کوپلینگ یونیورسال چیست؟در یک تعریف کلی، کوپلینگ ها قطعاتی مکانیکی هستند که در راستای اتصال دو شفت یا محور چرخان در یک سیستم انتقال عمل می کنند. کوپلینگ ها بر خلاف کلاچ یک اتصال دائمی و غیر قابل جداسازی هستند. کوپلینگ در دو فرم سخت یا صلب و انعطاف پذیر موجود هستند که هر کدام شامل انواع مختلفی می شوند. کوپلینگ یونیورسال یکی از انواع کوپلینگ انعطاف پذیر می باشد.
کوپلینگ یونیورسال نوع مثبتی از اتصال مکانیکی می باشد که به صورت متقاطع بین محورهای دوار قرار می گیرد. این نوع از کوپلینگ امکان انتقال نیرو، تحت شرایط مختلف را فراهم می کند. هدف اصلی استفاده از کوپلینگ مذکور ایجاد یک اتصال انعطاف پذیر، در میان دو شفت صلب می باشد. بدین ترتیب، نیروهای متغیر می توانند به صورت مداوم و بی وقفه انتقال یابند.
مواد سازنده کوپلینگ یونیورسال
از نظر مواد، می توان کوپلینگ یونیورسال را از هر نوع ماده ای بر اساس کاربرد مورد انتظار، تهیه کرد. متداول ترین موادی که در ساخت این کوپلینگ ها به کار می روند، فولاد ضد زنگ، برنج دریایی، فولاد و دیگر آلیاژهای مشابه می باشند که به منظور کنترل گشتاور بیشتر و دمای بالاتر به کار می روند. به سبب مقاومت پلاستیک و ترموپلاستیک ها در مواجهه با زنگ زدگی یا خوردگی، این مواد نیز برای ساخت کوپلینگ مذکور استفاده کرد. دیگر مزایای این مواد ایجاد عایق الکتریکی و مغناطیسی می باشد.
اجزاء تشکیل دهنده کوپلینگ یونیورسال
به طور کلی کوپلینگ یونیورسال از سه بخش اساسی تشکیل شده است: دو یوغ (فلنج و جوش) و یک قلاب متقاطع.
- یوغ فلنج: یوغ فلنج خودرو، با دارا بودن یک صفحه صاف ماشینکاری شده می تواند به واسطه یک اتصال پیچی به دیفرانسیل عقب خودرو متصل گردد.
- یوغ جوش: این قطعه در قسمت انتهایی میل متحرک جوش داده شده و به ماشینکاری احتیاج دارد.
- قلاب متقاطع: این بخش با به کار بردن چهار بلبرینگ سوزنی، در راستای انتقال چرخش از یک یوغ به یوغی دیگر عمل می کند.
انواع کوپلینگ یونیورسال
بر اساس شکل کوپلینگ سه مدل وجود دارد:
کوپلینگ یونیورسال cross: یک یوغ مشترک، محور متقاطع، یاتاقان سوزنی، مهر و موم روغنی، کلاهک یاتاقان و … از اجزاء تشکیل دهنده این کوپلینگ می باشد.
کوپلینگ CV: دو دسته تلسکوپی و ثابت از این نوع وجود دارد. اجزاء این نوع عموما شامل چرخ ستاره ای بیرونی، توپ فولادی، قفس توپی و … است.
کوپلینگ tripod: این نوع دارای ساختاری ساده، وزنی سبک و اندازه ای کوچک است و استفاده گسترده ای در محورهای محرک پشت و جلو خودروها دارد.
- بر اساس تعداد اتصالات خمشی در کوپلینگ، دو نوع از آن تعریف شده است:
- اتصال تکی: این نوع کوپلینگ فقط یک قسمت خمشی دارد و توانایی عملکرد تا زاویه 45 درجه را دارد.
- اتصال دوگانه: در این نوع از کوپلینگ یونیورسال از دو اتصال خمشی به کار گرفته شده است. اتصال دوگانه توانایی عملکرد تا زاویه 90 درجه را دارد. به علاوه با زاویه عملیاتی بخش مرکزی به اندازه 0 تا 45 درجه، آفست موازی را بین دو شفت جای می دهد.
- کوپلینگ ها بر اساس شکل توپی (Hub) نیز در دو نوع موجود هستند:
- Solid: کوپلینگ یونیورسال با توپی جامد، ماشینکاری نشده اند بنابراین سوراخی در آنها وجود ندارد.
- Bored: این نوع کوپلینگ در توپی خود دارای سوراخ هستند و عموما به صورت گرد، شش ضلعی یا مربعی تولید می شوند. دو شکل دیگر از این نوع کوپلینگ وجود دارد که کمتر مرسوم هستند از جمله splined و keyed.
نحوه عملکرد
در حالتی که محور متحرک، در یک خط مستقیم بین چرخ های انتقال و محرک قرار نگرفته باشد، کوپلینگ یونیورسال امکان حرکت شفت متحرک را در راستای عمود فراهم کرده و بدین ترتیب انتقال نیرو انجام می گیرد. در خودروهای دیفرانسیل عقب، این قطعه در هر دو سمت انتهایی شفت محرک قرار دارند. کوپلینگ های U شکل با اتصال به یوغ ها، حرکت شفت محرک به جلو و عقب را ممکن می سازند.
نکات مهم
اگرچه این قطعه مزیت های زیادی به همراه دارد اما در استفاده از آن باید برخی نکات مورد توجه قرار گیرد:
- روغن کاری اتصال باید به خوبی انجام گیرد در غیر این صورت احتمال وقوع سایش وجود دارد.
- در راستای ممانعت از سایش، تعمیر و نگهداری این قطعه ضروری است.
- کوپلینگ یونیورسال منجر به ایجاد حرکات نوسانی می شود.
- برای به کار بردن این قطعه باید به این امر توجه کرد که از انحراف محوری پشتیبانی صورت نمی گیرد.
کاربرد
در تعداد زیادی از ماشین هایی که در آنها شفت های دوار قرار دارد، بین جعبه دنده و محور محرک پشت خودروهای دیفرانسیل عقب یا rear-wheel و برج ساعت های قدیمی از کوپلینگ یونیورسال بهره می گیرند. کوپلینگ های ترموپلاستیکی به دلیل دارا بودن ویژگی هایی چون خود روانکاوی، وزن سبک، مقاومت در برابر خوردگی و سرعت بالای عملکرد، در صنایع سبک به کار می روند. کوپلینگ هایی با ساختار ویژه مانند توپی، در عملیات های پرسرعت و همچنین برای ایجاد گشتاورهای بزرگ مورد استفاده هستند. دیگر کاربردهای متداول این قطعه در موارد زیر است:
- هواپیماها
- لوازم خانگی
- مکانیزم های کنترل
- الکترونیک
- ابزار دقیق
- تجهیزات پزشکی
- تجهیزات نوری
- رادیو
- چرخ خیاطی
- ماشین آلات نساجی
- ابزار متحرک
مزایا
- این کوپلینگ از کوپلینگ Knuckle انعطاف پذیرتر است.
- با استفاده از کوپلینگ یونیورسال انتقال گشتاور میان شفت های زاویه دار آسان تر است.
- این کوپلینگ ارزان بوده و تهیه آن مقرون به صرفه می باشد.
- مونتاژ و جایگذاری این قطعه به راحتی قابل انجام بوده و همچنین جداسازی آن نیز سهل می باشد.
- راندمان انتقال گشتاور در این کوپلینگ بالا می باشد.
- با این قطعه امکان جابجایی های زاویه دار فراهم می باشد.
قیمت و خرید کوپلینگ یونیورسال
قیمت کوپلینگ یونیورسال بر مبنای نوع، جنس به کار رفته و کاربردی که مدنظر می باشد می تواند در محدوده متفاوتی قرار گیرد. اما به طور کلی این قطعه از نظر قیمت مقرون به صرفه بوده و برای خریداران تهیه آن آسان می باشد.
