Kiedy potrzebne jest sprzęgło serwo?

Sprzęgło początkowo łączy dwa czopy wałów. Jednak nawet minimalna niewspółosiowość wałów lub wahania temperatury otoczenia mogą prowadzić do nierównomiernej pracy, co znajduje odzwierciedlenie w zwiększonym zużyciu łożysk, większym hałasie, a nawet uszkodzeniu całego układu napędowego.

Sprzęgła mieszkowe są bardzo sztywne skrętnie w kierunku obrotu, tj. prawie się nie skręcają. Z drugiej strony są one elastyczne, co pozwala im kompensować niewspółosiowość. Niskie siły przywracające, całkowicie bezluzowe przenoszenie momentu obrotowego i elastyczne opcje zastosowań sprawiają, że są one obecnie niezbędnym elementem w inżynierii mechanicznej. Metalowe sprzęgła mieszkowe sprawdzają się szczególnie dobrze w przypadku dużych prędkości i precyzyjnych zastosowań.

Sprzęgła elastomerowe tłumią drgania, zamiast przenosić je na kolejny element. W przypadku tego typu sprzęgieł wyrównawczych ważne jest również zapewnienie możliwie najbardziej precyzyjnego wyrównania, ale ryzyko uszkodzenia jest znacznie niższe.

Sprzęgła bezpieczeństwa mogą być oparte zarówno na sprzęgłach mieszkowych, jak i elastomerowych, ale posiadają ogranicznik momentu obrotowego jako zabezpieczenie przed przeciążeniem. Niezawodnie zapobiega to kosztownym uszkodzeniom maszyn, naprawom i przestojom.

Jeśli ustawiony moment obrotowy zostanie przekroczony, napęd zostanie mechanicznie odłączony.

Dzięki rozbudowanemu systemowi modułowemu, JAKOB Antriebstechnik GmbH oferuje optymalny wariant dla każdego zastosowania. Możliwe są również kombinacje metalowych sprzęgieł mieszkowych, sprzęgieł bezpieczeństwa, sprzęgieł elastomerowych i sprzęgieł dystansowych.

Gdzie potrzebne są sprzęgła serwo?

Przekładnie momentu obrotowego są niezbędne w niemal wszystkich systemach technicznych. Im bardziej dynamicznie i precyzyjnie ma działać system, tym więcej uwagi należy poświęcić napędowi z obszarem połączenia wału - sprzęgłom.
Sprzęgła serwo mogą być stosowane w bardzo dynamicznych osiach posuwu obrabiarek lub nadają się do wymagających napędów w ogólnej inżynierii mechanicznej. Można je znaleźć w robotach przemysłowych, serwonapędach i silnikach krokowych. Ze względu na zwiększone wykorzystanie serwonapędów o wysokiej dynamice, wymagane są coraz doskonalsze sprzęgła. Nawet jeśli elementy napędowe są produkowane z wysoką precyzją, nieuniknione przesunięcia osiowe w zakresie setnych części milimetra muszą być kompensowane. Szczególnie odpowiednie są tutaj bezluzowe metalowe sprzęgła mieszkowe, które są wyposażone w dodatkowe funkcje chroniące maszynę jako hamulce bezpieczeństwa.

Czym są sprzęgła serwo (wyrównawcze)?

Sprzęgła serwo są sprzęgłami wyrównawczymi do bezluzowego, kątowo dokładnego przenoszenia momentów obrotowych z najwyższą możliwą sztywnością skrętną i najniższym możliwym masowym momentem bezwładności. Jednak sprzęgła elastomerowe z elastycznym rdzeniem poliuretanowym mogą być również rozsądną alternatywą dla różnych zastosowań ze względu na ich zalety specyficzne dla produktu. Wspólną cechą wszystkich sprzęgieł serwo jest absolutna eliminacja luzów (również w połączeniu wał-piasta) oraz elastyczność w kompensacji niewspółosiowości wału. Jako sprzęgła odległościowe lub wały kardana pokonują odległości do sześciu metrów bez łożysk pośrednich. Jako sprzęgła miniaturowe są przeznaczone do przesunięcia lub przesunięcia osiowego dwóch osi. Dostępne są różne konstrukcje do różnych zastosowań, takich jak osie NC, silniki krokowe, napędy robotów, jednostki liniowe, urządzenia manipulacyjne, enkodery kątowe lub serwonapędy. Dostępne są jako sprzęgła mieszkowe, elastomerowe lub krzyżakowe.

Wyposażone w dodatkową funkcję bezpieczeństwa, sprzęgła wyrównawcze serwonapędów służą również jako zabezpieczenie przed przeciążeniem i ograniczniki momentu obrotowego oraz chronią drogie systemy przed kosztownymi uszkodzeniami maszyn. Jako elastyczne elementy wyrównawcze stosowane są mieszki ze stali nierdzewnej w różnych wersjach, gwiazdki poliuretanowe o różnych twardościach Shore'a lub krzyżowe elementy ślizgowe wykonane z poliacetalu.

Jak wybrać odpowiednie sprzęgło serwo

Aby znaleźć odpowiednie sprzęgło dla układu napędowego, należy wziąć pod uwagę szereg czynników. Szczególnie ważny jest wymagany zakres momentu obrotowego, przesunięcie i temperatura otoczenia sprzęgła. Odległość między wałami, przewodność elektryczna lub izolacja, zastosowanie w strefach zagrożonych wybuchem, szczególnie wysokie prędkości lub momenty obrotowe i wiele innych czynników również wpływają na wybór odpowiedniego sprzęgła serwo.

Po pierwsze, określany jest wymagany maksymalny moment obrotowy. Sprzęgło powinno być odpowiednio dobrane i nie powinno być używane na stałe z przeciążeniem lub w bezwzględnym zakresie granicznym.

Niewspółosiowość idzie w parze z możliwą żywotnością, ponieważ im większa niewspółosiowość, tym krótsza oczekiwana żywotność sprzęgła. Dlatego ważne jest, aby zapewnić jak najdokładniejsze osiowanie. Niewspółosiowość boczna, którą można skompensować, wynosi od około 0,15 do 0,3 mm. Zależy to również w dużej mierze od liczby wałów mieszkowych. Na przykład sprzęgło 4-wałowe osiąga kilkakrotnie wyższe możliwe wartości przesunięcia niż sprzęgło 2-wałowe. Zasadniczo jednak przesunięcie boczne jest jednym z najważniejszych czynników, które należy wziąć pod uwagę po momencie obrotowym, ponieważ ma ono duży wpływ na możliwe przenoszenie mocy. Wysoka niewspółosiowość może również prowadzić do nierównej pracy, co może znaleźć odzwierciedlenie w zwiększonym zużyciu, większym hałasie lub nawet uszkodzeniu całego układu napędowego.

Podczas pomiaru maksymalnej temperatury roboczej ważne jest również, aby wziąć pod uwagę wszelkie ciepło generowane przez maszynę i jej komponenty podczas pracy. Wybór materiału sprzęgła jest również ważny w tym kontekście. Lekkie aluminium, które jest często używane, jest zastępowane przez komponenty ze stali nierdzewnej, na przykład w bardzo wysokich temperaturach maksymalnych. Podczas gdy sprzęgła ze stali lub stali nierdzewnej mogą być łączone za pomocą specjalnego procesu spawania mikroplazmowego, metoda ta nie jest odpowiednia dla kombinacji aluminium i stali. W tym przypadku można zastosować metody klejenia, ale mogą one zawieść w ekstremalnych warunkach pracy (chemikalia, bardzo wysokie lub niskie temperatury). Szczególnie w przypadku sprzęgieł po stronie wejściowej przekładni planetarnej, w krytycznych zastosowaniach mogą wystąpić wysokie temperatury, które mogą spowodować poluzowanie połączeń klejonych.

Z drugiej strony, proces łączenia opracowany i od dawna opatentowany przez JAKOB (proces zaciskania) jest idealny do łączenia wielowarstwowych mieszków ze stali nierdzewnej z aluminiowymi piastami bez luzów. W tym przypadku możliwa jest również bezpieczna praca w zakresie temperatur od -50°C do +350°C.