Why are flexible couplings preferred over rigid couplings?

Flexible couplings are preferred over rigid couplings for applications where misalignment between the shafts can occur.

Why use rigid coupling?

Use rigid coupling for applications in which there is no misalignment.

Starre vs. flexibele koppelingen voor industriële toepassingen

Figuur 1: Flexibele stelschroefkoppeling. De spiraalvormige insnijdingen rond het huis zorgen ervoor dat de koppeling licht kan buigen bij verkeerde uitlijning.

Industriële toepassingen maken regelmatig gebruik van starre en flexibele koppelingen om assen te verbinden. Deze koppelingen brengen koppel over van de ene as naar de andere. Stijve assen brengen meer koppel over, maar vereisen geen verkeerde uitlijning tussen de assen. Flexibele koppelingen staan enige uitlijnfouten toe, meestal tot 5° in parallelle, axiale of hoekige richtingen. Dit artikel geeft een overzicht van starre en flexibele koppelingen en biedt voorbeeldtoepassingen voor elk type.

Types stijve en flexibele koppelingen

Er zijn verschillende soorten stijve en flexibele koppelingen in industriële toepassingen. Het is belangrijk om eerst de toepassingseisen te begrijpen om vervolgens te weten naar welke parameters je moet zoeken in een koppeling. Het onderstaande overzicht is geen volledige lijst, maar geeft een overzicht van de meest voorkomende typen.

Starre koppelingen

Stijve koppelingen verbinden assen die perfect uitgelijnd zijn. Deze koppelingen kunnen uitlijnfouten tijdens bedrijf niet compenseren, maar kunnen wel hogere koppels overbrengen. Het zijn eenvoudige en kosteneffectieve koppelingen en ze zijn verkrijgbaar in verschillende stijlen die ze toepassingsspecifiek maken:

Geflensde koppelingen: Geflensde koppelingen bestaan uit twee afzonderlijke flensuiteinden die aan elkaar worden geschroefd. Deze koppelingen kunnen zware lasten aan en hebben diameters groter dan 200 mm (8 in). Geflensde koppelingen kunnen assen met verschillende diameters verbinden.
Geribde koppelingen: Geribde koppelingen, ook wel klemkoppelingen genoemd, verbinden assen met dezelfde diameter. Deze koppelingen zijn over de hele lengte door het midden gespleten. De twee koppelstukken passen over de uiteinden van twee assen om ze samen te voegen. Vervolgens worden de twee delen van de koppeling met bouten aan elkaar bevestigd. Deze koppelingen zijn eenvoudig te installeren en geschikt voor gemiddelde tot hoge snelheden.
Mouwkoppelingen: Mofkoppelingen zijn eenvoudig te gebruiken en te installeren. De uiteinden van de assen worden in de tegenoverliggende uiteinden van de huls gestoken en met stelschroeven wordt de koppeling van de huls aan de assen vastgezet. Deze koppelingen zijn geschikt voor lichte tot middelzware toepassingen.

Figuur 2: Een flenskoppeling verbindt een elektromotor met een pomp.

Flexibele koppelingen

Flexibele koppelingen werken op dezelfde manier als starre koppelingen: ze brengen koppel over van de ene as naar de andere zodat beide assen in één richting bewegen. Het belangrijkste verschil is dat flexibele koppelingen enige uitlijnfouten tussen de twee assen toelaten in een hoekige, parallelle of axiale richting. Bij sommige koppelingen is uitlijnfout in een combinatie van richtingen mogelijk.

Schroefkoppelingen: Een schroefkoppeling (Afbeelding 1) verbindt twee assen aan hun uiteinden met elkaar om kracht over te brengen. Het bevat een of meer stelschroeven die tegen de assen worden aangedraaid om ze op hun plaats te houden en slippen te voorkomen. De spiraalvormige sneden rond het lichaam van de koppeling zorgen voor een lichte flexibiliteit.
Tandwielkoppelingen: Tandwielkoppelingen brengen het meeste koppel over van alle flexibele koppelingen. Deze koppelingen bestaan uit twee naven met externe tandwieltanden die een extern/intern paar vormen. De flanken van de tandwieltanden zijn zo ontworpen dat een uitlijnfout van 4° tot 5° mogelijk is.
Kaakkoppelingen: Kaakkoppelingen worden vaak gebruikt in elektromotoren die continu draaien. Ze verwerken hoekafwijkingen tot 1 graad en parallelle afwijkingen tot 0,015 inch. Kaakkoppelingen zijn populair omdat ze betrouwbaar, beschermend en veelzijdig zijn.
Roosterkoppelingen: Roosterkoppelingen zijn opmerkelijk omdat ze tot 30% van de trillingen verminderen en schokken opvangen in aangedreven en rijdende krachtoverbrengingsapparatuur.
Rollenkettingkoppelingen: Rollenkettingkoppelingen zijn een kosteneffectieve keuze voor toepassingen met een hoog koppel in de landbouw en mijnbouw. Ze laten een uitlijnfout van ongeveer 2° toe.

Figuur 3: Een rasterkoppeling installeren.

Koppelingen selecteren voor industriële toepassingen

Hieronder volgt een overzicht van industriële toepassingen waarbij starre of flexibele koppelingen worden gebruikt.

Toepassingen voor stijve koppelingen

Roterende machines met hoge snelheid: Turbines, hogesnelheidspompen en compressoren gebruiken starre koppelingen. Nauwkeurige uitlijning is nodig om trillingen te voorkomen die een soepele werking belemmeren.
CNC precisiebewerking: CNC machines gebruiken starre koppelingen voor nauwkeurigheid en minimale speling, die beide nodig zijn voor snij-, frees- en draaibewerkingen.
Robotica en automatisering: Geautomatiseerde machines en robotsystemen gebruiken starre koppelingen voor nauwkeurige bewegingscontrole en synchronisatie tussen meerdere assen.
Systemen voor krachtoverbrenging: Zware krachtoverbrengingstoepassingen maken gebruik van stijve koppelingen voor een hoog koppel en asuitlijning.

Flexibele koppeltoepassingen

Apparatuur aangedreven door elektromotoren: Elektromotoren hebben flexibele koppelingen voor aansluiting op pompen, compressoren, ventilatoren en andere aangedreven apparatuur om de overdracht van trillingen te verminderen.
Auto-industrie: Aandrijflijnen en ophangingssystemen maken gebruik van flexibele koppelingen om trillingen te minimaliseren en uitlijnfouten veroorzaakt door motorbewegingen op te vangen.
HVAC-systemen: HVAC-systemen maken gebruik van flexibele koppelingen om motoren aan te sluiten op ventilatoren, blowers en andere apparatuur.
Mariene en offshore toepassingen: Scheepsvoortstuwingssystemen, offshore boorplatforms en schip-naar-wal apparatuur maken gebruik van flexibele koppelingen om uitlijnfouten veroorzaakt door scheepsbewegingen op te vangen.