کوپلینگ

کوپلینگ

به زبان ساده، کوپلینگ‌ها ابزار مکانیکی هستند که برای انتقال قدرت/گشتاور بین دو شفت مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتقال قدرت، در صورتی که از شفت‌های موازی استفاده کنیم، دارای راهکارهای متنوعی است. اما وقتی شفت‌های ما در یک خط مستقیم قرار دارند و انتهای آن‌ها به یکدیگر متصل است، نیاز به استفاده از کوپلینگ برای انجام عملیات انتقال قدرت داریم. کوپلینگ‌ها استفاده‌ی گسترده‌ای در صنایع دارند. با توجه به شرایط استفاده، کوپلینگ‌ها انواع مختلفی دارند که در ادامه به معرفی آن‌ها می‌پردازیم.

۱. کوپلینگ غلافی (Sleeve Coupling)

ساده‌ترین ساختار را بین انواع کوپلینگ، کوپلینگ‌های غلافی دارند. آن‌ها از یک استوانه‌ی توخالی تشکیل شده‌اند که وظیفه‌ی نگهداری قطر شفت را بر عهده دارند. هم شفت محرک و هم شفت متحرک، در دو سر این کوپلینگ قرار می‌گیرند. همچنین دو سوراخ دیگر در کوپلینگ و شفت‌ها قرار دارد تا با قفل کردن شفت‌ها در کوپلینگ، از حرکت طولی شفت‌ها جلوگیری شود. همچنین این ساختار، از لغزیدن شفت‌ها نیز ممانعت می‌کند. از آنجایی که قطعات زیادی در ساخت این کوپلینگ‌ها به کار نمی‌رود، فرآیند تولید آن‌ها در مقایسه با سایر کوپلینگ‌ها ساده‌تر است.

از کوپلینگ‌های غلافی در شرایطی استفاده می‌شود که همترازسازی شفت‌ها ضروری نبوده و میزان بار وارد به دستگاه نیز بین سبک تا متوسط باشد.

۲. کوپلینگ گیره‌ای (Split Muff Coupling)

در کوپلینگ گیره‌ای، فقط یک قطعه‌ی استوانه‌ای شکل دیده نمی‌شود. بلکه یک استوانه، به دو بخش مساوی تقسیم شده است. گیره‌ها شکل نیمه‌‌‌‌‌استوانه‌ای دارند که دور شفت قرار می‌گیرند. سوراخ‌هایی روی گیره‌ها وجود دارد تا قابلیت اتصال شفت‌ها فراهم شود. ویژگی اصلی این کوپلینگ‌ها، این است که بدون نیاز به جابجایی شفت، می‌توان آن‌ها را به سازه متصل یا از آن جدا کرد.

از این شفت‌ها برای بارهای متوسط تا سنگین استفاده می‌شود. در شرایطی که سرعت چرخش متوسط باشد.

 

۳. کوپلینگ فلنجی (Flange Coupling)

کوپلینگ فلنجی نیز ساختار ساده‌ای دارد و شبیه به کوپلینگ‌های غلافی است. این کوپلینگ‌ها در هر دو طرف خود، دارای برآمدگی‌های توخالی با تعداد سوراخ‌های مساوی در اطراف می‌باشند که به منظورقفل کردن شفت از آن‌ها استفاده می‌شود. سپس این دو فلنج (برآمدگی)، با پیچ و مهره به هم متصل می‌شوند. در اتصال کوپلینگ به شفت و فلنج‌ها به یکدیگر از میله‌های کوچک قفل‌کننده استفاده می‌شود تا از ناهمترازی سازه و لغزش شفت‌ها در میانه‌ی عملیات جلوگیری شود.

از این کوپلینگ‌ها برای کاربردهای متوسط تا سنگین صنعتی استفاده می‌شود.

۴. کوپلینگ منعطف بوش-پین (‌Bush Pin type flexible coupling)

این نوع کوپلینیگ‌ها، نوعی پیشرفته‌تر از کوپلینگ‌های فلنجی به نظر می‌رسند. تنها تفاوت بین آن‌ها، استفاده از بوشینگ‌های لاستیکی است. نحوه‌ی طراحی بوشینگ‌ها به این خاطر است که قفل‌ها به راحتی در داخل بوشینگ‌ها قرار گیرند و خود بوشینگ‌ها نیز کاملا مناسب در داخل کوپلینگ‌ها جای بگیرند. مزیت این کوپلینگ‌ها این است که از آن‌ها می‌توان در شرایطی که شفت‌ها، تا حدی ناهمتراز هستند نیز استفاده کرد. بوشینگ‌های لاستیکی سبب می‌شوند تا علاوه بر اینکه انعطاف‌پذیری سازه افزایش می‌یابد، لرزش‌ها و شوک‌های وارد به کوپلینگ نیز جذب شوند.

کوپلینگ‌های بوش-پین در شرایطی استفاده می‌شوند که کمی ناهمترازی زاویه‌ای، محوری یا موازی بین شفت‌ها وجود دارد. از این کوپلینگ‌ها در موتورها و ماشین‌هایی که در شرایط بار متوسط کار می‌کنند، استفاده می‌شود.

۵. کوپلینگ چرخ‌دنده‌ای (Gear Coupling)

کوپلینگ چرخ‌دنده‌ای نیز نوعی دیگر از کوپلینگ‌های تعدیل‌شده‌ی فلنجی است. در کوپلینگ چرخ‌دنده‌ای، فلنجی و هاب دو قطعه‌ی مجزا هستند که به هم وصل شده‌اند (این دو در کوپلینگ فلنجی، یک قطعه هستند). از این کوپلینگ‌ها در شرایطی استفاده می‌شود که بار وارده به دستگاه زیاد است و نیاز به انتقال گشتاور بالایی داریم.

 

 

۶. کوپلینگ‌های مایعی (Fluid Coupling)

این کوپلینگ‌ها از دو قطعه تشکیل شده‌اند. یک پمپ و یک توربین. هر دو قطعه دارای دندانه‌هایی هستند که در زوایای مشخصی روی آن‌ها سوار شده‌است. پمپ در انتهای شفت محرک سوار می‌شود و توربین روی انتهای شفت متحرک. مایع از مرکز پمپ در آن جریان می‌یابد و هنگامی که شفت محرک شروع به چرخش می‌کند، به خاطر نیروی سانتریفیوژ، به طرف بیرون رانده می‌شود. پوشش دستگاه به نحوی است که مایع را به سمت توربین هدایت می‌کند و توربین دندانه‌دار نیز شروع به چرخش می‌کند. این فرآیند سبب می‌شود تا توربین و پمپ مثل یک کوپلینگ عمل کنند.

وقتی قطعه‌ی دیگری به نام رآکتور بین پمپ و توربین قرار می‌گیرد، به طرز جالبی، این کوپلینگ یک تبدیل‌کننده‌ی گشتاور می‌شود (شبیه به کارکرد یک کلاچ دستی در اتومبیل).

از این کوپلینگ‌ها به طور گسترده در صنایع دریایی استفاده می‌شود. همچنین در شرایطی که کنترل انتقال قدرت در آغاز به کار دستگاه بسیار حیاتی است، استفاده از این کوپلینگ‌ها توصیه می‌شود.

۷. یونیورسال جوینت (Universal Joint)

همانگونه که از نامش برمی‌آید، کوپلینگ‌های یونیورسال را در هر جایی می‌توان استفاده کرد. این کوپلینگ‌ها حتی در شرایطی که ناهمترازی شدیدی بین شفت‌ها وجود دارد، کار می‌کنند. این کوپلینگ از دو لولای که به صورت عمودی نزدیک به هم قرار گرفته‌اند و با شفت‌ها به هم متصل می‌شوند، تشکیل شده‌است. بسته به زاویه‌ی بین شفت‌ها، سرعت جرخش بر دقیقه (rpm) متفاوت خواهد بود.

کوپلینگ‌های یونیورسال در ماشین‌ّهایی استفاده می‌شوند که با محدودیت اندازه وجود دارد یا نیاز به انعطاف زیادی وجود دارد.

ادامه مطلب