Wanneer heb je een servokoppeling nodig?

Een koppeling verbindt in eerste instantie twee astappen. Maar zelfs een minimale uitlijnfout van de assen of schommelingen in de omgevingstemperatuur kunnen leiden tot een ongelijkmatige werking, wat tot uiting komt in een verhoogde slijtage van de lagers, een grotere geluidsontwikkeling of zelfs schade aan de hele aandrijflijn.

Balgkoppelingen zijn zeer torsiestijf in de draairichting, d.w.z. ze verdraaien zichzelf nauwelijks. Lateraal zijn ze daarentegen flexibel, waardoor ze uitlijnfouten kunnen compenseren. Lage herstelkrachten, absoluut spelingsvrije draaimomentoverbrenging en flexibele toepassingsmogelijkheden maken ze vandaag de dag tot een onmisbare component in de machinebouw. Metalen balgkoppelingen scoren vooral hoog als het gaat om hoge snelheden en nauwkeurige toepassingen.

Elastomeer koppelingen hebben een dempend effect op trillingen in plaats van ze door te geven aan het volgende onderdeel. Bij dit type egaliserende koppeling is het ook belangrijk om een zo nauwkeurig mogelijke uitlijning te garanderen, maar het risico op schade is veel kleiner.

Veiligheidskoppelingen kunnen gebaseerd zijn op zowel balg- als elastomeerkoppelingen, maar hebben een koppelbegrenzer als overbelastingsbeveiliging. Deze voorkomt op betrouwbare wijze dure machineschade, reparaties en stilstandtijd.

Als het ingestelde koppel wordt overschreden, wordt de aandrijving mechanisch losgekoppeld.

Met zijn uitgebreide modulaire systeem biedt JAKOB Antriebstechnik GmbH een optimale variant voor elke toepassing. Combinaties van metalen balgkoppelingen, veiligheidskoppelingen, elastomeerkoppelingen en afstandskoppelingen zijn ook mogelijk.

Waar heeft u servokoppelingen nodig?

Koppeloverbrengingen zijn een noodzaak in bijna alle technische systemen. Hoe dynamischer en preciezer een systeem moet werken, hoe meer aandacht er moet worden besteed aan de aandrijving met het asverbindingsgedeelte - de koppelingen.
Servokoppelingen kunnen worden gebruikt in zeer dynamische voedingsassen van bewerkingsmachines of zijn geschikt voor veeleisende aandrijvingen in de algemene machinebouw. Ze zijn te vinden in industriële robots, servo- en stappenmotortoepassingen. Door het toenemende gebruik van servoaandrijvingen met hun hoge dynamiek zijn steeds perfectere koppelingen vereist. Zelfs als de aandrijfelementen met hoge precisie worden vervaardigd, moeten de onvermijdelijke axiale verplaatsingen in het honderdste millimeterbereik worden gecompenseerd. Spelingvrije metalen balgkoppelingen, die zijn uitgerust met extra functies om de machine te beschermen als veiligheidsrem, zijn hier bijzonder geschikt.

Wat zijn servokoppelingen?

Servokoppelingen zijn egaliserende koppelingen voor de spelingsvrije, hoeknauwkeurige overdracht van koppels met de hoogst mogelijke torsiestijfheid en het laagst mogelijke massatraagheidsmoment. Elastomeer koppelingen met een flexibele polyurethaan kern kunnen echter ook een zinvol alternatief zijn voor verschillende toepassingen vanwege hun productspecifieke voordelen. Gemeenschappelijk voor alle servokoppelingen is de absolute spelingvrijheid (ook as-naafverbinding) en de flexibiliteit om asuitlijningsfouten te compenseren. Als afstandskoppelingen of cardankoppelingen overbruggen ze afstanden tot zes meter zonder tussenlagers. Als miniatuurkoppelingen zijn ze ontworpen voor de offset of axiale verplaatsing van twee assen. Er zijn verschillende versies beschikbaar voor verschillende toepassingen, zoals NC-assen, stappenmotoren, robotaandrijvingen, lineaire eenheden, handlingapparaten, hoekencoders of servoaandrijvingen. Ze zijn verkrijgbaar als balgkoppeling, elastomeerkoppeling of kruiskoppeling.

Uitgerust met een extra veiligheidsfunctie dienen servovereveningskoppelingen ook als overbelastingsbeveiliging en koppelbegrenzers en beschermen ze dure systemen tegen kostbare machineschade. Roestvaststalen balgen in verschillende uitvoeringen, polyurethaan sterren met verschillende Shore hardheden of kruisslededelen van polyacetaal worden gebruikt als flexibele vereffeningselementen.

Hoe kiest u de juiste servokoppeling

Om de juiste koppeling voor een aandrijving te vinden, moet rekening worden gehouden met een aantal factoren. Het vereiste koppelbereik, de offset en de omgevingstemperaturen van de koppeling zijn bijzonder belangrijk. De te overbruggen afstand tussen de assen, de elektrische geleiding of isolatie, het gebruik in een potentieel explosieve omgeving, bijzonder hoge snelheden of koppels en vele andere factoren beïnvloeden ook de keuze van de juiste servokoppeling.

Eerst wordt het vereiste maximumkoppel bepaald. De koppeling moet dienovereenkomstig worden gekozen en mag niet permanent worden gebruikt met een overbelasting of in het absolute grensbereik.

De uitlijnfout gaat hand in hand met de mogelijke levensduur, want hoe groter de uitlijnfout, hoe korter de verwachte levensduur van de koppeling. Het is daarom essentieel dat de uitlijning zo nauwkeurig mogelijk is. De zijdelingse uitlijnfout die kan worden gecompenseerd varieert van ongeveer 0,15 - 0,3 mm. Dit is ook sterk afhankelijk van het aantal balgassen. Een koppeling met 4 assen bereikt bijvoorbeeld meerdere malen hogere mogelijke offsetwaarden dan een koppeling met 2 assen. In principe is de zijdelingse verplaatsing echter een van de belangrijkste factoren waarmee rekening moet worden gehouden na het koppel, omdat het een grote invloed heeft op de mogelijke krachtoverbrenging. Een grote uitlijnfout kan ook leiden tot een ongelijkmatige loop, wat zich kan uiten in verhoogde slijtage, grotere geluidsontwikkeling of zelfs schade aan de hele aandrijflijn.

Bij het meten van de maximale bedrijfstemperatuur is het ook belangrijk om rekening te houden met de warmte die de machine en de componenten tijdens bedrijf genereren. De keuze van het koppelingsmateriaal is in dit verband ook belangrijk. Het lichtgewicht aluminium dat vaak wordt gebruikt, wordt bijvoorbeeld vervangen door roestvrijstalen onderdelen bij zeer hoge maximumtemperaturen. Hoewel stalen of roestvrijstalen koppelingen kunnen worden samengevoegd met een speciaal microplasmalasproces, is deze methode niet geschikt voor combinaties van aluminium en staal. Hier kunnen verbindingsmethoden worden gebruikt, maar deze kunnen falen onder extreme bedrijfsomstandigheden (chemicaliën, zeer hoge of lage temperaturen). Vooral in het geval van koppelingen aan de ingaande kant van een planetaire tandwielkast kunnen in kritische toepassingen hoge temperaturen optreden, waardoor de gelijmde verbindingen los kunnen raken.

Het door JAKOB ontwikkelde en reeds lang gepatenteerde verbindingsproces (crimp press-fit proces) is daarentegen ideaal voor het verbinden van meerlaagse roestvrijstalen balgen met aluminium naven zonder speling. Ook hier is het veilig werken in temperatuurbereiken van -50°C tot +350°C.