Giải pháp khớp nối đàn hồi cho các ứng dụng bơm
Trong khi chú trọng nhiều vào việc lựa chọn động cơ và máy bơm, tầm quan trọng của việc lựa chọn khớp nối lý tưởng kết nối hai thành phần đắt tiền này thường bị đánh giá thấp.
Ngoài ra, quy trình phù hợp để lắp đặt và căn chỉnh khớp nối đã chọn thường bị bỏ qua. Việc lắp đặt bị lỗi và / hoặc sai lệch không kiểm soát được có thể gây mòn sớm và khả năng hỏng khớp nối, cũng như có thể làm hỏng máy bơm và / hoặc động cơ.
Chức năng cơ bản của khớp nối là truyền công suất, điều chỉnh độ lệch và bù cho chuyển động dọc trục (chuyển động cuối của trục). Đôi khi, một khớp nối dự kiến sẽ hấp thụ chấn động hoặc rung động. Việc chọn khớp nối phù hợp phụ thuộc vào bốn điều kiện cơ bản của sự lệch trục hoặc chuyển động của trục:
Sai lệch song song xảy ra khi hai trục không có chung trục quay. Các mặt cuối của chúng có thể song song, nhưng các trục tâm của chúng được dịch chuyển sang một bên so với nhau.
Sai lệch góc áp dụng khi trục không đồng trục hoặc không song song. Góc mà các trục bị lệch có thể đối xứng hoặc không đối xứng.
Phao kết thúc xảy ra khi một hoặc cả hai trục hiển thị chuyển động dọc trục, di chuyển vào và ra. Ví dụ, một động cơ có ổ trục bọc ngoài, “trôi” khi rôto tìm kiếm tâm từ của cuộn dây. Sự thay đổi nhiệt độ cũng có thể gây ra sự giãn nở nhiệt và thay đổi vị trí của các trục.
Tính linh hoạt xoắn là chuyển động xoắn trong các mặt phẳng vuông góc với trục trục. Sốc hoặc rung thường gây ra điều này. Một khớp nối linh hoạt xoắn sẽ hấp thụ và làm giảm các chuyển động này.1
Để được coi là linh hoạt, một khớp nối phải xử lý được sự sai lệch song song và lệch góc. Các khớp nối với tính linh hoạt bốn chiều phù hợp với cả chuyển động của phao cuối và chuyển động xoắn.1 Tổng quan sau đây về các loại khớp nối khác nhau có sẵn cho thấy ưu và nhược điểm của từng loại.
Khớp nối cho các ứng dụng tốc độ cao, mô-men xoắn cao
Trong khi các khớp nối đàn hồi thường được sử dụng cho nhiều ứng dụng máy bơm công nghiệp thông thường chạy lên đến 115 mã lực (hp) / 100 vòng / phút (vòng / phút), giới hạn vật liệu đàn hồi được vượt qua trong các ứng dụng cần truyền tải mô-men xoắn và tốc độ cao hơn.
Khớp nối bánh răng hoạt động xuất sắc trong các ứng dụng mô-men xoắn cao hơn. Tuy nhiên, các khớp nối cứng hơn này không cung cấp nhiều giảm xóc xoắn, dẫn đến rung động truyền từ động cơ đến máy bơm nhiều hơn (Hình 2). Các khớp nối lưới có tính linh hoạt xoắn và cung cấp một số giảm chấn xoắn.
Các khớp nối đĩa có thể quay ở tốc độ cao, là lựa chọn tốt cho máy bơm hoạt động ở vòng tua máy cao. Tuy nhiên, những khớp nối này chỉ thích ứng với một lượng nhỏ lệch trục. Việc uốn đĩa hoặc thành phần kim loại vượt quá điểm chảy của nó có thể gây mỏi và chuyển động dọc trục rộng có thể gây ra hỏng hóc.
Lựa chọn khớp nối đàn hồi
Có ba loại khớp nối đàn hồi cơ bản: kiểu lốp, kiểu ống tay và kiểu kẹp. Các khớp nối kiểu lốp và kiểu ống bọc hoạt động theo kiểu cắt (so với nén) để hấp thụ va chạm và bảo vệ thiết bị. Bộ phận mềm dẻo đàn hồi trong các khớp nối này có thể biến dạng khi cắt, dịch chuyển khi chịu tải trọng. Mức độ dịch chuyển xoắn hoặc sức gió đàn hồi là một thước đo của cú sốc có thể được hấp thụ. Phần tử cũng nén dễ dàng và có thể chứa phao kết thúc.
Tính linh hoạt xoắn cho phép hai khớp nối chống cắt đàn hồi này làm giảm biên độ dao động, cô lập một trục khỏi tác động của trục kia.
Một trong những lợi ích lớn nhất của khớp nối chống cắt đàn hồi kiểu lốp và kiểu ống bọc là chúng được thiết kế để không hoạt động khi chịu tải sốc quá mức và ngắt kết nối máy bơm khỏi động cơ để bảo vệ máy bơm trong trường hợp bị khóa hoặc bất kỳ điều kiện nào khác tạo ra quá mức sốc.
Tiết kiệm chi phí và khả năng phân tích lỗi tốt hơn có thể là vô giá. Tùy thuộc vào thương hiệu và môi trường, chất đàn hồi được sử dụng trong các khớp nối kiểu ống tay áo có thể bị phân hủy do sự thay đổi quá mức của nhiệt độ và tiếp xúc với hóa chất.
Các khớp nối kiểu lốp được sử dụng phổ biến trên các máy bơm của Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI) làm việc liên tục trong các ứng dụng khác nhau yêu cầu độ rung tối thiểu. Ví dụ, chúng hoạt động tốt với các ứng dụng yêu cầu tốc độ dòng chảy thay đổi. Khi tốc độ dòng chảy thay đổi, khả năng rung động tăng lên trong suốt máy bơm và khó hơn đối với các ổ trục. Khớp nối kiểu lốp hoạt động như một bộ giảm chấn và xử lý rung lắc ổn định hơn. Ưu điểm lớn của khớp nối kiểu lốp là chúng có thể dễ dàng thay thế mà không cần phải di chuyển máy bơm và động cơ.
Các khớp nối kiểu tay áo là một lựa chọn tốt để sử dụng cho nhiều máy bơm đa năng, bao gồm cả máy bơm ly tâm được sử dụng với bộ truyền động tần số thay đổi. Các khớp nối mềm xoắn này lý tưởng cho các ứng dụng có độ lệch vừa phải. Các ứng dụng khớp nối ống tay điển hình bao gồm máy bơm hố, máy bơm ly tâm hút đầu đứng, máy bơm tuabin đứng và một số máy bơm trường hợp tách ngang.
Khớp nối ống tay áo đàn hồi tiết kiệm thường có khả năng lệch từ 1/4 đến 1 độ, trong khi khớp nối lốp đàn hồi giá vừa phải thường có khả năng lệch từ 2 đến 4 độ.
Khớp nối kiểu hàm sử dụng vật liệu đàn hồi khi nén và không có khả năng lệch trục hoặc khả năng giảm chấn dọc trục và xoắn như trong khớp nối cắt. Trong quá trình nén, phần tử cao su bị ép để truyền mô-men xoắn, thay vì bị xoắn. Các khớp nối này thường được sử dụng trên các ứng dụng công suất thấp hơn, nơi chi phí là tiêu chí lựa chọn chính. Khớp nối kiểu hàm có thể được tìm thấy trên một loạt các ứng dụng bơm bao gồm bánh răng vật liệu nhớt, trục vít, khoang tiến bộ và bơm dịch chuyển tích cực thùy.
Một ưu điểm lớn của khớp nối hàm là thiết kế không an toàn. Thiết bị sẽ tiếp tục hoạt động nếu chất đàn hồi bị lỗi.
Với việc lựa chọn khớp nối, người sử dụng máy bơm cần phải đề phòng cái bẫy “càng nhiều càng tốt”. Kích thước quá lớn một khớp nối có thể dẫn đến giảm độ linh hoạt hoặc bù sai lệch và khớp nối quá lớn có thể gây thêm ứng suất lên máy bơm và động cơ được ghép nối.
Ngược lại, một khớp nối có khả năng lệch quá nhiều có thể quá mềm hoặc bị lệch, có thể gây ra rung động hoặc tình trạng mất cân bằng khi quay.
Sau khi một máy bơm / động cơ đã được lắp đặt, luôn luôn là một nguyên tắc chung để kiểm tra lại sự liên kết trong khoảng sáu tháng. Đế máy bơm / động cơ có thể bị lún và có thể làm máy bơm bị lệch. Điều quan trọng khi chọn khớp nối đàn hồi phù hợp là trước tiên phải kiểm tra môi trường xung quanh nơi máy bơm / động cơ sẽ hoạt động. Câu hỏi nếu nó sẽ được tiếp xúc với sự thay đổi lớn của nhiệt độ.
Ngoài ra, hãy hiểu loại mô-men xoắn (hệ số dịch vụ) cần thiết để bơm vật liệu từ điểm A đến điểm B. Cuối cùng, điều quan trọng là phải xem xét liệu máy bơm có bị căng thẳng đường ống nào có thể khiến nó rơi ra ngoài không. thời gian.