Accoppiamento rigido rigido e flangiato: 19 fatti importanti

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Accoppiamenti:

Definizione di accoppiamento:

Un accoppiamento è un dispositivo di collegamento che collega due alberi rotanti.
Un giunto viene utilizzato per la trasmissione della potenza e la trasmissione della coppia.
Collegato alle estremità degli alberi, esiste la possibilità di cedimento o slittamento a seconda del limite di coppia degli alberi.

accoppiamento rigido
Credito immagine: Amministrazione per la sicurezza e la salute sul lavoro, parte del Dipartimento del lavoro degli Stati Uniti, giunto rotante, contrassegnato come dominio pubblico, maggiori dettagli su Wikimedia Commons.

applicazioni:

⦁ Lo scopo dell'accoppiamento è trasmettere potenza e coppia.

⦁ Il trasporto degli alberi diventa più facile smontando e assemblando gli alberi mediante l'uso di un giunto.

⦁ Collegare la parte motrice all'elemento condotto.

⦁ Per ridurre gli urti della trasmissione.

⦁ Protegge il sistema.

Ci sono alcuni alberi che vengono prodotti separatamente e possono ancora essere uniti tra loro mediante l'uso di accoppiamenti:

Motore e generatore

Motore elettrico

Pompa centrifuga

Tipi di accoppiamenti | Tipi di accoppiamento rigido

⦁ Bloccato o rigido a compressione

⦁ Accoppiamento rigido

⦁ Accoppiamento trave

⦁ Attacco a soffietto

⦁ Giunto a perno con bussola

⦁ Giunto a flangia con perno a boccola

⦁ Basato su Velocità costante: Giunto Rzeppa, Giunto Doppio Cardanico e Giunto Thompson.

⦁ Accoppiamento a morsetto o split-muff

⦁ Accoppiamento a membrana

⦁ Accoppiamento a disco

⦁ Accoppiamento a ciambella

⦁ Accoppiamento elastomerico:

⦁ Flessibile,

⦁ Giunto Geislinger,

⦁ Accoppiamento a rete,

⦁ Accoppiamento idrodinamico (accoppiamento fluido),

⦁ Giunto a ganascia,

⦁ Accoppiamento magnetico,

⦁ Accoppiamento Schmidt-Oldham

⦁ Manicotto, scatola o manicotto

⦁ Blocco albero conico

⦁ Giunto a doppia molla

Principali due tipi:
I) Giunto rigido ii) Giunto flessibile

I) Giunti rigidi:

  • Giunti a manicotto
  • Manica con perni conici
  • Accoppiamento a morsetto
  • Tipo di compressione dell'anello
  • Attacco a flangia

II) Flessibile Accoppiamento:

  • Accoppiamento elastomerico
  • Accoppiamento meccanicamente flessibile
  • Accoppiamento a membrana metallica

Definizione dei giunti rigidi:

Un giunto rigido è un dispositivo di accoppiamento utilizzato per collegare alberi perfettamente allineati o non vi è alcun disallineamento negli alberi in tutte le direzioni.

Questi tipi di giunti vengono utilizzati principalmente nelle azioni verticali nel sistema.
I giunti rigidi trasmettono un movimento rotatorio e assiale ai due alberi collegati che ruotano a un determinato numero di giri.
I giunti rigidi trasmettono potenza e coppia tra gli alberi e tra i due sistemi solo se gli alberi sono opportunamente allineati.
Esempio: Pompa verticale. Esempio: motore elettrico.

Un giunto rigido è collegato dall'albero dell'apparecchiatura all'albero del motore.

Gli alberi di accoppiamento trasmettono la spinta assiale.

configurazioni:
Configurazione divisa: divisa lungo la linea centrale.
Configurazione flangiata: i due giunti e le flange sono imbullonati insieme.
I giunti rigidi flangiati utilizzano piastre di regolazione utilizzate per impostare la corretta posizione verticale.
.

Tipi di giunti rigidi:


Il giunto rigido di tipo flangiato
L'accoppiatore rigido del tipo a pinza
L'accoppiamento rigido a manicotto

Giunto rigido a flangia:

L'accoppiamento a flangia è il dispositivo che viene utilizzato per il collegamento agli alberi se entrambi gli alberi della macchina sono correttamente allineati tra loro. L'accoppiamento a flangia viene utilizzato dove è disponibile il libero accesso per entrambi gli alberi.

Viene utilizzato principalmente accoppiamento e le flange dei giunti e gli alberi sono imbullonati insieme.

Vantaggi dell'accoppiamento a flangia:

L'accoppiamento a flangia è meno costoso rispetto all'altro tipo.
È richiesto meno spazio per l'installazione.
Intercambiabile.

Materiale utilizzato:

I giunti flangiati sono costruiti utilizzando vari materiali, tra cui ghisa grigia, ghisa malleabile, acciai al carbonio e serie di acciai al carbonio che vanno dal 1035 al 1050.

I giunti rigidi possono essere realizzati con la maggior parte dei materiali metallici.
Ciò consente di utilizzare giunti rigidi in molte applicazioni e condizioni variabili.
Può trasmettere più potenza.

MATERIALE E SUE PROPRIETÀ:

Il processo di produzione utilizzato per fabbricare l'accoppiamento flangiato è il processo di fusione, poiché contiene incavo e sporgenza.
L'accoppiamento a flangia è comunemente realizzato in ghisa grigia quelle che sono caratterizzate da microstruttura in grafite, provocando una frattura al materiale che appare come grigia.

La ghisa è il materiale più comunemente usato grazie alle sue proprietà di colata che hanno una resistenza alla trazione inferiore alla resistenza alla compressione.
Le leghe di ferro contengono carbonio e silicio rispettivamente 2.5-4% e 1.3%.

La ghisa subisce una minore contrazione di solidificazione.

Il silicio è resistente alla corrosione e nel processo di fusione porta ad un aumento della fluidità e offre una buona saldabilità.

Vantaggi dell'accoppiamento rigido:

⦁ I giunti rigidi possono essere utilizzati in sistemi di movimento complessi.

⦁ L'accoppiamento rigido fornisce una coppia maggiore tra gli alberi.

⦁ È anche utile per un migliore posizionamento in quanto ha un'elevata rigidità torsionale.

⦁ Facile disponibilità.

⦁ Economico.

⦁ Ha una precisione con zero giochi.

⦁ I giunti rigidi vengono utilizzati per il corretto allineamento e collegamento rigido.

⦁ Facile da montare e smontare.

⦁ Facile per le operazioni di manutenzione

Specifiche tecniche: Giunti a flangia rigida

⦁ I giunti rigidi sono collegati in modo rigido, e non assorbono le vibrazioni portando alla possibilità di sostituzione del giunto a causa dell'usura delle parti non correttamente allineate.
⦁ Richiede un controllo di routine per il controllo dell'usura e dell'allineamento.
⦁ Applicare regolarmente la lubrificazione.

Differenza tra giunti rigidi e flessibili:

L'accoppiamento rigido è il dispositivo di accoppiamento utilizzato per collegare gli alberi e la connessione tra gli alberi è la connessione rigida in cui i due alberi sono strettamente collegati, mentre, nel caso dell'accoppiamento flessibile, la connessione tra i due alberi è la connessione flessibile.

L'accoppiamento flessibile fornisce la connessione tra i componenti dell'albero, che assemblano l'accoppiamento fisso con una certa quantità di connessione allentata. Ciò determina un certo disallineamento tra gli alberi.

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Image credit:Arne Huckelheim, PneumaticoFrizione, CC BY-SA 3.0

L'accoppiamento rigido consente una trasmissione regolare della coppia tra gli alberi e i componenti, mentre nell'accoppiamento flessibile solo l'accoppiamento flessibile di tipo metallico ha una grande capacità rispetto ad altri accoppiamenti flessibili e c'è la possibilità di una certa perdita di coppia durante il funzionamento.

Adattatore di accoppiamento a flangia:

Un adattatore di accoppiamento a flangia collega l'estremità del tubo in ghisa sferoidale al tubo, alla valvola o al raccordo flangiati.

Procedura di progettazione per l'accoppiamento a flangia:

Assemblaggio del manicotto:

Un cilindro cavo è fissato alle estremità di entrambi gli alberi utilizzando la chiave incassata. Il cilindro cavo è chiamato manica.
La coppia e la potenza vengono trasmesse attraverso gli alberi utilizzando questi cilindri cavi.

Innanzitutto, viene trasmesso dal primo albero al manicotto; Dalla manica, viene trasmesso alla chiave.
Quindi dalla chiave, viene nuovamente trasmesso al cilindro cavo (manicotto).

È facile da produrre e progettare e difficile da montare e smontare.
Il materiale utilizzato: ghisa
Il fattore di sicurezza = 6-8 (sulla massima resistenza)
È necessario avere più spazio assiale e meno dimensioni dello spazio radiale.

Standard delle maniche:

Diametro esterno manica D = 2d + 13
Lunghezza della manica, L = 3.5d
d = diametro dell'albero.

Progettazione di alberi:

Il design dell'albero si basa sulla sollecitazione di taglio torsionale.

Per la trasmissione della coppia,
lo sforzo di taglio T è dato da,
\tau =\frac{Tr}{J}<=[\tau ]

Dove,
T = Coppia agente sugli alberi,
J = momento d'inerzia polare dell'albero,
r = d / 2

Lo sforzo di taglio ammissibile = [τ] determina le dimensioni dell'albero.

Design manica:

D = 2 gg + 13 L = 3.5 gg,

Considera un albero cavo,
Il torsionale sforzo di taglio nella manica viene calcolato,

\tau =\frac{Tr}{J}<=[\tau ]

Design della chiave:

Sezione trasversale della chiavetta selezionata corrispondente al diametro dell'albero e alle dimensioni della chiavetta.
sezioni trasversali dei tasti: quadrate e rettangolari
Lunghezza della chiave in ogni albero,

Sforzi di taglio e schiacciamento,


sforzo di taglio,\tau =\frac{P}{wl}<=[\tau ]
\sigma frantumazione=\frac{P}{lh/2}<=[\sigma c]
dove,
w = Larghezza della chiave.
h = altezza della chiave.

Accoppiamento a morsetto:

L'accoppiamento a morsetto è un accoppiamento a compressione o anche chiamato accoppiamento a manicotto diviso.
L'accoppiamento diviso è un accoppiamento nelle cui maniche sono divise in due metà lungo il piano passante per l'asse dell'albero.

Questi manicotti divisi sono fissati mediante bulloni e posizionati negli incavi.
Il montaggio e lo smontaggio è facile per l'accoppiamento del morsetto.
Il bilanciamento del giunto a pinza è difficile per alte velocità e carichi d'urto.

Progettazione di bulloni:

Il design dei bulloni si basa sulla trasmissione della coppia.

Sia [σt] = tensione di trazione ammissibile,

dc = diametri dei bulloni,
n = numero di bulloni

Forza di serraggio di ogni bullone,

la forza di serraggio viene applicata in modo uguale su ciascun albero.

Pb=\frac{\pi }{4}cc^{2}[\sigma t]

N=\frac{\pi }{4}cc^{2}[\sigma t]*\frac{n}{2}

Coppia di attrito,
Tf=\mu Nd

Accoppiamento a flangia:

L'accoppiamento a flangia è il dispositivo di accoppiamento costituito da due flange calettate sugli alberi. Le flange vengono unite tra loro utilizzando i bulloni su un cerchio concentrico all'albero.

La trasmissione della potenza avviene dall'albero motore alla flangia sull'albero motore con l'aiuto della chiavetta e dalla flangia sull'albero motore alla flangia sull'albero condotto usando di nuovo la chiavetta.

Per il corretto allineamento, la proiezione e l'incavo vengono utilizzati con le flange
Mozzo interno, flange e flange circonferenziali protettive - Flange di tipo protetto
Proporzioni dimensionali di progetto del giunto a flangia:

Accoppiamento a flangia:
Il diametro esterno del mozzo, D = 2
Diametro bulloni, D1 = 3 d
Diametro flangia, D2 = 4 d
Lunghezza mozzo L = 1.5 d
tf = 0.5 d
tp = 0.25 d

Progettazione di Hub:

Si considera un albero cavo, con il diametro interno = diametro degli alberi,
Diametro esterno = 2 * diametro interno.
Per sollecitazioni di taglio torsionali.
\tau =\frac{Tr}{J}<=[\tau ]

Dove,
T = Nella progettazione del mozzo è richiesto il momento torcente (o coppia)
J = momento polare d'inerzia dell'albero (asse di rotazione)
r = D / 2

Design della flangia:

Il mozzo è per la trasmissione della coppia tramite i bulloni,
La flangia è sottoposta a taglio.

Forza tangenziale,
F=\frac{T}{d/2}
Sforzo di taglio,

\tau =\frac{F}{\pi D*tf}\leq [\tau ]

Progettazione di bulloni:

Sia n il numero totale di bulloni.
Forza che agisce su ciascun bullone,Fb=\frac{T}{nD1/2}
dove D1 è il diametro del cerchio primitivo dei bulloni.
Area resistente al taglio,

A=\frac{\pi }{4}mb^{2}

dove, dc = diametro del nucleo dei bulloni Sollecitazione di taglio,

\tau =\frac{Fb}{\frac{\pi }{4}dc^{2}}\leq [\tau ]

Area sotto schiacciamento
Stress schiacciante,

\sigma frantumazione=\frac{Fb}{dctf}\leq [\sigma c]
I bulloni sono soggetti a sollecitazioni sia di taglio che di schiacciamento,
A causa della trasmissione della coppia, la forza agisce perpendicolarmente agli assi del bullone.

Tipi di accoppiamento a flangia come segue:
⦁ Giunto a flangia di tipo protetto
⦁ Accoppiamento a flangia marina.
⦁ Giunto a flangia di tipo non protetto.

Accoppiamento a flangia di tipo non protetto:

In accoppiamento a flangia di tipo non protetto,
No di bulloni utilizzati = 3-6
Le chiavi sono fissate ad angolo retto lungo la circonferenza degli alberi che dividono le scanalature.

Dimensioni del giunto a flangia non protetto e del giunto a flangia in ghisa:

d = diametro dell'albero,
allora D = 2 d
Lunghezza mozzo, L = 1.5 d,
flangia, D2 = D1 + (D1 - D) = 2D
Lo spessore della flangia, tf = 0.5 d
Numero di bulloni = 3,

Le flange sono fissate usando i bulloni.

Accoppiamento a flangia di tipo protetto:

Viene utilizzato un bordo circonferenziale protettivo.
Il cerchio copre il dado e il bullone.

Consiste nelle seguenti procedure protettive:

Eseguire ispezioni visive,
Controllare i segni di usura o affaticamento,
Pulire regolarmente i giunti e cambiare regolarmente i lubrificanti.
La manutenzione è necessaria in condizioni operative e situazioni avverse.

Vantaggi del giunto a flangia di tipo protettivo:

  1. Può trasmettere una coppia elevata.
  2. È semplice da costruire.
  3. Facile assemblaggio e smontaggio

Accoppiamento a flangia marina:

Questo è un tipo di accoppiamento in cui le flange sono fissate agli alberi utilizzando i bulloni senza testa conici.
spessore, t = d / 3,
bulloni,
D1 = 1.6d,
D2 = 2.2d,

vantaggi:

  1. È economico.
  2. È semplice nella struttura.
  3. Più efficiente.
  4. La manutenzione non è richiesta.

svantaggi:

1.Non può essere disattivato durante il movimento.
2.Questo tipo di accoppiamento non può trasmettere la coppia tra gli alberi che non sono lineari.

Controllo dell'equilibrio del giunto:

Il bilanciamento richiede costi ed è difficile bilanciare.
L'entità dello squilibrio di accoppiamento può essere tollerata dal sistema.
L'analisi fornisce le funzioni dettagliate e le caratteristiche del sistema e delle macchine collegate.

Applicazioni di accoppiamento a flangia rigida | Applicazioni di accoppiamento

I giunti a flangia rigida sono meno costosi dei giunti flessibili.
I giunti di tipo rigido hanno connessioni rigide quindi sono rigidi alla torsione e non danno accesso a qualsiasi disallineamento tra gli alberi. A causa dell'effetto termico, le parti presentano un disallineamento durante il funzionamento ed entrambi gli alberi sono fisicamente allineati.

I giunti Rid sono giunti con connessioni rigide. Non assorbe le vibrazioni che portano alla sostituzione delle parti. A causa dell'usura delle parti, si verifica un disallineamento.
Gli operatori richiedono la manutenzione ordinaria e il controllo delle parti per usura e allineamento.

Giunti boccola con perno flangiato:

L'accoppiamento con bussola a perno flangiato è anche chiamato accoppiamento di tipo con perno a bussola.

Questo giunto funziona come giunto a flangia di tipo protettivo con migliori modifiche.

Questo dispositivo di accoppiamento ha perni e viene utilizzato per lavorare con i bulloni di accoppiamento.

Il materiale utilizzato: gomma
La boccola in gomma è in grado di assorbire vibrazioni e urti durante il suo funzionamento.

Flangia di accoppiamento a compressione:

L'accoppiamento a compressione della flangia del dispositivo di accoppiamento.

I giunti a compressione a flangia hanno due coni che vengono utilizzati per il posizionamento sugli alberi.

Gli alberi dovrebbero essere alberi di accoppiamento.

Il cilindro cavo è un manicotto che viene utilizzato per adattarsi ai coni.

Flangia di accoppiamento a manicotto:

Le maniche sono attaccate agli alberi.

Per bloccare il giunto in posizione, sono previsti due fori filettati.

Accoppiamento a flangia divisa:

L'accoppiamento a flangia divisa è il dispositivo di accoppiamento in cui i manicotti sono divisi in due metà costituiti dalla ghisa.
Queste parti divise sono collegate tramite bulloni in acciaio dolce.

Vantaggi dell'accoppiamento a flangia divisa:

Facilità di montaggio e smontaggio senza modificare la posizione degli alberi.
Può essere utilizzato per collegare due alberi di trasmissione pesante a velocità moderata.

FAQ:

L'accoppiamento a flangia è il tipo di accoppiamento:

Accoppiamento di tipo rigido.

Specifiche dell'accoppiamento a flangia. Spiegare.

⦁ Dovrebbe essere facile da montare o smontare.
⦁ L'accoppiamento a flangia dovrebbe trasmettere coppia e potenza.
⦁ Mantenere il corretto allineamento.
⦁ Ridurre al minimo la trasmissione dei carichi d'urto.

Requisiti per garantire l'allineamento dell'albero prima di collegare i bulloni di fissaggio:

⦁ Se è facile collegare o scollegare il giunto.
⦁ Nessuna parte sporgente
Ci dovrebbe essere meno disallineamento nell'operazione di esecuzione, che porta a massima trasmissione di potenza.

Perché la chiave viene utilizzata nell'accoppiamento a flangia di tipo protettivo?

Le chiavi vengono utilizzate per prevenire il movimento rotatorio.
Le superfici dell'albero e le parti dei mozzi forniscono il taglio per montare le chiavi, i giunti.

Perché l'incavo prevedeva l'accoppiamento a flangia?

Per fornire il gioco nelle flange, è prevista una rientranza. Le flange sono saldamente fissate con l'uso di bulloni che utilizzano la coppia da trasmettere.

Il numero minimo di bulloni richiesti nell'accoppiamento a flangia:

Quattro, sei o fino a 12 gruppi di bulloni.

Qual è il grado di ghisa utilizzato per realizzare accoppiamenti a flangia di tipo rigido?

Grado 1 - Ghisa grigia.

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