ディスクカップリングガイド: ダイアフラムカップリングのタイプ、選択、取り付け

3 人のエンジニアに、 ダイヤフラムカップリング ディスクカップリングの場合、3 つの異なる答えが得られる可能性があります。 2 つの名前を完全な同義語として扱う人もいます。他の人は、ダイヤフラムカップリングは1枚の輪郭のある金属プレートを使用し、ディスクカップリングは薄い積層プレートのスタックを使用すると主張しています。どちらの見解にもある程度の真実が含まれており、実際の影響は通常、それらの見解に関連するマーケティング用語が示唆するよりも小さいです。

簡単に言えば、どちらの設計も、ねじり剛性が高く、バックラッシュのない金属要素カップリングの同じファミリーに属しています。どちらも薄い柔軟な金属を介してトルクを伝達し、シャフトのミスアライメントも吸収します。本当の問題は「ダイヤフラムかディスクか」ではなく、どの構造の詳細がトルク、速度、ミスアライメント、メンテナンスの現実に適合するかということです。

ダイヤフラムカップリングとディスクカップリング: 1 つのファミリーに 2 つの名前

ダイヤフラムカップリングは通常、ステンレスまたは高張力合金鋼で形成され、溶接、ボルト締め、またはクランプジョイントによってハブに接続された 1 つまたは 2 つの輪郭のある金属ダイヤフラムを使用します。ダイヤフラムのプロファイルは、ハブ リムからスペーサーまたは反対側のハブに大きなトルクを伝えながら、薄い素材が弾性的に曲がるように設計されています。

ディスク カップリングでは、多くの層でトルクが共有されるように、交互のパターンで積み重ねられ、ボルトまたはリベットで留められた、多くの場合それぞれの厚さが 0.2 mm ～ 1 mm の非常に薄いディスクのパックが使用されます。ディスクを追加すると、要素を許容できないほど硬くすることなくトルク容量が向上します。そのため、高出力の高速列車では大型のディスク パックが一般的です。

用語は地域やカタログによって異なります。北米のサプライヤーが通常ディスクカップリングと呼ぶものは、ヨーロッパやアジアではダイヤフラムカップリングとして販売されることがよくあります。見積を比較する場合は、製品名ではなく、図面、ディスク数、エレメントの厚さ、ボルトパターン、および定格ミスアライメントを比較してください。

金属要素がトルクとミスアライメントをどのように伝達するか

どちらの設計でも、トルクは柔軟な金属要素を介して伝達され、せん断ではなく主に張力と曲げで機能します。これが、カップリングがねじれに対して剛性である理由です。ゴム、滑りスプライン、歯の間に隙間がないため、入力での角度位置が出力で再現され、基本的にバックラッシュはゼロになります。その品質は、ドライブ、印刷および製紙機械の位置決め、およびロストモーションが品質問題を引き起こすあらゆる列車において重要です。

位置ずれは、同じ要素の弾性屈曲によって処理されます。単一のディスク パックまたはダイヤフラムは、通常、およそ 0.5 ～ 1.5 度の角度のずれを許容します。平行オフセットは要素自体によって吸収されません。 2 つのパックの間にスペーサーまたは中間シャフトが必要です。軸方向の変位、熱膨張、小さな組み立て公差は、要素の厚さとスタックの高さに依存する制限内に収まります。

軸方向の剛性は静かな決定要因です

どちらのカップリングも軸方向に硬いため、伸びたり圧縮されたりするとシャフトを押し返します。冷たい機器では、これが問題になることはほとんどありません。高温の機器、または低温状態と高温状態の間で長いシャフトが数ミリメートル伸びる場合、その復元力によってベアリングに継続的に負荷がかかります。より多くの薄い層を備えたディスク パックは、通常、単一の厚いダイヤフラムよりも軸方向に若干寛容です。これが、高温のターボ機械で積層パックが主流となる理由の 1 つです。

直接比較

以下の表は、2 つの構造が通常どのように動作するかをまとめたものです。実際の制限はサイズ、ディスク数、ボルトの設計、メーカー独自のテストによって異なるため、一般的なガイドラインとして扱ってください。

実際にサービスの違いが現れる箇所

日常のプラント条件では、2 つの設計を分ける 3 つの要因があります。一つ目はボルト締結です。ボルトで固定されたディスク パックは、開けて検査し、再構築することができるため、大規模なオーバーホールごとに状態を文書化する必要があるプラントに適しています。溶接されたダイアフラムは通常、完全な要素として交換されますが、再めっきによって耐用年数を延ばしたい場合は単純ですが、柔軟性に欠けます。

2 つ目は、周期的なトルクによる疲労です。逆転ドライブ、往復コンプレッサー、および圧延機の補助装置は、エレメントに何百万回も負荷をかけます。薄い積層ディスクはその荷重を多くの層に分散させますが、単一のダイヤフラムはそのプロファイルに応力を集中させます。どちらも適切なサイズであれば十分に存続します。どちらもそうでない場合は早期に失敗します。

3つ目は環境です。ステンレス要素はほとんどの工業雰囲気に耐性がありますが、塩化物、酸蒸気、塩水噴霧は依然としてそれらを攻撃します。このような状況では、薄いディスクは厚いダイヤフラムよりも早く断面を失うため、ディスクの厚さが重要になります。

ロングスパンとスペーサー

2 台のマシンが遠く離れて設置されている場合、またはどちらのマシンも移動せずにカップリングを取り外す必要がある場合は、実際にはスペーサー カップリングを指定していることになります。 2 つの要素パック、1 つの硬いチューブ、および定義された長さが決定パラメータになります。これは、メンテナンスへのアクセスが厳しいポンプ セット、テスト スタンド、ミル ドライブ用に当社が最も頻繁に構築する構成です。

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これらのユニットのいずれかを取り付ける場合は、選択自体と同じくらい調整手順に注意を払う必要があります。ダイアフラム カップリングの取り付け手順を段階的に説明し、中心の確認、ボルトの締め付け順序、最初のホットラン後に繰り返す価値のあるチェックを説明します。

別のカップリングの方が良い場合

金属要素のカップリングがすべてのドライブの問題の解決策になるわけではありません。低速で非常に高いトルクが必要で、多少のバックラッシュを許容でき、カップリングにグリースを塗る人がいる場合は、多くの場合、ドラム ギア カップリングがより経済的で寛容な選択肢となります。そのクラウン付き歯形は、角度変位と半径方向変位の両方を 1 つのコンパクトなパッケージで処理し、重い取り扱い装置に伴う粗い位置合わせにも耐えます。

GA シリーズ高耐久ドラムギアカップリング 高トルク、低速ドライブの場合、この堅牢なドラム ギア カップリングは角度および半径方向のミスアライメントを補正し、過酷な取り扱い、工場、海洋用途に適しています。 製品を見る→

スネーク スプリング カップリングは、ある程度のねじり弾性が歓迎される、衝撃負荷がかかるドライブに適しています。タイヤ、スター、スリーブピン タイプなどのエラストマー カップリングは振動を減衰し、ブッシュの再ブッシュが安価ですが、ゴム要素が劣化し、温度によって柔らかくなり、位置決めシステムが嫌がる少量の巻き上げが発生します。安全カップリングは、トルクが設定値を超えたときに解放またはスリップすることが仕事であるため、まったく別の話に属します。

これらのカップリングを構築および確認する方法

Zhongye Heavy Industry Technology は、2014 年から江蘇省鎮江市でカップリングを製造しており、金属要素カップリングは当社の中核製品ラインの 1 つです。この製品範囲は、シングルおよびダブル ダイヤフラム設計、中間シャフトを備えたスペーサ タイプ、および重負荷向けの高トルク バージョンをカバーしています。標準カタログに加えて、当社は非標準カップリングを設計および製造します。これは、カタログ サイズが適合しない異常なシャフト直径、奇数のスパン、またはスペースエンベロープを持つ機械の場合、多くの場合最速のルートです。

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当社のワークショップには、5,500 平方メートルの重機械加工ホールと 4,600 平方メートルの精密ホールがあり、大型フランジと微細ディスク スタックの両方を社内で生産できます。入荷した材料、熱処理、最終寸法は発送前にチェックされ、お客様の特定の列車にとって最も重要な公差について喜んでご相談させていただきます。当社の製造およびテスト能力の詳細については、当社の能力ページをご覧ください。

実用的な選択チェックリスト

ダイヤフラムとディスク カップリングのどちらを選択するかを決定する前に、次の情報を収集してください。これにより、サプライヤーとの会話が大幅に短縮されます。

1. 始動トルクや失速状態を含む、ドライブの定格トルクとピークトルク。
2. 連続速度と最高速度に加えて、列車がねじり臨界速度を通過するかどうか。
3. アライメント後に予想される角度、平行、軸方向のずれは、理想的な形状ではありません。
4. シャフトの端の間の距離と、取り外しと再取り付けに利用できるスペースの量。
5. 周囲温度および動作温度、湿度、塵埃および腐食性蒸気。
6. シャフトの直径と両側のキー溝またはクランプの詳細。
7. 軸受の配置と軸受がカップリングの軸方向の復元力を受け入れることができるかどうか。
8. メンテナンス ポリシー: ユニットとして交換するか、現場で開封、検査、再構築します。

テイクアウト

ダイヤフラム カップリングとディスク カップリングは、多くの場合、2 つの競合するテクノロジーではなく、同じファミリーの 2 つの分野の間で比較されます。ラミネートディスクパックと輪郭のあるダイアフラムは同様に動作し、ねじり剛性があり、バックラッシュがなく、潤滑剤が不要で、適切なサイズに設定されていれば長期間使用できます。要素の厚さ、ディスク数、軸方向の剛性、ボルト接合または溶接接合、およびプラントが実際に従うメンテナンス方法を選択します。

デューティデータとシャフト配置の簡単なスケッチをお送りください。どの構造が適合するか、ドラムギアまたはエラストマーカップリングのどちらがより適しているかを正直にお知らせします。