어떤 커플링이 적합한가?

 

토크 플랜지는 작고 불확실한 측정이 가능한 정밀한 센서입니다. 그러나, 이를 측정하기 위해서 특별한 요구조건을 만족시켜야 합니다. 각각의 구동렬 (Drive train) 사이에서 결합이 어긋난 결과로 인해 센서에 발생하는 기생 부하 영향을 최소화하는 것이 가장 중요합니다. 측정 플랜지에 설치된 샤프트 끝의 반경 병렬 옵셋(radial parallel offset)은 센서에 영향을 주는 벤딩 모멘트와 배분력 (radial force)을 발생시킵니다. 반경 각 옵셋은 축력과 벤딩 모멘트에 의해 축 옵셋이 발생하는 동안의 벤딩 모멘트로 인한 결과입니다.

기생 부하 보상

실질적인 사용에서 모든 옵셋과 기생 부하는 동시에 발생합니다. 내재하는 내성이 옵셋을 완전히 제거하는 것을 억제하기 때문에 가능한 한 정확하게 샤프트 트레인 (shaft train)을 결합하는 것은 부분적인 해결책일 뿐입니다. 이러한 이유로 센서를 포함한 탄성보상요소와 달리, 특히 더 높은 회전 스피드와 관련이 있다면 비틀림이 강하게 설치될 필요가 있습니다. 이것은 남아있는 옵셋을 거의 완전히 보상할 수 있습니다. 그러한 보상 요소의 사용은 센서의 정확성을 높이고, 동시에 심한 마모를 방지하기 위하여 샤프트 트레인 (Shaft train)에 결합된 베어링을 보호합니다.

보상 요소로사용된 커플링

보상요소로 사용된 커플링은 백래시 프리 (backlash- free) 카르단 샤프트로서 기능을 하는 두 가지 요소로 구성됩니다. 이것은 각 (angular)과 축 옵셋(axial offset)뿐만 아니라 병렬 옵셋(parallel offset)의 보상을 가능하게 합니다. 그러한 보상 요소의 가장 압축된 형식은 인접한 다른 축과 직접 결합될 수 있는 카르단 샤프트(half coupling)로서 두 가지 요소의 기능을 포함한 풀 커플링입니다. 두 요소 사이의 작은 간격 때문에 보상을 위한 옵셋은 작습니다. 더 큰 옵셋은 보다 큰 간격이 요구됩니다.

커플링에 의해 실시된 작업의 고려와 샤프트 트레인에서 "토크 플랜지 + 보상요소" 설치의 목적을 고려한 결과로 다양한 커플링과 마운팅 부품들이 있습니다. 게다가 HBM의 다양한 토크 플랜지 제품은 커플링 선택과 토크 어플리케이션의 대부분을 포함하는 마운팅 부품을 제공합니다. 이러한 제품들과 함께 실행되는 환경설정은 아래에 서술하였습니다.

환경설정

1. 풀 커플링 버전

이 압축 버전에서, 높은 회복력은 주요 옵셋으로부터 발생될 것입니다. 여기에서 샤프트 트레인(shaft train)을 주의 깊게 조정하는 것이 특히 중요합니다.

모듈은 다음의 요소로 구성됩니다. (왼쪽부터 오른쪽으로) :

풀 커플링 + 토크 플랜지

Fig. 1: Torque flange with Modulflex® full coupling

Fig. 2: Rexnord Modulflex® full coupling

Fig. 3: Mayr ROBA-DS full coupling

2. 두 개의 하프 커플링과 스페이서 버전

이 버전은 더 큰 옵셋 보상을 허용합니다. 게다가 특별한 스페이서 버전은, 예를 들어 입력 샤프트에서 고온에 대하여 토크 플랜지를 보호하는 것과 같은 추가 작업 수행이 가능합니다.

모듈은 다음의 요소로 구성됩니다. (왼쪽부터 오른쪽으로):

하프 커플링 + 스페이서 + 하프 커플링 + 토크 플랜지

Fig. 4: Torque flange with 2 Modulflex® half couplings and spacer

3. 두 가지 하프 커플링과 스페이서로서의 플랜지 버전

모듈은 다음 요소로 구성됩니다. (왼쪽부터 오른쪽으로):

하프 커플링 + 토크 플랜지 + 어댑터 + 하프 커플링

Fig. 5: Torque flange between two Modulflex® half couplings


이 버전 역시 더 큰 옵셋의 보상을 허용하며, 동시에 이 환경구성은 많은 공간을 필요로 하지 않습니다.

샤프트 트렝니 (Shaft train) 에서의 각각의 모듈 마운팅은 종종 센서의 연결 플랜지 또는 커플링과 샤프트 사에이서 어댑터를 필요로 합니다. 이런 목적을 위해서, 추가적으로 특별히 제공하는 플랜지 커넥터를 한쪽면에 사용하고 샤프트 (클램핑 허브)를 위한 클램핑 디바이스를 다른 면에 사용한는 것을 추천합니다. 각각에 사용할 수 있도록 거기에 맞는 보어 홀이 있습니다. 그림 6을 참고하십시오, 모듈은 다음의 요소로 구성됩니다. (왼쪽부터 오른쪽으로):

클램핑 허브 + 풀 커플링 + 토크 플랜지 + 클램빙 허브

Fig. 6: Torque flange with Modulflex® full coupling and two Koniclamp® clamping hubs utilizing integrated clamping technology.

Fig. 7: Assembly of a complete module according to Fig.6.

Picture credit:

Fig. 1 and 2 as well as 4 to 7: Rexnord GmbH
Fig. 3: Chr. Mayr GmbH & Co. KG

Author of this article

Klaus Weissbrodt
Product and Application Manager Torque Applications, HBM Test and Measurement

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