Zastosowanie i znaczenie sprzęgieł mechanicznych podatnych skrętnie w układach napędowych maszyn przemysłowych

Jednym z podstawowych czynników decydujących o prawidłowej pracy maszyny przemysłowej jest prawidłowa praca jej układu napędowego. W artykule omówiono zastosowanie sprzęgieł podatnych skrętnie.

Mimo że zastosowane sprzęgło mechaniczne jest najmniejszym elementem układu napędowego, to w znaczący sposób potrafi wpłynąć na jego pracę, dlatego ważny jest właściwy wybór sprzęgła spośród całej gamy produktów oferowanych przez producentów [9-12]. Zarówno wielkość przenoszonego momentu obrotowego, jak i parametry sprężysto-tłumiące elementu podatnego należy dostosować do warunków pracy maszyny przemysłowej (rys. 1) [5-8].

Zadania sprzęgła podatnego skrętnie

Sprzęgło mechaniczne podatne skrętnie oprócz podstawowych zadań, jakie powinno spełniać w układzie napędowym, tj.: przenosić moment obrotowy M_o[Nm], przenosić prędkość obrotową n_o[obr./min], kompensować niedokładności ustawienia czopów współpracujących wałów, powinno głównie mieć zdolności do tłumienia drgań skrętnych wynikających z nadwyżek dynamicznych, jakie kumulują się na elemencie podatnym tego sprzęgła (szczególnie w zakresach prędkości rezonansowych).

Wszystkie te czynniki w znaczący sposób mogą wpłynąć na pracę całego układu napędowego i pozostałych zespołów maszyny przemysłowej. O parametrach tych decyduje zarówno materiał, z jakiego jest wykonany element podatny sprzęgła, jak i konstrukcja tego elementu [3, 4, 7, 8].
Dynamiczny rozwój techniki napędowej maszyn przemysłowych ciągle powoduje powstawanie nowych konstrukcji lub rozwiązań konstrukcyjnych zespołów napędowych maszyn przemysłowych [9-11]. Marketingowe wymagania długofalowej konkurencyjności zmuszają do minimalizacji stosunku nakładu pracy do efektów. W przypadku producentów sprowadza się to do zasady zadowalającej jakości przy minimalnych kosztach produkcji. Natomiast wybór rozwiązania konstrukcyjnego użytkownika przemysłowego następuje przez porównanie cech technicznych danej konstrukcji i kosztów ekonomicznych poszczególnych wariantów za pomocą narzuconych kryteriów (rys. 2) [1].

Użytkownik przemysłowy musi być w pełni świadomy skutków eksploatacyjnych maszyny przemysłowej i związanych z tym ekonomicznych konsekwencji podejmowanych decyzji co do zastosowania danego zespołu mechanicznego dla danej maszyny przemysłowej. W układach napędowych maszyn roboczych stosuje się różnego rodzaju sprzęgła mechaniczne podatne skrętnie. Ich wybór przez użytkownika i zastosowanie w układzie napędowym maszyny przemysłowej odbywają się głównie na podstawie wytycznych zamieszczonych na kartach katalogowych producentów, aktualnie produkowanych elementów układu napędowego tego rodzaju (rys. 3) [9-11].

Producenci elementów napędowych zamieszczają na swoich stronach katalogowych różnego rodzaju sprzęgła mechaniczne podatne skrętnie. Różnią się one rozwiązaniem konstrukcyjnym – od sprzęgieł jednowkładkowych przez oponowe, po przeponowe itp. (rys. 4, 5).
Każde sprzęgło mechaniczne podatne skrętnie charakteryzuje się odmiennymi cechami i możliwościami eksploatacyjnymi pomimo zbliżonej konstrukcji (rys. 4, 5).

Wpływ elementów podatnych na cechy eksploatacyjne sprzęgieł mechanicznych podatnych skrętnie

Z analizy ogólnych właściwości eksploatacyjnych sprzęgieł mechanicznych podatnych skrętnie wynika, że sprzęgła te przenoszą moment obrotowy przy możliwości niewielkiej niewspółosiowości łączonych wałów. Stanowią zespół pozwalający skutecznie ograniczyć powstawanie drgań skrętnych wałów w zakresie prędkości obrotowych danego układu napędowego. Oznacza to, że właściwie dobrane sprzęgło mechaniczne podatne skrętnie może służyć jako prosty i niedrogi element skutecznego ograniczenia powstania drgań dynamicznych w danym układzie napędowym maszyny przemysłowej (rys. 6).

Galeria

Zobacz więcej