โซลูชันข้อต่อแบบยืดหยุ่นสำหรับการใช้งานปั๊ม
แม้ว่าการเลือกมอเตอร์และปั๊มจะให้ความสำคัญเป็นอย่างมาก แต่ความสำคัญของการเลือกคัปปลิ้งในอุดมคติที่เชื่อมต่อส่วนประกอบราคาแพงทั้งสองนี้มักจะถูกมองข้ามไป
นอกจากนี้ มักมองข้ามขั้นตอนที่เหมาะสมสำหรับการติดตั้งและการจัดตำแหน่งของคัปปลิ้งที่เลือก การติดตั้งที่ผิดพลาดและ/หรือการวางแนวที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้เกิดการสึกหรอก่อนเวลาอันควรและความล้มเหลวของคัปปลิ้ง รวมไปถึงความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับปั๊มและ/หรือมอเตอร์
ฟังก์ชันพื้นฐานของคัปปลิ้งคือการส่งกำลัง ปรับแนวที่ไม่ตรง และชดเชยการเคลื่อนที่ในแนวแกน (การเคลื่อนที่ปลายเพลา) บางครั้ง คัปปลิ้งอาจดูดซับแรงกระแทกหรือแรงสั่นสะเทือนได้ การเลือกคัปปลิ้งที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับเงื่อนไขพื้นฐานสี่ประการของการจัดแนวผิดแนวหรือการเคลื่อนที่ของเพลา:
การไม่ตรงแนวขนานเกิดขึ้นเมื่อเพลาทั้งสองไม่มีแกนหมุนร่วมกัน ใบหน้าปลายของพวกมันอาจขนานกัน แต่แกนกลางของพวกมันจะเคลื่อนไปทางด้านข้างโดยคำนึงถึงกันและกัน
การวางผิดแนวเชิงมุมจะใช้เมื่อเพลาไม่มีโคแอกเซียลหรือขนานกัน มุมที่แกนวางไม่ตรงแนวอาจเป็นแบบสมมาตรหรือไม่สมมาตรก็ได้
จบ ลอย เกิดขึ้นเมื่อเพลาข้อใดข้อหนึ่งหรือทั้งสองแสดงการเคลื่อนที่ในแนวแกน เคลื่อนที่เข้าและออก มอเตอร์ที่มีปลอกหุ้ม เช่น "ลอย" ขณะที่โรเตอร์ค้นหาศูนย์กลางแม่เหล็กของขดลวด การแปรผันของอุณหภูมิยังสามารถทำให้เกิดการขยายตัวจากความร้อนและการแปรผันในตำแหน่งของเพลา
ความยืดหยุ่นในการบิดคือการเคลื่อนที่แบบบิดในระนาบที่ตั้งฉากกับแกนเพลา โดยทั่วไปแล้วการกระแทกหรือการสั่นสะเทือนทำให้เกิดสิ่งนี้ คัปปลิ้งที่ยืดหยุ่นตามแรงบิดจะดูดซับและซับการเคลื่อนไหวเหล่านี้1
ในการพิจารณาว่ามีความยืดหยุ่น คัปปลิ้งจะต้องจัดการกับแนวขนานและเชิงมุมที่ไม่ตรงแนว ข้อต่อที่มีความยืดหยุ่นสี่ทิศทางรองรับทั้งทุ่นลอยและการเคลื่อนไหวแบบบิดเบี้ยว1 ภาพรวมต่อไปนี้ของการมีเพศสัมพันธ์ประเภทต่างๆ ที่มีให้เผยให้เห็นข้อดีและข้อเสียของแต่ละประเภท
ข้อต่อสำหรับการใช้งานความเร็วสูงและแรงบิดสูง
แม้ว่าข้อต่อแบบยืดหยุ่นมักใช้กับปั๊มอุตสาหกรรมทั่วไปจำนวนมากที่มีกำลังสูงถึง 115 แรงม้า (hp)/100 รอบต่อนาที (รอบต่อนาที) แต่ข้อจำกัดของวัสดุที่เป็นยางนั้นเหนือกว่าในการใช้งานที่ต้องการการส่งแรงบิดและความเร็วที่สูงขึ้น
คัปปลิ้งเกียร์มีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการใช้งานแรงบิดที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตาม คัปปลิ้งที่แข็งกว่านี้ไม่มีแรงต้านการบิดมากนัก ซึ่งส่งผลให้มีการส่งแรงสั่นสะเทือนจากมอเตอร์ไปยังปั๊มมากขึ้น (ภาพที่ 2) คัปปลิ้งกริดมีความยืดหยุ่นในการบิดงอและรองรับการบิดงอได้บางส่วน
คัปปลิ้งดิสก์สามารถหมุนด้วยความเร็วสูง ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับปั๊มที่ทำงานที่รอบต่อนาทีสูง อย่างไรก็ตาม คัปปลิ้งเหล่านี้รองรับการเยื้องศูนย์ในแนวแกนเพียงเล็กน้อยเท่านั้น การโก่งตัวของดิสก์หรือส่วนประกอบที่เป็นโลหะเกินจุดคราก อาจทำให้เกิดความล้า และการเคลื่อนที่ตามแนวแกนอย่างกว้างขวางอาจทำให้เกิดความล้มเหลวได้
ตัวเลือกข้อต่อแบบยืดหยุ่น
ข้อต่อยางมีสามประเภทพื้นฐาน: แบบยาง แบบปลอกแขน และแบบขากรรไกร ข้อต่อแบบยางและแบบปลอกหุ้มทำงานแบบแรงเฉือน (เทียบกับแรงอัด) เพื่อดูดซับแรงกระแทกและปกป้องอุปกรณ์ ส่วนประกอบยืดหยุ่นของยางในข้อต่อเหล่านี้สามารถเปลี่ยนรูปในแรงเฉือน แทนที่ภายใต้โหลด ปริมาณการเคลื่อนตัวของแรงบิดหรือขดลวดยางเป็นตัววัดการกระแทกที่สามารถดูดซับได้ องค์ประกอบยังบีบอัดได้ง่ายและสามารถรองรับการลอยตัวได้
ความยืดหยุ่นในการบิดช่วยให้ข้อต่อแบบอิลาสโตเมอร์แรงเฉือนทั้งสองนี้รองรับแอมพลิจูดของการสั่นสะเทือน โดยแยกก้านหนึ่งออกจากผลกระทบของอีกเพลาหนึ่ง
ประโยชน์ที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งของข้อต่อสวมศีรษะแบบยางแบบยางและแบบปลอกแขนคือ ได้รับการออกแบบให้ไม่ทำงานภายใต้แรงกระแทกที่มากเกินไป และถอดปั๊มออกจากมอเตอร์เพื่อป้องกันปั๊มในกรณีที่เกิดการล็อกหรือสภาวะอื่นๆ ที่สร้างความเสียหายมากเกินไป ช็อก
การประหยัดต้นทุนและความสามารถในการวิเคราะห์ความล้มเหลวได้ดียิ่งขึ้นสามารถประเมินค่าได้ ขึ้นอยู่กับยี่ห้อและสภาพแวดล้อม อีลาสโตเมอร์ที่ใช้ในคัปปลิ้งแบบปลอกแขนสามารถเสื่อมสภาพได้จากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและการสัมผัสสารเคมีที่มากเกินไป
คัปปลิ้งแบบยางเป็นที่นิยมสำหรับใช้กับปั๊ม อเมริกัน ระดับชาติ มาตรฐาน สถาบัน (ANSI) แบบต่อเนื่องในการใช้งานที่หลากหลายซึ่งต้องมีการสั่นสะเทือนน้อยที่สุด ตัวอย่างเช่น สิ่งเหล่านี้ทำงานได้ดีกับแอปพลิเคชันที่ต้องการอัตราการไหลแบบแปรผัน เมื่ออัตราการไหลเปลี่ยนแปลง โอกาสของการสั่นสะท้านจะเพิ่มขึ้นตลอดทั้งปั๊มและเป็นตลับลูกปืนที่แข็งขึ้น คัปปลิ้งแบบยางทำหน้าที่เป็นตัวหน่วงและรองรับการสั่นสะเทือนได้สม่ำเสมอยิ่งขึ้น ข้อได้เปรียบที่สำคัญของข้อต่อแบบยางคือสามารถเปลี่ยนได้ง่ายโดยไม่ต้องเคลื่อนย้ายปั๊มและมอเตอร์
คัปปลิ้งแบบปลอกเป็นทางเลือกที่ดีสำหรับใช้กับปั๊มเอนกประสงค์จำนวนมาก รวมถึงปั๊มหอยโข่งที่ใช้กับไดรฟ์ความถี่ตัวแปร คัปปลิ้งแบบอ่อนบิดงอเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในแนวที่ไม่ตรงแนวปานกลาง การใช้งานคัปปลิ้งปลอกทั่วไปรวมถึงปั๊มหลุม ปั๊มหอยโข่งดูดปลายแนวตั้ง ปั๊มเทอร์ไบน์แนวตั้ง และปั๊มเคสแยกแนวนอนบางตัว
ข้อต่อของปลอกยางแบบประหยัดมักจะมีความสามารถในการตั้งศูนย์ที่ 1/4 ถึง 1 องศา ในขณะที่คัปปลิ้งยางราคาปานกลางมักจะมีความสามารถในการตั้งศูนย์ที่ 2 ถึง 4 องศา
คัปปลิ้งแบบขากรรไกรใช้วัสดุอีลาสโตเมอร์ในแรงอัด และไม่มีความสามารถในการจัดแนวไม่ตรงหรือความสามารถในการรับแรงสั่นสะท้านในแนวแกนและแบบบิดได้ในปริมาณเท่ากันในคัปปลิ้งแบบเฉือน ในการอัด องค์ประกอบยางจะถูกบีบเพื่อส่งแรงบิดมากกว่าการบิด โดยทั่วไปแล้ว คัปปลิ้งเหล่านี้จะใช้กับแอพพลิเคชั่นที่ใช้พลังงานต่ำ โดยที่ต้นทุนเป็นเกณฑ์ในการคัดเลือกหลัก ข้อต่อแบบขากรรไกรสามารถพบได้ในการใช้งานปั๊มที่หลากหลาย รวมถึงเฟืองวัสดุที่มีความหนืด สกรู ช่องโปรเกรสซีฟ และปั๊มดิสเพลสเมนต์บวกกลีบ
ข้อได้เปรียบที่สำคัญสำหรับข้อต่อขากรรไกรคือการออกแบบที่ปลอดภัยต่อความผิดพลาด อุปกรณ์จะยังคงขับเคลื่อนต่อไปหากอีลาสโตเมอร์ไม่ทำงาน
ด้วยการเลือกคัปปลิ้ง ผู้ใช้ปั๊มจะต้องระวังกับดักที่ "ยิ่งดี" การเพิ่มขนาดคัปปลิ้งอาจส่งผลให้ความยืดหยุ่นลดลงหรือการชดเชยการเยื้องศูนย์ และการคัปปลิ้งที่มีขนาดใหญ่เกินไปอาจเพิ่มความเครียดให้กับปั๊มและมอเตอร์ที่เชื่อมต่ออยู่
ในทางกลับกัน คัปปลิ้งที่มีความสามารถในการเยื้องศูนย์มากเกินไปอาจอ่อนเกินไปหรือคลาดเคลื่อน ซึ่งอาจทำให้เกิดการสั่นสะท้านหรือสภาวะการหมุนที่ไม่สมดุล
หลังจากติดตั้งปั๊ม/มอเตอร์แล้ว การตรวจสอบการจัดตำแหน่งใหม่ภายในเวลาประมาณหกเดือนถือเป็นหลักการที่ดีเสมอ ฐานปั๊ม/มอเตอร์อาจตกลงมาและอาจทำให้ปั๊มผิดตำแหน่งได้ เป็นสิ่งสำคัญในการเลือกข้อต่อแบบยืดหยุ่นที่เหมาะสม เพื่อตรวจสอบสภาพแวดล้อมโดยรอบที่ปั๊ม/มอเตอร์จะทำงานก่อน ถามว่าจะต้องเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่รุนแรงหรือไม่
นอกจากนี้ ให้ทำความเข้าใจว่าต้องใช้แรงบิด (ปัจจัยการบริการ) ประเภทใดในการปั๊มวัสดุจากจุด A ไปยังจุด B สุดท้ายนี้ สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่าปั๊มจะอยู่ภายใต้ความเครียดของท่อที่อาจทำให้หลุดออกจากแนวรับหรือไม่ เวลา.