کوپلینگ

کوپلینگ (Coupling) در لغت به معنی جفت است و در صنعت قطعه‌ای پر کاربرد محسوب می‌شود. کوپلینگ یک المان مکانیکی است که وظیفه جفت کردن دو محور (شفت) از دو وسیله مختلف را دارد تا از این طریق، گشتاور از یک شافت به دیگری منتقل شود. یعنی کوپلینگ واسطه‌ای است بین شفت خروجی یک تولید کننده حرکت (محرک) و شفت ورودی یک دریافت کننده نیروی حرکتی (متحرک).شفت با قرارگیری بین محرک و متحرک، نیرو و گشتاور را از یکی به دیگری انتقال می‌دهد، همچنین کوپلینگ موجب اتصال صحیح شفت‌ها به یکدیگر هنگامی که دو شفت نسبت به هم کمی نامیزان باشند می‌شود. با انتخاب، نصب و نگهداری دقیق کوپلینگ ها می توان صرفه جویی زیادی در هزینه نگهداری و زمان به عمل آورد.

برای تنظیم هم راستا بودن شفت موتور و محور متحرک زمان زیادی لازم است. و اگر دو محور هم راستا نباشند هنگام دوران نیروی دیگری نیز به صورت متناوب به محیط جانبی وارد می گردد که منجر به ایجاد سر و صدا و ارتعاش در سیستم می شود. علاوه بر آن تفاوت دقت ساخت دو قطعه دقت سیستم مونتاژ شده نهایی را تحت تاثیر قرار می دهد. کوپلینگ باید بتواند توان را با دقت حتی در صورت وجود انحراف، انتقال دهد. نا هم محوری شفت ها به علت نیروهای دینامیکی و یا انبساط قطعات بوجود می آید.

انحراف محوری : (Axial misalignment) در این حالت محور دوران دو شفت موازی اند و با فاصله از هم قرار گرفتند.

انحراف زاویه ای : (Angular misalignment) اگر محور کوپلینگ ها نسبت به یکدیگر دارای زاویه باشد (و یا در حین کار این انحراف به وجود آید) می گوییم کوپلینگ انحراف زاویه ای دارد.

انحراف شعاعی: انحراف شعاعی به این معناست که محورها در یک امتداد نباشند و یا در حین عملکرد با توجه با شرایط کار، محورها در جهت شعاعشان نسبت به یکدیگر فاصله بگیرند. تقریبا می توان گفت بزرگترین مشکلی که می تواند کوپلینگ ها را دچار اشکال کند همین انحراف شعاعیست چون تعداد کمی از کوپلینگ ها می توانند بر این مشکل غلبه کنند.

انحراف ترکیبی : در این حالت هم انحراف محوری و هم زاویه ای همزمان رخ می دهد.

کوپلینگ‌‌ها به صورت کلی به دو بخش تقسیم می‌شوند:

کوپلینگ‌های صلب  (Rigid Couplings) کوپلینگ های غیر انعطاف پذیر کمترین توانایی تحمل انحرافات را دارند، معمولا در ساخت آنها از مواد پلیمری استفاده نشده و قابلیت جذب ارتعاشات را ندارند. البته در نظر داشته باشید ممکن است یک مدل کوپلینگ صلب توانایی تحمل یک مدل انحراف (معمولا انحراف محوری) را داشته باشد.

کوپلینگ‌‌های انعطاف پذیر (Flexible couplings)

 کوپلینگ هایی که توانایی بیشتری برای سازگار شدن با انواع نا هم ترازی ها و انحرافات محوری، شعاعی و زاویه ای را داشته باشند کوپلینگ غیرصلب یا انعطاف پذیر می نامند. از این کوپلینگ ها برای اصلاح نا هم ترازی بین دو شفت استفاده می شود. البته در این کوپلینگ ها نیز استثنائاتی وجود دارد. مثلا ممکن است یک کوپلینگ انعطاف پذیر صرفا برای تحمل انحراف زاویه ای طراحی شده باشد و توان تحمل انحرافات محوری را نداشته باشد. هدف اولیه ی کوپلینگ ها این است که دو قطعه ی دوار را به هم متصل کنند. در عین حال که اجازه انحرافاتی را به آنها می دهند. در واقع هدف از کوپلینگ های انعطاف پذیر جبران تغییرات حاصل از دما در کوپلینگ ها و محورها و برقراری امکان انتقال توان از شافت (محور) به عنصر چرخان می باشد، در حالی که محورها هیچ گونه تداخلی با یکدیگر ندارند.

کوپلینگ های انعطاف پذیر چهار وظیفه اصلی را بر عهده دارند که 1- انتقال گشتاور و سرعت از محرک به متحرک  2- خنثی و مستهلک کردن ارتعاشات  3- جبران نامیزانیها  4- تاثیر بر فرکانس طبیعی سیستم 

انواع کوپلینگ های انعطاف پذیر

  • کوپلینگ میله ای beam coupling
  • کوپلینگ فکی jaw coupling
  • کوپلینگ فلنجی پین بوش bush pin coupling
  • کوپلینگ دنده ای gear coupling
  • کوپلینگ دیسکی disk coupling
  • کوپلینگ چهار شاخ universal joint
  • کوپلینگ دیسکی disk coupling
  • کوپلینگ زنجیری roller chain coupling
  • کوپلینگ های شبکه ای grid coupling

یکی از انواع کوپلینگ های انعطاف پذیر کوپلینگ میله ای (beam coupling) که به عنوان کوپلینگ مارپیچ (helical coupling) نیز شناخته می‌شود، کوپلینگ های انعطاف پذیرفنری بصورت یک تکه هستند و در نتیجه لقی کمتری نسبت به کوپلینگ های چند تکه دارند. مسیرهای مارپیچ سبب انعطافپذیری این کوپلینگ ها می شود. کوپلینگ میله ای در انکودر (encoders)، شفت درایور، کنترل حرکت برای ربات، ابزارآلات پزشکی و هوافضا تعدیل ارتعاشات یک سیستم، ابزارهای دقیق، ماشین آلات سبک، پرینترهای سه بعدی و غیره استفاده می شوند. کوپلینگ های میله‌ای برای محافظت از قطعات در برابر اثرات مضر تولید شده به سبب نامیزانی شفت ها ، نیروی ناگهانی ، انبساط یا لرزشهای شفت و ... مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کوپلینگ انعطاف پذیر می تواند سطوح مختلف ناهماهنگی را اصلاح کند. علاوه بر این، کوپلینگ های انعطاف پذیر می توانند برای کاهش ارتعاش یا کاهش نویز استفاده شوند. در چرخش برنامه های شفت یک اتصال انعطاف پذیر می تواند اجزای شفت و محرک (مانند یاتاقان) را از اثرات مضر مانند شیب ناهموار، ارتعاش، بارهای شوک و گسترش حرارتی شفت ها یا سایر قطعات محافظت کند. اندازه کوپلینگ بیانگر مشخصات دهانه ابتدایی و انتهایی آن می باشد. کوپلینگ 5*8 یعنی اندازه سوراخ آن از یک طرف 5 میلی متر و از طرف دیگر 8 میلی متر میباشد.

ویژگی هایی که این محصول دارد کم نیست و با توجه به کاربردی که در صنعت دارد می‌توان گفت که جزء بهترین قطعات صنعتی است که می توان آن را خریداری کرد.

↵ معرفی انواع کوپلینگ انعطاف پذیر