안전 클러치는 어떻게 작동합니까? 석유와 가스에 관한 대규모 백과사전
큰 소련 백과사전. - M.: 소련 백과사전. 1969-1978 .
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안전 클러치- 피팅에 충격이 가해질 경우 와이어가 손상되지 않도록 보호하는 보호 피팅입니다. [GOST 17613 80] 선형 피팅 일반 용어 피팅 …
안전 클러치- apsauginė mova statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. 과부하 커플링; 안전 클러치 vok. Überlastkupplung, f; Sicherheitskupplung, f rus. 안전 클러치, f pranc. manchon de protection, m … Automatikos terminų žodynas
안전 클러치- 58. 안전 클러치 피팅에 충격이 가해질 경우 와이어가 손상되지 않도록 보호하는 보호 피팅 출처: GOST 17613 80: 선형 피팅. 용어 및 정의 원본 문서 ... 규범 및 기술 문서 용어에 대한 사전 참고서
드라이브용 커플링 과부하로부터 기계를 보호합니다. 기계에 과부하가 걸리면 커플 링 반쪽이 풀리거나 미끄러집니다. 큰 백과사전 폴리테크닉 사전
깨지지 않는 링크가 있는 안전 클러치- 연결 요소와 커플 링 반쪽 사이의 마찰력을 초과하는 원주 힘으로 인해 토크의 공칭 값이 초과되면 차단이 수행되는 안전 클러치. [GOST R 50371 92] 연결 주제… … 기술 번역가 핸드북
브레이크 링크가 있는 안전 클러치- 정격 토크를 초과하면 파손으로 인해 스위치가 꺼지는 안전 클러치 연결 요소. [GOST R 50371 92] 커플 링 주제 기계식 커플 링의 용어 유형을 일반화합니다 ... 기술 번역가 핸드북
삼각형 치아 안전 클러치- 커플링 반쪽의 삼각형 끝 톱니의 상호 작용 표면에 토크 전달로 인해 발생하는 축력으로 인해 꺼지는 비파괴 링크가 있는 안전 클러치입니다. [GOST R 50371 92] 연결 주제… … 기술 번역가 핸드북
전단 핀이 있는 안전 클러치- 커플링 축과 평행한 커플링 반쪽에 설치된 원통형 핀의 파손으로 인해 꺼지는 붕괴 링크가 있는 안전 클러치. [GOST R 50371 92] 커플 링 주제 기계식 커플 링의 용어 유형을 일반화합니다 ... 기술 번역가 핸드북
전단 핀이 있는 안전 클러치- 두 하프 커플링의 클러치 축에 수직으로 설치된 원통형 핀이 파괴되고 하프 커플링의 접촉 경계가 얇아져 스위치가 꺼지는 브레이크 링크가 있는 안전 클러치입니다. [GOST R 50371 92] 주제… 기술 번역가 핸드북
전단 키 안전 커플링- 피벗 키가 있는 루스 클러치(g), 반원형 전단 키가 있는 안전 클러치(g), 롤링 키 클러치, 반원형 키 클러치, 레이디얼 키 클러치, 락킹 키 클러치 fra embrayage(m) à clavette Tournante / 피보탄테 / 회전식 /… … 산업안전보건. 영어, 프랑스어, 독일어, 스페인어로 번역
안전(슬립) 클러치로는 다양한 마찰 및 캠 클러치와 특수 설계의 클러치를 사용할 수 있습니다.
마찰 클러치
안전하게 마찰 클러치디스크는 스프링의 작용에 따라 압축되며, 그 힘은 토크가 허용 값 이상으로 증가하면 디스크가 미끄러지기 시작하고 클러치의 회전하는 선도 부분으로 구동 부분이 고정 상태를 유지하도록 계산됩니다.
마찰계수의 실제 값은 계산된 값과 크게 다를 수 있으므로 클러치가 작동하는 순간도 크게 변동될 수 있습니다.
캠 클러치
경사진 기계식 캠이 있는 캠 슬리핑 클러치는 토크가 증가하면서 운동학적 체인을 여는 위에서 설명한 메커니즘에 사용되는 클러치와 유사합니다. 차이점은 토크가 증가하면 운동학적 체인이 열리지 않고 클러치가 래칫처럼 작동하여 클러치 마모가 증가한다는 사실에 있습니다.
쌀. 13 안전 클러치
볼 커플링
수많은 특수 디자인의 커플 링 중에서 볼 커플 링이 널리 사용됩니다. 볼 커플 링의 변형 중 하나가 그림에 나와 있습니다. 13a. 안전 클러치는 기어 3을 디스크 5와 연결합니다. 연결은 기어 3의 몸체에 만들어진 구멍에 있는 볼 4를 사용하여 수행됩니다. 볼은 디스크 5의 구멍에도 들어갑니다. 스프링 6에 의해 디스크가 볼에 삽입됩니다. 스프링의 장력과 이에 따라 전달되는 토크의 값은 플런저 2를 이동시키는 너트 1을 통해 조절됩니다. 디스크 5의 구멍 가장자리에 과부하가 걸리는 경우 , 볼이 압착되고 클러치가 래칫처럼 작동합니다.
스프링의 힘은 캠 클러치 계산 방법에 따라 결정될 수 있습니다. 앙각 이 경우는 볼의 접선과 디스크(5)의 끝 평면 사이의 각도입니다.
특수 커플링
과부하가 거의 발생하지 않고 비상 상황에서만 발생하는 경우에는 전단 핀과 키가 있는 안전 장치가 사용됩니다. 시어 핀이 있는 안전 장치의 예로서 정규화된 클러치가 표시됩니다(그림 13, b). 40X 강철로 만들어진 경화된 부싱 2와 4는 커플링 절반부 1과 5에 압착됩니다. 전단 핀 3은 일반적으로 가장 내구성이 뛰어난 재료로 만들어진 부싱의 구멍을 통과합니다. 과부하가 걸리면 핀이 끊어져 새 핀으로 교체해야 합니다.
핀 제조에 고강도 소재를 사용하면 실수로 강도가 낮은 핀을 강도가 더 높은 핀으로 교체하여 기계 메커니즘이 고장날 수 있는 일이 불가능합니다.
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이 클러치는 전달되는 토크를 제한하고 계산된 토크를 초과하는 과부하 시 메커니즘의 일부가 파손되지 않도록 보호하는 역할을 합니다.
전단 핀이 있는 슬리브 커플링
커플링 치수(그림 7)
L = (3…5)d B ,
D= (1.5…1.8)d B
아니면 테이블에서 가져가세요. 1.
쌀. 7. 시어 핀이 있는 안전 슬리브
초기 데이터는 다음과 같습니다.
1. 커플링에 의해 전달되는 공칭 최고 정격 토크 T, N·mm.
2. 클러치 작동의 추정 토크 T N·mm는 실수로 클러치가 켜지는 것을 방지하기 위해 T = 1.25T nom을 취합니다.
3. 절단면의 반경 r, mm.
4. 안전핀 재질 : 중간 탄소강.
5. 인장 강도(핀의 강철 등급에 따라 다름) σ in, MPa.
탭에서 계산합니다. 22는 전단 강도와 인장 강도 사이의 비례 계수 K를 취합니다.
설계 계산에서 K를 선택하기 위해 d가 미리 할당됩니다.
예상 핀 전단 강도, MPa
τ cf = K σ c.
안전핀 직경(설계 계산), mm
핀이 전단되는 제한 토크 N mm(검증 계산),
22. 비례계수 K
축 핀 커플 링에 대한 K 값이 제공됩니다. 레이디얼 핀 배열의 커플링에서는 계수 K를 5-10% 늘려야 합니다.
캠, 볼 및 마찰 클러치
23. 캠, 볼 및 마찰 클러치
일반 기계 제작 응용 분야의 커플링은 GOST에 따라 4~400Nm, 기후 버전: U 및 TS 카테고리 2-4, UHL 및 O 카테고리 3.1, 4, 4.1, 4.2의 토크를 전달할 때 과부하로부터 드라이브를 보호하도록 설계되었습니다. 윤활 없이 작동하는 경우 15150(건식), 오일 배스에서 작동하는 경우 GOST 15150에 따라 U 및 T 카테고리 1-5, UHL 및 O 카테고리 3.1, 4, 4.1, 4.2, 5.
GOST 15620-93에 따른 안전 도그 클러치
GOST 15621-77에 따른 안전 볼 커플 링
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일반 치수 |
캠 앤 볼 클러치 |
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정격 토크, Nm |
무게, kg, 더 이상 |
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실행 |
실행 |
캠 |
공 |
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작동 토크의 허용 비율 Тmax/Тnom ≤ 1.3. 커플 링은 세 가지 버전으로 만들어집니다.
1 - GOST 23360-78에 따른 원통형 장착 구멍과 키홈 있음;
2 - GOST 1139-80에 따른 중간 시리즈의 연결에 해당하는 슬롯 장착 구멍이 있습니다.
3 - GOST 6033-80에 따른 복잡한 슬롯 구멍이 있습니다.
치수, mm
GOST 15622-96에 따른 안전 마찰 클러치
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개 클러치 |
볼 클러치 |
마찰 클러치 |
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무게, kg, 더 이상 |
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*GOST는 덜 선호되는 실행 1의 두 번째 행을 제공합니다.
GOST 15622-96은 최대 16000Nm의 토크 T를 갖는 커플 링을 제공합니다.
크기 b의 경우 GOST 23360-78에 따라 편차를 제한하십시오.
n은 허용되는 속도입니다.
GOST 1b22-96 상대 슬라이딩 속도의 마찰 쌍 재료에 따르면: 최대 3m/s - 강철 대 강철; 3m/s 이상 - 강철 위의 청동.
마찰 표면에 허용되는 압력 - 0.6 MPa 이하
스프링스 - GOST 13766-86에 따름.
예 상징 정격 토크 63Nm, 보어 직경 25mm, 버전 1, 기후 버전 U 및 카테고리 3의 안전 캠 클러치:
커플링 63-25-U3 GOST 15620-93.
스플라인의 외경 d = 25mm인 실행 2와 동일:
커플링 63-6×21×25×5-U3 GOST 15620-93
슬롯 톱니의 공칭 직경이 d= 25mm, 모듈 m= 1.5mm인 동일한 버전 3:
커플링 63-25×1.5-U3 GOST 15620-93
23, 에이. GOST 1139-80에 따라 직선형 슬롯이 있는 커플링용 장착 구멍 지정
치수, mm
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GOST 1139-80에 따른 지정 |
GOST 1139-80에 따른 지정 |
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24. 캠 안전 클러치의 요소
캠 클러치의 주요 치수는 캠 클러치의 주요 치수와 동일합니다(표 14 참조).
30 ° 각도로 위치한 캠 가장자리가 작동 중입니다.
샤프트의 회전 방향은 면의 위치에 따라 한 방향입니다.
캠의 강점:
치수, mm
GOST 3128-70에 따른 원통형 핀; 1.5×18; 2×18; 3×18; 4×30; 5×30; 6×45; 8×45; 10×45.
재질: 부싱 강철 40X, 경도 49.5 HRC; 코르크강 30, 경도 36.5 HRSe.
스프링 캠 커플링
안전 스프링 캠 클러치(그림 8)는 클러치 캠 클러치와 동일한 방식으로 접촉 강도와 굽힘을 계산합니다.
접촉 응력에 대한 허용 토크, N mm,
여기서 D는 캠의 평균 직경, mm입니다. 일반적으로 D는 샤프트 직경 1.25-2.5 내에서 선택됩니다.
z는 캠 수입니다.
b – 턱 폭, mm;
h는 캠의 높이, mm입니다.
p - 허용 공칭 압력은 30 MPa와 동일합니다.
허용 굽힘 토크(z > 11에서 평평한 모서리를 가진 캠에 대해 결정됨)
여기서 z 1은 계산된 캠 수이며 1/2-1/3과 같습니다. 총 수캠;
[σ 및 ] - 허용 굽힘 응력 MPa는 최소 1.5의 여유를 두고 항복 강도에 따라 선택됩니다.
l은 베이스에 있는 캠의 두께, cm입니다. 백래시 없는 클러치 포함:
여기서 a는 작업면의 경사각이며 실제로는 65°를 넘지 않습니다.
토크 전달에 필요한 스프링 압축력 P pr, N은 다음 방정식으로 결정됩니다.
여기서 T p는 계산된 토크, mm입니다. N mm; T p = 1.3T nom (T nom - 최고 정격 토크);
D는 캠의 평균 직경, mm입니다.
a는 작업면의 경사각, 각도입니다.
p 1 - 캠 사이의 마찰 각도 (강철의 경우 5-6 °)
f 2 - 스플라인(키 홈) 연결의 마찰 계수(강철 0.15-0.16의 경우)
d는 샤프트 직경, mm입니다.
공식 (1)은 장기간 과부하 동안 클러치 작동에 해당하는 캠과 스플라인 연결의 마찰력을 고려하지 않습니다. 순간 과부하 시 마찰력의 작용을 가정하고 계산은 식 (2)에 따라 수행됩니다.
커플링의 안정적인 작동을 위해 캠 가장자리를 둥글게 처리해야 합니다.
26. 커플링 이송용 스톤
치수, mm
재료:
유형 A - SCH20 주철, 텍스타일라이트, 청동용;
유형 B의 경우 - 강철 40X, 경도 49.5 HRCe.
이 커플링은 과부하의 영향으로부터 기계 부품을 보호하는 역할을 합니다. 토크가 허용 값 이상으로 증가하면 샤프트를 분리합니다.
작동 원리에 따라 커플 링은 다음과 같이 구별됩니다. 접는 요소가 있습니다. 스프링캠; 마찰.
4.I.I. 접는 요소가 있는 커플링
이러한 커플링의 안전 요소는 전단에서 작동하는 경우가 가장 많으며 이 경우 원통형 핀 요새 또는 평행 키 형태로 만들어집니다. 이 커플링은 디자인이 단순하여 널리 배포되었습니다.
그림 4.1(표 4.1)은 공작 기계 일반 R 95-1에 따른 시어 핀이 있는 커플링을 보여줍니다. 두 커플 링 절반은 샤프트에 있습니다. 하나의 하프 커플링은 키로 샤프트에 연결되고, 다른 하프 커플링은 그 위에 자유롭게 안착되어 길쭉한 허브에 있는 부품에 키로 연결됩니다.
쌀. 4.1 시어핀을 이용한 커플링
회전은 부싱 I과 2에 있는 원통형 핀 4를 통해 커플링 반쪽으로 전달됩니다. 내구성을 높이기 위해 부싱 I과 2는 HRC 50...60의 경도로 후속 열처리된 40X 강철로 만들어집니다. 과부하가 걸리면 핀이 잘리고 커플 링 절반이 서로에 대해 자유롭게 회전합니다. 커플 링 반쪽 외부 표면의 핀 교체를 용이하게하기 위해 위험이 가해지며 정렬되면 부싱 I과 2의 구멍 축이 일치합니다.
핀은 강철 등급 U8A, U10A 또는 40,45,50으로 만들어집니다.
전단 커플링 요소는 그림 42(표 4.1)에 나와 있습니다.
4.1.2. 마찰 클러치
이러한 커플링은 빈번한 단기 과부하에 사용됩니다. 주로 충격 하중과 상당한 각속도를 받고 마찰력으로 인해 토크를 전달합니다.
그림 4.2에서. 안전 마찰 클러치는 GOST 15622-70에 따라 표시되며 표 4.2에는 주요 치수와 매개 변수가 나와 있습니다.
그림 4.2 전단 커플링 요소
쌀. 4.2 마찰 클러치
표 4.2
안전 마찰 클러치의 치수 및 매개변수(그림 4.2)
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커플링 지정 |
[M k ] kgfm |
치수(mm) |
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이전의 끄다 A에 의해 |
착지 구멍 실행1 실행2 | ||||||||||||
외경 D=50mm이고 샤프트의 내경 d=12mm인 커플링 기호의 예, 버전 1: 커플링 1-5012 GOST15622-70
스플라인 샤프트의 보어 직경 d 2 =11mm, 버전 2: 커플링 2-5011 GOST 15622-70.
2011년 11월 24일 일반 정보
많은 기계와 메커니즘의 작업 프로세스는 본질적으로 동적이며 단기(피크) 부하 증가가 동반됩니다. 또한 윤활 중단, 작동 부품 막힘, 걸림 등 기계 작동의 비정상적인 상황으로 인해 부하가 증가할 수 있습니다. 이러한 최대 부하에 대한 메커니즘을 계산하면 불필요한 무게와 증가가 발생합니다. 기계 비용으로. 따라서 정격하중을 기준으로 설계를 하는 경우가 많으며, 과부하 시 부품의 파손을 방지하기 위해 안전장치를 사용합니다. 안전 링크의 기능은 미끄러짐을 허용하는 구동 요소에 의해 수행될 수도 있습니다. 따라서 유압 드라이브에서는 안전 밸브를 통해 과부하가 방지됩니다.
샤프트 간에 토크를 전달할 때 과부하로부터 보호하기 위해 안전(과부하) 클러치가 사용됩니다. 때로는 토크 제한 클러치라고도 합니다. 타악기에 설치됩니다. 이기종 환경을 처리하는 기계에서; 자동 기계 및 장치에서; 구동 모터 동력의 작은 부분을 전달하는 기계의 운동 체인 분기 체인(금속 절단 기계 공급용 드라이브). 안전 클러치는 결과적인 샤프트 정렬 불량을 제거할 수 없기 때문에 종종 보상 클러치와 결합됩니다.
작동 원리에 따른 안전 커플 링은 다음과 같이 구분됩니다. 접는 요소가 있는 커플 링 (고려되지 않음) 마찰 ( 쌀. 1, 에); 스프링캠( 쌀. 1, 비); 자기 ( 쌀. 1, 안으로). 스프링 캠 클러치에는 캠이 볼이나 롤러로 대체되는 다양한 종류가 있습니다.
마찰 클러치(그림 1, a)디자인이 가장 단순합니다. 주로 충격 작용과 같은 빈번한 단기 과부하에 사용됩니다.
마찰클러치( 쌀. 2)는 허브로 구성됩니다 1 , 이동식 압력판 2 , 마찰 라이닝 3 (석면 프리!), 조절 너트 4 , 잠금 나사 5 , 벨빌 스프링스 6 , 플레인 베어링(슬리브) 7 , 회전 엔코더 8 (옵션), 잠금 나사 9 . 표준화된 스프로킷이나 풀리 또는 플랜지가 마찰 라이닝 사이에 설치됩니다. 이러한 클러치의 작동 원리는 간단합니다. Belleville 스프링은 압력 링을 통해 축 방향 힘을 생성하여 허브와 플랜지(스프라켓)에 대한 마찰 라이닝을 누릅니다. 현재 모멘트가 마찰 모멘트를 초과하면 플랜지(별표)가 플레인 베어링인 슬리브를 따라 스크롤됩니다. 제조업체는 디스크 스프링의 수와 상대 위치를 변경하여 전달 토크가 다른 커플링을 얻습니다. 회전 센서를 사용하면 클러치의 미끄러짐 시간을 제어하고 손상 위험을 줄일 수 있습니다.
과부하가 걸린 경우( 쌀. 삼) 클러치가 미끄러지고 출력축의 회전이 멈춥니다. 미끄러짐 중에 토크 전달을 중단하지 않고 샤프트 연결이 자동으로 복원됩니다.
커플링의 일반 베어링 대신 니들 베어링이 설치되는 경우가 많습니다. 롤링 베어링의 사용은 빈번한 커플링 작동, 높은 슬라이딩 속도, 큰 방사형 하중 및 샤프트와 구동 요소의 상대 위치 정확도에 대한 높은 요구 사항(예: 기어 휠 설치 시)으로 정당화됩니다. .
제조사(회사 KTR, 마이어, 링스팬)는 각각 샤프트 직경 d=20…200 mm, 전달 토크 T=2…50,000 Nm 범위의 커플링을 제공합니다. 중요한 매개변수는 최대 허용 상대 슬립 속도 n s , min -1 입니다. 클러치 크기가 커지면 속도가 감소합니다. 따라서 샤프트 직경 d=20 mm인 클러치의 경우 t S =1 s에 대한 허용 슬라이딩 속도는 n S = 8,500 min -1 에 도달할 수 있고 d=200 mm에 대해서는 n S = 700 min -1 로 감소합니다. 1 .
스프링캠안전 클러치( 쌀. 1, 비) 마찰 클러치와 다릅니다. 정확도 증가넘어지기 때문에 스프링의 탄성 특성은 마찰 요소의 마찰 계수보다 더 안정적입니다. 특수 설계의 스프링-캠 커플링의 장점은 백래시가 없고 비틀림 강성이 높다는 것인데, 이는 피드백 드라이브(서보 드라이브)에서 매우 중요합니다. 그러나 고속에서는 이러한 커플 링이 사용되지 않습니다. 반복적인 자체 전환으로 인해 반복적인 과부하가 발생할 수 있습니다. 이 클러치의 최대 전달 모멘트도 마찰 클러치보다 낮습니다.
스프링 캠 클러치는 캠( 쌀. 4, 에), 공 ( 쌀. 4, 비) 및 캠롤러( 쌀. 4, 안으로). 캠 클러치에서 캠의 작업 표면은 평평하지 않고 나선형 선을 따라 만들어집니다. 이러한 표면의 처리는 기술적으로 복잡합니다. 따라서 제조가 용이한 볼 커플링이 가장 널리 사용된다. 그 안에서 캠은 볼로 대체되고 슬라이딩 마찰은 부분적으로 롤링 마찰로 대체됩니다. 캠 및 롤러 클러치는 결합 홈과 결합되는 방사형으로 장착된 롤러를 사용합니다.
스프링 장착 볼 클러치( 쌀. 5)는 허브로 구성됩니다 1 , 이동식 압력판 2 , 볼이 있는 클립 3 , 조정 너트 4 , 벨빌 스프링스 5 ,스러스트 니들 베어링 6 , 평면 베어링 7 및 출구 플랜지 8 . 이러한 클러치의 작동 원리는 다음과 같습니다. 벨빌 스프링은 압력 링을 통해 축 방향 힘을 생성하여 볼을 허브와 플랜지의 소켓에 밀어 넣습니다( 쌀. 4, 비); 현재 순간이 허용 값을 초과하면 볼이 소켓을 떠나 회전 전달이 중지됩니다.
마찰 스프링 볼 클러치와 달리 다양한 옵션샤프트 연결 복원 ( 쌀. 6). 클러치가 작동되면 그림에 표시됩니다. 5 , 출력축의 회전은 정지하지만 잔류 토크가 출력축에 전달됩니다 ( 쌀. 6, 에이). 과부하가 종료되고 커플 링 절반이 볼의 정수 각도 단계만큼 회전하면 클러치가 자동으로 켜집니다.
이동식 디스크와 스프링 블록 사이의 클러치 설계에 잠금 장치가 추가되면( 쌀. 7), 작동 시 이동식 커플링 절반을 닫는 경우 수동으로 또는 외부 액추에이터를 통해서만 회전 복원이 가능합니다. 유사한 메커니즘을 가진 클러치의 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. 쌀. 6b.
호이스팅 기계와 같은 일부 설계에서는 토크 전달의 중단이 허용되지 않으며 과부하 시 경보가 필요합니다. 그런 다음 커플링의 기본 설계( 쌀. 5) 이동식 디스크의 이동 제한기를 도입합니다(그림 1). . 8, 에이). 클러치가 작동되면 이동식 디스크는 리미터에서 멈출 때까지 고정 디스크에서 멀어집니다. 커플링은 공칭 값의 4배의 하중을 견딥니다. 이동할 때 비접촉식( 쌀. 8, 비) 또는 센서에 문의하세요. 이러한 클러치의 작동 다이어그램은 다음과 같습니다. 그림 6, c. 트립 센서는 다른 유형의 커플링에 설치되어 트립 신호를 생성할 수 있습니다.
일부 기계 및 장치의 설계에서는 구동 링크와 구동 링크의 정확한 상호 각도 위치를 유지해야 합니다. 샤프트의 상호 각도 위치에 따라 커플 링은 래칫 커플 링과 동기식 커플 링으로 구분됩니다. 에 표시된 커플링 쌀. 5, 래칫 디자인이 있습니다.
래칫 클러치에서는 과부하 동작이 종료된 후 볼이 다음 자유 위치를 차지하므로 샤프트의 상호 위치는 임의적입니다.
~에 쌀. 9스프링 장착 캠 롤러 클러치가 제공되며, 이는 커플링 절반이 360°(45°, 60°, 90° 또는 180°) 회전할 때만 다시 연결됩니다. 이것은 동기식 클러치입니다. 작동 원리는 고려되는 스프링 볼 클러치와 유사합니다. 엄격하게 정의된 샤프트의 상호 위치는 캠과 리턴 롤러의 고르지 않은 각도 위치에 의해 달성됩니다( 쌀. 4, 안으로). 스프링 장착 볼 커플링을 사용하여 동기식 설계도 제공될 수 있습니다( 쌀. 11, ㄴ, 12, ㄴ, 13, ㄴ).
스프링볼(캠)클러치 제조업체(업체) KTR, 마이어, 링스팬)는 각각 샤프트 직경 d=20…150 mm, 전달 토크 T=2.5…6,000 Nm 범위의 커플링을 제공합니다. 축 직경 d=20 mm의 커플링의 경우, t S =1 s에 대한 허용 슬라이딩 속도는 n S = 4300 min -1 이고, d=150 mm에 대해서는 n S =600 min -1 로 감소됩니다.
현대 기계에서는 피드백 센서(서보 드라이브)가 있는 시스템이 널리 사용됩니다. 피드백 센서는 엔진(서보모터)에 설치되는 경우가 대부분이며, 엔진 회전수를 통해 구동 메커니즘의 움직임을 모니터링합니다. 예를 들어, 대부분의 CNC 기계가 작동하는 원리는 다음과 같습니다. 그러나 엔진 뒤의 운동학적 체인에 위치한 요소(커플링, 기어박스 등)의 비틀림 강성 및/또는 백래시가 낮은 경우 변위 계산 시스템에서 하중이 역전되면 개수 사이에 불일치가 발생합니다. 엔진 샤프트의 회전수(기어비 고려)와 실제 값.
이 문제를 해결하기 위해 제조업체에서는 백래시가 없는 안전 클러치( 쌀. 11, 12, 13). 클러치 요소, 무엇보다도 토크 전달 장치 제조의 정확성을 높여 백래시가 없음을 달성합니다. 볼 사이의 균일한 하중 분포는 높은 비틀림 강성을 보장합니다. ~에 쌀. 10, a는 표준 커플링과 백래시가 없는 커플링의 토크와 비틀림 각도 간의 비교 관계를 보여줍니다.
정밀 커플링의 경우 작동 이동 범위가 스프링 힘 다이어그램의 아래쪽 분기에 속하도록 벨빌 스프링이 선택되는 경우가 많습니다( 쌀. 10b). 이를 통해 클러치의 속도와 정확성을 높일 수 있습니다.
설계 및 작동 원리에 따라 백래시가 없는 커플링은 위에서 설명한 스프링 장착 볼 커플링과 유사합니다. ~에 쌀. 11 - 13기업의 커플 링이 제시됩니다. 메이어, KTR 및 R+W토크 전달 장치 포함. 커플 링에는 래칫 및 동기식 설계가 모두 있습니다. 잠금 장치가 있는 버전; 전기 신호 생성으로 인한 토크 전달을 중단하지 않고 성능을 발휘합니다. 트립 센서를 장착할 수 있습니다.
백래시 없는 커플링을 구별하는 독창적인 설계 솔루션을 고려해보세요. 다양한 제조사. 서보 드라이브의 정확도 및 백래시 부족에 대한 요구 사항 외에도 구동 부품의 질량 관성 모멘트(질량)를 줄이기 위해 노력합니다. 무게를 줄이면 값비싼 서보모터의 전력 요구 사항이 줄어듭니다. KTR Syntex 커플링 설계(그림 12)에서 토크는 볼용 시트가 있는 특수 Belleville 스프링을 통해 전달됩니다. 압력 스프링과 가동 플랜지의 기능을 결합하면 토크 전달 장치의 무게가 줄어듭니다. 반면 특수 벨빌 스프링의 제조기술은 더욱 복잡해진다.
거의 모든 커플링에서는 출력 플랜지의 작동 정확도를 높이고 어셈블리의 전체 치수를 줄이기 위해 플레인 베어링을 롤링 베어링으로 변경합니다. 회사의 커플 링 디자인 R+W (쌀. 13) 통합 베어링이 사용됩니다. 이는 베어링 어셈블리의 질량과 출력 플랜지의 크기를 줄입니다. 그러나 커플링의 생산 기술은 더욱 복잡해집니다(전동면 제작 필요성, 조립 복잡성 등).
키 연결 외에도 마찰 클램핑 허브가 커플링에 널리 사용됩니다( 쌀. 11 - 13). 이를 사용하면 커플링-샤프트 연결부에 틈이 생기지 않아 조립이 용이해집니다. 우리는 이미 클램핑 커플링의 유형과 적용 특징에 대해 작성했습니다(RITM No. 8, 2008).
안전 커플링은 샤프트 정렬 불량을 보상하지 않습니다. 이를 위해 보상 커플 링이 있습니다. 메커니즘에 두 가지 유형의 클러치를 설치해야 하는 경우 결합 클러치( 쌀. 14). 이러한 커플 링의 보상 부분에는 커플 링이 사용됩니다. 탄성 스프로킷으로 탄성 ( 쌀. 14, 가, ㄴ), 벨로우즈( 쌀. 14일), 기어, 디스크.
백래시가 없는 볼-스프링 커플링 제조업체는 각각 샤프트 직경 d=4…100 mm, 전달 토크 T=15…2,800 Nm 범위의 커플링을 제공합니다. 축 직경 d=4 mm의 커플링의 경우 허용 미끄럼 속도는 n S = 4,000 min -1 이고, d=100 mm의 경우 n S =250 min -1 로 감소됩니다.
마찰 클러치에서 장기간 미끄러지면 마찰 표면이 많이 마모됩니다. 따라서 장기간의 슬라이딩이 필요한 경우 액체 또는 자기 상호 작용력을 전송 링크로 사용하는 커플 링이 사용됩니다. ~에 쌀. 1, V영구 자석의 자기 결합이 제시됩니다. 커플링은 영구 자석이 있는 허브로 구성됩니다. 롤링 베어링 위에 놓이는 출력 플랜지; 출력 플랜지에 자석이 나사로 고정된 슬리브, 잠금 나사. 슬리브를 조이거나 풀어서 전달되는 순간을 변경할 수 있습니다. 클러치에는 마찰 요소가 없습니다.
클러치 작동 다이어그램은 다음과 같습니다. 쌀. 15. 그림에서 알 수 있듯이 출력축에는 항상 일정한 토크가 작용하며, 과부하가 걸리면 출력축 회전수가 떨어집니다. 클러치가 미끄러지면 열이 발생합니다. 허용되는 슬라이딩 시간과 속도는 커플링의 열 조건에 따라 달라집니다.
단단한 메이어, 당사 시장에 출시된 는 전달 토크 T = 0.1 ... 6 Nm 범위와 각각 샤프트 직경 d = 10 ... 38 mm의 마그네틱 커플링을 제공합니다. 축 직경 d=10 mm의 커플링의 경우 허용 미끄럼 속도는 n S = 4000 min -1 이고, d=38 mm의 경우 n S =3000 min -1 로 감소됩니다. 이러한 커플링의 범위는 제한되어 있습니다(테스트 장비, 제어 메커니즘 등).
커플링 설치
키네마틱 체인에서는 액추에이터를 구동하는 샤프트에 안전 클러치를 직접 배치하는 것이 좋습니다( 쌀. 16). 이 경우 회로의 모든 메커니즘은 과부하로부터 보호됩니다.
그러나 대부분의 경우 액추에이터의 토크는 모터의 토크보다 훨씬 높습니다. 이에 따라 커플링의 크기와 가격이 증가합니다. ~에 쌀. 16b커플링의 대체 배치를 보여줍니다. 이 경우 기어박스는 최대 과부하를 견뎌야 합니다.
안전 클러치는 벨트(체인) 드라이브의 풀리(스프라켓) 또는 보상 클러치와 결합되는 경우가 많습니다. 안전 클러치가 포함된 어셈블리를 설계할 때 모든 클러치가 출력 플랜지에 직접 변속기 요소를 설치할 필요는 없다는 점을 기억해야 합니다. ~에 쌀. 17, 벨트 구동 풀리를 갖춘 전기 모터의 출력축에 안전 클러치를 설치한 모습이 나와 있습니다. 풀리는 별도의 롤링 베어링에 장착됩니다. ~에 쌀. 17b 3열 체인의 스프로킷 베어링 한 쌍을 설치하도록 설계된 긴 허브를 갖춘 안전 클러치 설계가 제시됩니다.
그림에 표시된 조합 커플링의 경우 쌀. 17년, 보상 부분의 앞쪽 커플 링 절반이 니들 베어링에 장착됩니다. 커플링 켜짐 쌀. 2 그리고 17, d 추가 지지대 없이 별표 또는 톱니 벨트 풀리를 설치할 수 있습니다.
계산 순서
~에 쌀. 18숫자 아래 1 임의의 메커니즘에서 실제 작동 모멘트의 그래프가 표시됩니다. 숫자 2 이 순간의 최대값의 한계가 표시됩니다. 커플 링 T N, Nm의 공칭 모멘트는 작동 중에 발생하는 최대 모멘트보다 30 ... 50% 더 많이 취하는 것이 좋습니다 (숫자로 표시됨). 3 ).
결론
안전 클러치를 설계에 통합하면 기계 비용(소형화로 인해)과 작동 비용(신뢰성 향상으로 인해)이 절감됩니다. 시중에서 판매되는 커플링 디자인은 다양하며 모든 설계자의 요구 사항을 충족할 수 있습니다. "를 선택하고 기억하는 것만 남아 있습니다. 선택의 유일한 문제는 그것이 존재한다는 것입니다.».
미하일 그랜킨
RITM 매거진, 2009년 2월
