انواع کوپلینگ

کوپلینگ غلافی از یک لوله تشکیل شده است که قطر داخلی آن مطابق با تلرانس مورد نیاز شفت می باشد. بسته به نیاز و کاربرد کوپلینگ برای انتقال گشتاور از یک خار و یک شیار خار در داخل آن استفاده می شود. برای قفل کردن کوپلینگ در محل خود ، دو سوراخ نواری در آن ایجاد می گردد.
کوپلینگ های غلافی هم چنین با عنوان کوپلینگ های جعبه ای شناخته می شوند. در این مورد انتهای شفت ها با هم کوپل و مقابل هم مماس شده و به وسیله ی یک غلاف پوشیده می شود. یک خار سر قلابی فرورونده دو شفت را نگه داشته و در هم غلاف می شوند. کوپلینگ های غلافی ساده ترین نوع کوپلینگ هستند که معمولا از چدن ساخته شده اند. این کوپلینگ ها از یک قطعه لوله ی توخالی تشکیل شده اند که اندازه قطر داخلی آنها با قطر شفت ها برابر است. لوله روی دو انتهای شفت با کمک خار فرورونده مخروطی شکل تنظیم می شود. خار و غلاف برای انتقال توان از یک شفت به دیگری مناسب هستند.

در این نوع کوپلینگ ها، غلاف از دو قسمت معمولا از جنس چدن ساخته شده و توسط پیچ یا پیچ و مهره فولادی به هم متصل می شوند. از مزایای این کوپلینگ این است که سوار کردن و جدا کردن کوپلینگ بدون جابجایی شفت ها آسان است. این کوپلینگ برای انتقال توان بالا در سرعت متوسط به کار می رود.

قفل مخروطی به شکل یک قطعه ی قفل کننده ی شفت بدون خار می باشد که نیاز به هیچ قطعه ای برای جدا شدن از شفت ندارد. ایده ی اصلی بسیار شبیه به کوپلینگ گیره ای است اما در زمان چرخش به مرکز شفت نزدیکتر است.
این دستگاه کوپلینگ که جایگزین خار موازی متداول می باشد امکان حرکت به سبب سایش شیار خار را از بین می برد. این قطعه بسیار محکم تر از خار می باشد چون نگهداری آن تنها نیازمند یک قطعه بوده و چرخش بالانس خود به خودی نشان می دهد که بادوام تر از اتصال خار بوده اما گرانتر است.

اتصال هیرت از دندانه های مخروطی روی دو انتهای در هم جا افتاده ی شفت ، برای انتقال گشتاور استفاده می کند.

این کوپلینگ برای مقدار کمی نامیزانی دو شفت مناسب است.
این کوپلینگ اصلاح شده ی کوپلینگ فلنجی و از نوع محافظت شده آن می باشد. این نوع از کوپلینگ دارای پین است و با پیچ و مهره کوپل می شود. از بوش های لاستیکی ویا چرمی بر روی پین ها استفاده می شود. کوپلینگ دارای دو نیمه ی با ساختار مختلف است. پین ها به وسیله ی یک مهره به یک فلنج محکم می شوند و بر روی فلنج دیگر شل نگه داشته می شوند. این کوپلینگ برای اتصال شفت هایی با یک نامیزانی کوچک موازی، نامیزانی زاویه ای یا انحراف محوری مورد استفاده قرار می گیرند. در این کوپلینگ بوش لاستیکی در حین عملکرد شوک ها و ارتعاشات را جذب می کند. این کوپلینگ، معمولا برای کوپل کردن موتورهای الکتریکی و ماشین آلات مکانیکی استفاده می شوند.

کوپلینگ میله ای که به عنوان کوپلینگ هلیکال نیز شناخته می شود، نوعی کوپلینگ انعطاف پذیر برای انتقال گشتاور بین دو شفت است در حالی که که امکان نامیزانی زاویه ای، فاصله ی موازی و حتی حرکت محوری یک شفت نسبت به دیگری را فراهم می آورد. در این کوپلینگ از یک قطعه ی یک تکه استفاده می شود و انعطاف پذیری خود را با ماشینکاری طولی یک مسیر مارپیچی و در نتیجه ایجاد یک میله ی هلیکال انعطاف پذیر به وجود می آورد. از انجایی که کوپلینگ های میله ای یک تکه ساخته می شوند، لقی ای که در برخی از کوپلینگ های چند تکه وجود دارد در آن نیست. یکی دیگر از مزایای استفاده از کوپلینگ ماشینکاری شده ، امکان ایجاد تغییرات به محصول نهایی با حفظ یکپارچگی قطعه است.
تغییرات در زاویه ی هلیکال باعث ایجاد تغییرات در قابلیت های نامیزانی و همچنین دیگر ویژگی های عملکردی مانند ظرفیت گشتاور و سختی پیچشی می شود. حتی ممکن است چند نقطه ی شروع در یک هلیکس وجود داشته باشند.
موادی که برای ساخت کوپلینگ های میله ای استفاده شده باعث کارایی و مناسب بودن آن برای کاربردهای خاص مانند مواد غذایی، پزشکی و هوا فضا می شود. مواد مورد استفاده معمولا آلیاژ الومینیوم و فولاد ضد زنگ است البته می توان از تیتانیوم و فولاد ماراجینگ نیز برای ساخت آنها استفاده کرد. کاربردهای متداول شامل شفت و کنترل حرکت برای ربات می باشد.

انواع مختلفی از کوپلینگ های سرعت ثابت وجود دارد: اتصالات Rzeppa ، مفصل کاردان دوبل و کوپلینگ تامسون از این نوع می باشند.

کوپلینگ های دیافراگمی نوعی کوپلینگ انعطاف پذیر هستند که از میان یک قطعه ی قرقره ای یا اسپیسر، گشتاور را از قطر خارجی یک صفحه ی انعطاف پذیر به قطر داخلی آن سپس از قطر داخلی به خارجی انتقال می دهند. تغییر شکل یک صفحه یا مجموعه ای از صفحات از I.D. به O.D. باعث جبران نامیزانی می شود.

کوپلینگ های دیسکی گشتاور را از یک پیچ درایور به یک پیچ دیگری که به صورت مماس بر روی یک دایره مشترک قرار دارند انتقال می دهند. گشتاور از طریق یک سری دیسک های نازک از جنس فولاد ضد زنگ که به صورت یک پک مونتاژ شده اند بین پیچ ها منتقل می شود. عدم هم راستایی به وسیله ی تغییر شکل ماده بین پیچ ها انجام می شود.

کوپلینگ دنده ای یک دستگاه مکانیکی است که برای انتقال گشتاور بین دو شفت غیر همراستا به کار می رود. این کوپلینگ از یک اتصال انعطاف پذیر متصل به هر شفت تشکیل شده است. این دو مفصل توسط یک شفت سوم به نام اسپیندل به هم متصل می شوند.
هر مفصل از یک جفت چرخ دنده داخلی/ خارجی با نسبت دنده ی 1:1 تشکیل می شود. کناره ی دنده ها و قطر بیرونی چرخ دنده خارجی دارای تاج هستند تا جابجایی زاویه ای بین دو چرخ دنده را مجاز کند. از نظر مکانیکی، چرخ دنده ها معادل با اسپلاین دوار با فرم اصلاح شده می باشند. به دلیل اندازه ی نسبتا بزرگ دندانه ها، به آنها چرخ دنده گفته می شود.کوپلینگ های دنده ای و مفصل های یونیورسال دارای کاربردهای مشابهی هستند. کوپلینگ ها دنده ای دارای گشتاور بالاتری نسبت به مفصل های یونیورسال هستند و مناسب برای یک فضای محدود طراحی شده اند در حالیکه مفصل های یونیورسال دارای انتقال ارتعاش پایین تری هستند. گشتاور در مفصل های یونیورسال به وسیله ی سطح مقطع قطعه ی صلیبی و یوغ محدود می شود. دنده های چرخ دنده در یک کوپلینگ دنده ای دارای لقی بالایی هستند که امکان وجود نامیزانی زاویه ای را فراهم می کند. لقی بیش از حد می تواند موجب ارتعاش بیش از حد شود.
به طور کلی کوپلینگ های دنده ای دارای عدم هم راستایی زاویه ای محدودی هستند به این معنی که زاویه ی اسپیندل مسبت به محور شفت متصل 4 تا 5 درجه است. مفصل های یونیورسال امکان عدم هم راستایی بالاتر را فراهم می کنند.
کوپلینگ های دنده ای تک مفصلی برای اتصال دو شفت به ظاهر هم محور استفاده می شوند در این کاربرد کوپلینگ انعطاف پذیر دنده ای شکل یا کوپلینگ انعطاف پذیر نامیده می شود. این تک مفصل عدم هم راستایی های کمی را مجاز می کند مثل خطاهای نصب و تغییرات در تراز شفت ها که به سبب تغییرات شرایط عملیات به وجود می آید. این نوع از کوپلینگ های دنده ای دارای عدم هم راستایی معمولا بین 2/1-4/1 درجه هستند.

کوپلینگ های شبکه ای از دو هاب شفت، یک شبکه ی فنری فلزی و یک کیت درپوش دو تکه تشکیل شده است. گشتاور بین دو هاب شفت از طریق المان شبکه فنر فلزی منتقل می شود.
مانند کوپلینگ های چرخ دنده ای و دیسکی، کوپلینگ های شبکه ای دارای تراکم گشتاور بالایی هستند. مزیت کوپلینگ های شبکه ای در مقابل کوپلینگ های چرخ دنده ای و یا دیسکی، توانایی المان های فنری کوپلینگ برای جذب و پخش کردن پیک ضربه در طول زمان است. این کار باعث کاهش مقدار بارهای پیک می شود و اندکی قابلبت میرایی ایجاد می کند. یک وجه منفی طراحی کوپلینگ شبکه ای این است که توانایی کار با نامیزانی آن محدود است.

کوپلینگ اولدهام نوعی کوپلینگ انعطاف پذیر است که دارای سه دیسک است که یکی با ورودی و یکی با خروجی کوپل می شود و یک دیسک میانی توسط زبانه و شیار در طرف عمود بر زبانه و شیار در طرف دیگر است. دیسک میانی حول مرکز خود هم سرعت با شفت ورودی و خروجی می چرخد. مرکز آن در هر چرخ دوبار یک مدار دایره ای را در اطراف نقطه ی میانی بین شفت های ورودی و خروجی طی می کند.
اغلب از فنر ها برای کاهش لقی مکانیزم استفاده می شود. مزیت این نوع اتصال در مقایسه با دو مفصل یونیورسال، اندازه ی کوچک آن است. این کوپلینگ به نام جان اولد هام نامگذاری شد که در ایرلند در سال 1821 برای حل مشکل طراحی کشتی پدالی این کوپلینگ را طراحی کرد.

که به چهار شاخ گاردان معروف هستند.

مفصل های راگ معمولا در مکانیزم اهرم بندی فرمان خودرو و هدایت استفاده می شوند. زمانی که بر روی یک سیستم انتقال قدرت استفاده می شوند.

کوپلینگ مغناطیسی از نیروهای مغناطیسی برای انتقال توان از یک شفت به دیگری بدون تماس استفاده می کند این امکان جدایی کامل محیط ها را فراهم می کند.

o کوپلینگ الاستومتری
ELASTOMERIC COUPLING
o کوپلینگ بوش پین
BUSH PIN COUPLING
o کوپلینگ دونات
DONUT COUPLING
o کوپلینگ عنکبوتی یا آرواره ای
SPILDER OR JAW COULING
o کوپلینگ جیسلینگر
GEISLINGER COUPLING
o کوپلینگ رزیلینت
RESILIENT COUPLING
o کوپلینگ اشمیت
SCHMIDT COUPLING