Jenis & Pemilihan Kopling Umum: Panduan Penting

Ada banyak jenis kopling. Menurut apakah mengandung elemen elastis di dalamnya, kopling dapat dibagi menjadi kopling elastis dan kopling kaku. Kopling kaku dibagi lagi menjadi kopling kaku tetap dan kopling kaku bergerak berdasarkan karakteristik strukturalnya.

Karena persyaratan struktural mesin, kesalahan manufaktur dan pemasangan, perubahan suhu kerja, dan deformasi setelah pembebanan, dua poros yang dihubungkan oleh kopling sering kali tidak dapat dijamin sejajar, sehingga mengakibatkan perpindahan relatif dalam kisaran tertentu, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

a) Perpindahan aksial
b) Perpindahan radial
c) Perpindahan sudut
d) Perpindahan yang komprehensif

Jika perpindahan ini tidak dikompensasi, beban tambahan akan dihasilkan pada kopling, poros, dan bantalan, dan bahkan dapat menyebabkan getaran yang parah. Oleh karena itu, faktor-faktor ini harus dipertimbangkan secara komprehensif ketika memilih jenis kopling.

I. Karakteristik dan Aplikasi Kopling Umum

1. Kopling Kaku Tetap

Kopling jenis ini memiliki struktur yang sederhana, biaya rendah, tidak ada kinerja kompensasi, tidak dapat menyangga dan mengurangi getaran, dan membutuhkan akurasi pemasangan yang tinggi untuk kedua poros. Kopling jenis ini sering digunakan dalam kondisi dengan getaran yang sangat kecil, menghubungkan dua poros dengan kecepatan sedang hingga tinggi dan kekakuan rendah yang membutuhkan penyelarasan tinggi. Karakteristik dan aplikasi kopling kaku tetap yang umum digunakan ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1 Jenis, Karakteristik, dan Aplikasi Kopling Kaku Tetap yang Umum

Kopling Flensa Tipe GY Tipe GYS Mudah digunakan dan dirawat, kekakuan yang baik, dan kapasitas beban yang tinggi. Ketika akurasi penyelarasan kedua poros tidak tinggi, beban dinamis tambahan menjadi besar. Apabila diproduksi dengan presisi tinggi, dapat digunakan untuk transmisi kecepatan tinggi. Ada dua bentuk: Tipe GY (dihubungkan dan disejajarkan dengan baut reamed) dan tipe GYS (dihubungkan dengan baut biasa dan disejajarkan dengan permukaan cembung dan cekung pada permukaan ujung setengah kopling).

Kopling Lengan Ukuran radial kecil, membutuhkan jarak gerakan aksial yang besar selama perakitan dan pembongkaran, cocok untuk situasi di mana kedua poros dapat disejajarkan secara ketat, beban tidak besar dan relatif stabil, dan kopling membutuhkan ukuran radial yang kecil. Selain itu, dapat digunakan sebagai kopling pengaman.

2. Kopling Kaku yang Dapat Dipindahkan

Jenis kopling ini menggunakan elemen atau celah yang relatif dapat digerakkan untuk memungkinkan perpindahan relatif tertentu antara dua poros yang terhubung, memberikan beberapa kemampuan kompensasi perpindahan. Karakteristik dan aplikasinya ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2 Jenis, Karakteristik, dan Aplikasi Kopling Kaku Bergerak yang Umum

Kopling Roda Gigi Kapasitas beban tinggi, pengoperasian yang andal, dengan sejumlah kecil kemampuan kompensasi perpindahan yang komprehensif, persyaratan akurasi pemasangan yang rendah, tetapi strukturnya rumit, biaya produksi tinggi, kebisingan, dan tidak dapat menyangga dan mengurangi getaran. Cocok untuk alat berat yang sering dihidupkan dan sering melakukan operasi maju/mundur.	Kopling Geser Silang Struktur sederhana, ukuran radial kecil, dapat mengimbangi perpindahan radial dan sudut. Terutama digunakan pada saat-saat dengan operasi yang stabil, kecepatan rendah, torsi tinggi, dan benturan kecil.
Kopling Universal Ukuran radial kecil, struktur kompak. Terutama digunakan untuk transmisi dengan sudut besar antara dua poros (α <45 °) atau perpindahan sudut besar selama operasi. Untuk mencegah beban dinamis tambahan, mereka sering digunakan berpasangan.	Struktur sederhana, ringan, pengoperasian yang andal, perakitan dan pembongkaran yang mudah, dengan sedikit kompensasi untuk perpindahan relatif kedua poros. Digunakan di lingkungan yang lembab, berdebu, dan bersuhu tinggi, tidak cocok untuk penyalaan yang sering, operasi maju/mundur yang sering, dan beban benturan yang parah serta getaran torsi.

3. Kopling Elastis

Jenis kopling ini dilengkapi dengan elemen elastis, yang tidak hanya dapat mengimbangi perpindahan relatif antara kedua poros, tetapi juga memiliki fungsi penyangga dan penyerapan getaran. Bahan elemen elastis termasuk non-logam (karet, plastik, dll.) dan logam (baja pegas).

Yang pertama ringan dan memiliki kemampuan penyangga dan penyerapan getaran yang kuat, struktur sederhana, dan sifat insulasi, tetapi perhatian harus diberikan untuk mengontrol suhu kerja dan menghindari paparan sinar matahari, hujan, dan kontak dengan minyak, asam, alkali, dan pelarut organik; yang terakhir memiliki kekuatan tinggi dan umur panjang tetapi mahal. Saat ini, kopling elastis banyak digunakan, dan karakteristik aplikasinya ditunjukkan pada Tabel 3.

Tabel 3 Jenis, Karakteristik, dan Aplikasi Kopling Fleksibel Elastis

Kopling Pin Lengan Elastis Struktur sederhana, mudah dirakit dan dibongkar, dengan kemampuan tertentu untuk mengimbangi perpindahan relatif antar poros, dapat menyangga dan menyerap getaran, suhu kerja -20 hingga +70 ℃. Digunakan untuk transmisi kecepatan sedang dan tinggi dengan seringnya menghidupkan dan membalikkan torsi sedang dan kecil.	Kopling Pin Elastis Struktur sederhana, mudah dibuat dan dirawat, suhu kerja -20 hingga +70 ℃. Cocok untuk transmisi kecepatan sedang dan rendah dengan sering menghidupkan dan membalikkan torsi yang lebih besar.
Kopling Ban Struktur sederhana, operasi yang andal, kemampuan kompensasi perpindahan komprehensif yang baik, pengurangan getaran yang kuat. Suhu kerja -20 hingga +80 ℃. Cocok untuk lingkungan yang lembab dan berdebu, sering memulai dan membalikkan, dan kejadian benturan besar, dengan kecepatan tepi luar tidak melebihi 30m / s, banyak digunakan pada mesin pengangkat.	Kopling Diafragma Struktur kompak, kekuatan tinggi, masa pakai yang lama, dengan karakteristik tahan asam, alkali, dan korosi, serta tidak perlu pelumasan. Dapat digunakan dalam suhu tinggi, kecepatan tinggi, dan kondisi media korosif, banyak digunakan dalam berbagai transmisi mekanis, suhu kerja -20 hingga +250 ℃.

II. Pemilihan Kopling

Pemilihan jenis kopling harus fokus pada aspek-aspek berikut ini:

• Ukuran dan sifat beban;
• Kecepatan poros;
• Ukuran dan sifat perpindahan relatif antara kedua poros;
• Lingkungan kerja dan ruang yang diizinkan, dll.

Misalnya, untuk poros berkecepatan rendah dengan beban stabil, jika kekakuan poros tinggi dan penyelarasannya ketat, kopling kaku tetap dapat dipilih sesuai dengan Tabel 1;jika kekakuan poros rendah dan ada perpindahan relatif, kopling kaku yang dapat digerakkan dapat dipilih sesuai dengan Tabel 2;untuk poros berkecepatan tinggi dengan benturan dan getaran yang besar serta perpindahan relatif, kopling elastis yang dapat digerakkan dapat dipilih sesuai dengan Tabel 3;untuk dua poros dengan perpindahan sudut yang besar, kopling universal harus dipilih. Untuk poros dengan beban dinamis besar dan kecepatan sangat tinggi, kopling ringan dengan inersia rotasi rendah harus dipilih.

Setelah memilih jenis kopling, torsi Tc yang dihitung dari kopling dapat diperoleh, dan model kopling yang sesuai dapat dipilih dari standar berdasarkan diameter poros, torsi yang dihitung, dan kecepatan.

Contoh 16-1 Pemilihan kopling antara motor dan peredam pada pengaduk pasir. Diberikan daya pengenal motor P = 15kW, kecepatan beban penuh n = 1460r / menit, diameter poros motor d ₁ = 42mm, diameter poros input peredam d ₂ =40mm.

Solusi:

1. 1. Pilih jenis kopling

Mempertimbangkan kecepatan tinggi poros, torsi sedang, penyalaan yang sering, dan perpindahan relatif umum antara motor dan poros peredam, kopling pin selongsong elastis dipilih sesuai dengan Tabel 3.

2. Pilih model kopling

(1) Hitung torsi T_c

Variasi torsi mixer pasir sedang, periksa koefisien kondisi kerja, ambil K = 1,7, dengan demikian

T_c=KT=1.7×9550P/n=1.7×9550×15/1460N·m=166.8N·m

(2) Pilih model

Menurut GB/T 4323-2002, model kopling dipilih sebagai LT6 (bahan setengah kopling adalah baja), menurut GB/T 4323-2002:

• Torsi nominal T_n =250N-m> T_c ;
• Kecepatan yang diijinkan [n] = 3800r/menit>n, sesuai.

Kopling setengah ujung poros motor menggunakan lubang poros tipe Y, diameter lubang poros d₁ = 42mm, panjang lubang poros L = 112mm; kopling setengah ujung poros peredam menggunakan kopling J₁ jenis lubang poros, diameter lubang poros d₂ = 40mm, panjang lubang poros L₁ =84mm. Tanda kopling adalah:

Kopling LT6 (Y42 × 112) / (J ₁ 40×84) GB/T 4323-2002