Муфта - это элемент приводной линии, который в первую очередь служит для передачи мощности от одного вала к другому, обеспечивая тем самым соединение приводной и ведомой машины. В то же время, смещения вала, например, вызванные неточностями сборки, должны компенсироваться муфтой при создании минимальных сил реакции.

Различают угловые, радиальные и осевые смещения вала, которые также могут возникать одновременно. В зависимости от типа муфты, которую вы выбираете, на динамическое поведение всей приводной линии и, следовательно, машины и ее производственного процесса часто может влиять регулировка жесткости на кручение муфты.

ЦЧАН ТНЗ Муфта

Электродвигатели как широко используемый привод

Давайте сначала посмотрим на приводной конец: в большинстве случаев здесь используются электродвигатели, которые преобразуют электрическую энергию в механическую энергию. Электродвигатель состоит в основном из неподвижного статора и вращающегося ротора. Последний состоит из вала, который поддерживается в корпусе двигателя, и катушки, которая намотана на этот вал.

При подаче напряжения на статор поток тока генерирует магнитное поле, которое, в свою очередь, генерирует магнитную реакцию катушки в направлении, противоположном магнитной силе. Если вал поддерживается в направлении вращения, ротор может свободно вращаться - за исключением небольшого механического сопротивления со стороны подшипника - и приводится во вращение. Магнитная сила создает крутящий момент, который действует на вал, и этот крутящий момент определяется мощностью и результирующей скоростью. Крутящий момент воспринимается муфтой и передается на ведомую машину.

Подшипник ротора

Фиксированный подшипник / плавающий подшипник

Давайте теперь посмотрим на ротор: сила реакции, возникающая из-за всей его массы, то есть силы, действующей как на вал, так и на катушку, передается через подшипник вала на корпус двигателя и в основание. Подшипники качения чаще всего используются для поддержки вала. Только при высокой мощности двигателя часто используются другие подшипники, такие как подшипники скольжения. Выбор подшипника влияет на то, как ротор расположен в осевом направлении. В подшипниках качения предпочтительно применяется принцип неподвижного подшипника с плавающим подшипником, т.е. вал расположен в осевом направлении у неподвижного подшипника в корпусе.

Программное обеспечение для расчета MDESIGN от TEDATA GmbH, Бохум, Германия. Больше информации подdesign.info/" target="_blank" rel="noopener">www.mdesign.info

Motor shafts supported by sleeve bearings

In contrast to this, a motor shaft supported on sleeve bearings is allowed more axial movement which is attributable to the structural design of the bearings. In the following, we only refer to electric motors that are equipped with sleeve bearings, but do not have an additional axial bearing.

In this configuration, rotors are able to move axially by several millimeters. The coil has been wound in such a way that, in the center of the motor, the sum of all generated magnetic forces exclusively acts in the direction of rotation, and thereby contributes to maximum torque build-up.

As the rotor has more freedom to move axially, the drive line must be aligned such that the rotor remains at its magnetic centre. The correct way to align the shaft is indicated by a mark provided between the shaft and the stationary motor housing.

Limited end float

For limiting the end float or end play, a fixed bearing of another shaft is required which will axially locate the rotor shaft. The fixed bearing is arranged on the opposite side of the drive – at the non-drive end: This may, for instance, be the bearing of a gear shaft in a gearbox or the shaft bearing of a powerful compressor.

As mentioned in the beginning, a standard coupling allows for the compensation of axial misalignment of two shafts. However, this feature of the coupling prevents a rotor shaft supported in sleeve bearings from being properly aligned to the specified values. It is, therefore, necessary to use a coupling with limited end float.

TSCHAN limited end float gear coupling

As this denomination suggests, a defined end float in the axial direction is provided for. The freedom of movement which helps compensate for angular and/or radial shaft misalignments is not constrained if a limited end float coupling is used.

To answer the initial question:

For motors with sleeve bearings you should always use limited end float couplings so that the magnetic center of the rotor can be aligned to a fixed bearing arranged opposite to the coupling, and that the rotor remains at its magnetic center during acceleration and deceleration of the driving machine. If this was not the case, undesirable magnetic forces would develop in the axial direction which can adversely affect the operating performance.