در واقع اتصالات هیدروکوپلینگ را می بایست از درایو های هیدرو استاتیک و ترکیبات موتور جدا شوند. حال که اندکی با هیدروکوپلینگ آشنا شدیم در ادامه تاریخچه ی مختصری از تولید این محصول بیان خواهیم نمود و ویژگی های هیدروکوپلینگ ، مزایا و خصوصیت های آن را مورد بررسی قرار میدهیم.
تاریخچه تولید هیدروکوپلینگ
هیدروکوپلینگ از زمان هرمان فتینگر تولید شد که طراح اصلی آن بود. اختراعات او از از سال 1905 شامل اتصالات هیدروکوپلینگ و گشتاور مبدل بود. یک اتصال هیدرولیکی که به هیدروکوپلینگ شهرت دارد برای انتقال توان مکانیکی چرخان مورد استفاده قرار می گیرد. هیدروکوپلینگ در خودرو های انتقال به عنوان جایگزینی برای کلاچ مکانیکی به کار می رود و از این رو کاربرد گسترده ای را می توان برای آن بیان نمود. این قطعه ضروری برای صنایع دریایی و صنعتی بوده، جایی که عملیات متغیر سرعت و راه اندازی کنترل شده بدون شوک را برای سیستم انتقال قدرت فراهم می کند. آقای بائر با مهندس انگلیسی هارولد سینکلر نیز تغییراتی را در این محصول به وجود آورد که هنوز هم تلاش آن در وسایل نقلیه و اتوبوس های لندن دیده می شود. این دو در سال 1920 مشغول به همکاری با یکدیگر بودند.در سال 1930 نیز شرکت دایملر کولنتری در انگلستان یک سیستم انتقال را با استفاده از هیدروکوپلینگ و چرخ دنده برای اتوبوس ها و اتومبیل های مختلف معرفی نمود. تا سال 1933 این سیستم در تمامی وسایل نقلیه جدید سبک و سنگین مورد استفاده قرار گرفت و حتی استفاده از این روش در خودرو های نظامی نیز گسترش یافت.
گیربکس هلیکال SEW چیست و چه کاربردی دارد؟
در خلال سال 1939 شرکت جنرال موتورز شکل جدیدی از اتصالات هیدروکوپلینگ را وارد نمود که اولین سیستم انتقال اتوماتیک خودرو نام گرفت. همچنین اولین لوکوموتیو های دیزلی در دهه 1930 به هیدروکوپلینگ ها تجهیز شدند و این سر آغاز تولید جهانی این محصول بود.
اگرچه تولیدات این محصول به دهه های قبل از سال 1950 بر می گردد اما دکتر هرمان فوتینگر به عنوان اولین نفر اختراع هیدروکوپلینگ و مبدل گشتاور را در این سال به ثبت رسانده است.
ویژگی های هیدروکوپلینگ
اتصالات هیدروکوپلینگ شامل سه بخش اصلی می باشد:
پوسته: این بخش که همواره نام بخش بیرونی یا پوسته را می گیرد قطعه ای مهر و موم شده است که از ورود روغن به اطراف شفت درایو جلوگیری خواهد نمود. همچنین پروانه و توربین را از آسیب های خارجی محافظت می کند.
پروانه یا پمپ: این بخش در هیدروکوپلینگ از یک توربین درست شده است که به شفت ورودی متصل شده و به عنوان پروانه خوانده می شود. همچنین برخی این بخش را پمپ می نامند زیرا به صورت گریز از مرکز عمل می کند.
توربین: این بخش از هیدروکوپلینگ به شفت خروجی متصل می گردد و منبع انتقال قدرت به صورت متناوب می باشد.
پروانه قرار گرفته در این قطعه به موتور اصلی یا موتور احتراق داخلی متصل است که منبع قدرت برای این بخش محسوب می شود. توربین نیز به شفت خروجی متصل می گردد که در آن نیروی چرخش مورد نیاز است و این نیرو از این طریق انتقال می یابد. پروانه و توربین در یک محفظه مهر و موم شده با روغن محصور شده و پوسته شامل مایع انتقال است و از این رو به آن هیدروکوپلینگ گفته می شود.
نکات مهم درباره هیدروکوپلینگ Voith را در این مطلب مطاالعه کنید.
روش کارکرد اتصالات هیدروکوپلینگ
هیدروکوپلینگ به صورت دو طرفه است و یکی از طرفین آن به منبع تغذیه یا موتور متصل است و دیگری نمی باشد. زمانی که سوئیچ قدرت روشن است، هوا از اولین فن شروع به ضربه زدن به فن دوم می کند که به منبع برق متصل نیست.
در ابتدا با ضربه اولی فن اول به دلیل سرعت پایین، قادر به حرکت فن دوم نخواهد بود اما به محض افزایش سرعت فن، حرکت هوا نیز افزایش یافته و در نتیجه شروع به چرخش می کند. بعد از مدتی سرعت فن دوم به اندازه سرعت فن اول خواهد بود و گشتاور و نیرو انتقال می یابد.
در حالتی که بیان شد در هیدروکوپلینگ، مایع بین توربین و پروانه عمل می کند. در واقع این دو محصور شده در این مایع هستند و از شفت ورودی یا موتور به شفت خروجی متصل می شوند. زمانی که هوا درون پروانه انتقال می یابد، مایع موجود درون پوسته نیروی گریز از مرکز را تجربه کرده و به دلیل شکل منحنی پروانه، حرکت آن به سمت تیغه های توربین ادامه می یابد.
همانطور که مایع سیال به تیغه های توربین ضربه می زند، چرخش این بخش از هیدروکوپلینگ شروع خواهد شد و با افزایش سرعت حرکت پروانه، سرعت توربین نیز افزایش خواهد یافت و در یک زمان با یکدیگر برابر می گردد.
مایع سیال در اتصالات هیدروکوپلینگ پس از عبور از تیغه توربین دوباره به سمت پروانه باز خواهد گشت.
در این حالت و با این طراحی در اتصالات هیدروکوپلینگ می توان قدرت را از طریق مایع هیدرولیک از یک شفت به دیگری منتقل کرد. با این شیوه مبدل گشتاور کار می کند و تنها تفاوت هایی میان پروانه و توربین این دو وجود دارد.
مزایای استفاده از هیدروکوپلینگ
یکی از ویژگی های هیدروکوپلینگ راه اندازی و انتقال قدرت به صورت نرم و بدون استفاده از تجهیزات الکتریکی می باشد. انرژی مصرفی برای این انتقال قدرت بسیار پایین است و می توان با یک موتور با توان پایین این تجهیزات را راه اندازی نمود.
همچنین هیدروکوپلینگ به گونه ای طراحی شده اند که می توان موتور را بدون وقفه راه اندازی نمود و از این رو در تجهیزاتی که دائما باید روشن باشند، کاربرد گسترده ای دارد.
از طرفی به دلیل گردش معکوس می توان از یک ویژگی ترمز نیز در این سیستم استفاده نمود و در نتیجه میزان هزینه برای نصب سیستم ترمز برای کاربران کاهش می یابد.
بالا بودن طول عمر و حفاظت درست از اتصالات هیدروکوپلینگ نیز باعث شده تا این قطعه با عملکرد خوب هزینه کمتری را بابت تعمیر و نگه داری بر دوش کاربران قرار دهد.
از آنجا که تعداد انواع هیدروکوپلینگ ها زیاد هستند لذا انتخاب این محصول نیاز به دانش فنی دارد. همچنین به دلیل تفاوت در قدرت این قطعات و کاربرد آن ها می بایست ابتدا آنچه در تجهیزات و ماشین های مختلف مورد نیاز است، بررسی گردد و سپس نسبت به خرید هیدروکوپلینگ اقدام نمود. این تجهیزات را می توان از طریق نمایندگی مجاز و اصلی تهیه نمود.
هیدروکوپلینگ یا کوپلینگ هیدرولیکی (Fluid Coupling) قطعه‌ای صنعتی، و عامل انتقال قدرت و گشتاور بین دو شفت در دو دستگاه مختلف است. در انتقال قدرت بین دو دستگاه به‌وسیله کوپلینگ‌های هیدرولیکی، انتقال انرژی بدون هدررفت صورت می‌گیرد.
همچنین نسبت گشتاور به سرعت به‌صورت ثابت تغییر می‌کند. در این انتقال قدرت هیدرودینامیکی، یک مدار گردش که با مایع هیدرولیکی مناسب پر شده، یک پمپ گریزازمرکز و یک توربین دخالت دارند.
این مایع هیدرولیکی موتورها، تسمه‌ها و گیربکس‌ها را در سیستم‌های مکانیکی مختلف از فشار بار بیش‌ازحد و شوک چرخشی نجات می‌دهد. به‌دلیل وجود همین مایع روغنی، به این نوع کوپلینگ‌ها کوپلینگ روغنی هم گفته می‌شود.
با تکنوصنعت همراه باشید تا نگاهی به این قطعه صنعتی داشته باشیم و برتری‌ها و کاربردهای آن را بشناسیم.
کوپلینگ هیدرولیکی یکی از اجزای ضروری در صنایع گوناگون است. کوپلینگ‌های هیدرولیکی به‌طور معمول از فولاد ضد زنگ ساخته می‌شوند. این وسیله پرکاربرد قدرت مکانیکی را از دستگاهی به دستگاه دیگر انتقال می‌دهد و این انتقال به‌وسیله دو چرخ دنده اتفاق می‌افتد.
چرخ نخست به موتور وصل می‌شود و مانند یک پمپ چرخشی عمل می‌کند. چرخ دوم نیز به فرمان دستگاه یا دستگاه رانده‌شده متصل است و عملکردی همانند یک توربین دارد.
در واقع، کوپلینگ‌های هیدرولیکی انرژی را از شکل مکانیکی به شکل هیدرودینامیکی تبدیل می‌کنند. البته این انرژی هیدرودینامیکی دوباره در توربین به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود.
اساس کار کوپلینگ هیدرولیکی بر پایه حفاظت از اضافه‌بار سیستم و مهار لرزش‌ها در دستگاه‌های مختلف پایه‌ریزی شده است. این نوع از کوپلینگ‌ها دارای دو نوع مدار هستند.
کارکرد مدارهای موازی در تجهیزات مختلف مکانیکی، انتقال قدرت را در آنها بیشتر می‌سازد. هیدروکوپلینگ تاثیر تکان‌های حاصل از لرزش و پیچش دستگاه را کاهش می‌دهد. همچنین می‌تواند موتور را با تاخیر به کار بیندازد، شتاب دستگاه را زیاد کند و خسارت‌های انتقال قدرت بین دو دستگاه را به‌صورت آشکاری کاهش دهد.
کوپلینگ‌ها ابزاری هستند که برای اتصال دو شفت بین دو دستگاه مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. در نتیجۀ اتصال دو شفت مختلف به یکدیگر، انتقال نیرویی بین دستگاه نخست با دستگاه دوم صورت می‌گیرد.
هریک از کوپلینگ‌ها با توجه به نوع و ساختار خود، مقدار نیرو و گشتاوری را انتقال می‌دهند. در کوپلینگ هیدرولیکی، شفت‌ها بر پایه انتقال گشتاور از موتور به پروانه طراحی شده‌اند. گشتاور با چرخاندن پروانه، باعث ایجاد حرکت می‌شود. بخش‌های مختلف کوپلینگ‌های هیدرولیکی از فولاد ضد زنگ ساخته شده‌اند و دوام بالایی دارند.
در ساختار کوپلینگ هیدرولیکی از روغن استفاده شده است. جریان روغن به‌کاررفته در این قطعه مکانیکی، فرایند انتقال قدرت را از دستگاهی به دستگاه دیگر آسان می‌سازد. هنگامی که هیدروکوپلینگ روی الکتروموتوری با دور بالا نصب می‌شود، پوسته کوپلینگ همراه با شفت الکتروموتور شروع به حرکت می‌کند.
سپس حرکت پوسته بلبرینگ‌ها را به حرکت درمی‌آورد. این حرکت نیز باعث فشار و آزادسازی روغن داخل پوسته شده، صفحه موج‌دار را وادار به گردش می‌کند.
با افزایش و کاهش روغن در درون دستگاه، جریان گشتاور نیز افزایش و کاهش پیدا می‌کند. نصب کوپلینگ هیدرولیکی آسان است و در زمان کوتاهی انجام می‌شود.
کوپلینگ هیدرولیکی دارای دو بخش اصلی است:
* پمپ پره: پمپ پره بخشی از این دستگاه است که به یک موتور اتصال دارد. این موتور ممکن است موتور بخار یا موتور الکتریکی باشد.
* دونده توربین: دونده توربین بخشی از دستگاه است که به شفت متصل می‌شود.
بخش‌های دیگر این کوپلینگ‌ها هم عبارتند از:
برتری‌های استفاده از کوپلینگ‌های هیدرولیکی بسیار است:
اندازه کوپلینگ‌های هیدرولیکی کوچک، و وزن آنها نسبت به کوپلینگ‌های دیگر، تا 50 درصد سبک‌تر است.
انتقال انرژی با کوپلینگ‌های هیدرولیکی، بدون اتلاف انرژی صورت می‌گیرد.
با مدد از کوپلینگ‌های هیدرولیکی، شروع به کار و راه‌اندازی ماشین‌های صنعتی و سیستم‌های نقاله به‌صورت نرم و بدون شوک امکان‌پذیر است.
در زمان راه‌اندازی‌های طولانی، هیدروکوپلینگ با مدد از روغن مایع داخل دستگاه، سرعت کامل را پیش از بارگیری افزایش می‌دهد. این عمل باعث کاستن از درجه گرمای در جریان، و جلوگیری از گرم شدن بیش از حد دستگاه می‌شود.
با استفاده از کوپلینگ‌های هیدرولیکی، محدودیت گشتاور، در صورت اضافه بار در زمان راه‌اندازی دستگاه، به‌وسیله اجزای دیگر سیستم کنترل می‌شود.
با استفاده از این نوع کوپلینگ‌ها می‌توان دستگاه‌های بزرگ را بدون استفاده از موتورهای بزرگ و پرقدرت به حرکت درآورد.
موتورهایی که از کوپلینگ‌های هیدرولیکی بهره می‌برند، قدرت و نیروی گشتاور را بدون سایش انتقال می‌دهند. همین نکته باعث می‌شود موتورهای احتراق داخلی با یک بار اتصال شروع به کار کنند.
کوپلینگ‌های هیدرولیکی با روش‌های مرکز سوئیچینگ و عملیات معکوس، از درایوها در برابر بارهای سنگین محافظت می‌کند.
کوپلینگ هیدرولیکی در برابر لرزش‌های خطرناک دستگاه، دارای انعطاف‌پذیری بیشتری است. به این ترتیب احتمال خرابی بخش‌های مختلف دستگاه در اثر لرزش و تکان‌های شدید کمتر می‌شود.
کوپلینگ‌های هیدرولیکی، با داشتن استانداردهای مختلف، مناسب‌ترین انتخاب‌ها برای محیط‌های انفجاری هستند.
کوپلینگ‌های هیدرولیکی محافظت بیشتری از اجزای سیستم می‌کنند و عمر سیستم را افزایش می‌دهند.
از کاربردهای کوپلینگ هیدرولیکی در صنایع مختلف، به موارد مختلفی می‌توانیم اشاره کنیم:
در صنعت سیمان و صنایع معدنی:
در ساخت تسمه نقاله، نوار نقاله پیش‌ساخته، آسانسور سطل و لوله، کوره دوار، دستگاه غلتک و جداساز، بیل و سنگ شکن.
در صنعت نفت و گاز:
در ساخت پمپ، فن، کندانسور هوا و کمپرسور.
در صنعت تولید برق:
در ساخت برج خنک‌کننده، ژنراتور و خازن هوا.
در صنعت مواد شیمیایی و دارویی:
در ساخت راکتور، مخلوط‌کننده، خشک‌کننده، پمپ، کمپرسور، برج خنک‌کننده و ژنراتور.
در صنعت تولید کاغذ:
در ساخت جاروبرقی، دستگاه‌های مربوط به بخش مرطوب، بخش خشک و تصفیه گیاهان.
در صنعت آب‌وفاضلاب:
در ساخت پمپ آب.
در صنعت غذا و نوشیدنی:
در ساخت مخلوط‌کننده.
در کارخانه قند و شکر:
در ساخت ژنراتور، آسیاب قند، تجهیزات حرکت چغندر و دستگاه‌های استخراج گیاهان.
در صنعت حمل‌ونقل:
در ساخت خودروهای کابلی.
اگر به دنبال کسب اطلاعات درباره کوپلینگ موتور هستید به این صفحه مراجعه کنید.
سخن پایانی:
کارخانه‌های مختلفی در حال تولید هیدروکوپلینگ هستند. پیش از تهیه و خرید این ابزار پرکاربرد صنعتی باید به یک نکته مهم توجه داشته باشید. کوپلینگ‌های تولیدی در کارخانه‌ها و برندهای مختلف، اندکی با یکدیگر متفاوتند.
این تفاوت‌ها در ویژگی‌های مختلف کوپلینگ‌ها، مانند استحکام و دوام آنها دیده می‌شود. به همین دلیل، برای داشتن خریدی رضایت‌بخش، بهتر است برندهای معتبر سازنده این ابزار صنعتی را انتخاب کنید. مشاوره با کارشناسان ما در شرکت تکنوصنعت هم به شما کمک می‌کند تا مناسب‌ترین نوع کوپلینگ هیدرولیکی را برای کاربرد مورد نظر خود انتخاب و خریداری کنید.
