Dobór sprzęgieł do enkodera – dlaczego jest to kluczowe?

Wstęp

Sprzęgła mechaniczne odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu precyzyjnego i bezpiecznego przenoszenia momentu obrotowego pomiędzy wałami, często niwelując niewspółosiowości i drgania.

Sprzęgła elastyczne zostały zaprojektowane w celu dostosowania do niewspółosiowości, która może być promieniowa, osiowa lub kątowa, która występuje, gdy enkoder z wałem pełnym jest sprzężony z zewnętrzną maszyną lub elementem.

Rodzaje sprzęgieł firmy Hohner

Firma Hohner oferuje szeroką gamę sprzęgieł, zróżnicowanych pod kątem elastyczności, materiałów i zastosowań.

Sprzęgła typu ALU-FLEX często nazywane jako sprzęgło aluminiowe helikalne

Materiał: hartowane aluminium lub stal nierdzewna.

• Typ: jednoelementowe, rowkowane sprzęgło elastyczne.
• Cechy:
• Brak luzów – bardzo precyzyjne przenoszenie ruchu.
• Wysoka sztywność skrętna.
• Ochrona przed nadmiernym momentem obrotowym.
• Odporność na oleje i chemikalia.
• Prędkość obrotowa do 8000 obr./min.
• Tłumi niewielkie niewspółosiowości.
• Uznawane jako najbardziej uniwersalne rozwiązanie.

Zastosowanie: systemy pomiarowe, generatory tachometryczne, potencjometry, enkodery.

Najczęściej kupowane sprzęgła: AFP 1922 06/06 , AFP 1922 08/08, AFP 2524 10/10, AFP 2532 06/10, AFP 2532 10/10

Sprzęgła typu POLY-FLEX często nazywane jako sprzęgło aluminiowe

• Materiał: poliamid z włóknem szklanym.
• Typ: sprzęgło elastyczne z rowkami.
• Cechy:
• Dobra absorpcja drgań i niewspółosiowości.
• Wysoka elastyczność skrętna.
• Izolacja elektryczna i termiczna.
• Mała bezwładność.
• Duża odporność na zmęczenie materiału.
• Tłumienie wibracji.

Zastosowanie: układy niskiego momentu obrotowego, enkodery i czujniki.

Najcześciej kupowane sprzęgła: PFP 1520 06/06, PFP 2224 10/10

Sprzęgła typu PAGU-FLEX często nazywane jako sprzęgło podwójne

• Typ: sprzęgło elastyczne izolujące.
• Cechy:
• Bardzo wysoka elastyczność skrętna (do ±15°).
• Działa jako bezpiecznik mechaniczny.
• Wysoki moment obrotowy przy ograniczonych niewspółosiowościach.

Zastosowanie: szeroki zakres zastosowań przemysłowych w ograniczonej przestrzeni.

Najczęściej kupowane sprzęgła: GFP 10 06/06, GFP 10 08/08, GFP 10 10/10, GFP 20 10/10 

Sprzęgła typu SPRING-FLEX często nazywane jako sprzęgło sprężynowe

• Typ: sprężynowe sprzęgło elastyczne.
• Cechy:
• Elementem przenoszącym moment obrotowy jest sprężyna spiralna z niklowanej stali.
• Bardzo duża elastyczność.
• Tłumienie wibracji.
• Wysoka tolerancja niewspółosiowości (do ±5°).

Zastosowanie: systemy pomiarowe, aplikacje o zmiennym ustawieniu wałów (np. rozszerzalność cieplna).

Najczęściej kupowane sprzęgła: SFP 1225 06/06, SFP 2650 10/10, SFP 2650 12/12

Sprzęgła typu BELLOW-FLEX często nazywane jako sprzęgło mieszkowe

• Typ: sprzęgło elastyczne z mieszkiem metalowym.
• Cechy:
• Bardzo wysoka precyzja transmisji ruchu.
• Przenosi wysoki moment przy dużej prędkości.
• Wysoka sztywność skrętna i niska elastyczność promieniowa.
• Idealne do zastosowań w serwonapędach.
• Zastosowanie: maszyny precyzyjne, systemy pomiarowe, automatyka.

Sprzęgła typu LAMI-FLEX często nazywane jako sprzęgło dyskowe

• Typ: sprzęgło z membraną
• Cechy:
• Zbudowane z elastycznych membran stalowych lub tworzywowych.
• Wysoka precyzja transmisji.
• Duża odporność na drgania i wysokie prędkości (do 14000 obr./min).
• Zastosowanie: roboty, turbiny, dynamometry, obrabiarki.

Sprzęgła typu OLDHAM-FLEX

• Typ: sprzęgło przesuwne z tarczą.
• Cechy:
• Tarcza centralna przesuwa się poprzecznie, kompensując duże niewspółosiowości.
• Wymienna tarcza z acetalu.
• Łatwy montaż i demontaż bez potrzeby rozdzielania wałów.
• Możliwe wystąpienie luzów przy dużej eksploatacji.
• Zastosowanie: napędy pozycjonujące, wrzeciona, zawory.

Sprzęgła typu CROSS-FLEX

• Typ: sprzęgło krzyżowe z tarczą środkową.
• Cechy:
• Wysoka sztywność.
• Ograniczona zdolność do kompensacji niewspółosiowości.
• Niski moment bezwładności.
• Trzy wersje twardości (Shore 80, 92, 98).

Sprzęgła typu UNION

• Typ: sprzęgło sztywne, stalowe.
• Cechy:
• Brak kompensacji niewspółosiowości.
• Wysoka sztywność – idealne dla bardzo precyzyjnych połączeń.
• Przeznaczone do zastosowań, gdzie wały są idealnie współosiowe.
• Zastosowanie: systemy precyzyjne bez tolerancji błędu pozycjonowania.

Wpływ braku lub niewłaściwego doboru sprzęgieł elastycznych na działanie enkoderów

Sprzęgła elastyczne odgrywają kluczową rolę w prawidłowym działaniu układów mechanicznych, w których stosowane są enkodery. Ich głównym zadaniem jest kompensacja niewspółosiowości, tłumienie drgań oraz ochrona delikatnych elementów, takich jak wały enkoderów, przed nadmiernymi siłami. Brak sprzęgła lub jego nieodpowiedni dobór może prowadzić do szeregu uszkodzeń i problemów eksploatacyjnych.

Uszkodzenia mechaniczne enkodera

Enkodery to precyzyjne urządzenia, które nie są przystosowane do przenoszenia dużych obciążeń osiowych lub promieniowych. Brak sprzęgła lub zastosowanie zbyt sztywnego modelu może doprowadzić do:

• złamania wału enkodera,
• uszkodzenia łożysk,
• luzów wewnętrznych prowadzących do błędnych odczytów.

Błędy pomiarowe

Niewspółosiowość między wałem maszyny a wałem enkodera bez zastosowania odpowiedniego sprzęgła może powodować:

• wibracje,
• mikro przesunięcia,
• nadmierne luzy obrotowe.

To wszystko prowadzi do zakłóceń w sygnale wyjściowym enkodera i błędów w pomiarze pozycji lub prędkości.

Skrócenie żywotności komponentów

Nadmierne naprężenia mechaniczne przenoszone na enkoder bez odpowiedniego sprzęgła znacząco skracają jego żywotność oraz zwiększają ryzyko awarii innych elementów układu.

Zwiększone koszty utrzymania ruchu

Uszkodzenia wynikające z niewłaściwego doboru sprzęgła prowadzą do częstszych przestojów, konieczności wymiany części i wzrostu kosztów serwisowych.

Dobór sprzęgła kluczowym parametrem niezawodności enkoderów

Dobór odpowiedniego sprzęgła elastycznego w aplikacjach z enkoderami to nie tylko kwestia poprawnego działania, ale przede wszystkim ochrony inwestycji w precyzyjne urządzenia. Warto zwracać uwagę na rodzaj niewspółosiowości, momenty obrotowe, sztywność skrętną i kompensację błędów montażowych przy wyborze sprzęgła. Prawidłowy dobór zapewnia długą i bezawaryjną pracę całego systemu.