ما هو اقتران القرصي؟

اقتران القرصي:

تُستخدم الاقترانات الصناعية لنقل القدرة في الأنظمة الدوارة، ولها أهمية كبيرة في زيادة عمر النظام وتحسين أدائه. يُعد اقتران القرصي مناسباً جداً للاستخدام في التطبيقات ذات العزم المتوسط والعالي التي تتطلب صلابة التواء، ومن مزايا هذا النوع من الاقتران، التوافق مع ظروف العمل ذات عدم الاستواء (محوري، زاوي وجانبي) وعدم الحاجة إلى التزييت. كما يمكن استخدام هذه الاقترانات في الحالتين: بدون فاصل (Spacer) أو مع فاصل، وفي كل من التركيب الأفقي والعمودي.

شركة توان محور، بخبرة تزيد عن عقد في المجالات الصناعية، قامت بتصميم وتصنيع الاقترانات بأحجام متنوعة ولتطبيقات مختلفة. تشمل اقترانات القرصي المصممة من قبل شركة توان محور: هابين (Hub) وقرص واحد (Disk Pack) مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ.

في الاقتران ذو الفاصل، يتم وضع طول الفاصل بين مجموعتي Disk Pack. يمكن تحريك أو تركيب أقراص Disk Pack والفاصل بشكل شعاعي، ولا حاجة لتحريك باقي مكونات النظام. تم تصنيع عناصر نظام الاقتران مثل الهب والفلنج بطريقة التشغيل الآلي (Machining)، لذلك يمكن استخدامها بسهولة في التطبيقات عالية السرعة.

مزايا اقتران القرصي من إنتاج شركة توان محور:

استخدام مواد عالية الجودة في التصنيع (تصنيع العناصر المرنة باستخدام فولاذ عالي الجودة SS 304, SS 301)
دقة عالية في التصنيع
قدرة على العمل عند عزم متوسط إلى عالي
سعر مناسب بالنسبة للحجم وقدرة العزم
عدم الحاجة إلى التزييت
عدم فقدان الطاقة بسبب الاحتكاك
التوافق مع عدم الاستواء الزاوي
التوافق مع الانحراف الموازي في حالة Disk Pack مزدوج (مع فاصل)
قدرة عالية على السرعة
حركة محورية محدودة
القدرة على العمل في درجات حرارة تصل إلى 250 درجة مئوية
التصميم والتصنيع حسب طلب العميل لأحجام أكبر
فواصل أنبوبية بأطوال أكبر، مثلاً من الفولاذ أو المواد المركبة، متاحة
سهولة التركيب، المعايرة، والصيانة

أنواع الاقتران:

اقترانات شركة توان محور متاحة في فئتين رئيسيتين: Disk Pack مفرد (TMC1)، وDisk Pack مزدوج (TMC2). كما تحتوي كل مجموعة من الاقترانات على اقترانات بأربعة، ستة، وثمانية براغٍ حسب السعة المطلوبة لنقل العزم.

طريقة اختيار الاقتران القياسية:

مع مراعاة معامل الخدمة المناسب، يمكن اختيار الاقتران المناسب لمعظم تطبيقات المحركات والتوربينات. يُحدد معامل الخدمة وفقاً لنوع تطبيق الاقتران وفقاً لمعيار AGMA.

لاختيار اقتران القرصي المناسب، يجب معرفة المعلومات التالية:

قدرة المحرك (KW)
السرعة (rpm)
نوع المعدات المتصلة (Driven)
قطر شوافت نقل القدرة (أو قطر الثقب في الهب الداخل والخارج)
طول الفجوة بين شوافت الأنبوب (DBSE)
أي قيود في مساحة التركيب (إن وجدت)
الظروف البيئية الأخرى مثل درجة حرارة التشغيل

الخطوة 1:

يتم حساب عزم الالتواء التصميمي (N.m) في النظام باستخدام المعادلة (1):

في المعادلة (1)، يكون عزم الالتواء بوحدة نيوتن-متر (N.m). وKW هي القدرة المطلوبة للمحرك، وrpm هي السرعة بوحدة دورة في الدقيقة.

الخطوة 2:

من الجدول الخاص بمعاملات الخدمة (الجدول (1))، يتم اختيار معامل الخدمة (SF) المناسب للتطبيق المطلوب. بعد ذلك، وفقاً لظروف عمل النظام، يتم اختيار معامل صدمة التحميل (SFL) من الجدول (2)، ومعامل الظروف الحرارية (SFC) من الجدول (3)، وذلك للحصول على معامل الخدمة الكلي (SFt) للنظام:

الخطوة 3:

يتم حساب الحد الأدنى لعزم الالتواء المطلوب للاقتران القرصي باستخدام المعادلة (3):

يجب أن يكون الاقتران القرصي قادرًا على التحمل مساويًا أو أكبر من هذه القيمة.

الخطوة 4:

يتم فحص حجم فتحة الشفت لكل من الشفت المدخل والشفت المخرج.

الخطوة 5:

تأكد من أن باقي المعايير، مثل الحد الأقصى للسرعة وقيود الأبعاد، متوافقة جميعها مع الاقتران القرصي المختار.

مثال على اختيار اقتران قرصي قياسي:

افترض أننا نريد اختيار اقتران قرصي مناسب لربط محرك كهربائي بقدرة 30 كيلووات وسرعة 1440 دورة/دقيقة بمروحة برج تبريد. قطر شفت المحرك 48 مم وقطر شفت المضخة 55 مم. ولتسهيل التركيب، يلزم استخدام فاصل (Spacer) بطول تقريبي 4 بوصة (101.6 مم). الحد الأقصى للحرارة هو 60 درجة مئوية.

الخطوة 1:

تحديد عزم الالتواء للنظام باستخدام المعادلة (1):

الخطوة 2:

وفقًا للمعادلة (2)، يكون معامل الخدمة الكلي (SFt) بالنسبة لهذا النوع من التطبيقات، وبالاستناد إلى الجداول (1) إلى (3)، مساويًا لـ 4/3.

الخطوة 3:

وفقًا للمعادلة (3)، الحد الأدنى لسعة عزم الالتواء المطلوبة للاقتران القرصي هو:

يجب أن تكون سعة الاقتران القرصي مساوية أو أكبر من هذه القيمة.

الخطوة 4:

من الجدول (10)، يتم اختيار الاقتران القرصي المزدوج المناسب بناءً على: سعة عزم الالتواء، أقصى قطر للشفت، طول الفاصل (Spacer)، الحد الأقصى للسرعة بالدورة في الدقيقة. ويُعتبر الاقتران TMC2-46 الخيار المناسب لهذا التطبيق نظرًا لسعة عزم الالتواء المطلوبة.

الخطوة 5:

التحقق من الاقتران المختار: يتم استكمال الاقتران المختار بفاصل قياسي بطول 102 مم واثنين من الهب (Hub) بفتحات 48 مم (H7) و55 مم (H7).

الجدول (1): معامل الخدمة (SF) وفقًا لتطبيق الاقتران القرصي حسب معيار AGMA.

الجدول (2): معامل حمل الحمل (SFL) وفقًا للتقلبات والصدمات في الحمل طبقًا لمعيار AGMA

الجدول (3): معامل الحرارة (SFC) وفقًا لدرجة حرارة التشغيل

TMC1:

يُستخدم هذا النوع من اقتران القرصي لربط المحرك بالمستهلك لمسافات قصيرة. يتميز هذا الاقتران بوجود عناصر قرصية مرنة، مما يُمكّنه من تقليل الصدمات الناتجة عن تشغيل المحرك عند الانطلاق، وهو مناسب للاستخدام في سرعات تشغيل مختلفة للمحركات الكهربائية. الانحراف المحوري (بين الأعمدة الدوارة المدخلة والمخرجة) غير مسموح به في هذا النوع من الاقترانات، ويغطي فقط سعة الانحراف المحوري والزوائي.

قائمة المكونات:

هاب وفلنج المحرك وعلبة التروس
مجموعة البراغي والصواميل
مجموعة مسامير التثبيت (set screw)
وحدة واحدة من القرص المرن (Disk pack)

يُستخدم هذا النوع من اقتران القرصي فقط في الأنظمة التي تحتوي على 3 محامل. طريقة ترتيب المحامل في هذا النوع من الاقترانات موضحة في الشكل (1) أدناه.

کوپلینگ‌ها

الشكل (1): ترتيب المحامل في اقتران القرصي الفردي

دیسک کوپلینگ

الشكل (2): مخطط المكونات في الاقتران بدون Spacer

أ) اقترانات القرصية بأربع براغي:

الجدول (4): أبعاد اقتران القرصي بدون Spacer بأربع براغي

الجدول (5): سعة اقتران القرصي بدون Spacer بأربع براغي

ب) اقترانات القرصية بست براغي:

الجدول (6): أبعاد اقتران القرصي بدون Spacer بست براغي

الجدول (7): سعة اقتران القرصي بدون Spacer بست براغي

ج) اقترانات القرصية بثماني براغي:

الجدول (8): أبعاد اقتران القرصي بدون Spacer بثماني براغي

الجدول (9): سعة اقتران القرصي بدون Spacer بثماني براغي

TMC2:

هذا النوع من اقترانات القرصية يُستخدم للاتصال الطويل بين المحرك والمستهلك أو لربط أعمدة نقل القدرة. هذه الاقترانات القرصية، مع عناصر قرصية مرنة، تقلل من صدمات المحرك أثناء التشغيل، ومناسبة لاستخدامها عند سرعات مختلفة للمحركات الكهربائية. اقترانات القرصية مع Spacer قادرة على تعويض عدم التطابق الزاوي، المحوري، والانحراف الموازي بين أعمدة الإدخال والإخراج.

قائمة المكونات: