برای تراز کردن شفت ها قبل از اتصال آنها به هم استفاده کرد.

4- سیال

کوپلینگ سیال از دو قسمت پمپ و توربین تشکیل شده است، که هر دو قسمت، دارای تیغه‌ هایی هستند که، با زاویه خاصی در داخل نصب شده‌اند. نحوه عملکرد کوپلینگ سیال بدین صورت است که مایع وارد پمپ شده، سپس در اثر نیروی گریز از مرکز، شفت درایو به سمت خارج رانده می‌شود.

5- مینیاتوری

کوپلینگ‌ مینیاتوری مانند یک دمنده فلزی عمل می‌کند. اما کوچکتر است و برای موتورهای کوچک و کاربردهای صنعتی در اندازه های کوچک مناسب است. این مدل کوپلینگ با وجود کوچک بودن، انتقال قدرت خوبی دارند و هزینه تعمیر و نگهداری آنها بسیار کم است.

کوپلینگ انعطاف پذیر

یکی دیگر از انواع کوپلینگ، کوپلینگ انعطاف پذیر است که قابلیت سازگار شدن بیشتری با انواع انحرافات و ناهمترازی محوری، شعاعی و زاویه‌ ای دارد. به طور کلی انواع کوپلینگ انعطاف پذیر، برای انتقال گشتاور از یک شفت به شفت دیگر هنگامی که دو شفت کمی نامیزان باشند استفاده می‌شود.  در ادامه به معرفی انواع آنها می‌پردازیم.

1- کوپلینگ فلنجی بوش دار پلاستیکی

کوپلینگ فلنجی بوش دار پلاستیکی، نسخه ارتقا یافته کوپلینگ فلنج غیر انعطاف پذیر است. تفاوت بین این دو مدل از انواع کوپلینگف استفاده از بوش‌ های پلاستیکی است، که موجب انعطاف پذیر شدن آنها می‌شود. طراحی این بوش‌ های پلاستیکی به صورتی است که، پیچ و مهره‌ ها به طور کامل درون آن قرار می‌گیرند.

از مزایای این مدل کوپلینگ، این است که می‌توان از آن برای شفت هایی که محورهای غیر موازی دارند استفاده کرد و همینطور استفاده از بوش‌ های پلاستیکی، موجب جذب و کنترل ضربه و لرزش می‌شود.

کاربرد این مدل کوپلینگ در مواردی است که مقدار کمی انحراف زاویه‌ ای یا محوری بین دو شفت وجود داشته باشد. به ویژه از این مدل کوپلینگ در الکتروموتورها و ماشین آلات صنعتی مختلف استفاده می‌شود.

2- کوپلینگ دنده‌ ای

کوپلینگ دنده‌ ای، نوع پیشرفته دیگری از مدل کوپلینگ فلنج است. در این مدل، فلنج و توپی قطعات مختلفی هستند که، به همراه یک قطعه واحد با هم جمع می‌شوند. توپی‌ ها ضخیم و عمیق هستند و می‌توان آنها را به عنوان دنده در نظر گرفت. از کوپلینگ دنده‌ ای برای کاربردهای صنعتی سنگین که نیاز به انتقال گشتاور زیادی است، استفاده می‌شود.

3- کوپلینگ یونیورسال

کوپلینگ یونیورسال انعطاف پذیر، برای اتصال دو شفتی که محل اتصالشان زاویه دار است مناسب است. همچنین دارای یک جفت لولای عمود بر هم است، که توسط شفت‌ های متقاطع به هم متصل شده‌اند، حتی وقتی که محل اتصال دو شفت، زاویه زیادی دارد. این مدل کوپلینگ، می‌تواند با قدرت زیادی گشتاور را منتقل کند. از این مدل می‌توان در مواقعی که محدودیت فضا وجود دارد یا انعطاف پذیری بالایی لازم است استفاده کرد.

4- دیسکی انعطاف پذیر

در کوپلینگ‌ دیسکی، یک دیسک فلزی بین دو فلنج، قرار دارد. از ویژگیهای این مدل این است که، نصف پیچ‌ ها شفت محرک، و نصف پیچ‌ ها از سمت مقابل، شفت حرکت کننده را به کوپلینگ متصل می‌کنند، تا انعطاف پذیری لازم هنگام حرکت دو شفت ایجاد شود. عمر مفید این مدل کوپلینگ بسیار بالا است.

نحوه نصب و نگهداری انواع کوپلینگ

1- تنظیم و تراز کردن مناسب انواع کوپلینگ 

• سهولت اتصال یا جداسازی کوپلینگ
• فراهم کردن امکان مقدار عدم هم راستایی بین محور چرخش و شفت
• کاهش عدم هم ترازی در زمان کارکرد (جهت افزایش انتقال قدرت و طول عمر دستگاه شامل طول عمر کوپلینگ، بلبرینگ و آب بندها)
• عدم وجود قطعه پرتاب شونده

2- تعمیر و نگهداری انواع کوپلینگ 

هر کوپلینگ به دلایل مختلفی مانند نصب نادرست، انتخاب نامناسب کوپلینگ با دستگاه و یا کارکرد بیش از حد توانایی آن، ممکن است آسیب ببیند. بنابراین اگر نشانه هایی مانند سر و صدای غیرطبیعی، تکان ها و لرزشهای زیاد و یا نشت روغن و آلودگی را مشاهده کردید حتماً باید اقدام به تعمیر و یا تعویض آن کنید تا خسارت بیشتری به کل ماشین آلات وارد نشود.

نگهداری کوپلینگ به سادگی و با یک بازرسی ساده انجام می‌شود، برای این کار توصیه می‌کنیم موارد زیر را به صورت منظم پیگیری کنید:

• انجام بازرسی چشمی برای احتمال وجود نشانه های سایش یا خستگی و خوردگی کوپلینگ
•  روغن کاری منظم کوپلینگ
• نوشتن و در دسترس بودن برنامه نگهداری و بررسی کوپلینگ برای اپراتورها

3- چک کردن بالانس انواع کوپلینگ

کوپلینگ ها معمولاً توسط تولیدکننده بالانس می‌شوند، اما گاهی در زمان کارکرد دستگاه از بالانس خارج می‌شوند. بالانس کردن کوپلینگ برای اپراتورها ممکن است هزینه بر و مشکل باشد، بنابراین بهتر است به صورت منظم چک شود تا اگر مشکلی بود به موقع برطرف شود.

سخن پایانی

در این مطلب درباره انواع کوپلینگ و نحوه کار و کاربردهای آنها صحبت صحبت کردیم. توجه داشته باشید که این قطعات تاثیر زیادی در نحوه کار و افزایش راندمان کاری دستگاه دارند، بنابراین بهتر است قبل از خرید الکتروموتور مناسب خود، در صورتیکه نیاز به کوپل کردن با گیربکس صنعتی و یا تجهیزات دیگر داشتید، با کارشناسان شیبا صنعت جهت کسب اطلاعات بیشتر و یا راهنمایی لازم تماس بگیرید.