Inhoudsopgave
Wat is een askoppeling en hoe werkt een aandrijfkoppeling?
Een askoppeling of aandrijfkoppeling is een element die twee assen aan elkaar verbind. Askoppelingen hebben als hoofdtaak een roterende beweging over te brengen. Zo realiseren ze een koppeling tussen de drijvende en aangedreven as die met elkaar in lijn of onder een hoek van elkaar zijn opgesteld. Door het brede pakket askoppelingen is voor iedere specifieke toepassing een koppeling verkrijgbaar. Naast het overbrengen van een koppel of draaimoment, heeft iedere soort askoppeling ook nog nevenfuncties. Denk aan torsiestijfheid of het opvangen van trillingen of uitlijnfouten.
Askoppeling kopen. Hoe kies je de juiste koppeling?
Er zijn veel soorten askoppelingen, maar hoe kies je de juiste? Als je de toepassing weet kun je bepalen wat de eigenschappen moeten zijn van een askoppeling. Een koppeling voor een encoder moet slipvrij functioneren en zeer nauwkeurig zijn. Er wordt dan gekozen voor een torsie vrije koppeling. Terwijl de askoppeling van een voertuig met een verbrandingsmotor trillingen moet kunnen absorberen. Hier kan een hoog elastische aandrijfkoppeling worden toegepast. Een slipkoppeling fungeert als veiligheidskoppeling enslipt bij overbelasting.
Flexibele koppeling
Flexibele askoppelingen zijn in staat om hoek uitlijnfouten te compenseren. De koppelingshelften kunnen ten opzichte van elkaar bewegen. De toelaatbare axiale, radiale of hoekfout hangt af van de gekozen koppeling. Een lamellenkoppeling kan alleen een hoekfout opvangen terwijl een boogtandkoppeling daarnaast ook nog een axiaal en radiaal verschil kan opnemen. Sommige flexibele askoppelingen zijn voorzien van een elastisch koppelingselement en zijn daardoor geschikt om trillingen te absorberen.
Flexibele aandrijfkoppelingen bij trillingen
Trillingen en stotende belastingen hebben over het algemeen een negatieve invloed op de levensduur van een aandrijving. Flexibele askoppelingen zijn zeer geschikt om trillingen te reduceren. De tandkransen (flexibele elementen) van een koppeling zijn verkrijgbaar in verschillende hardheden. Met de hardheid van het koppelingselement kun je het dempende karakter of anderzijds hetover te dragen vermogen beïnvloeden.
Balgkoppeling
Bandkoppeling
Cardankoppeling
Elastomeer koppeling
Gridkoppeling
Klauwkoppeling
Lamellenkoppeling
Veerkoppeling
Elastische askoppeling
Elastische koppelingen hebben tussen de koppelingshelften een elastisch element of ze bestaan uit z’n geheel uit elastisch materiaal. Dit maakt dat de koppelingen trillingen kunnen absorberen. Elastische koppelingen worden toegepast bij installaties die onderhevig zijn aan trillingen en/of stotende belastingen. Denk hierbij aan brandstofmotoren, pompen of zeefinstallaties. Elastische askoppelingen zijn ook flexibel en kunnen daarom uitlijnfouten compenseren. De koppelingselementen of tandkransen (elastische elementen) van een koppeling zijn verkrijgbaar in verschillende hardheden. Met de hardheid van het koppelingselement kun je het dempende karakter of anderzijds het over te dragen vermogen beïnvloeden.
Bandkoppeling
Elastomeer koppeling
Klauwkoppeling
Starre askoppeling
Starre askoppelingen verbinden twee assen middels een stijve koppeling. Er is tussen de koppelingshelften in geen enkele richting beweging mogelijk.
Conisch spanelement
Flenskoppeling
Klemkoppeling
Schalen koppeling
Torsiestijve askoppeling
Torsievrije askoppelingen kunnen een draaimoment overbrengen zonder (of met beperkte) hoekverdraaiing tussen de verschillende elementen. Koppelingen die toegepast worden in bijvoorbeeld meetsystemen moeten accuraat functioneren en mogen bij wisselende draairichtingen niet vervormen. Ook speelt hierbij de backslash (verdraaispeling) een belangrijke rol. Dit is de interne speling in een askoppeling die weggedraaid wordt bij het keren van de draairichting. Bijvoorbeeld de ruimte tussen de vertanding van een tandkoppeling en de tandhuls.
Balgkoppeling
Boogtandkoppeling
Cardankoppeling
Conisch spanelement
Flenskoppeling
Klemkoppeling
Lamellenkoppeling
Schalen koppeling
Tonnenkoppeling
Veerkoppeling
Vormgesloten, krachtgesloten of wrijvingsgesloten koppelingen. Welk soort askoppeling kies je?
Om een koppel tussen twee componenten over te brengen is een verbinding benodigd. De krachtoverbrenging tussen de koppelingshelften (drijvende en aangedreven zijde) kan op drie verschillende manieren plaats vinden. De verschillende soorten askoppelingen vind je hieronder.
werking van een vormgesloten askoppeling:
Bij dit type verbinding wordt het koppel door de vorm van de askoppeling om gezet in druk op een vlak. Een klauwkoppeling, boogtandkoppeling of pennenkoppeling zijn voorbeelden van vormgesloten uitvoeringen. De delen kunnen (veelal) in axiale richting (in de lengte richting) in elkaar geschoven worden. Hierdoor vormen ze samen een gesloten verbinding. Bij rotatie neemt de drijvende koppelingshelft de andere koppelingshelft mee.
Werking van een krachtgesloten koppeling:
Bij deze verbinding is een kracht nodig om de twee koppelingshelften bij elkaar te houden en op deze wijze het koppel over te kunnen dragen. Denk hierbij aan flenskoppeling of lamellenkoppeling. Bij deze koppelingen wordt de koppeling of de elementen bij elkaar gehouden door de kracht van de bouten.
Werking van een wrijvingsgesloten askoppeling:
Hierbij vindt de koppeloverdracht plaats doormiddel van wrijving. Een mechanische slipkoppeling of frictieplaat koppeling is een wrijvingsgesloten askoppeling. Deze koppelingen worden veelal bij brandstofmotoren toegepast. Ook een mechanische rem is een wrijvingsgesloten verbinding.
Corrosievrije askoppelingen
De bedrijfsomstandigheden hebben een grote invloed op de prestaties en de levensduur van een koppeling. In vochtige omstandigheden bijvoorbeeld is er kans op corrosie. Dit kan een nadelig effect hebben op een juiste werking, Sommige type aandrijfkoppelingen zijn verkrijgbaar in RVS, kunststof of andere corrosievrije materialen. Voedsel producerende bedrijven en de farmaceutische industrie maken veelal gebruik van dergelijke materialen. Dit ivm met de goede reinigbaarheid.
Chemische bestendigheid van een aandrijfkoppeling
De rubber elementen zijn niet altijd geschikt tegen chemische stoffen. Als er een kans bestaat dat een koppeling in contact komt met een vloeistof of damp van een chemisch product, check dan altijd even de chemische bestendigheid van het element. Het type materiaal vind je in de documentatie van de fabrikant. Een chemische bestendigheidslijst vind je hier.
Atex koppelingen in een explosieve omgeving
Bij sommige productieprocessen is er kans op explosiegevaar. Dit kan komen door vrij komende gassen of brandbare stoffen. Bepalen van ATEX zonering is soms erg lastig. De wet schrijft namelijk niet voor welke methode er gebruikt moet worden. Hier vind je een zonering volgensATEX 153 Richtlijn
Askoppelingen voor extreme temperaturen
Door grote temperatuur verschillen kunnen spanningen in het materiaal ontstaan. Deze kunnen een negatieve invloed hebben op de levensduur of het over te dragen vermogen. De elastische koppelingselemententen zijn veelal de beperkende factor als het om temperaturen gaat. De meest gebruikte elastomeren zoals Polyurethaan, polyamide of NBR hebben een een temperatuurbereik van ca. -50 to +120 °C
Doorslagveilig of juist niet?
Doorslagveilige of doorslagvrije koppelingen houden onder alle omstandigheden het koppel vast. Ook wanneer door omstandigheden het elastisch element is verdwenen. Een doorslagveilige koppeling wordt gebruikt in bijvoorbeeld lift installaties. Hier moet ten alle tijden de veiligheid van de mens worden gewaarborgd.Er zijn ook situaties waar de askoppeling bij overbelasting “faalt” hier kan het koppelingselement functioneren als veiligheidsmiddel. Deze soorten askoppelingen kunnen worden toegepast bij installaties of machines die beschermd dienen te worden tegen schade door overbelasting.
Askoppeling uitlijnen
Er zijn verschillende methodes om een as uit te lijnen. Een juiste as uitlijning houdt in dat de hartlijnen van de as van beide machineonderdelen precies in elkaars verlengde liggen. Er zijn verschillende manieren om assen op een juiste wijze uit te lijnen. Hieronder vind je er drie. Indien er geen exacte uitlijning kan worden gewaarborgd zijn er koppelingen op de markt die zo zijn vormgegeven dat ze deze verschillen kunnen opvangen.
Askoppeling monteren. Welke aansluiting kies je?
Er zijn verschillende type aansluitingen verkrijgbaar. Flens, vliegwiel (SAE), spline verbinding (NBN, DIN, BS, AGMA, NF) krimpverbinding, montage middels een spanset, klembusof een pasboring met spieverbinding.
As-naaf verbindingen
Aandrijfkoppelingen voor grote uitlijn afwijkingen
Als een juiste uitlijning van de as niet kan worden gerealiseerd is er geen man over boord. De meeste askoppelingen kunnen namelijk een kleine hoek opvangen. Denk bijvoorbeeld aan het flexibel element van een koppeling. Als dit niet voldoende is, zijn er ook nog askoppelingen die specifiek ontwikkeld zijn om grote hoeken te compenseren. Een cardankoppelingbijvoorbeeld, is bij uitstek geschikt voor het opvangen van extreem grote uitlijn verschillen. Daarentegen is dit type (door ontbreken van elastisch element) niet geschikt om trillingen te absorberen.
Uitlijnfout herkennen
Oorzaken van uitlijningsfouten kunnen voortkomen uit een ongelijke fundatie, uitzetting door temperatuurverschillen, onnauwkeurige montage, et cetera. Deze uitlijnfouten kunnen een negatieve invloed hebben op de levensduur van een askoppeling. Ook kunnen torsietrillingen (de as wringt heen en weer) leiden tot vroegtijdige uitval van verschillende componenten. Er zijn 3 verschillende soorten uitlijnfouten.
- Parallelle uitlijnafwijking: de assen staan niet recht op elkaar. Dit wordt ook wel parallel uitlijnfout genoemd.
- Hoek uitlijnafwijking: de assen staan onder een hoek met elkaar opgesteld
- Gecombineerde paralelle-hoek uitlijnafwijking
Askoppeling berekenen. Welke koppeling kies je?
Om de juiste aandrijfas koppeling te selecteren is het van belang om te weten wat het over te dragen koppel is. Het Koppel is een maat voor het rotatie-effect van een kracht. Eenheid voor koppel is de newtonmeter (Nm). Hoe hoger het koppel des te meer kracht er op de askoppeling wordt uitgeoefend.
Het nominale koppel* wordt berekend aan de hand van onderstaande formule.
Tn [Nm] = 9550 * P [KW]
n [1/min]
- Tn[Nm]Nominaal koppel
- P [KW] Vermogen
- n [1/min] Toerental per minuut
- fs Service factor
*Nominaal koppel Tn [Nm] = Het koppel dat overgebracht wordt bij een constante belasting op de aandrijfas.
Het kan voorkomen dat je onderdelensoms harder moeten werken omdat een lading zwaarder is dan verwacht of omdat de productie opgevoerd moet worden. Of, is de aandrijving onderhevig aan trillingen of stotende belastingen? Het is dan noodzakelijk om rekening te houden met eenservice factor.Het kan zijn dat je hierdoor de askoppeling een maatje groter kiest.
