カップリングの種類–定義、用途、作業、建設

この記事では、カップリングについて説明します。 、カップリングの種類 、シャフトカップリング 、作業中 および建設 画像 。カップリングとは何かを定義することから始めましょう。

カップリングとは何ですか？

カップリング は、電力を伝達するために2つのシャフトの両端を接続するデバイスです。カップリングの主な機能は、ある程度のずれ、端部の動き、またはその両方を考慮しながら、2つの回転機器を接続することです。

シャフトカップリングとは何ですか？

シャフトカップリングは、2つのシャフトの取り付け誤差（ミスアライメント）などを吸収しながら、駆動側から被駆動側に正確に動力を伝達するために2つのシャフトを接続する機械部品です。

シャフトカップリングは、動力伝達の目的で、駆動シャフトと被駆動シャフトなどの2つの回転シャフトを接続する機械部品です。とりわけ、モーター、ポンプ、発電機、コンプレッサーに含まれています。

シャフトカップリングは、電気モーターとポンプ油圧システムを接続します。遠心ポンプ用の滑りのないシャフトカップリングは、剛性または柔軟性に分類されます。

カップリングの機能（シャフトカップリング）

1。送信電力 ：-駆動側（回転側）から被駆動側（回転側）への動力伝達。

カップリングの主な目的は、ドライブシャフトをドリブンシャフトに接続することです。
カップリングではなく、ワンピースシャフトで接続された機械を製造することは困難です。コストや精度の面で問題が発生しますが、輸送や組み立てが難しくなり、追加の工数が必要になります。
また、ワンピースシャフトの駆動側または被駆動側のいずれかが破損している場合は、全体を交換する必要があります。

2。ミスアライメントを吸収する ：-駆動側（旋回側）と被駆動側（旋回側）の軸間の取付誤差を吸収します。

ドライブシャフトをドリブンシャフトに正確に合わせるには長い時間がかかります。
2本の軸の軸がずれていると、回転時に周囲に力が加わり、振動や騒音が発生します。また、同じ部品を使用してユニットを製造しているにもかかわらず、機械加工の精度などの誤差があり、寸法が1つずつ異なるため、すべてのユニットを正確に組み立てることが非常に困難です。結果として、このような取り付けエラーを吸収するためにカップリングを使用する必要があります。

カップリングの役割は、2つのシャフトの位置がずれていても（偏心/偏角、軸方向の変位など）、動的かつ正確に動力を伝達することです。

3。振動を吸収して周囲の製品を保護する ：-駆動側（回転側）からの振動を吸収し、周囲の製品を保護します。

本機を使用する際、振動や衝撃が周囲に伝わる場合があります。例えば、駆動側のモーター等の振動がボールねじ等に伝わると、機械が所定の位置から外れ、機械の性能を生かすことができなくなります。

また、カップリングのない機械に外部からぶつけた場合、直接モーターに衝撃が伝わり、モーターに損傷を与える可能性があります。この問題の解決策は結合です。被駆動側を高精度に動かすための振動や、高価なモーターなどを保護するための衝撃を吸収します。

4。モーター等の熱を被駆動側に伝わらないでください ：-駆動側（回転側）などのモーターから被駆動側（回転側）に熱を伝達しません。

モーターを使用すると、大量の熱が発生します。従動側に伝わると、熱によりボールねじ等が膨張し、長さが変化します。その結果、位置決め精度が低下し、期待される機械精度が満たされません。ただし、カップリングを使用することで、モーターなどからの熱伝達を防ぎ、部品が変形したり、正しい位置からずれたりしないようにすることができます。

シャフトカップリングはどのように機能しますか？

上の図に示すように、カップリングを使用して2つのシャフトを接続できます。軸径が異なっていても問題ありません。

上の図によると、モーターは駆動側にあり、プロペラは駆動側にあります。

カップリングは、モーターの熱などを被駆動側に伝達しません。

カップリングは、伝達による衝撃と振動を吸収する働きをしました。これは、周囲のコンポーネントを損傷から保護するのに役立ちます。

カップリングの種類

1。リジッドカップリング

リジッドカップリング 2つのシャフトが完全に固定された軸方向の位置合わせにある場合、それらを接続するために使用されます。

リジッドカップリングは、シャフトが完全に位置合わせされている場合にのみ使用する必要があるタイプのカップリングです。リジッドカップリングは、密接に位置合わせされているか、位置合わせされているシャフトにのみ適しています。シャフトとベアリングが整列していない場合、トルクがシャフトとベアリングに伝達され、早期の故障につながります。

リジッドカップリングには、主に2つのタイプがあります。

A。 マフカップリング、およびB。 フランジカップリング

2。マフカップリング

マフカップリング /スリーブカップリングは、シャフトと同じ内径の中空シリンダーで構成される最も単純なタイプのリジッドカップリングです。ギブヘッドキーを使用して、2つのシャフトの端に取り付けられます。動力は、キーとスリーブまたはマフを使用して、一方のシャフトからもう一方のシャフトに伝達されます。

鋳鉄製のシンプルタイプのリジッドカップリングです。シャフトの内径と同じ内径の中空シリンダーで構成されています。 2本のシャフトの端に沈められたキーで取り付けられています。

簡単に言うと、マフカップリングまたはボックスカップリングは、鋳鉄製の頑丈なボックスまたはマフで構成され、ボックス内で両端が突き合わされたシャフトに合うように穴が開けられています。ボックスは、ボックスの全長に伸びる沈められたキーによってシャフトに固定することができます。マフをシャフトに取り付けるために2つのキーが使用されることがあります。

動力は、キーとスリーブを使用して、一方のシャフト（ドライブ）からもう一方のシャフト（ドライブ）に伝達されます。

3。スプリットマフまたは圧縮カップリング

スプリットマフカップリング 圧縮カップリングまたはクランプカップリングとも呼ばれます。これは一種のリジッドカップリングです。

このカップリングのスリーブは2つの半分でできています。マフの半分は鋳鉄でできています。マフは下から取り付け、残りの半分は上から取り付けます。
マイルドなスチール製のスタッドまたはボルトとナットが、スリーブの2つの半分を一緒に保持します。
ボルトの数は4から8の範囲です。それらは常に4で割り切れます。ボルトは、スリーブの半分に切り込まれたくぼみに挿入されます。

これらのタイプのカップリングの利点は、カップリングの組み立てまたは分解時にシャフトの位置を変更する必要がないことです。このカップリングは、ヘビーデューティーと中速の両方に適しています。他のタイプのカップリングよりも安価です。半径方向の寸法が小さいコンパクトな構造です。キーヘッド以外に突起部分はありません。

4。フランジカップリング

フランジカップリング は、フランジの配置が異なる2つの回転クラッチを接続するタイプのコネクタです。シャフトの端には、フランジが取り付けられているか、提供されています。フランジを一緒に固定するために、いくつかのナットとボルトが使用されます。各シャフトの端で、これらのフランジまたはシュートの1つが固定されています。

フランジカップリングとはどのようなタイプのカップリングですか？

フランジカップリングは、シャフトの端に取り付けられた2つの別個のフランジを持ち、両方のフランジがナットとボルトでボルトで固定されているタイプのシャフトカップリングです。

フランジカップリングの部品

「フランジカップリング」の説明は非常に簡単です。これは、2つのハブ（機器のシャフトに適合する）で構成されており、これらのハブは、一端がマルチボルトフランジで機械加工されています。機器が「結合」されると、フランジがボルトで固定され、基本的に1つの大きな質量になります！

建設

これは、各シャフトの端に取り付けられた2つの鋳鉄フランジで構成されています。ドライブを完了するために、2つのフランジがボルトで一緒にボルトで固定されます。フランジカップリングは、2つのチューブを密閉された方法で接続します。

フランジの1つには突起部分があり、もう1つには同様のくぼみがあります。フランジの各端は、通過する材料に抵抗を生じさせることなく正しく位置合わせされるように結合されています。

シャフトの位置合わせと同じラインへの移動に役立ちます。ナットとボルトが2つのフランジを接続します。これらのカップリングは、加圧配管システムで一般的に使用されています。重い荷物にも使用されるので、大きなシャフトに非常に便利です。

さまざまなタイプのフランジカップリングが次のとおりです

1. 保護されていないタイプのフランジカップリング
2. 保護タイプのフランジカップリング
3. マリンタイプフランジカップリング

5。柔軟なカップリング

フレキシブルカップリング シャフトのミスアライメント、振動、突然の衝撃荷重、エンドフロート、またはシャフトの膨張から生じる可能性のある有害な影響から、駆動および被駆動機械を保護するために使用されます。すべてのタイプのフレキシブルカップリングの中で最も広く使用されているのは、おそらくクラウンピンタイプのカップリングです。

カップリングの片方または両方の半分には、残りの半分の穴にかみ合うスタッドが付いています。スタッドには、革ワッシャーまたは同様の材料で構成された、絶縁性で再生可能な柔軟な駆動面があります。この構造により、ある程度の軸方向の動きが可能になり、開始時の衝撃やわずかなずれに対処できます。もう1つの利点は、駆動ピンを取り外すことですばやく切断できることです。

他のタイプのフレキシブルカップリングは ：低速で中程度の動力を伝達するために使用されるベルトタイプのフレキシブルカップリング。ローリングミル、セメントミルなどの重いドライブに使用される内歯車タイプのフレキシブルカップリングと、最大出力までの機械およびシャフトドライブに普遍的に適用されるバイブリーカップリング。

6。ブッシュピンタイプカップリング

フレキシブルピンブッシュカップリング は、動力を伝達する目的で2つのシャフトの両端を接続するために使用される動力伝達メカニカルカップリングの一種です。

ブッシュピンタイプのフレキシブルカップリングは、上記のフランジカップリングを変更したものです。フランジカップリングのナットとボルトの代わりに、ブッシュカップリングにはゴム製のブッシュとピンとナットがあります。

ゴムブッシュにより、フランジカップリングを柔軟にすることができます。

フレキシブルフランジカップリングは2つのフランジで構成されており、1つは入力シャフトに、もう1つは出力シャフトにキーイングされています。シャフトの直径に応じて、2つのフランジは4〜6個のブッシュとピンで結合されます。

ピンをフランジに固定するためにナットが使用されます。ラバーブッシュの摩耗を防ぐため、ラバーブッシュの内面は真ちゅうで裏打ちされています。

キーはフランジハブをシャフトに固定するために使用されます。

一般に、カップリングの2つのフランジの間には5mmのクリアランスが維持されます。手始めに、2つのフランジの間に固定接続はなく、電力はゴムブッシュを介して伝達されます。

この結果、カップリングはより柔軟になります。

利点

• その構造は簡単です
• 動力伝達時の衝撃や振動を吸収します。
• これらのタイプのカップリングは、横方向に0.5mmのミスアライメントと1.5度の角度のミスアライメントを処理できます。

短所

• 経済的ではありません。つまり、コンポーネントが多いためにコストが高くなります。
• カップリングに必要なラジアルスペースは、他のカップリングと比較して大きくなっています。

7。ユニバーサルカップリング

Hookeのカップリングは、ユニバーサルカップリングの別名です。 。 2本のシャフトの軸が小さな角度で交差する場合に使用します。理論的には、2つのシャフトの傾きは一定ですが、実際には、動きが1つのシャフトから別のシャフトに伝達されると変化します。

シャフトを斜めに接続する場合、ユニバーサルカップリングは最も用途の広いカップリングの1つです。 90度離れたシャフトに使用できます。

上の図はユニバーサルジョイントを示しています。これらのタイプのカップリングは、動力伝達で広く使用されています。ユニバーサルカップリングは、ギアボックスからディファレンシャルへの自動車のトランスミッションに見られます。これらの場合、両端に2つのユニバーサルジョイントが使用されます。 1つはプロペラシャフトのギアボックスの端にあり、もう1つはディファレンシャルの反対側にあります。

ユニバーサルカップリングは、複数の穴あけおよびフライス盤のさまざまなスピンドルに動力を伝達するためにも使用されます。

また、あらゆる角度で位置がずれているシャフト間で効率的な動力とトルクの伝達を可能にするため、ユニバーサルカップリングと呼ばれています。

8。オールダムカップリング

オールダムカップリング 横方向のずれがある2つのシャフトを結合するように設計された別のタイプのカップリングです。それは1821年にアイルランドのジョンオールダムによって発明されました。


ジョーカップリングは、オールダムのカップリングに置き換えられています。 Oldhamのカップリングは、ダブルスライダークランクチェーンメカ​​ニズムの反転です。

カップリングは、2つのフランジと中央のディスクの3つの部分で構成されています。キーは2つのフランジをシャフトに接続します。図に示すように、フランジには内溝があります。

一方、中央のディスクには突起があります。これらの突起は、フランジに切り込まれた溝に適合します。その結果、センターディスクは2つのフランジの間に挟まれ、下に示すように溝の中を自由にスライドすることもできます。

フランジはステンレス鋼またはアルミニウム合金でできています。一方、中央のディスクはポリマーまたはプラスチックでできています。これにより、スライド中のフランジとセンターディスク間の摩擦が減少します。また、カップリングに柔軟性を追加します。

利点

• そのサイズはコンパクトです。
• 組み立てが簡単です。
• 負荷が大きすぎる場合は、最初に中央のディスクが破損します。したがって、他の重要な機械コンポーネントの障害を防ぎます。
• センターディスクは簡単に交換でき、安価です。
• 衝撃や振動を効果的に吸収できます。
• シャフトのずれに耐えることができます。
• プラスチック製のセンターディスクが存在するため、カップリングは電気的に絶縁されます。
• 経済的です。

短所

• 角度のずれは許容できません。
• 高トルクには耐えられません。
• スライド運動により、センターディスクが摩耗するため、一定期間後に交換する必要があります。

アプリケーション

• ステッピングモーターで使用されます。
• ロボット工学。
• サーボモーターアプリケーション。
• プリンターおよびゼロックスマシン。

9。ギアカップリング

ギアカップリング は、電力を伝達するために2つのシャフトの両端を接続するデバイスです。カップリングは通常、動作中にカップリングがシャフトから外れたり、外れたりすることはありません。ただし、トルク制限を超えた場合や問題が発生した場合にスリップまたは切断するトルク制限カップリングがいくつかあります。

ギアカップリングは、フランジカップリングの変形です。歯のサイズが大きいため、ギアカップリングは大きなトルクを伝達する可能性があります。このタイプのシャフトカップリングでは、フランジとハブは、フランジカップリングのように単一の部品としてではなく、別々に組み立てられます。

カップリングギア
各ジョイントは、1：1のギア比の内部ギアと外部ギアのペアで構築されています。さらに、ギアカップリングは、平行で約0.01〜0.02インチ、角度で2度の角度のずれに制限されます。

同様の用途では、ギアカップリングとユニバーサルジョイントが使用されます。これらは通常、高トルク伝達が必要なヘビーデューティーアプリケーションで使用されます。

ギアカップリングの機能は何ですか

ギアカップリングの基本的な機能は、2つの回転シャフト間に機械的な接続を提供することです。接続されたシャフト間で動力とトルクを伝達するためにギアメッシュを使用します。したがって、歯車カップリングは、歯車を使用して2つのシャフト間でトルクを伝達する機械装置です。

ギアカップリングの種類

ギアカップリングには通常、フランジスリーブの2種類があります。 および連続スリーブ

ギアカップリングはどこで使用されますか？

ギアカップリングは、ポンプ、ブロワー、コンプレッサー、ミキサーなどの大型の産業用機械で一般的に使用されています。これらは、バックラッシュを低減する手段として主にポリマースリーブを使用して、小規模なモーションコントロールシステムで使用できますが、他のゼロバックラッシュカップリング設計通常、これらのアプリケーションに適しています。

10。ベローカップリング

ベローズカップリング は、カップリング本体として機能する精密に設計されたコルゲートチューブをキャップするハブと呼ばれるツインカップリングエンドを備えたタイプのフレキシブルカップリングです。ベローズカップリングは、その並外れたねじり剛性でよく知られており、速度、角度位置、およびトルクを正確に伝達できます。

以下のカップリングは何に使用されますか？

ベローズカップリングは、機械式動力伝達アセンブリの駆動シャフトと被駆動シャフトを結合するために使用される一体型のフレキシブルシャフトコネクタです。フレキシブルシャフトカップリングは、接続されたシャフト間で発生する避けられないミスアライメントに対抗し、場合によっては衝撃を吸収するために使用されます。

ベローズカップリングは、ハブと呼ばれるツインカップリングエンドを備えたタイプのカップリングです。これらのカップリングはねじり剛性が高く、速度、角度位置、トルクを正確に伝達できます。それらは通常ステンレス鋼で作られています。これらのカップリングは、高精度の位置決めが必要なアプリケーションで使用されます。

ベローズカップリングは壁が薄く、角度、軸方向、または平行方向のずれの場合にわずかに柔軟性があります。カップリングベローズはハブに溶接されています。これらのカップリングのねじり剛性は、サーボモーターカップリングの中で最も高くなっています。

11。ジョーカップリング

ジョーカップリング は、モーションコントロールアプリケーションでも使用できる動力伝達カップリングの一種です。これは、システムの振動を減衰させ、ミスアライメントに対応しながらトルクを伝達し、それによって他のコンポーネントへの損傷を防ぐことを目的としています。

ジョーカップリングは何に使用されますか？

あごと蜘蛛のカップリング。ジョー＆スパイダー（またはジョータイプ）カップリングは、業界で一般的なタイプのシャフトカップリングです。これらは、2つのシャフト間でトルクと回転を伝達し、シャフトのミスアライメントを受け入れ、減衰衝撃と振動による損傷からコンポーネントを保護するように設計されています。

ジョーカップリングはどのように機能しますか？

ジョーカップリングの要素は、嵌合ハブのジョー間で圧縮されてロードされます。駆動ハブジョーは、同じ平面で動作するため、被駆動ハブジョーに向かって押します。駆動ジョーと被駆動ジョーの間で圧縮されることにより、エラストマースパイダーの脚はそれらの間の力を伝達してクッションします。

このカップリングは、汎用の動力伝達およびモーションコントロールアプリケーションに使用されます。ジョーカップリングは、システムの振動を低減し、ミスアライメントを調整しながらトルクを伝達し、それによって他のコンポーネントを損傷から保護することを目的としています。

ジョーカップリングは、2つの金属製ハブと、「スパイダー」とも呼ばれる要素として知られるエラストプラストインサートで構成されています。

利点

1. このシステムは、角度のずれと、ずれによって引き起こされる反動荷重を処理できます。
2. 外径能力に対して優れたトルクを持っています。
3. 優れた耐薬品性と減衰能力。

12。ダイヤフラムカップリング

ダイヤフラムカップリングは、トルク伝達と機器シャフトのミスアライメントのために高性能ターボ機械で使用される無潤滑カップリングの一種です。

このカップリングは、トルクを外径から内径に伝達し、次に内径から外径に伝達します。

ダイヤフラムカップリングのフレキシブル部材は、単一または一連のプレートで構成されています。ダイヤフラムのずれは、角度、軸方向、または平行になる可能性があります。これらのタイプのカップリングは、高いトルクと速度が必要な場合に使用されます。

ダイヤフラムカップリングは、ドライブフランジの外径に取り付けられ、ダイヤフラムを介して半径方向に内径のアタッチメントにトルクを伝達する1つまたは複数の金属膜で構成されています。ディスクカップリングは、別の種類の金属膜カップリングです。

ダイヤフラムカップリングはどのように機能しますか？

ダイヤフラムカップリングには、単一または複数のプレートまたはダイヤフラムで構成される柔軟な部材があります。トルクをフレキシブルプレートの外径から内径に、スプールまたはスペーサーピースを横切って伝達し、次に内径から外径に伝達します。

13。流体継手

流体継手 は、油圧カップリングとも呼ばれ、回転する機械的動力を伝達するために使用される流体力学的または「流体動力学的」デバイスです。自動車のトランスミッションの機械式クラッチの代替品として使用されています。

流体継手の機能

流体継手は、油圧カップリングとも呼ばれ、トランスミッション流体を使用して回転力をあるシャフトから別のシャフトに伝達する流体力学的装置です。これは、自動車のトランスミッションシステム、船舶の推進システム、および産業の動力トランスミッションで使用されます。

流体継手の動作原理

流体継手または油圧継手は、油圧作動油の加速と減速によって、あるシャフトから別のシャフトに動力を伝達するために使用されるデバイスです。流体継手は流体動力学の原理に基づいており、出力速度が入力よりも遅い必要があります。

ドライブシャフト（入力）に取り付けられたインペラとドリブンシャフト（出力）に取り付けられたランナーで構成されています。インペラはポンプとして機能し、ランナーはタービンとして機能します。

絶対速度の接線成分は、軸の近くのインペラでは低くなっています。絶対速度の接線成分がインペラの周辺近くで高い場合、インペラが加速するにつれて流体速度が増加します。

速度が増加すると、運動エネルギーも増加します。流体は高速でインペラを出て、ランナーブレードに衝突し、エネルギーを伝達し、低速でランナーを出ます。

シャフトカップリングを使用する理由

シャフトカップリングを使用する最も一般的な理由のいくつかを次に示します。

1. モーターや発電機など、別々のユニットのシャフトを接続するために使用されます。
2. シャフトのずれについて。
3. 機械的な柔軟性のために
4. 1つのシャフトから別のシャフトに伝達される衝撃荷重を吸収します。
5. 過負荷からの保護。

カップリングのアプリケーション

1.スリーブとマフのカップリングラインシャフトは、動力伝達に使用されます。

2.クランプまたはスプリットマフまたは圧縮カップリングラインシャフトは、動力の伝達に使用されます。

3.位置合わせの精度に使用されるフランジカップリング。例：海洋で。

4.小さな平行ずれ、角度ずれ、または軸方向ずれがある接続に使用されるブッシュピンフレキシブルカップリング。

5.回転運動または動力を伝達するために使用されるユニバーサルカップリング（航空機、ドライブシャフトなど）

6. Oldhamのカップリングは、印刷アプリケーションなど、並列のずれが存在するアプリケーションで役立ちます。

利用可能なさまざまなタイプのカップリングに関する完全な詳細と、適切な画像とともにそれらの長所と短所を提供するように努めました。この記事を気に入っていただけたでしょうか。以下のコメントでフィードバックをお知らせください。