Starre Wellenkupplungstypen: Erklärung der Hülsen-, Klemm-, Flansch- und Ringkonstruktionen

Starre Wellenkupplungen Eine Aufgabe erledigen sie sehr gut: Sie halten zwei Wellen zusammen, sodass sich das Paar als ein einziges Stück dreht. Es gibt kein Gummielement, das Stöße absorbiert, keine Feder, die sich unter Last verbiegen kann, und keinen Spalt, der eine Fehlausrichtung auffangen kann. Diese Einfachheit ist genau der Grund, warum sie auf Antriebswellen, vertikalen Pumpenantrieben, Prüfständen und überall dort eingesetzt werden, wo die Ausrichtung genau gehalten werden kann, während das Drehmoment nahezu ohne Totgang übertragen werden muss.

Wir bauen Kupplungen bei Zhongye Heavy Industry Technology (Zhenjiang) Co., Ltd. und starre Kupplungen gehören neben Membran-, Trommelgetriebe-, Reifen-, Klauen-, Ketten- und Sicherheitskupplungen zu den kleineren Gruppen in unserem Katalog. Klein oder nicht, es ist die Gruppe, nach der Kunden am häufigsten fragen, wenn ihre Wellen bereits parallel sind und die einzige offene Frage ist, welches Muster sie anschrauben sollen. Hier finden Sie die Typen starrer Wellenkupplungen, die Ihnen wahrscheinlich begegnen werden, was jeder einzelne von Ihren Wellen verlangt und wie Sie zwischen ihnen wählen können.

Was macht eine Kupplung starr?

Eine Kupplung gilt als starr, wenn sie kein Element enthält, das Fluchtungsfehler ausgleichen soll. Alles in der Verbindung ist aus Metall, passgenau bearbeitet und die Verbindung ist ungefähr so ​​steif in Bezug auf Torsion wie die Wellen selbst. Daraus ergeben sich drei Dinge. Die Drehmomentkapazität pro Größeneinheit ist hoch, da kein Elastomer geschert und kein Käfig verformt werden könnte. Die Torsionssteifigkeit ist hoch und das Spiel liegt nahe bei Null, wenn die Passfedern und Schrauben ordnungsgemäß angebracht sind. Dies ist bei Reversierantrieben und bei Maschinen wichtig, bei denen sich verlorene Bewegungen als Markierungen auf dem Produkt bemerkbar machen. Und die Ausrichtungstoleranz ist nahezu Null. Unserer Erfahrung nach liegen die meisten starren Muster innerhalb eines Parallelversatzes von etwa 0,05 mm und eines Winkelfehlers von 0,05 mm pro 100 mm. Wenn man weit darüber hinausgeht, zahlen die Lager und nicht die Kupplung die Rechnung.

Die wichtigsten starren Wellenkupplungstypen

Kataloge unterteilen die starre Familie auf unterschiedliche Weise, aber fast jede Version greift auf vier Muster zurück: Hülse, geteilte Muffe oder Klemme, Flansch und Ringkompression. Die wirklichen Unterschiede bestehen darin, wie die Kupplung die Welle greift und wie viel Platz Sie für die Montage benötigen.

Hülsen-(Muff-)Kupplung

Die älteste starre Kupplung ist eine einzelne zylindrische Hülse, die über beide Wellenenden gleitet. Das Drehmoment wird über eine Passfeder in jeder Welle übertragen, während Stellschrauben oder Kegelstifte die Hülse axial an Ort und Stelle halten. Es ist günstig, kompakt und leicht zu bearbeiten, wodurch es auch auf langsam laufenden Wellen und kleinen Getriebemotorantrieben einsetzbar bleibt. Seine Schwäche liegt in der Montage: Die Hülse geht normalerweise axial weiter, daher muss eine Welle frei beweglich sein, und die gleiche Freiheit wird auch bei der Wartung benötigt. Es eignet sich für ein bescheidenes Drehmoment bei niedriger Drehzahl, wobei die Wellen einmal ausgerichtet und dann in Ruhe gelassen werden können.

Split-Muff- und Klemmkupplung

Teilen Sie die Hülse in zwei Teile, fügen Sie Schrauben an der Teilung hinzu, und schon haben Sie eine Klemmkupplung, die ohne Bewegung einer der Wellen befestigt werden kann. Die Hälften werden als Paar gefertigt, mit den Wellen verkeilt und durch Schrauben zusammengezogen, die auch für die Klemmkraft sorgen. Aufgrund der radialen Montage ist dieses Muster die steifste Variante für Reparaturen und nicht verschiebbare Antriebsstränge. Unsere JK- und JKW-Klemmkupplungen folgen genau dieser Logik, wobei die JKW-Version einen größeren Klemmbereich für Wellen abdeckt, die nicht perfekt dem Nennmaß entsprechen. Das Anziehen der Schrauben ist wichtiger als erwartet: Ungleichmäßiges Drehmoment ist ein häufiger Grund dafür, dass eine Klemmkupplung wackelt.

Klemmkupplung vom Typ JK und JKW Eine starre Klemmkupplung, die radial montiert ist, um eine Bewegung einer Welle zu vermeiden. Die JK- und JKW-Optionen decken einen größeren Klemmbereich ab. Produkt anzeigen →

Starre Flanschkupplung

Hier trägt jede Welle eine eigene Nabe mit einem Flansch, und die beiden Flansche sind gegenüberliegend verschraubt. Es ist das Muster der Wahl für größere Durchmesser und höhere Drehmomente, da die Schrauben großzügig dimensioniert werden können und die Verbindung leicht zu prüfen ist. Flanschkupplungen werden üblicherweise als geschützt oder ungeschützt beschrieben, je nachdem, ob der Rand die Schraubenköpfe bedeckt. Der Preis liegt in der Bearbeitungsgenauigkeit: Beide Flansche müssen gebohrt und plangefräst werden, damit die zusammengebaute Verbindung rechtwinklig zur Mittellinie der Welle sitzt, da Unrundheit in der Flanschfläche einmal pro Umdrehung eine Kraft auf die Lager ausübt.

Ringkompressionskupplung

Eine Kompressions- oder Reibringkupplung greift durch Zusammendrücken statt durch Verkeilen. Ein Spaltring oder eine konische Hülse wird durch einen Außenbund oder einen Schraubenring um die Wellenenden herum zusammengedrückt, wodurch eine Reibverbindung ohne jegliche Keilnut entsteht. Das ist ein echter Vorteil: Da keine Keilnut vorhanden ist, kommt es zu keiner Spannungskonzentration in der Welle, und der Griff kann gelöst und zurückgesetzt werden, wenn Teile neu positioniert werden müssen. Solche schlüssellosen Konstruktionen sind bei Reversierantrieben und bereits stark beanspruchten Wellen üblich. Die Drehmomentkapazität hängt von der Klemmkraft und der Reibung ab, daher sind Oberflächengüte und Sauberkeit der Passflächen keine optionalen Details.

Ein weiterer wissenswerter Punkt: Eine starre Verbindung gibt bei Überlastung nichts nach, daher kommt bei manchen Konstruktionen ein Scherstift, ein Scherring oder eine rutschende Reibscheibe hinzu. Wenn Sie starre Steifigkeit und Schutz vor Einklemmen benötigen, ist eine Sicherheitskupplung die bessere Lösung als eine einfache Hülse.

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Starr versus flexibel: Wissen, welche Familie Sie brauchen

Bei der Wahl kommt es selten allein auf das Drehmoment an. Eine starre Kupplung überträgt das Drehmoment effizient, hält das Timing und kostet normalerweise weniger, erfordert jedoch eine Ausrichtung, die viele echte Antriebsstränge nicht bieten können. In der folgenden Tabelle werden die starren Muster nebeneinander aufgeführt, mit einer flexiblen Option für den Kontrast.

Wenn Ihre Wellen nicht auf wenige Hundertstel Millimeter genau gebracht werden können, ist eine starre Kupplung keine Herausforderung, sondern die falsche Familie. Um diesen Fehler auszugleichen, gibt es Trommelgetriebe, Membranen, Reifen, Ketten und Klauenkupplungen. Daher lohnt es sich, die Flexibilitätsfrage zu klären, bevor Sie das Muster festlegen.

So wählen Sie zwischen starren Kupplungstypen aus

Sobald das Laufwerk ausgerichtet werden kann, wird die Auswahl zu einer kurzen Liste von Prüfungen. Dies sind diejenigen, die wir mit Kunden durchgehen, bevor wir Angebote erstellen:

1. Drehmoment- und Betriebsfaktor. Beginnen Sie mit der Fahrerbewertung und wenden Sie dann den Betriebsfaktor für Stöße, Starts und Arbeitszyklus an.
2. Bohrungs-, Keilnut- und Wellenmaterial. Bestätigen Sie die Bohrungen, bevor Sie Muster vergleichen. Bei einem schlanken Schaft ist ein schlüsselloser Griff möglicherweise die einzige Option.
3. Geschwindigkeit. Starre Kupplungen sind gut ausbalanciert, aber schnelle Maschinen verzeihen Unrundheiten an der Verbindung weitaus weniger.
4. Ausrichtung, die Sie tatsächlich erreichen können. Messen Sie den Antrieb so, wie er gebaut ist, nicht wie gezeichnet.
5. Montage- und Servicezugang. Die Hülse benötigt axialen Platz, Klemme und Flansch benötigen radialen Platz für Werkzeuge.
6. Umfeld. Staub, Wasser, Waschwasser und Temperatur entscheiden über Materialien und Oberflächenbehandlung.
7. Steifheit und Spiel. Timing-kritische oder Umkehraufgaben schließen in der Regel alles mit Spiel aus.

Wenn Sie eine längere Version dieser Begründung wünschen, lesen Sie unseren Hinweis zu wie man die passende Kupplung auswählt durchläuft die gleiche Sequenz mit weiteren Beispielen.

Ausrichtungs- und Installationshinweise

Starre Kupplungen belohnen eine sorgfältige Installation mehr als jede andere Familie, und die gute Nachricht ist, dass die Arbeit unkompliziert ist:

• Mit einer Messuhr oder einem Laserwerkzeug messen; Beurteilen Sie die Ausrichtung nicht nach Augenmaß oder Gefühl.
• Korrigieren Sie zuerst den Winkelfehler, dann den Parallelversatz und wiederholen Sie den Vorgang, bis beide innerhalb der Toleranz liegen.
• Berücksichtigen Sie die thermische Entwicklung, wenn eine Maschine deutlich heißer läuft als die andere.
• Überprüfen Sie die Ausrichtung nach den ersten paar Betriebsstunden und erneut nach der ersten Woche.
• Halten Sie die Schlüssel, Schraubenflächen und Klemmflächen sauber und trocken und ziehen Sie sie über Kreuz an.

Wo starre Kupplungen am besten passen

• Bei vertikalen Pumpenantrieben sitzt der Motor direkt über der Pumpe.
• Leitungswellen in Papier-, Textil- und Förderanlagen.
• Antriebe von Werkzeugmaschinen und Prüfständen, die ein präzises Timing erfordern.
• Drehmomentkalibrieranlagen und Dynamometeranlagen.
• Kleiner Getriebemotor treibt langsame, leicht belastete Geräte an.
• Jede Wellenverbindung, bei der ein schlüsselloser Reibungsgriff eine stark beanspruchte Welle schützt.

Dies sind die Aufgaben, bei denen ihre Steifheit eher ein Vorteil als eine Belastung ist. Wenn man die Ausrichtung wegnimmt, kann dieselbe Kupplung, die jahrelang geräuschlos lief, innerhalb weniger Wochen anfangen, Lager zu fressen.

Wenn eine starre Kupplung nicht die Lösung ist

Metallurgie-, Bergbau-, Kran- und Hafenantriebe halten die Ausrichtung selten fest genug für eine starre Verbindung. Durch thermische Bewegungen, Fundamentsetzungen und starke Radiallasten geraten die Wellen aus der Reihe, und genau das ist das Gebiet von Trommelgetrieben und anderen flexiblen Konstruktionen, die Winkel- und Versatzfehler tolerieren und dennoch ein hohes Drehmoment übertragen.

GA-Trommelzahnradkupplung für flexible Hochleistungsantriebssysteme Flexible Hochleistungszahnkupplung mit trommelförmiger Hülse für Winkel-, Radial- und Axialversatz, erhältlich in den Modellen GA1 bis GA30. Produkt anzeigen →

Die richtige starre Kupplung finden

Seit 2014 stellen wir in Zhenjiang Kupplungen her, mit einer Schwerlastwerkstatt und einer Präzisionswerkstatt unter einem Dach, sodass sowohl Standardmuster als auch nicht standardmäßige Wellenverbindungen für uns zum Alltag gehören. Wenn Sie uns die Wellendurchmesser, das Drehmoment, die Drehzahl und den Platz, den Sie um die Verbindung haben, mitteilen können, können wir Ihnen in der Regel innerhalb eines Tages sagen, ob eine Hülsen-, Schellen-, Flansch- oder Ringkompressionskonstruktion die sinnvolle Wahl ist, oder ob Sie stattdessen eine flexible Kupplung in Betracht ziehen sollten. Wenn Sie es besprechen möchten, Kontaktieren Sie unser Team und senden Sie die Zeichnung oder die Zolldetails.