Дисковые муфты улучшают эксплуатационные характеристики продукта

Введение

Дисковые муфты заслуживают большего уважения, чем они получают, повышая производительность сегодняшней продукции. Многие отрасли промышленности выигрывают благодаря этим муфтам, так как дизайнеры находят новые и инновационные способы, которые позволяют их системам работать лучше, быстрее, длительнее и более эффективно с использованием высокопроизводительных дисковых муфт. В этой статье рассматриваются основные концепции проектирования и эксплуатации дисковых муфт и примеры их успешного применения.

Дисковые муфты являются логичным выбором для сервомоторов и других требовательных приспособлений, благодаря своей способности передавать высокий крутящий момент, работать при высоких/изменяющихся скоростях, и компенсировать перекосы и системные нагрузки (рис.1). Однако не все дисковые муфты сделаны одинаково. Правильный их выбор будет влиять на производительность системы и продолжительность ее работоспособности. Пока муфты крутящего момента, смещения, изменения потенциала нуждаются в оценке системных требований, муфты с дисковыми пакетами, обычно имеют большее преимущество при их конструировании, поскольку это затрагивает все важные аспекты производительности муфты и системы, в которой она используется.

Наиболее распространенный тип диск-пакетов изготовлены из металла и они могут быть различной формы (прямосторонние, с зубчатыми краями, прямоугольные и т.д.) (рис. 2).

В противоположность этому, Zero Max разработал высокопроизводительное соединение, называемое CD-муфты, которые имеют уникальные формы дисков, которые изготовлены из специального композитного материала, а не из металла. Этот композитный материал диск пакета обеспечивает конструкторам лучшую альтернативу, чем металлические дисковые муфты. К достоинствам можно отнести превосходную способность поглощать удары и вибрацию, лучше рассогласование мощности, электрическую изоляцию и устранение усталости и фреттинг-коррозии, все общие сбои с металлической дисковой муфтой. В то время как металлические дисковые муфты могут быть дешевле изначально, общая стоимость составного диска муфты обычно ниже, поскольку они рассчитаны на длительный срок службы и практически не требуют обслуживания.

Муфта обеспечивает устранение несоосности

Способность устранять несоосность является важнейшим аспектом гибкой дисковой муфты (рис.3). Перекос между соединяемыми валами происходит из-за производственных допусков, неправильной установки или из-зи нагрузок в системе. Пока только совершенствуются способности дисковых муфт отрабатывать перекосы и не все они компенсируют несоосность достаточно хорошо. Параллельное, угловое или осевое смещение соединяемых валов должно быть исследовано и определено до выполнения задачи. Важно знать величину отклонения для правильности выбора нужного уровня жесткости муфты. В более жестких муфтах, высокая нагрузка, воздействующая между перекошенными валами, передается через составные компоненты муфты. Эта воздействующая нагрузка, будет оказывать негативное влияние на срок службы системы. Чтобы ограничить воздействие этих нагрузок, композитные дисковые муфты Zero-Max, сделаны менее жесткими в радиальном направлении, чем металлические дисковые муфты. Таким образом, они передают более низкие нагрузки, воздействующие на их составные компоненты и тем самым увеличивают ресурс этих (часто дорогих) компонентов.

Суммарный перекос, который может компенсировать система, определяет выбор между одинарными (один гибкий дисковый пакет) и двойными (два гибких дисковых пакета) муфтами. В то время, как более компактные по размеру чем двойные муфты, одинарные муфты имеют меньшую компенсирующую способность и большую воздействующую нагрузку.

Распространено заблуждение, заключающееся в том, что одинарные дисковые муфты не предусматривают компенсацию отклонения от параллельности. Хотя это справедливо только для металлических дисковых муфт, а уникальный дизайн дисковых пакетов используемых в муфтах Zero-Max CD, позволяет муфте с одинарным дисковым пакетом компенсировать небольшое отклонение от параллельности. Это позволяет конструкторам внедрять одинарные дисковые муфты, в конструкциях, которые могут не иметь места для двойных дисковых муфт.

Прерывистое движение линии по упаковке пищи, сглаживается применением CD-муфт

Электромотор питающийся от станции в автоматических упаковочных системах, требует точной регистрации его позиции, наполнения и температуры запечатывания для завершения упаковывания. Robert’s Packaging, это система, которая наполняет и запечатывает пакеты из рулонов, в количестве до 220 пакетов в минуту с пищевыми продуктами, такими как: картофельные чипсы, рис, конфеты, орехи и корм для животных.

Удерживание движения под контролем в этих системах, является ключевой задачей при проектировании таких машин, из-за высокой скорости и прерывистого движения полипропиленовой пленки. Разработка серийной автоматической линии по формированию и наполнению пакетов с прерывистым движением, особенно важна при их герметизации. Система сервопривода вращает отпечатанную пленку вперед через ряд валов с резиновым покрытием, останавливает, чтобы нагревом произошло уплотнение заполненного пакета и мгновенно перезапускается для повторения цикла. Индексирование цикла происходит каждые 3333 секунды, это примерно половина того, что требуется для перемотки пленки и оставшиеся 1666 секунд используются для герметизации.

Конструкция Robert’s Packaging, отражает первоклассные инженерные достижения этой высокоэффективной циклической системы, путем использования интегрированной комбинации сервомотор-муфта. Готовые модули включают в себя одинарную CD-муфту Zero-Max модели 6A37C с узловыми зажимами, подключаемую непосредственно к 2 кВт сервоприводу Yaskawa (3000 об/мин) установленному вертикально (4 кВт для горизонтальных участков). Комбинация сервомотор-муфта обеспечивает быстрый пуск (остановку) перемотки пленки, предотвращая перекос валов, еще до его возникновения. Мотор тянет пленку плавно по установленному, в то время как CD-муфта гасит любые колебания сил, устраняя любую возможность неточности подачи полипропиленовой пленки. Управление двумя такими станциями в типичных упаковочных системах, это реально сложная задача (рис. 4,5).

Идеально для упаковочной системы Robert’s Packaging подходитят CD-муфты, имеющие много лучших особенностей других конструкций муфт с одним важным исключением – их запатентованный композитный диск с обновленной конструкцией. Хотя CD-муфты передают крутящий момент, подобно любой другой обычной дисковой муфте, они могут компенсировать люфты и удары без снижения усталостной прочности, возникающей в быстро движущихся системах, подобных Robert’s Packaging. Это достигается благодаря открытой и запатентованной уникальной конструкции диска, изготовленного из очень прочного композитного материала. Такая конструкция поглощает и смягчает тенденцию к негативной реакции со стороны прерывистого движения серводвигателя.

По словам инженера Роберта, точность формирования упаковки контролируется каждый индексируемый цикл, при помощи оптического ридера Аллена Бредли, работающего без сбоев и все время направлен на крошечную целевую точку, на лицевой стороне упаковки.

Еще одним преимуществом Robert’s Packaging, является использование одно дисковой модели CD-муфты, которая является менее дорогостоящей и делает работу большинства других двойных металлических конструкций диска. Она делает это, используя меньше пространства при большей компенсирующей способности.

Резюме

Как показано выше, муфты, используемые в конкретном применении, оказывают значительное влияние на конечную производительность и срок службы этой системы. Правильно выбранная муфта, с другой стороны, не только обеспечивает высокую производительность требовательных систем, она также обеспечит защиту интегрального оборудования, к которому она подключается. Применение дисковых пакетов, подобных используемым в гибких дисковых муфтах – это хороший способ гарантировать преимущество.