کوپلینگ ها (Couplings)

کوپلینگ ها به منظور اتصال محرک به متحرک به کار گرفته می شوند. وجود این قطعه به منظور همترازی محرک و متحرک، انتقال گشتاور و تسهیل در تعویض و تعمیر محرک و متحرک ضروری می باشد. کوپلینگ ها در صنعت نفت معمولا بر اساس الزامات API 671 ساخته می شوند و بر اساس  ISO 1940-1 بالانس می گردند.  با توجه به محل کاربری، انواع متفاوتی از کوپلینگ استفاده می گردد که در زیر توضیح داده می شود.

  • کوپلینگ صلب
  • کوپلینگ انعطاف پذیرالاستیک
  • کوپلینگ دنده ای
  • کوپلینگ دیافراگمی
  • کوپلینگ هیدرودینامیکی
  • کوپلینگ مگنتیک

کوپلینگ صلب:

این نوع کوپلینگ‌‌ها  هنگامی‌‌به کار می‌روند که لازم است دو شفت کاملاً همتراز با یکدیگر کوپل باشند. از این رو باید از همترازی این دو شفت اطمینان کامل داشت. ضمن اینکه تا حد امکان باید در مراحل ساخت کوپلینگ دقت کافی به خرج داد. مهمترین نوع کوپلینگ‌‌ها ی صلب، کوپلینگ‌ فلنجی می‌باشد. کوپلینگ‌‌ها ی فلنجی معمولاً در پمپ‌‌ها ی عمودی که محورشان در سمت الکتروموتور دارای یاتاقان نیست، مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این پمپ‌‌ها  تمامی‌‌نیروی محوری هیدرولیکی پمپ، توسط کوپلینگ صلب به محور موتور منتقل شده و توسط بیرینگ الکتروموتور م‌ها ر می‌شود. در این حالت هم نیرو‌ها ی محوری هیدرولیک و هم وزن کلیه اجزاء گردان پمپ به پیچ‌‌ها ی فلنج وارد می‌شود.

کوپلینگ صلب

کوپلینگ صلب

کوپلینگ انعطاف پذیرالاستیک:

این کوپلینگ‌‌ها  بر خلاف کوپلینگ‌‌ها ی صلب قادرند با وجود مقداری غیر همترازی محور‌ها  اعم از غیر همترازی زاویه‌ای، جانبی و محوری عمل انتقال گشتاور پیچشی از یک محور به محور دیگر را به خوبی انجام دهند.

کوپلینگ‌‌ها ی الاستیک به طور گسترد‌ها ی جهت اتصال پمپها  به محرک بکار گرفته می‌شوند. این کوپلینگ‌‌ها  برای انتقال توان کم و یا متوسط و تا حداکثر kw300 و سرعت دورانی تا حداکثر rpm3600 مورد استفاده قرار می‌گیرند. مهمترین مزیت این کوپلینگ‌‌ها  این است که قادرند بار‌های ضربه ای را که از سوی محرک به متحرک منتقل می‌شود، میرا کنند. همچنین این کوپلینگ‌‌ها  قادرند در صورت وجود میزانی از ناهمراستایی محوری، شعاعی و یا زاوی‌ها ی، گشتاور را از محور محرک به متحرک بدون هیچ مشکلی انتقال دهند. این کوپلینگ‌‌ها  انواع بسیار متنوعی دارند.

انعطاف پذیرالاستیک

انعطاف پذیرالاستیک

کوپلینگ دنده ای:

به این کوپلینگ‌‌ها  گاهی اوقات کوپلینگ انعطاف‌پذیر مکانیکی نیز گفته می‌شود. کوپلینگ‌‌ها ی دند‌ها ی در پمپهای سرعت بالا (حداکثر تا rpm5000 ) و با حداکثر گشتاور انتقالی   7000 مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این کوپلینگ‌‌ها  دارای معایبی نیز هستند:

حرکت لغزشی نسبی بین دو دندانه و تماس فلز با فلز، کوپلینگ را در معرض سایش قرار می‌دهد. از این رو این کوپلینگ‌‌ها  به روانکاری دائم نیازمند می‌باشند. بهترین روش برای روانکاری این کوپلینگ‌‌ها ، استفاده از روغن روانکار می‌باشد. البته در مواردی که سرعت دورانی کمتر از rpm3000 است می‌توان از گریس نیز به عنوان روانکار استفاده نمود.

یکی دیگر از معایب این نوع کوپلینگ‌‌ها  این است که بالانس آن‌ها  بسیار سخت می‌باشد.

مزیت کوپلینگ دند‌ها ی این است که فرکانس طبیعی آن‌ها  مستقل از حرکت محوری شفت بوده و صلبیت پیچشی آن‌ها  با تغییر پهنای‌شان قابل تنظیم است. به علت وجود نیرو‌ها ی اصطکاک در دندانه‌‌ها ، یک نیروی محوری ایجاد می‌شود که باید در هنگام محاسبه نیروی محوری پمپ مورد توجه قرار گیرد.

دنده ای

دنده ای

کوپلینگ دیافراگمی:

همانطور که در شکل نیز مشخص است، این کوپلینگ‌‌ها  از انعطاف پذیری بخش دیافراگمی‌‌جهت خنثی کردن ناهمراستایی‌‌ها  استفاده می‌کنند. به این کوپلینگ‌‌ها ، کوپلینگ‌‌ها ی انعطاف پذیر نیز گفته می‌شود. دیافراگم فنری این کوپلینگ‌‌ها  بایستی مقاومت مناسبی در مقابل خستگی داشته باشند. در ساخت این کوپلینگ‌‌ها ، تلرانس‌‌ها ی بسیار بالایی مورد نیاز است.

مزیت عمده این کوپلینگ‌‌ها  نسبت به کوپلینگ‌‌ها ی دنده ای این است که نیازی به روانکاری نداشته و اجزا آن‌ نیز به هیچ وجه در مواجه سایش قرار ندارند. البته ماکزیمم مقدار نامیزانی محور در هنگام نصب این نوع کوپلینگ‌‌ها  محدود تر از کوپلینگ‌‌ها ی دنده ای می‌باشد.

این نوع کوپلینگ‌‌ها  گزینه بسیار مناسبی برای پمپ‌‌های سایز بالا می‌باشند. زیرا در این پمپ‌‌ها  نیاز است که وزن و فاصله بین فلنچ‌‌ها  حداقل باشد. این دو پارامتر، تأثیر بسیار زیادی بر انحراف محور پمپ در قسمت الکتورموتور دارند.

از این کوپلینگ‌‌ها  در پمپ‌‌ها ی سایز بالا با سرعت دورانی حداکثر تا rpm10000 و گشتاور انتقال حداکثر تا KNm3000 می‌توان استفاده نمود و نیروی محوری که به وسیله کوپلینگ دیافراگمی‌‌ایجاد می‌شود، بسیار کمتر از کوپلینگ‌‌ها ی دنده ای می‌باشد.

معایب این نوع کوپلینگ‌‌ها  این است که مونتاژ و دمونتاژ آن‌ها  نیازمند دقت بسیار بالایی است و کوچکترین عیبی که به دیافراگم وارد شود، موجب ترک‌ها ی بسیار خطرناک می‌شود.

دیافراگمی

دیافراگمی

کوپلینگ هیدرودینامیکی:

در این کوپلینگ‌‌ها انرژی مستقیماً توسط سیال ‌‌هادی از محور محرک به محور متحرک منتقل می‌شود. این کوپلینگ‌‌ها  هنگامی ‌مورد استفاده قرار می‌گیرند که لازم است با اشغال یک حجم بسیار کوچک جهت نصب کوپلینگ، گشتاور زیادی منتقل شود. یکی از مزایای مهم این کوپلینگ‌‌ها  این است که امکان کنترل سرعت محور متحرک را نیز در اختیار کاربر قرار می‌دهد. مهمترین قسمت کوپلینگ‌‌های هیدرودینامیکی دو چرخ می‌باشند که به ترتیب به چرخ پمپ (چرخ اولی سمت محرک) و چرخ‌ها ی توربین (چرخ دومی‌سمت متحرک) معروف هستند. در اثر فرآیند انتقال قدرت، دمای روغن به علت اتلاف انرژی افزایش می‌یابد.

هیدرودینامیکی

هیدرودینامیکی

کوپلینگ مگنتیک:

امروزه مسأله حفاظت و ایمنی مسأله ای بسیار ضروری و حیاتی است. در پمپ‌‌ها یی که برای انتقال سیالات سهمی، بسیار اشتغال پذیر و خطرناک مورد استفاده قرار می‌گیرند، باید تدبیری اندیشیده شود تا از هر گونه نشتی سیال به بیرون جلوگیری نمود. با استفاده از کوپلینگ‌‌ها ی مگنتیک دیگر نیازی به ورود مستقیم محور بداخل پمپ نمی‌باشد.

مگنتیک

مگنتیک