전달 장치 커플링(Coupling) 기술

오늘은  전달 장치 중 에서  커플링(Coupling)에 대해서 알아보겠습니다. 모터와 설비를 연결해주는 중요한 역할을 하는 부품입니다. 내용을 참조하시고 도움이 많이 되었으면 좋겠습니다.
 

1) 커플링 정의

   - 축과 축을 접속하는 기계 부품입니다.
 

2) 커플링 분류, 종류 및 특성

   (1) 고정형 (Couplling) 

      - 두 축 사이의 흔들림 전혀 허용되지 않습니다.
      - 높은 토크의 힘을 전달할 수 있습니다.
      - 정확한 동력의 전달이 가능합니다.
     
      ① 원통 Coupling - 소형 경량용에 적합하며 이음이 불편하게 생겼습니다.
      ② 원통 분할 Couplling  - 큰 힘의 전달도 가능하며 사용 범위가 넓습니다. 그리고 조립 및 분해가 용이합니다.
      ③ 플랜지 Coupling -  축 간의 간격에 여유가 있습니다. 큰 힘의 전달이 가능하고 기기간 타이임 조절이 가능합니다.
 

   (2) 휨 (FLEXIBLE) 형

       - 두 축 간에 약간의 흔들림이 허용됩니다.
       - 약간의 진동, 충격을 흡수할 수 있습니다.
       - 보조적 안전장치의 역할을 합니다.
      
      ① GRID COUPLING
          - 전달효율이 높고 사용폭이 넓으며 수리가 용이합니다.
      ② 고무탄성 COUPLING
          - 소형으로 큰 힘이 전달되고 충격흡수 능력이 탁월하며, 종류가 다양한 특성을 갖고 있습니다.
      ③ GEAR COUPLING
          - 전달 효율이 높고 고속 회전용으로 사용되며, 큰 힘의 전달을 수행할 수가 있습니다.
      ④ 판 SPRING COUPLING
          - 동력 전달이 정확하며 사용폭이 넓으며 진동, 충격 흡수가 좋습니다.
      ⑤ NYLON COUPLING
          - 전달 효율이 높고 충격에 대한 흡수율이 좋으며 주유가 필요 없으며 소음이 적습니다.
      ⑥ CHAN COUIPLING
         - 큰 토크의 전달이 가능하며 내구성이 좋고 전달 효율이 높으며 설치가 용이합니다.
      ⑦ SPRING COUPLING
         - 소형 경량이며 완충성능이 크고 사용 폭이 넓은 게 특성입니다.
 

 (3) 기구형

      ① OLDHAM COUPLING
         - 축의 중심이동이 가능하며 탄성체는 타원운동을 합니다. 저회 전에 적합하며 고속에서 진동이 생깁니다.
      ② LINK형 COUPLING
        - 중심의 어긋남이 큽니다
(통상지름의 1/2) 그리고, 진동의 흡수가 가능하며 회전 중에 축의 평행이동이 됩니다.
         압연 로라에 주로 사용합니다.
      

 (4) 기구형 (교축형)

    - 축의 변위를 흡수하여 부드러운 동력전달이 가능합니다.
    - 위치 변화가 가능합니다. (회전각 흡수)
    - 축간 간격 조정이 가능합니다. (스파라인 가공 시)
     
       ① UNIVERSAL JOINT 
           -  큰 힘의 전달이 가능하며 분해 수리가 가능합니다. 
       ② BALL JOINT 
           -  작은 힘 전달하며 소형 경량에 사용됩니다.
 

3) COUPLING의 호환성과 규격선정

   (1) 호환조건의 점검

       - 두 측간의 중심관계에서 일치하는지, 엇각이 있는지, 어굿나 있는지 확인합니다.
       - 동력 전달의 크기를 확인합니다.
       - 동력 전달의 정확성을 봅니다.
       - 축간의 간격과 축의 회전속도를 점검합니다.
       - 진동 및 충격여부를 확인하고 점검합니다.
 

  (2) 규격선정

     ① 원통형 COUPLING 
     ② 원통 분할형 COUPLING 
     

  (3) 플랜지형 COUPLING 

  

  (4) 휨 (FLEXIBLE) 형

     
    ◆ 사용 TORQUE
     T = 97400 × KW / N  × S. F = 71620 × Hp / N × S . F
 
      T = 사용 TORQUE (kg, cm)
      Kw = 전달부하 (kw)
      Hp = 전달마력 (hp)
      N = 회전수 (rpm)
     S. F = 안전계수   (※ 안전계수는 각 메이커별 안전계수 참조)
 
   ◆ 산출 TORQUE 각 규격의 BASIC 토크와 비교하면 크거나 같은 수치를 찾아 1차 선정한 후 내경가공의 적합 유무를 
       확인해야 됩니다.
 
   ◆ 선정 시 주의사항
        상시 역회전, 불연속성 작동, 기계 시동에 의한 타성효과, 충격부하, 자기 유도의 반복, 최고부하 토크 등과 같이 
        특별한 모터를 사용할 경우 사용 설비의 최대부하를 계산해야 됩니다. 이에 사용설비 최고 토그 × 2배를 계산하여 
        선정해야 합니다.
 

 4) COUPLING의 조립방법 및 유의점

   (1) 조립순서

      ① 강철자, 피아노선, 간극 게이지, 다이얼 게이지 등 측정공구를 준비합니다.
      ② 커플링의 HUB, FLANGE를 조립합니다.
      ③ 기준 축을 중심으로 수평도를 맞춥니다.
      ④ 평행도(간극)을 맞춥니다.
      ⑤ 공통중심을 맞춥니다.
 

  (2) 일반적 유의사항  

      ① COUPLING (축)의 CENTERING시 수평도 및 평행도는 각각 상하, 좌우 4곳을 측정합니다.
      ② 다이얼게이지 사용 시 타원궤도에 유의합니다.
      ③ BALANCE에 유의합니다. (다른 종류의 BOLT 체결등)
      ④ 모터 등의 높이 조정은 얇은 라이너 여러 장보다 두꺼운 것 1~2장으로 합니다.
 

  (3) 종류별 유의 사항

      ① 원통 COUPLING 
          - 조립 시 축의 CENTERING에 유의합니다.
     
      ② 원통 분할 COUPLING 조립 분해 시 유의사항
          - 좌우 분할 간격을 같게 맞춥니다. (BALANCE에 유의)
          - BOLT는 좌우 대각으로 과도한 힘을 가하지 않습니다. (COUPLING의 파손주의)
          - 분할틈새는 가능하면 좁게 하며 틈새가 넓을 경우 라이너를 물립니다.
          - 체결 볼트는 동일한 볼트를 사용합니다. 체결 시 무게가 틀리면 진동발생의 원인이 되기 때문입니다.
     
      ③ 플랜지 COUPLING 조립 분해 시 유의사항
          - 분해시 플랜지에 과도한 힘을 주지 않습니다. (특히 주물제 주의합니다)
          - 조임 여유를 많이 두지 않습니다. (COUPLING 파손 발생)
          - 틈새가 많을 시 라이너를 물립니다.
          - 체결볼트는 동일한 볼트를 사용합니다. (BALANCE문제 및 진동 발생)
          - 축과 플랜지의 조립 후 KEY를 조립합니다.
   
       ④ 그리드 COUPLING 조립 분해 시 유의사항
          - 허용 오차에 유의합니다. (편각 :2도 편심:2)
          - 그리드가 두 개 이상이면 절단면은 한 방향으로 합니다.
          - 개스킷의 조립 시 OIL SEAL에 유의합니다.
          - MATCH MARK가 같은 편에 오도록 COVER를 조립합니다.
          - 그리드의 분해 시에는 단면 끝부터 양쪽을 번갈아 들어줍니다.
 
      ⑤  기어 COUPLING 조립 분해 시 유의사항
          - 허용 오차에 유의합니다. (편심:0.8m / 편각 :1.5도)
          -  INTERNAL SLEEVE를 축에 먼저 끼우고 HUB를 조립합니다.
          - 개스킷의 조립에 유의합니다.
          - 그리스 주입 구간의 각도는 90도에 위치하도록 조립합니다.
          - 그리스 주입은 기어 커플링의 생명입니다.
 
      ⑥ 체인 COUPLING 조립 분해 시 유의사항
          - 허용오차에 유의합니다. (편각:1도 / 편심 : CHAIN PITCH의 2%)
          - GREASE가 새게 되므로 마모된 커버는 사용하지 않습니다.
 
      ⑦ 고무탄성 COUPLING 조립 분해시 유의사항
          - 허용오차에 유의한다. (편각 4도 / 편심 4.7mm)
          - 체결볼트는 너무 세게 조이지 않습니다. 즉 COUPLING의 단과 누름판 (PLATE)의 면이 맞닿는 곳까지
            볼트를 조입니다. (이는 탄성고무의 허점)
 
      ⑧ 나일론 COUPLING 조립 분해 시 유의사항
          - 조립분해 시 허용오차에 특히 유의합니다. (편심: 1.0m/m 편각 1도)
  
      ⑨ UNIVERSAL JOINT 조립 분해시 유의사항
           - 축의 교차각 15도 이내 (고속 6도 이내) :최대 30도까지 가능합니다.
           - 축과 U-JOINT는 깊게 조립하지 않습니다. 이는 JOINT 운동에 영향을 줍니다.
           - 베어링 조립 시 ROLLERD의 쓰러짐에 주의합니다.
 

5) 커플링의 일상점검

   (1) 정지 중 점검요령

     - 고정 이음쇠는 중심이 어긋나면 점검요령은 스트레치로 측정합니다.(스트레치를 플랜지의 바깥둘레에 대고 투시해서 봅니다) 그리고, 다이얼 게이지로 측정합니다. 다이얼 게이지 스탠드를 움직이지 않는 곳에 고정시켜 다이어 게이지의 지시 바늘을 플랜지의 바깥둘레, 또는 측면에 대어 플랜지의 흔들림을 살펴봅니다. 이러한 현상은 이음쇠를 함께 돌려 1 회전시켜 다이얼 게이지의 지시바늘이 스타트 위치로 돌아와 있어도 지시값이 0이 되지 않는 때에는 다이얼 게이지가 움직이고 있습니다. 이러한 현상의 원인은 설치할 때의 조립이 불량하거나 가동 중의 진동에 의한 기초 볼트의 헐거움이 발생했거나 이음쇠 볼트의 헐거움이 있거나 이음쇠 볼트구멍의 편마모가 발생해서 생기는 현상입니다. 이와 더불어 윤활유가 눈으로 흘러 나왔는지 확인 하고 기름이 결핍되면 톱니부분이 마모하기 때문에 오일 실로 교체하고 윤활유를 공급합니다.
 

  (2) 가동중 점검요령

      - 가동 중 축이 흔들림의 원인은 베어링이 노후화가 되었거나 축 중심이 어긋났거나 축이 굽었을 시이고 이음쇠 볼트가 헐거움이 발생하고 이음쇠 볼트 구명이 한쪽으로만 치우친 마모가 발생했을 시 커플링의 중심이 기울어져 보이게 됩니다. 고정된  기준 레벨을 보면 흔들림을 알 수가 있습니다. 가동중일 때 청각으로 덜커덩 서리는 소리가 들릴 때에는 이음쇠 볼트가 헐거워졌거나 이음쇠 볼트 구멍이 한쪽으로 치우치거나 이음쇠 완충재의 마모가 있을 때 소리가 들립니다.
 

 

오늘은 구동 및 전달 장치 알아보기에서   커플링에 대해서 알아보겠습니다.

구동 연결 장치의 중요한 요소이므로 도움이 많이 되었으면 좋겠습니다.