Khớp Nối Trục Là Gì? Các Loại Khớp Nối Trục - Thuận Nhật

Khớp nối trục là gì? các loại khớp nối trục hiện nay được sử dụng phổ biến như thế nào chắc hẳn các bạn đã từng nghe qua? Nhưng hiện nay trên thị trường có vô vàn mẫu mã về khớp nối trục, để hiểu thêm về chúng thì hãy cùng xem qua bài viết này nhé. 

1. 1. Khớp nối trục là gì?
2. 2. Các loại khớp nối trục
   1. Khớp nối trục cứng
      1. Khớp nối đối tiếp
      2. Khớp nối đối tiếp chia đôi
      3. Khớp nối mặt bích
      4. Khớp nối bánh răng
      5. Khớp nối dầm
      6. Khớp nối ống xếp
      7. Khớp nối xích
      8. Khớp nối hàm
      9. Khớp nối màng
      10. Khớp nối Schmidt
      11. Khớp nối cardan
   2. Khớp nối đàn hồi
      1. Khớp nối cao su giảm chấn
      2. Khớp nối vấu
      3. Khớp nối motor Servo
      4. Khớp nối đĩa thép đàn hồi
   3. Khớp nối thủy lực
      1. Ưu điểm
      2. Nhược điểm
3. 3. Ưu và nhược điểm của việc dùng khớp nối trục
   1. Ưu điểm
   2. Nhược điểm
4. 4. Cách chọn lựa khớp nối trục

1. Khớp nối trục là gì?

Khớp nối trục (couplings) là một bộ phận trung gian, dùng để kết nối các trục với nhau, chúng có nhiệm vụ truyền chuyển động từ phần trục dẫn động (còn gọi là motor giảm tốc hay hộp số giảm tốc,…) đến phần trục của máy công tác (ví dụ quạt, băng tải hay máy bơm nước,….).

Ngoài ra khớp nối trục còn có tác dụng đóng mở các cơ cấu, ngăn ngừa tình trạng quá tải, giảm tải trong động cơ, bù sai lệch tâm ở giữa các trục,…

Hay nói một cách khác thì khớp nối trục là một bộ phận cơ khí thường được sử dụng để truyền năng lượng hoặc momen lực từ trục này qua đến trục khác.

2. Các loại khớp nối trục

Khớp nối trục cứng

Khớp nối trục cứng là loại khớp nối trục chặt liên kết cố định 2 chi tiết lại với nhau, không có sai lệch vị trí tương quan.

Khác với các loại khớp nối trục khác thì khớp nối cứng không những truyền moment xoắn mà còn có thể truyền moment uốn và lực dọc trục.

Tuy nhiên khi lựa chọn loại khớp nối này bạn cần lưu ý: kích thước của chúng không lớn, chỉ dùng cho trục có đường kính nhỏ và cần lắp đặt chính xác do độ sai lệch trục rất bé, vì vậy chúng chỉ phù hợp với mốt số ứng dụng nhất định.

• Khớp nối đối tiếp

Khớp nối đối tiếp còn có tên gọi khác là khớp nối măng sông, khớp nối kiểu ống. Kết cấu của chúng đơn giản chỉ là một chiếc ống dày và có thêm lỗ ren kết hợp với các rãnh then để có thể cố định trục.

Loại này được dùng để giữ cho trục được ở trọng tâm, trục dẫn động và trục bi dẫn được vào mỗi bên của khớp nối. Các lỗ ren được thiết kế để vặn các vít vào trên khớp nối giữ cho trục cố định không di chuyển.

Ứng dụng: Được sử dụng cho các trục không yêu cầu nhiều về độ đồng trục và khả năng tải ở mức vừa phải

• Khớp nối đối tiếp chia đôi

Kết cấu của loại khớp này được chia thành 2 dạng bán trụ và khi sử dụng nó sẽ khớp với trục. Chúng có thể lắp ráp hoặc tháo ra mà không cần thay đổi vị trí của trục.

Các lỗ ren được thiết kế trên trục để có thể kết nối các trục lại với nhau, thường sử dụng vít vặn hoặc đinh tán.

Ứng dụng: Được sử dụng cho các loại tải tầm trung cho đến nặng với tốc độ vừa phải.

• Khớp nối mặt bích

Khớp nối mặt bích được thiết kế phù hợp kết nối giữa trục động cơ và bánh xe,… Loại khớp nối này có kết cấu mặt bít trên 2 bên ống măng sông với số lượng lỗ ren bằng nhau và được gắn vào bulong.

Khớp nối mặt bích ngoài được làm từ kim loại ra còn có thể làm từ cao su để đáp ứng được nhu cầu sử dụng của người dùng hơn.

Ứng dụng: Khớp nối mặt bít dùng cho các loại tải vừa và nặng trong công nghiệp.

• Khớp nối bánh răng

Khớp nối bánh răng cho phép truyền mô men xoắn với chỉ số lớn, dùng nhiều trong điều kiện tải lớn, đường kính trục lớn. Các trục bánh răng được kết nối với nhau thông qua cơ cấu bánh răng bao ngoài.

Bằng chuyển động giữa các răng trong và ngoài, nó cho phép điều chỉnh độ lệch góc và trục. Các khớp nối bánh răng đòi hỏi cần phải được bôi trơn định kỳ, khi đó chúng có tuổi thọ từ 3-5 năm, trong một số trường hợp có thể kéo dài hàng chục năm.

Khớp nối răng được sử dụng phổ biến trong hộp số, cầu trục, tời nâng, ngành sản xuất thép, băng tải, máy khuấy.

• Khớp nối dầm

Khớp nối dầm có kết cấu gồm một hoặc nhiều đường cắt xoắn ốc trong thân khớp nối, có thể điều chỉnh độ lệch song song lên đến 0,025 inch và độ lệch góc lên đến 7 độ.

Thiết kế của khớp nối dầm mang đến độ đàn hồi nhất định đảm bảo độ chính xác định vị giữa các trục dẫn động. Chúng chủ yếu được sử dụng cho các ứng dụng kiểm soát tốc độ nơi momen xoắn thường dưới 100 inch-lbs (11 N-m).

• Khớp nối ống xếp

Khớp nối ống xếp (Bellows Coupling) cũng thích hợp cho các ứng dụng kiểm soát tốc độ. Chúng bao gồm nhiều nếp gấp kim loại tạo ra độ cứng xoắn cao, điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng định vị.

Độ cứng xoắn làm giảm mức độ lệch góc và độ lệch song song, tương tự các khớp nối dầm, với hiệu suất truyền momen xoắn xấp xỉ như nhau.

• Khớp nối xích

Khớp nối xích cho phép lệch góc và lệch song song thường tương ứng là 2 độ và 0.015 inch. Phù hợp cho các ứng dụng truyền lực và sử dụng để truyền công suất trong dải hàng trăm mã lực.

Khớp nối xích chuyên dụng sử dụng nhông xích đặc biệt và xích đôi có khe hở cho phép chúng hoạt động linh hoạt.

• Khớp nối hàm

Loại khớp này gồm có 2 loại là hàm thẳng và hàm cong, được sử dụng cho cả điều khiển chuyển động và các ứng dụng truyền công suất nhẹ.

Khớp nối hàm đảm bảo độ lệch song song đạt 0,01 inch và lệch góc đạt khoảng 1 độ. Nó cũng cho phép truyền momen xoắn đến 1000 in-lb.

• Khớp nối màng

Khớp nối màng được sử dụng một hoặc nhiều tấm màng ngăn trong kết cấu ghép nối của nó. Được sử dụng chủ yếu cho các bộ phận có chuyển động quay tròn.

So với loại khớp nối bánh răng thì chúng không cần bôi trơn, mà còn có khả năng truyền mô men xoắn cao và hoạt động ở tốc độ cao.

• Khớp nối Schmidt

Đây là loại khớp nối khác tâm, động lực được truyền từ một bên đĩa cuối tới bộ khớp nối và đĩa trung tâm làm chuyển động đĩa còn lại. Chiều dài của bộ khớp nối Schmidt quyết định chuyển động của tâm trục.

Khớp nối Schmidt được sử dụng trong máy làm giấy, in ấn và các loại máy tương tự, hoạt động như hộp số 1:1 trong một không gian nhỏ gọn hơn.

• Khớp nối cardan

Khớp nối cardan được sử dụng để kết nối hai trục không thẳng hàng, cho phép truyền mô men xoắn một cách trơn tru. Ứng dụng chính của loại khớp nối này là truyền lực từ hộp số đến bộ vi sai hoặc trục sau của ô tô. Nó cũng có thể được dùng trong máy khoan hay máy phay.

Khớp nối đàn hồi

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

Dùng để nối các trục có sai lệch tâm do biến dạng đàn hồi của các trục do sai số chế tạo và lắp đặt hoặc do trục bị biến dạng đàn hồi. Các khớp nối đàn hồi này giúp hấp thụ rung động, bù sai lệch giữa các trục với nhau trong quá trình làm việc.

Dưới đây là những loại được sử dụng phổ biến

• Khớp nối cao su giảm chấn

Là khớp nối có sử dụng vòng đệm đàn hồi (vật liệu bằng cao su). Vòng cao su này có khả năng lựa theo sai lệch vị trí của các trục để truyền chuyển động giúp bù sai lệch của trục.

Ngoài ra, khi bị quá tải hoặc cao su giảm chấn hư hỏng, phần liên kết bị tách rời, motor quay tự do, không phá hỏng phần khớp nối cứng.

• Khớp nối vấu

Là loại khớp nối có phần khớp nối cứng dạng vấu liên kết với nhau nhờ cao su giảm chấn ở giữa nhầm mục đích giảm rung động, có khả năng lựa theo sai lệch vị trí của các trục để truyền chuyển động giúp bù sai lệch của trục.

• Khớp nối motor Servo

Chuyên dùng cho các truyền động động chính xác, máy mài và máy phay, máy đóng gói và khớp nối encoder…

• Khớp nối đĩa thép đàn hồi

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, tuabin, máy phát,v.v…

Kết cấu cũng khá đơn giản gồm các đĩa thép không gỉ, có chức năng đàn hồi, nhờ đó mà có thể bù sai lệch trục của máy.

Khớp nối thủy lực

Khớp nối thủy lực hoạt động theo nguyên lý 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 làm tuabin quay và kéo máy được dẫn quay.

Ưu điểm

• 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.
• 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.

Nhược điểm

Giá thành đầu tư cao, mất mát số lượng lớn dầu khi bị sự cố quá tải.

3. Ưu và nhược điểm của việc dùng khớp nối trục

Để làm rõ hơn vấn đề này ta sẽ lấy một trường hợp cụ thể là dùng khớp nối trực tiếp qua mặt bích

Ưu điểm

• Có khả năng kết nối một cách linh động giữa các van và các loại đường ống trong động cơ với nhau để tạo thành hệ thống và được hoạt động theo dây truyền.
• Có nhiều loại mặt bích khác nhau cho nên sẽ đa dạng về hình thức kết nối vào đường ống. Điều này giúp cho bạn thuận tiện trong việc tháo lắp, bảo trì cũng như bảo dưỡng và thay thế các chi tiết máy.
• Có khả năng chống rung lắc cực tốt, tạo cho đường ống quá trình hoạt động ổn định trong suốt thời gian vận hành, dẫn truyền các lưu chất.
• Có khả năng vận hành động cơ trong những điều kiện môi trường có các chất khác nhau.

Nhược điểm

• Dạng mặt bích có gờ sẽ cần nhiều không gian để cho việc lắp đặt hơn, đồng thời các thiết kế mối hàn dạng dài cần được cố định để tránh việc va đập, dẫn đến tình trạng hư hỏng.
• Chống rò rỉ mặt bích 100% là điều không thể, bởi lẽ, khi lắp đặt mặt bích thường xảy ra mức độ rò rỉ lớn hay nhỏ còn tùy vào kỹ thuật cũng như cách lắp đặt vào hệ thống.
• Các mặt bích thường được sử dụng với nhiệt độ và áp suất cao, cho nên chúng cũng có giá thành đắt và khó mua hơn so với các loại mặt bích thông thường khác.

4. Cách chọn lựa khớp nối trục

Khớp nối trục có nhiệm vụ quan trọng là đảm bảo cho độ linh hoạt và an toàn trong quá trình vận hành của máy móc và thiết bị. Chính vì thế việc lựa chọn được khớp nối chất lượng là điều vô cùng cần thiết.

Khi chọn lựa các loại khớp nối cho các chi tiết của máy móc, các bạn nên dựa vào những yếu tố như: tải trọng, tổng số vòng quay, tính chất làm việc của máy móc, đường kính d (còn gọi là trục chủ động) của đoạn cần lắp đặt khớp nối và mô men xoắn của trục. Sau đó hãy tra bảng để tìm khớp nối thích hợp cho động cơ.

Tuy nhiên bạn nên đến những đơn vị cung cấp uy tín để được tư vấn, hưỡng dẫn kỹ càng hơn nhé.

>>> Xem thêm: Máy CNC là gì? Nguyên lý hoạt động