Koppeling¶

Samenvatting¶

Een koppeling is een mechanisch onderdeel dat twee draaiende assen met elkaar verbindt, zodat vermogen en koppel van de ene as naar de andere kunnen worden overgebracht. In een menginstallatie bevindt de koppeling zich meestal tussen de elektromotor, de tandwielkast (gearbox) en de mengas.

Een koppeling doet meer dan alleen het overbrengen van kracht. Veel koppelingen kunnen kleine uitlijnfouten opvangen, trillingen dempen en schokbelastingen verminderen. Hierdoor worden lagers, tandwielkasten en motoren beschermd tegen overmatige belasting.

Binnen Jongia worden verschillende typen koppelingen toegepast, afhankelijk van het vermogen, het toerental, de belasting en de gewenste nauwkeurigheid van de aandrijving.

Theorie¶

Wat is een koppeling?¶

Een koppeling is een verbinding tussen twee draaiende assen.

De belangrijkste functie is het overbrengen van:

vermogen;
toerental;
koppel.

Daarnaast kan een koppeling:

kleine uitlijnfouten compenseren;
trillingen dempen;
schokken opvangen;
onderdelen beschermen tegen overbelasting.

Hierdoor vormt de koppeling een belangrijke schakel in de aandrijflijn.

Waar zit de koppeling?¶

Bij een industriële mixer bevindt een koppeling zich vaak tussen:

elektromotor en gearbox;
gearbox en mengas;
twee verlengde assen.

De exacte plaats hangt af van het ontwerp van de menginstallatie.

Waarom is een koppeling nodig?¶

Wanneer twee assen rechtstreeks aan elkaar worden bevestigd, moeten ze vrijwel perfect zijn uitgelijnd.

In de praktijk is dat moeilijk.

Kleine afwijkingen ontstaan door:

fabricagetoleranties;
montage;
temperatuurverschillen;
doorbuiging van de as;
slijtage.

Een geschikte koppeling vangt deze afwijkingen op zonder dat grote krachten ontstaan op lagers of tandwielkasten.

Soorten uitlijnfouten¶

Een koppeling kan verschillende uitlijnfouten compenseren.

Radiale uitlijnfout¶

De hartlijnen van beide assen liggen naast elkaar.

Hoekfout¶

De assen staan onder een kleine hoek ten opzichte van elkaar.

Axiale verplaatsing¶

De assen kunnen iets in de lengterichting bewegen.

Veel flexibele koppelingen kunnen een combinatie van deze afwijkingen opvangen.

Soorten koppelingen¶

Er bestaan veel verschillende typen koppelingen.

Starre koppeling¶

Een starre koppeling verbindt beide assen volledig stijf.

Voordelen:

eenvoudige constructie;
hoge nauwkeurigheid.

Nadelen:

vrijwel geen compensatie van uitlijnfouten.

Wordt alleen toegepast wanneer de uitlijning zeer nauwkeurig is.

Elastische koppeling¶

Een elastisch element van rubber of kunststof vangt trillingen en kleine uitlijnfouten op.

Voordelen:

trillingsdemping;
eenvoudige montage;
bescherming van de aandrijving.

Dit is één van de meest gebruikte koppelingen in industriële machines.

Klauwkoppeling (Jaw Coupling)¶

Bestaat uit twee metalen naven met daartussen een elastisch element, ook wel spider genoemd.

Voordelen:

eenvoudig;
betrouwbaar;
onderhoudsarm;
goede demping.

Veel toegepast bij elektromotoren en tandwielkasten.

Tandkoppeling (Gear Coupling)¶

Maakt gebruik van in elkaar grijpende tandprofielen.

Voordelen:

hoge koppels;
geschikt voor zware belastingen.

Nadelen:

smering noodzakelijk;
complexere constructie.

Lamellenkoppeling (Disc Coupling)¶

Bestaat uit dunne metalen lamellen.

Voordelen:

hoge nauwkeurigheid;
onderhoudsvrij;
geschikt voor hoge toerentallen.

Wordt veel gebruikt wanneer nauwkeurige positionering belangrijk is.

Veiligheidskoppelingen¶

Sommige koppelingen beschermen de installatie tegen overbelasting.

Bij een te hoog koppel:

slippen zij;
ontkoppelen zij;
of breken een speciaal beveiligingselement.

Hiermee wordt schade aan dure onderdelen voorkomen.

Koppeling en trillingen¶

Een koppeling kan nooit alle trillingen oplossen.

Trillingen kunnen ook ontstaan door:

onbalans van de impeller;
versleten lagers;
verkeerde uitlijning;
beschadigde tandwielen.

De koppeling helpt deze trillingen te verminderen, maar lost de oorzaak niet op.

Onderhoud¶

Veel moderne koppelingen zijn vrijwel onderhoudsvrij.

Toch is regelmatige inspectie belangrijk.

Controlepunten zijn:

slijtage;
scheuren;
speling;
uitlijning;
bevestigingsbouten;
elastische elementen.

Versleten elastische elementen kunnen vaak afzonderlijk worden vervangen.

Praktijk bij Jongia¶

Binnen Jongia worden koppelingen zorgvuldig geselecteerd op basis van het vermogen, het toerental en het vereiste koppel van de menginstallatie. In veel gevallen wordt gekozen voor een elastische koppeling, omdat deze kleine uitlijnfouten opvangt en trillingen dempt.

Tijdens de montage wordt de uitlijning van de motor, gearbox en mengas nauwkeurig gecontroleerd. Een verkeerde uitlijning kan leiden tot verhoogde slijtage van lagers, afdichtingen en de koppeling zelf.

Bij onderhoud worden koppelingen gecontroleerd op slijtage, beschadigingen en speling. Vooral het elastische element van een klauwkoppeling is een onderdeel dat periodiek kan worden vervangen zonder de complete koppeling te vernieuwen.

Veelgemaakte fouten¶

Denken dat een koppeling alleen assen met elkaar verbindt. Een koppeling compenseert vaak ook uitlijnfouten en dempt trillingen.
Een koppeling gebruiken om grote uitlijnfouten op te vangen. Ook flexibele koppelingen hebben een maximale compensatie; een goede uitlijning blijft noodzakelijk.
Vergeten dat een koppeling slijtageonderdelen kan bevatten. Elastische elementen en tandprofielen kunnen na verloop van tijd vervangen moeten worden.
Trillingen automatisch aan de koppeling toeschrijven. De oorzaak ligt vaak elders, bijvoorbeeld in een onbalans, een lager of de impeller.
De verkeerde koppeling kiezen. De keuze hangt af van het benodigde koppel, toerental, uitlijnfouten, omgeving en onderhoudsstrategie.