Khớp nối trục là gì? Các loại khớp nối truyền động phổ biến

2. Khớp nối đàn hồi hay khớp nối bù (Flexible couplings or Compensating Couplings)

Khớp nối đàn hồi là loại khớp nối có khả năng bù sai lệch tâm trục do biến dạng đàn hồi của các trục do sai số chế tạo và lắp đặt hoặc do trục bị biến dạng đàn hồi, cho góc lệch trục giữa 2 vị trí lớn. Các khớp nối đàn hồi này giúp hấp thụ rung động, bù sai lệch giữa các trục với nhau trong quá trình làm việc.

Khớp nối trục đàn hồi gồm các loại phổ biến: Khớp nối cao su giảm chấn, khớp nối mặt bích có cao su giảm chấn, khớp nối đĩa thép đàn hồi, khớp nối răng, khớp nối xích, khớp nối lưới, khớp nối cardan….

Khớp nối cao su giảm chấn (Khớp nối trục mềm): Là khớp nối gồm 3 chi tiết với 2 khớp nối cứng lắp trên trục được liên kết với nhau nhờ khớp nối mềm ở giữa. Loại khớp nối mềm này là vòng đệm đàn hồi làm từ cao su NBR hoặc nhựa PU Polyurethane. Vòng đệm đàn hồi có khả năng lựa theo sai lệch vị trí của các trục để truyền chuyển động giúp bù sai lệch của trục và hấp thụ rung động.

• Khớp nối răng cao su có phần khớp nối cứng có dạng nắp chụp bánh răng trong liên kết với cao su giảm chấn có răng bên ngoài.
• Khớp nối bánh xe: Phần cao su giảm chấn có dạng hình tròn giống bánh xe cao su.
• Khớp nối vấu (Jaw couplings) là loại khớp nối có phần khớp nối cứng dạng vấu liên kết với nhau nhờ cao su giảm chấn ở giữa. Các vấu khớp nối có nhiều biên dạng khác nhau, dẫn đến các đệm cao su giảm chấn cũng có biên dạng khác nhau: Khớp nối hoa mai, khớp nối hoa mận, khớp nối cao su chữ H, khớp nối cao su 6 cánh hình thang…

Các dạng khớp nối thường gặp: Khớp nối Rotex, Khớp nối N-EUPEX, Khớp nối FCL, Khớp nối HRC, Khớp nối NM

Khớp nối Bu lông mặt bích: cấu tạo gồm 02 mặt bích làm bằng hợp kim gang hoặc thép kết nối với nhau nhờ bu lông đai ốc (BOLTSET) có cao su giảm giật vật liệu NBR và PU chịu nhiệt 100 độ C có tác dụng giảm tải trọng động, hạn chế tiếng ồn do rung động, bù sai lệch tâm giữa các trục…. Khớp nối Bu lông mặt bích sử dụng phổ biến cho máy bơm nước và quạt công nghiệp.

– Khớp nối cardan: Có chức năng truyền moment giữa các cụm máy đặt cách xa nhau hoặc giữa các cụm của hệ thống truyền lực mà trong quá trình hoạt động luôn có vị trí, khoảng cách thay đổi với góc lệch trục lớn, lên đến 45 độ. Khớp nối trục cardan được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy thép, nhà máy gỗ và giấy…

• Khớp nối cardan tốc độ cao (Universal joint): Là loại khớp nối nhỏ,sử dụng ở những vị trí tốc độ cao, lỗ trục nhỏ và tải trọng nhẹ, góc lệch trục lên đến 45 độ, phù hợp cho các máy đóng gói….
• Khớp nối cardan line shaft: Là loại khớp nối có kích thước lớn và dài,sử dụng ở những vị trí tải nặng, góc lệch lên đến 35 độ, phù hợp cho các máy cán tôn, thép và dẫn động cho các loại xe trên thị trường.
• Khớp nối Schmidt-Kupplung: là loại khớp nối offset có thiết kế nhỏ gọn, moment tải lớn, góc lệch trục cao hoạt động dựa trên cơ cấu tay quay song song, sử dụng chủ yếu trong máy đúc cuộn, thiết bị sản xuất sản phẩm vệ sinh.

– Khớp nối răng (Gear Coupling)

• Khớp nối răng vỏ nhựa (Nylon Sleeve Gear Couplings) có phần khớp nối cứng là bánh răng cong bằng thép liên kết với vỏ ngoài bằng nhựa. Loại khớp nối răng vỏ nhựa này tuy có moment tải không lớn, nhưng có chức ngăn bảo vệ quá tải nhờ khả năng tự hủy của vòng bánh răng vỏ nhựa khi bị quá tải, rất thích hợp sự dụng bảo vệ cho máy móc có giá trị cao, thường thấy trong các bơm hút chân không, bơm bánh răng thỷ lực.
• Khớp nối răng thép: Tất cả các kết cấu đều làm từ thép, gồm 2 bánh răng cong ăn khớp với 2 mặt bích thép có răng trong, liên kết với nhau thông va bu lông và đai ốc với moment tải lớn, thích hợp ở vị trí làm việc tải nặng và tốc độ chậm như máy nghiền, máy trộn…

Khớp nối lưới (Taper Grid couplings): có các lá thép hình ziczac trong như tắm lưới. Khớp nối có moment lớn, đường kính trục lớn, được sử dụng cho hộp số, cầu trục, tời nâng, máy khuấy, băng tải công nghiệp hay các máy móc ngành sản xuất thép, xi măng, giấy…. trong điều kiện tải trọng lớn.

Khớp nối xích (Chain Couplings) Tương tự khớp nối răng, kết cấu của khớp nối xích cũng toàn làm bằng kim loại, 2 bánh răng được ăn khớp với nhau thông qua xích đôi có cùng thông số bước xích. Loại khớp nối xích này có giá thành rẻ, tuy nhiên tính cách âm không cao, gây tiếng ồn khi làm việc.

– Khớp nối đĩa thép đàn hồi (Disc coupling): đây là loại khớp nối được sử dụng phổ biến nhất cho các thiết bị quay của nhà máy công nghiệp như bơm, quạt, máy nén lạnh, tuabin, máy phát,v.v..kết cấu cũng khá đơn giản gồm các đĩa thép không gỉ, có chức năng đàn hồi, liên kết với khớp nối cứng dạng bích, nhờ đó mà có thể bù sai lệch trục của máy. Ngoài ra, các khớp nối đĩa dạng nhỏ, có kích thước lỗ trục nhỏ được dùng cho động cơ servo trong các máy CNC, encoder và các loại vitme….

3. Khớp nối ly hợp (Safety Couplings)

Khớp nối ly hợp hiểu theo cách đơn giản là khớp nối có khả năng “ly” và “hợp”. Khớp nối có khả năng cách ly, tách ra khỏi thiết bị và quay tự do nhầm bảo vệ thiết bị quan trọng tránh hỏng hóc trong trường hợp quá tải hoặc bị kẹt trục và sẽ hợp lại, kết nối lại với nhau khi sự cố được xử lý.
Các dạng khớp nối khác nhau sẽ có cơ cấu khớp nối ly hợp khác nhau và giá thành cũng khác nhau.

Khớp nối thủy lực (khớp nối ly hợp – Fluid Coupling)

+ Khớp nối thủy lực là bài toán kinh tế trong việc thiết kế, lắp đặt thiết bị tại các nhà máy xi măng, nhiệt điện, thủy điện, luyện thép… vì có chức năng chống quá tải ưu việc. Khớp nối thủy lực (Fluid Coupling) cấu tạo từ 2 cánh quạt tuabin tạo thành 1 buồng kín, dẫn động quay bằng cách truyền moment thông qua dầu thủy lực.

Khớp nối thủy lực sử dụng cho một số thiết bị có khối lượng lớn cần gia tốc êm ái, điều kiện làm việc khắc nghiệt như máy xúc khai thác mỏ, truyền động cho băng tải, gàu tải, xích tải, máy nghiền bột giấy, máy trộn, máy ép con lăn, quạt thông gió lớn, bơm cấp nồi hơi, máy nén cỡ lớn, máy ly tâm và dẫn động phụ cho máy nghiền…, có thể điều chỉnh tốc độ và đòi hỏi khả năng sẵn sàng.

+ Nguyên lý làm việc của khớp nối thủy lực là truyền moment bằng dầu thủy lực, khi động cơ dẫn động quay sẽ làm cánh bơm của khớp nối quay và đẩy dầu về phía cánh tuabin (phía trục máy được dẫn) làm tuabin quay và kéo máy được dẫn quay. Bằng cách thay đổi lượng chất lỏng là có thể tăng hoặc giảm số vòng quay và moment của khớp nối.

+ Ưu điểm của loại khớp nối thủy lực là làm việc êm ái, ít bảo trì, giảm thiểu moment khi khởi động, chống rung, chống shock. Giúp khởi động không tải, giảm thời gian khởi động, có thể thay đổi được tốc độ quay. Đặc biệt, trong những trường hợp gặp sự cố như hệ thống truyền động bị kẹt hoặc quá tải, khớp nối thủy lực có khả năng xử lý sự cố và độ an toàn cao nhờ vào nút an toàn (Cầu chì nhiệt – Fusible plug).

Các Fusible plug (hay còn gọi là Nút nổ khớp thủy lực, nút nổ an toàn khớp thủy lực, cầu chì nhiệt, fusible safety plugs, Protection Plugs) hoạt động như một van an toàn (thiết bị bảo vệ quá tải) cho khớp nối. Khi gặp sự cố, hệ thống truyền động bị dừng lại, lúc đó motor vẫn đang chạy ở chế độ định mức, do cơ chế truyền động thông qua chất lỏng, dầu tại khớp nối sẽ nóng lên, nút nổ an toàn trên khớp nối sẽ tan chảy và dầu chứa trong khớp nối thủy lực được thoát ra.

Một vài thương hiệu khớp nối thủy lực nổi tiếng: Siemens Flender (Fludex couplings), Voith fluid couplings, Westcar (Rotofluid couplings), Transfluid couplings, khớp nối thủy lực YOX…..

Các loại Fusible plugs dùng ở nhiệt độ 110 °C, 140 °C, 160 °C và lên đến 180 °C gồm các loại M18x1,5, M24x1,5, M30x1,5, FUSIBLE PLUG 1/4 GAS 145°C RED, 1/2 GAS 145°C RED, 3/4 GAS 180 °C GREEN, TURBOSTART 1/2″ FUSIBLE PLUG, TRANSFLUID 1/4-140 DEG C FUSIBLE PLUG, TRANSFLUID 3/8 140 DEG C FUSIBLE PLUG, 140º C (284º F) Brass Fusible Plug 3/4″ -16 TPI UNF Thread Steam, M10, M18x1.5, M24x1.5, M30x1.5

+ Khi sử dụng khớp nối thủy lực quý khách cần lưu ý chi phí đầu tư ban đầu vì giá thành đầu tư cao, mất mát số lượng lớn dầu khi bị sự cố quá tải.

Khớp nối từ (Magnetic coupling)

Khớp nối từ cũng là một dạng khớp nối ly hợp, có chức năng bảo vệ quá tải.

Khớp nối từ là một loại khớp nối nam châm điện, truyền mô-men xoắn từ trục này sang trục khác bằng cách sử dụng từ trường, thay vì kết nối cơ học vật lý. Khớp nối từ tính sử dụng phổ biến ở tang cuốn cáp ở các cẩu trục ngoài cảng.

Khớp nối giới hạn moment (Torque Limiter Couplings)

Khớp nối giới hạn moment là loại khớp nối có moment cài đặt luôn nhỏ hơn moment tải của thiết bị truyền động nhầm mục đích bảo vệ thiết bị khỏi tình trạng quá tải.

Khớp nối giới hạn moment được thiết kế với dạng ly hợp ma sát. Trong quá trình làm việc, khi thiết bị truyền động bị quá tải, các viên bi chốt chặn liên kết giữa 2 hub của khớp nối sẽ trượt hoàn toàn, giải phóng liên kết với nhau, ngắt kết nối với máy, giúp thiết bị được bảo vệ an toàn. Khi hết quá tải các viên bi sẽ về vị trí cũ, thiết bị làm việc bình thường.

Cách chọn khớp nối trục

Khi chọn các loại khớp nối trục cho các chi tiết máy bạn nên dựa vào các yếu tố sau: Tải trọng, Công suất và số vòng quay, tính chất làm việc của máy, đường kính d (trục chủ động) của đoạn cần lắp khớp nối và mô men xoắn trên trục, sau đó tra bảng tìm khớp nối thích hợp.

Trên đây là một số thông tin về khớp nối trục được tổng hợp bởi Công ty Minh Quân, nếu bạn cần bổ sung dòng khớp nối nào khác, hãy để lại bình luận bên dưới nhé.

Tìm hiểu thêm một số thương hiệu khớp nối sử dụng phổ biến tại Việt Nam.

Thường xuyên truy cập website https://khopnoitrucmotor.com để cập nhật những thông tin mới nhất về sản phẩm.