結合という用語を理解する

工学の世界では「カップリング」という言葉が一般的で、動力を正確に伝えるために2本のシャフトをつなぐ部品として知られています。 2軸の取付誤差（芯ずれ）等を吸収しながら、駆動側から従動側へ伝達します。カップリングは、モーター、ポンプ、発電機、コンプレッサーなど、動力伝達を必要とするほぼすべての産業機械で使用されています。

今日は、適切なカップリングの定義、アプリケーション、関数、図、動作、タイプ、および要件を理解することができます。

カップリングとは?

簡単に言えば、カップリングは、あるシャフトから別のシャフトに動力/トルクを伝達するために使用される機械装置です。カップリングは、動力を伝達できるように 2 つのシャフトを両端で接続するために使用されるデバイスと見なすこともできます。ただし、カップリングの主な目的は、2 つの回転機器を結合することであり、ある程度のずれや端の動き、またはその両方を許容します。デバイスは、アライメントの精度とトルクの要件に応じて、剛性または柔軟性があります。

一般的なコンテキストでは、カップリングは、隣接する部品またはオブジェクトの端を接続するのに役立つ機械装置です。通常、運転中にシャフトを外すことはできませんが、トルク制限カップリングを利用できます。これらのカップリングは、トルク制限を超えるとスリップまたは切断する可能性があります。本質的に、カップリングのメンテナンス時間とコストは、アプリケーションの要件、選択、設置、およびメンテナンスによって削減できます。

注:動力は、シャフトが平行である場合、さまざまなギア配置またはドライブによって伝達できます。カップリングは、シャフトが直線上にあり、端と端を接続して動力を伝達する場合に使用されます。

カップリングの応用

前述のように、シャフト カップリングは、ほとんどすべての産業機械でいくつかの目的で使用されています。主な機能は、一方の端からもう一方の端への電力伝送です。たとえば、カップリングを介してポンプに動力を伝達するモーター。以下は結合の一般的なアプリケーションです。

• ドライブ シャフトからドリブン シャフトに動力を伝達すること
• カップリングは、出力モーター シャフトと発電機など、別々に製造された 2 つのコンポーネントを接続または結合します。
• フレキシブル カップリングを使用することで、あるシャフトから別のシャフトへの衝撃荷重の伝達を軽減します。
• カップリングは、スペースが限られている場合に電力を伝達しながら柔軟性を高めるためにも使用されます。
• 過負荷に対する保護を導入すること

良好なカップリングの要件

以下は、優れた結合システムを知るために考慮すべき要件です。

• カップリングは、従動軸から従動軸にトルクを伝達できる必要があります。
• シャフトを適切に配置する必要があります。
• カップリングは、カップリングが故障した場合に人と機械に安全を提供する必要があります。
• カップリングは、メンテナンスのために分解できる必要があります。
• 最後に、カップリングは調整可能であるべきです。

カップリングの図:

カップリングの種類

さまざまなタイプのカップリングには、リジッド、スリーブまたはマフ、クランプまたはスプリットマフがあり、圧縮カップリング、フランジ カップリング、フレキシブル、ブッシュ ピン タイプ、ユニバーサル、およびオルダム カップリングとしても知られています。他のタイプのカップリングには、ギア、ベローズ、ジョー、ダイヤフラム、流体、定速、および可変速カップリングが含まれます。

リジッド カップリング:

リジッド カップリングは、2 つのシャフトが完全に整列している場合に使用されます。それらは、近接配置にのみ適しています。それらの例には、スリーブまたはマフ カップリング、スプリット マフ カップリング、およびフランジ カップリングが含まれます。

スリーブまたはマフカップリング:

これらのタイプのカップリングの構造では、シャフト、キー、スリーブ、またはマフが主要なコンポーネントです。また、軸と同径の中空円筒を使用しています。ギブヘッドキーを使用して、2 つのシャフトの端に固定します。キーとスリーブを介して一方のシャフトから他方のシャフトに動力が伝達されます。すべての要素は、トルクを伝達するのに十分な強度がなければなりません.

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:

これらのタイプのカップリングは、スプリット マフ カップリングとしても知られています。マフまたはスリーブは 2 つの棚で作られ、一緒にボルトで固定され、鋳鉄製です。スタッドは、半分を接続するためにも使用されます。シャフトの両端は互いに接続されており、キーはシャフトにあるキー溝に取り付けられています。マフの一方の端は下から取り付けられ、もう一方の端は上から接続され、ボルトとナットで一緒に保持されます.

フランジカップリング:

フランジ カップリングは、各シャフトの端に取り付けられた 2 つの鋳鉄製フランジで構成されています。これらのフランジはボルトで一緒にボルト締めされてドライブを完成させます。 2 本のチューブを密閉した状態で結合すると、これらのタイプのフランジ結合を表すことができます。それらの構造において、フランジの一方は突出部分部分を有し、他方のフランジは同様の凹部を有する。フランジの端は、通過する材料に抵抗を引き起こすことなく、正しい位置合わせを行うためにまとめられます。

これらのタイプのカップリングは、シャフトを同じラインに入れ、アライメントを維持するのに役立ちます。ボルトとナットを使用して、2 つのフランジを結合します。これらのカップリングは通常、加圧配管システムで使用され、負荷が大きすぎます。さまざまなタイプのフランジ カップリングには、保護されていないタイプと保護されているタイプのフランジ カップリング、およびマリン フランジ カップリングがあります。

柔軟な結合:

フレキシブルタイプのカップリングは、横方向と角度方向の両方のミスアライメントを持つ2つのシャフトを接続するために使用されます。フレキシブル カップリングの例としては、ブッシュ ピン タイプ カップリング、ユニバーサル カップリング、オルダム カップリング、ギア カップリング、ベローズ カップリング、ジョー カップリング、ダイアフラム カップリングがあります。

ブッシュピンタイプカップリング:

ブシュピンタイプのカップリングは、2軸のわずかな平行ずれ、角度ずれ、軸ずれに使用します。それらは、リジッド フランジ カップリング、実際には修正に大きく関連しています。それらは、ピンと呼ばれる構造が異なる 2 つの半分で構成されており、ピンの上に使用されるゴム製のブッシュです。

ユニバーサル カップリング:

これらのタイプのカップリングは、フックのカップリングとして知られています。 2 つのシャフトの軸が小さな角度で交差し、2 つのシャフト間の傾きを一定にできる場合に使用されます。これは、実際の作業でのみ発生する可能性があり、モーションが 1 つのシャフトから別のシャフトに伝達されるときに変化します。ユニバーサルカップリングは、動力伝達に広く使用されています。それらは、自動車のギアボックスからディファレンシャルまで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つはギアボックスのプロペラシャフトの端にあり、もう一方の端には差動装置があります。ユニバーサル カップリングは、複数のボール盤やフライス盤のさまざまなスピンドルに動力を伝達する際にも使用されます。

オルダムカップリング:

オルダム カップリングは、2 つの軸に横方向のずれがある場合に使用されます。それらは、スロット付きの 2 つのフランジ A と B、および 2 つのタング T1 と T2 を備えた中央の浮動部分 E で構成されています。デバイスの中央部分は、フランジとフローティング パーツに取り付けられたピンによって固定されます。 T1 タングはフランジ A にフィットし、前後の動きを可能にし、T2 はフランジ B にフィットし、パーツの垂直方向の動きを可能にします。

ギアカップリング:

ギア カップリングは、フランジ カップリングの改良版です。ギアカップリングは、歯のサイズが大きいため、高トルクを伝達するように設計されています。それらのフランジとハブは、フランジ カップリングとして単一の部品ではなく、別々に一緒に組み立てられます。その構造では、各関節には 1:1 の歯車比の内歯車と外歯車のペアがあります。さらに、ギア カップリングの角度のずれは、平行で約 0.01 ～ 0.02 インチ、角度で 2 度に制限されています。ギア カップリングとユニバーサル ジョイントは、同様に、高トルク伝達が必要な頑丈なアプリケーションで使用されます。

ベローカップリング:

これらのタイプのカップリングは、ハブと呼ばれるツイン カップリング エンドを備えたフレキシブル カップリングです。ねじり剛性に優れ、速度、角度位置、トルクを正確に伝達します。ベローカップリングは、通常、ステンレス鋼で構成されています。高精度の位置決めが必要な場所で使用されます。ベローズ カップリングは薄肉で設計されており、角度、軸方向、または平行方向のずれに対して多少の柔軟性があります。ハブは下のカップリングに溶接されています。

ジョーカップリング:

ジョーカップリングは、汎用の動力伝達に使用され、モーションコントロールアプリケーションにも使用されます。これらは、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するように設計されているため、他のコンポーネントを損傷からさらに保護します。ジョーカップリングは、角度のミスアライメントとミスアライメントによる反動荷重を処理できるため、有益です。また、外径に対する優れたトルクと優れた耐薬品性と適切な減衰能力を備えています。

ダイヤフラム カップリング:

これらのタイプのカップリングは、高性能ターボ機械で使用され、トルクを伝達する無潤滑カップリングです。また、機器のシャフト間のミスアライメントを処理するためにも使用されます。ダイヤフラム カップリングは、トルクを外側から内側へ、またはその逆に伝達します。それらは、柔軟な部材に単一または一連のプレートを使用し、角度、軸、または平行のずれを許容します。ダイヤフラムカップリングは、高トルクと高速が必要な場合に使用されます。最後に、

流体結合:

流体タイプのカップリングは、油圧カップリングとも呼ばれます。それらは、作動油の加速と減速によって回転機械力を伝達するために使用される流体力学的装置です。装置の駆動軸 (入力) には羽根車があり、従動軸 (出力) にはランナーがあります。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。

カップリングの原理

カップリング装置の動作はそれほど複雑ではなく、簡単に理解できます。同じまたは異なる直径の 2 つのシャフトを一緒に接続するために使用されます。モーターは駆動側から動力を伝達し、プロペラは従動側にあります。カップリングは、モーターの熱などを従動側に伝えません。フレキシブルカップリングは 2 つのグループに分けることができます。金属およびエラストマー。金属タイプは、自由に取り付けられたパーツを使用して、互いに転がったりスライドしたりします。また、動かない部分が曲がってずれを吸収します。

一方、エラストマー タイプは、金属製のハブ間でトルクを伝達する弾性、不動、弾性、またはプラスチックの要素から柔軟性を得ます。以下のビデオを見て、カップリングの仕組みを明確に理解してください。

カップリングの利点

以下は、さまざまな用途におけるカップリングの利点です。

• デザインの複雑さが軽減されます。
• 駆動側（旋回側）の軸間の取付誤差を吸収
• 力の伝達。
• 駆動側からの振動を吸収し、周囲の製品を保護します。
• 駆動側のモーターなどから被駆動側に熱を伝えないでください。

結論

この記事では、定義、アプリケーション、関数、図、動作、型、および適切な結合の要件について説明しました。カップリングの利点についても説明します。読書から多くのことを学べることを願っています。もしそうなら、親切に他の学生と共有してください。読んでいただきありがとうございます。また次回お会いしましょう。