Een gids voor het selecteren, aanbrengen en onderhouden van elastische mofpenkoppelingen

Een onderhoudsmonteur trekt een defecte koppeling uit een pompaandrijving. De elastomeerhulzen zijn gescheurd, de penbouten zijn ingekerfd en de naafboring vertoont de verklikkersporen van een slechte pasvorm. Voor de meeste middelzware industriële aandrijvingen is de vervanging geen exotische technische exercitie: een elastische schuifpenkoppeling is vaak de eenvoudigste en meest economische keuze. Het absorbeert trillingen, tolereert een bescheiden verkeerde uitlijning en blijft jarenlang werken als de pasvorm en het onderhoud correct zijn.

In deze handleiding wordt uitgelegd wat een elastische schuifpenkoppeling is, hoe deze zich gedraagt ​​onder belasting, waar u op moet letten bij de keuze ervan en hoe u deze zo moet monteren en onderhouden dat de koppeling niet de zwakke schakel in de aandrijflijn wordt.

Wat is een elastische mouwpinkoppeling?

Een elastische hulspenkoppeling is een flexibele askoppeling die koppel overbrengt via cilindrische pennen die in gaten in de twee naven worden gestoken. De aandrijfnaaf draagt ​​pinnen; rond elke pin zit een elastomere huls. De aangedreven naaf heeft bijpassende gaten of sleuven. Terwijl de aandrijfnaaf draait, drukt elke pen de huls tegen de wand van de aangedreven naaf, waarbij het koppel wordt overgedragen door compressie in plaats van door metaal-op-metaal contact.

Een typische montage bestaat uit:

• Twee flensnaven, normaal gesproken vervaardigd uit staal of gietijzer.
• Pinbouten, meestal gerangschikt op één steekcirkel.
• Elastische mouwen, gemaakt van rubber of polyurethaan, die over de pinnen passen.
• Borgringen, borgringen en moeren waarmee de pennen worden vastgezet.

Het ontwerp wordt ook wel een "pin-and-bush-koppeling" of een "bush-pinkoppeling" genoemd. Bij de LT/TL-serie is de elastische huls het dragende element; de pin duwt alleen tegen de huls, niet tegen het bijpassende metaal. Dit is de sleutel tot de trillings- en schokabsorptie.

Hoe het omgaat met koppel, schokken en verkeerde uitlijning

Wanneer de aandrijving start, stijgt het koppel snel. De elastische hoes vervormt bij afschuiving en compressie, waardoor de plotselinge belasting wordt verzacht. Door die vervorming kan de koppeling ook cyclische onregelmatigheden van een dieselmotor, versnellingsbak of elektromotor opvangen. Het resultaat is een lagere piekspanning in de aangedreven apparatuur en minder geluid.

De huls zorgt ook voor een kleine mate van flexibiliteit tussen de assen. Elastische hulspenkoppelingen kunnen bij normaal gebruik een radiale afwijking van enkele tienden van een millimeter, een hoekafwijking van maximaal ongeveer 1 graad en een axiale verplaatsing van enkele millimeters accepteren. De exacte waarden zijn afhankelijk van snelheid, koppel en het gebruikte elastomeer. Deze limieten zijn niet zo genereus als die van een tandwielkoppeling, maar ze zijn voldoende voor de meeste uitgelijnde installaties en zijn in de praktijk veel gemakkelijker te bereiken.

Voor een universele aandrijving die geen last heeft van extreme koppelpieken, biedt de mofkoppeling een uitstekende balans tussen bescherming en kosten.

Het selecteren van de juiste elastische mouwpinkoppeling

Selectie begint met koppel, vervolgens snelheid, vervolgens fysieke beperkingen en ten slotte omgevingsomstandigheden. Het nominale koppel van de koppeling moet groter zijn dan het maximale koppel van de aangedreven machine, inclusief startkoppel en eventuele incidentele overbelasting. Voor een pomp of ventilator is het continue koppel meestal voldoende; voor een breker of transportband is een servicefactor tussen 1,5 en 2,0 veiliger.

Boringmaat is de volgende controle. De koppelingsnaaf moet passen op zowel de aandrijf- als de aangedreven asdiameter. Een grotere boring betekent niet altijd een hoger koppelvermogen, omdat de pencirkel vast is. De cataloguswaarde is gebaseerd op de grootste toegestane boring; een kleine as kan nog steeds worden ondergebracht met een reductiebus, maar het koppel moet worden verlaagd.

Snelheid heeft invloed op de toegestane uitlijningsafwijking en de balanceerkwaliteit. Bij lage snelheden is standaard hubbalancering voldoende. Bij hogere snelheden kan de resterende onbalans trillingen veroorzaken. Daarom moet de koppeling worden gecontroleerd en indien nodig dynamisch worden uitgebalanceerd.

Temperatuur en atmosfeer zijn van belang omdat de elastomeerhuls het zwakste materiaal is. Olie, ozon en hitte versnellen allemaal de verharding van rubber. Voor omgevingen met hoge temperaturen of olieachtige omstandigheden selecteert u een hoes gemaakt van polyurethaan of een speciaal samengesteld rubber en controleert u de temperatuurlimieten van de fabrikant.

Als de aangedreven machine ook moet worden afgeremd, kan een versie met geïntegreerd remwiel de installatie vereenvoudigen. Deze opstelling is gebruikelijk bij kranen en takels, waarbij de koppeling en de rem één compact onderdeel vormen.

LTZ(TLL) elastische hulspenkoppeling met remwiel Deze koppeling integreert koppeloverbrenging en remmen in één component, ideaal voor kranen en takels waar compacte installatie en betrouwbaar stoppen vereist zijn. Het remwiel werkt samen met een externe rem om een ​​soepele vertraging en nauwkeurige positionering te garanderen. Bekijk Product →

Configuraties met een remwiel gebruiken een bredere naaf of een verlengde bus en moeten worden geselecteerd in combinatie met de remklauwspeling en het vereiste remkoppel. Dat gezegd hebbende, voor een rechte koppeling zonder rem is het standaard LT/TL-ontwerp een van de meest gebruikte flexibele opties in industriële machines.

Aspasvorm: de juiste naafverbinding krijgen

De passing tussen de koppelingsnaaf en de as bepaalt of de verbinding wrijvingsslijtage, trillingen of speling ontwikkelt. Een losse pasvorm, zoals H8/h7, kan eenvoudig te monteren zijn, maar kan microbewegingen aan het booroppervlak mogelijk maken. Na verloop van tijd veroorzaakt die microbeweging wrijvingscorrosie, die eruit ziet als donkerrood of bruin stof op de as. Bij een omkerende aandrijving kan dezelfde beweging de spiebaan snel vergroten en een klein probleem in een kapotte as veranderen.

Voor de meeste stijve en flexibele koppelingen wordt de voorkeur gegeven aan een overgangspassing. In ISO-termen is de naafboring vaak H7, terwijl de as k6 of m6 is. H7/k6 geeft een lichte perspassing; H7/m6 geeft een stevigere grip en komt vaak voor bij koppelomkeringen of lichte schokken. Voor zwaar gebruik kan een perspassing zoals H7/p6 worden gebruikt, op voorwaarde dat de koppeling kan worden gedemonteerd met een hydraulische trekker of een inductieverhitter.

Ook de spiebaan heeft aandacht nodig. Een standaard vierkante sleutel brengt het koppel over van de as naar de naaf. De passing van de sleutel in de spiebaan moet een kleine interferentie aan de zijkanten mogelijk maken; een losse sleutel maakt hameren en snelle slijtage mogelijk. Meet vóór de montage de boring, de as en de spiebaan met een micrometer, niet alleen met een schuifmaat. Als de koppeling al langere tijd op voorraad is, meet dan de boring op twee posities opnieuw om de ovaliteit te detecteren.

De passing tussen naaf en as is een terugkerend onderwerp in de onderhoudsliteratuur, omdat deze vaak bepalend is voor de levensduur van de koppeling. Een mismatch van slechts enkele micrometers kan de verbinding veranderen van probleemloos naar chronisch los.

Beste praktijken voor installatie en onderhoud

Reinig de as en boring grondig vóór montage. Verwijder eventuele roest, verf, bramen of opgeheven metaal rond de spiebaan. Smeer de boring lichtjes met anti-vastloopmiddel, maar smeer het wrijvingsoppervlak niet als de passing bedoeld is als perspassing; volg de aanbeveling van de leverancier.

Gebruik een meetklok om de uitlijning te controleren. Stel de hoekafwijking in binnen de limiet van de koppeling, doorgaans 0,1 mm/100 mm of minder, en de radiale offset binnen 0,1–0,2 mm. Het vastdraaien van de koppeling om een ​​verkeerd uitgelijnde motor te compenseren is een snelle manier om te falen.

Gebruik voor het aandraaien van de bouten een momentsleutel en draai de penbouten geleidelijk aan in een sterpatroon. Als u het te strak aandraait, klapt de huls in of vervormt de pen. Door te weinig aandraaien kan de pen axiaal bewegen en tegen de borgring hameren.

Onderhoudsactiviteiten zijn eenvoudig, maar moeten worden gepland:

1. Controleer elke drie tot zes maanden of er olie, oplosmiddel of overmatige hitte op de elastomeerhulzen aanwezig is.
2. Zoek naar scheurtjes, zwelling of compressie in de mouwen.
3. Meet de axiale beweging van de naaf op de as; zichtbare beweging betekent dat de pasvorm mislukt.
4. Vervang alle hulzen en pinnen als een set, niet één voor één, om de belasting gelijkmatig te verdelen.
5. Controleer de uitlijning opnieuw na het vervangen van elastomeren, omdat de nieuwe mouwen stijver zijn en de looppositie kunnen veranderen.

Wanneer vervanging nodig is, is een elastische hulspenkoppeling doorgaans goedkoper en sneller te repareren dan een tandwiel- of schijfkoppeling, wat de aanhoudende populariteit ervan bij het onderhoud van installaties verklaart.

Waar deze koppelingen worden gebruikt

Elastische hulspenkoppelingen zijn in vrijwel iedere continuproductie-industrie te vinden. Typische toepassingen zijn onder meer pompen, ventilatoren, compressoren, transportbanden, mixers, brekers, kranen, takels en werktuigmachines. Hun vermogen om torsietrillingen te absorberen maakt ze vooral nuttig op dieselaangedreven pompen en generatoren, waar koppelpulsen onvermijdelijk zijn.

In staalfabrieken worden ze gebruikt op rollentafelaandrijvingen en hulpapparatuur; in de mijnbouw, op transportbanden en mestpompen; in maritieme en petrochemische omgevingen, machines aan dek en procespompen. Bij kraanservice wordt de koppeling vaak gecombineerd met een remwiel en moet het geheel voldoen aan de hijsveiligheidsnormen. Onze pagina met gedekte industrieën geeft een overzicht van de bedrijfsomstandigheden waarin dergelijke koppelingen betrouwbaar moeten presteren. Zie de Toepassingslijst voor de industrie voor meer.

Maatwerk- en inkoopoverwegingen

De meeste fabrikanten zijn bereid een standaard elastische hulspenkoppeling aan te passen aan een specifieke aandrijving. Veel voorkomende aanpassingen zijn onder meer de boringdiameter, de spiebaangrootte en -positie, de naaflengte, het materiaal van de bus en of de koppeling moet worden uitgebalanceerd voor een hogere snelheid. Voor hijsen en heffen kan een remwiel op de naaf worden gesmeed of gelast en vervolgens machinaal worden bewerkt om rond te lopen.

Het standaard LT/TL-type is het werkpaard van deze familie. Het heeft een compacte flens en maakt gebruik van een enkele of dubbele rij pennen, afhankelijk van het koppel. Veel fabrieken hebben een reserve LT/TL-koppeling op voorraad, omdat deze op een groot aantal motor- en pompassen past.

LT(TL) elastische pin- en buskoppeling Deze standaard flexibele koppeling is geschikt voor een breed scala aan motor- en pompassen en biedt trillingsdemping en compensatie voor verkeerde uitlijning. Dankzij de compacte flens en het eenvoudige onderhoud is het een praktisch reserveonderdeel voor veel industriële installaties. Bekijk Product →

Wanneer u een aanvraag verzendt, geef dan de volgende informatie op: vermogen of koppel, bedrijfssnelheid, asdiameters en spiebaanafmetingen, beschikbare ruimte tussen de assen, omgevingstemperatuur en of de unit binnen of buiten staat. Geef ook aan of de belasting constant of schoksgewijs is. Met die gegevens kan de fabrikant de werkelijke servicefactor berekenen en het juiste boring- en naafmateriaal aanbevelen.

Voordat u bestelt, is het ook de moeite waard om de kritische selectiefactoren te bekijken die de betrouwbaarheid van de koppeling beïnvloeden; een ogenschijnlijk klein detail, zoals de hardheid van het elastomeer of de oppervlakteafwerking van de pen, kan de levensduur met een grote marge veranderen. Het artikel over kritische factoren voor het selecteren van de juiste industriële koppeling legt de zaken uit die gemakkelijk over het hoofd worden gezien tijdens de aanbesteding.

Conclusie

De elastische schuifpenkoppeling blijft voor veel industriële aandrijvingen een praktische eerste keuze. Het is eenvoudig te begrijpen, gemakkelijk te installeren en vergevingsgezind in gebruik. De belangrijkste vereisten zijn een correcte boring, redelijke uitlijning en regelmatige inspectie van de elastomeerhulzen. Wanneer geselecteerd met de juiste servicefactor en aangepast aan de werkelijke as en omgeving, biedt het een lange, betrouwbare levensduur zonder de smerings- en onderhoudseisen van tandwielkoppelingen.

De volgende keer dat een koppeling kapot gaat, ga er dan niet meteen van uit dat een grotere of duurdere koppeling de oplossing is. Controleer in plaats daarvan de pasvorm, de uitlijning en de staat van de elastomeerhulzen. In de meeste gevallen zal een correct gemonteerde elastische hulspinkoppeling het probleem oplossen tegen lagere kosten en met minder uitvaltijd.