کوپلینگ از قطعات پر کاربرد در صنعت است که در این مطلب پس از معرفی آن، به بررسی انواع و کاربردهای مختلف آن خواهیم پرداخت.
کوپلینگ چیست؟
کوپلینگ (Coupling) در لغت به معنی جفت است و در صنعت قطعه‌ای پر کاربرد است که وظیفه جفت کردن دو شفت از دو وسیله مختلف به یکدیگر را بر عهده دارد. یعنی کوپلینگ واسطه‌ای است بین شفت خروجی یک تولید کننده حرکت (محرک) و شفت ورودی یک دریافت کننده نیروی حرکتی (متحرک).شفت با قرارگیری بین محرک و متحرک، نیرو و گشتاور را از یکی به دیگری انتقال می‌دهد.همچنین کوپلینگ موجب اتصال صحیح شفت‌ها به یکدیگر می‌شود.
کاربرد کوپلینگ
قبل از آشنایی با انواع کوپلینگ بهتر است با کاربرد کوپلینگ‌ها آشنا شویم و مزایای استفاده از آن را بدانیم. همانطور که ذکر شد کوپلینگ صنعتی، دو شفت را به یکدیگر اتصال می‌دهد. یک مشکل رایج در اتصال دو شفت به یکدیگر این است که معمولا بین شفت‌ها یکی از انواع انحراف وجود دارد.این انحراف می‌تواند انحراف زاویه‌ای، انحراف محوری و یا ترکیبی از این دو باشد.
انحراف محوری وقتی پیش می‌آید که محور دو شفت در یک راستا قرار نگرفته باشند و یکی بالاتر از دیگری باشد که دلیل این امر معمولا تغییرات دمایی است که موجب انبساط و انقباض شفت‌ها می‌شود. انحراف زاویه‌ای زمانی پیش می‌آید که محور دو شفت با یکدیگر زاویه داشته باشند و در برخی موارد ممکن است هم انحراف زاویه‌ای و هم انحراف محوری وجود داشته باشد.کوپلینگ قطعه‌ای است که می‌تواند این انحرافات را پوشش دهد و موجب بهبود عملکرد کلی سیستم شود.هر کوپلینگ با توجه به ساختارش می‌تواند یک یا همه این انحرافات را پوشش دهد.
جذب ارتعاشات یکی دیگر از وظایف کوپلینگ ها است. وقتی که موتور در سیستم شروع به چرخش می‌کند ضربه‌ها و ارتعاشاتی به اجزای مختلف دستگاه وارد می‌شود که این ضربه‌ها ممکن است موجب انحراف دستگاه از موقعیت اصلی خود و در نتیجه کاهش عملکرد سیستم شود. ارتعاشات یک سیستم فقط از جانب موتور تولید نمی‌شود و حتی ممکن است عاملی بیرونی موجب لرزش موتور و سایر اجزای سیستم شود که در صورت وجود کوپلینگ، این لرزش و ارتعاشات تا حد زیادی خنثی‌سازی می‌شود.
انواع کوپلینگ
کوپلینگ‌ها به صورت کلی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: کوپلینگ‌های سخت و کوپلینگ‌های انعطاف پذیر. هر کدام از این دو دسته شامل انواع مختلفی از کوپلینگ است که هر یک ویژگی‌ها و مزایای خاص خود را دارد. برای انتخاب بین انواع مختلف کوپلینگ، باید با مشخصات کوپلینگ‌های مختلف آشنا باشید و علاوه بر آن شناخت صحیحی از محل مورد استفاده کوپلینگ داشته باشید. در ادامه تفاوت کوپلینگ‌های سخت و انعطاف پذیر بیان می‌شود.
کوپلینگ سخت (صلب)
مشخصه اصلی کوپلینگ های سخت این است که توانایی کمتری در جبران انحراف احتمالی بین دو شفت دارند. همان طور که ذکر شد یکی از مزایای استفاده از کوپلینگ ها این است که در مواردی که بین دو شفت انحراف زاویه‌ای یا محوری وجود دارد بتوان این انحراف را کنترل کرد زیرا وجود انحراف بین دو شفت، در بلند مدت موجب کاهش بازدهی سیستم مونتاژ شده می‌شود.
کوپلینگ‌های سخت به دلیل ساختاری که دارند کمتر می‌توانند این انحراف را پوشش دهند و بیشتر مناسب استفاده در سیستم‌هایی هستند که در آن‌ها شفت‌ها از قبل در موقعیت دقیق از نظر زاویه‌ای و به صورت هم‌محور فیکس شده‌اند.
نکته دیگر درباره کوپلینگ‌های سخت این است که توانایی چندانی برای جذب ارتعاشات ندارند زیرا در ساخت آن‌ها از مواد پلیمری استفاده نشده است. البته این موارد خللی در عملکرد کوپلینگ های صلب وارد نمی‌کند. از مزایای کوپلینگ های سخت می‌توان به عدم نیاز به روان کاری دوره‌ای اشاره کرد که این امر نگهداری آن‌ها را آسان‌تر می‌کند.
کوپلینگ فلنجی
یکی از انواع کوپلینگ سخت است و می‌توان گفت رایج ترین کوپلینگ صنعتی محسوب می‌شود زیرا نسبت به قیمتی که دارد توانایی خوبی در انتقال گشتاور دارد.
کوپلینگ پوسته ای (غلافی)
کوپلینگ پوسته ای هم یک کوپلینگ سخت محسوب می‌شود. دلیل این نامگذاری این است که این کوپلینگ شبیه به یک پوسته به دور محل اتصال دو شفت می‌پیچد و با پیچ‌هایی که دارد شفت‌ها را فیکس می‌کند.
کوپلینگ موف
کوپلینگ موف در عملکرد و ظاهر بسیار مشابه کوپلینگ پوسته‌ای است با این تفاوت که از بیرون تعداد پیچ‌های بیشتری برای اتصال و فیکس کردن شفت‌ها دارد.
کوپلینگ دندانه ای
کوپلینگ دندانه ای از دندانه‌های مربعی یا هرمی شکل برای انتقال گشتاور استفاده می‌کند و دو چرخ دنده به وسیله خار‌های انطباقی به دو انتهای وسیله محرک و متحرک وصل می‌شود.کوپلینگ دندانه‌ای به شکل دو پوسته جدا از هم ساخته می‌شود که به وسیله پیچ و مهره به یکدیگر متصل می‌شوند.
کوپلینگ انعطاف پذیر
مشخصه اصلی کوپلینگ انعطاف پذیر این است که توانایی خنثی سازی بیشتری در انحرافات بین شفت‌ها دارد.البته همه کوپلینگ‌های انعطاف‌پذیر توانایی پوشش همه انواع انحرافات را ندارند و برخی از آن‌ها فقط یک نوع انحراف را پوشش می‌دهند. در ادامه با کوپلینگ‌های انعطاف‌پذیر بیشتر آشنا خواهیم شد.
کوپلینگ مغناطیسی
کوپلینگ مغناطیسی در دسته انعطاف پذیر قرار می‌گیرد. نحوه انتقال نیرو و گشتاور در این کوپلینگ از طریق نیروی مغناطیسی صورت می‌گیرد و به دلیل ساختار خاص و جالبی که دارد مناسب برای انتقال گشتاور در شفت‌هایی است که امکان اتصال فیزیکی به یکدیگر ندارند.
کوپلینگ دیسکی
اساس کار کوپلینگ‌های دیسکی، انتقال نیرو و گشتاور از طریق یک صفحه (دیسک) است.ساختار این کوپلینگ شامل دو توپی، دو دیسک و یک جداکننده میانی است که مناسب استفاده در سرعت‌های بالا می‌باشد. یکی از مزایای این کوپلینگ‌ها این است که هنگام عملکرد هیچ لقی یا پس‌زنی از خود نشان نمی‌دهند.
کوپلینگ دنده ای
کوپلینگ دنده‌ای مشابه کوپلینگ فلنجی ساده است با این تفاوت که به جای شیار، از دنده‌های داخلی و خارجی برای انتقال نیرو و گشتاور استفاده می‌کند.
کوپلینگ دنده‌ای از دو توپی، دو غلاف و در برخی موارد یک جدا کننده تشکیل شده است و ساختار آن به این صورت است که توپی‌ها دارای دندانه‌های خارجی و غلاف‌ها دارای دندانه‌های داخلی هماهنگ با دندانه‌های خارجی هستند.
کوپلینگ چهار شاخ
کوپلینگ چهار شاخ یا یونیورسال برای اتصال دو شفت انتقال نیرو در مواقعی که محورها نسبت به یکدیگر دارای انحراف و ناهمراستایی هستند کاربرد دارد.
زاویه ناهمراستایی برای انتقال نیرو در کوپلینگ‌های چهار شاخ صنعتی تک مفصله حداکثر 45 درجه می‌باشد. همچنین این کوپلینگ از جنس فولاد سخت کاری شده ساخته شده است.
در این مطلب با کوپلینگ صنعتی و کاربرد آن آشنا شدیم.کوپلینگ قطعه‌ای برای اتصال دو شفت به یکدیگر است که مزایایی مثل خنثی‌سازی ارتعاشات سیستم، جبران انحراف‌های زاویه‌ای و انحرافی، انتقال گشتاور و ... دارد. برای کاربردهای مختلف، انواع کوپلینگ‌ها تولید می‌شوند اما به صورت کلی همه آن‌ها زیرمجموعه کوپلینگ‌های سخت یا انعطاف‌پذیر هستند.