شاید بتوان گفت کاربردی‌ترین تجهیزات مورد استفاده در صنایع امروزی، پمپ‌ها هستند که با تنوع بالا و کاربردهای مختلف توانسته‌اند نقش تاثیرگذاری در پیشرفت صنایع داشته باشند. هرکدام از پمپ‌ها از نظر ظرفیت، ابعاد، نوع موتور و بسیاری موارد دیگر با سایرین متفاوت هستند و از قطعات و اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند.
کوپلینگ یکی از این اجزاست که در عملکرد سیستم و هم‌محور کردن موتور و شفت پمپ به منظور انتقال نیرو نقش تاثیرگذاری دارد. در این مقاله قصد داریم به معرفی کوپلینگ پمپ و انواع مختلف آن و نحوۀ نصب آن بپردازیم.
کوپلینگ پمپ چیست؟
کوپلینگ یک قطعۀ مکانیکی است که وظیفۀ اصلی آن، اتصال دو محور و انتقال گشتاور دستگاه از یک محور به محور دیگر است. اتصال شفت الکتروموتور و پمپ در یک راستا و انتقال نیرو بین آنها توسط کوپلینگ اتفاق می‌افتد.
معمولا از کوپلینگ‌ها در موتورهای صنعتی، پمپ‌ها، دستگاه تراشکاری، دستگاه خردکن و محل‌های اشتعال و انفجار استفاده می‌شود و جنس آنها از چدن خاکستری بوده و حاوی فنر فلزی می‌باشند. انواع مختلفی از کوپلینگ در تجهیزات و صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا ارتباط بین دو محور سبب بروز مشکلاتی همچون انحراف شعاعی، انحراف زاویه‌ای، انحراف محوری و … می‌شود.
در بیشتر پمپ‌ها مانند پمپ سانتریفیوژ از کوپلینگ برای اتصال پمپ و بخش الکتروموتور استفاده می‌شود، اما در تعداد اندکی از پمپ‌ها مانند پمپ اتابلوک نیازی به کوپلینگ نیست زیرا در این پمپ‌ها الکتروموتور و شفت پمپ یکی است.
انواع کوپلینگ پمپ
دسته‌بندی کوپلینگ‌ها بر مبنای پارامترهای مختلفی صورت می‌گیرد و تنوع زیاد آنها نیز به همین دلیل است. کوپلینگ پمپ را میتوان از اجزای حیاتی سیستم‌های انتقال سیال و سیستم‌های پمپاژ تلقی کرد و از آنها برای اتصال دو محور پمپ و موتور استفاده کرد. هرکدام از انواع کوپلینگ پمپ دارای کاربردهای مختص خود هستند و ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارند.
رایج‌ترین انواع کوپلینگ پمپ شامل موارد زیر است:
1. کوپلینگ محور موازی
از این دستگاه برای اتصال دو محور موتور و پمپ در سیستم‌هایی استفاده می‌شود که محور هم‌موازی دارند. طراحی این دستگاه بسیار ساده است و عملکرد قابل قبولی در انتقال حرکت و نیرو دارد.
2. کوپلینگ چرخشی
از این کوپلینگ پمپ برای سیستم‌هایی استفاده می‌شود که نیاز به چرخش و تغییر جهت حرکت دارند. این کوپلینگ از قطعات متحرکی نظیر چرخشی استفاده می‌کند تا جابجایی و تغییر جهت را به صورت موثر و صاف انجام دهد.
3. کوپلینگ مغناطیسی
عملکرد این کوپلینگ بر اساس اصل مغناطیسی است و زمانی از آن استفاده می‌شود که انتقال حرکت بین دو محور و بدون تماس مکانیکی مدنظر باشد. این کوپلینگ کمک می‌کند تا حرکت بین موتور و پمپ و انتقال گشتاور به صورت دقیق انجام شود بدون آنکه اصطکاکی رخ دهد.
4. کوپلینگ انعطاف‌پذیر (Flexible)
کوپلینگ انعطاف‌پذیر یکی از انواع کوپلینگ پمپ است که از استحکام مکانیکی بالایی برخوردار است و میتوان از آن برای جبران لرزش‌ها و انحرافات موجود در سیستم‌ها استفاده کرد.
5. کوپلینگ پمپ لاستیکی
کوپلینگ پمپ لاستیکی برای سیستم‌هایی مناسب است که نیاز به تسریع گردش و تخلیه نیرو دارند. این کوپلینگ عملکرد خوبی در جذب لرزش و شوک دارد و از یک نوع الاستومر ساخته شده که محل قرارگیری آن بین دو محور است.
6. کوپلینگ دیسکی
یکی از انواع کوپلینگ پمپ، کوپلینگ دیسکی است که از دیسک‌های فلزی ساخته شده است. این کوپلینگ توانایی انتقال گشتاور بالا بدون انتقال لرزش را دارد و برای جذب لرزش‌ها و ارتعاشات موجود در سیستم از عناصر فلزی و بسترهای ارتعاشی استفاده می‌کند.
دسته بندی کلی کوپلینگ ها
کوپلینگ‌ها را میتوان به دو دستۀ کلی کوپلینگ‌های صلب و کوپلینگ‌های انعطاف‌پذیر تقسیم کرد.
کوپلینگ صلب
از این کوپلینگ زمانی استفاده می‌شود که نیاز به هم‌راستایی دقیق محورها باشد. دو نوع کوپلینگ صلب وجود دارد. نوع اول، ساده‌ترین نوع کوپلینگ است که به طور مستقیم به شفت موتور و پمپ اتصال پیدا می‌کند و از دو فلنج فلزی تشکیل شده است. از این نوع کوپلینگ‌ها برای کاربردهایی که گشتاور بالا و سرعت کم باشد استفاده می‌شود.
نوع دوم از دو نیم‌استوانه روی هم تشکیل شده که توسط پیچ و مهره به هم متصل شده و توسط خارهای معمولی می‌توانند انتقال گشتاور را از شفت موتور به شفت پمپ امکان‌پذیر کنند.
کوپلینگ انعطاف‌پذیر
معمولا زمانی که شفت‌ها دارای ناترازی باشند از کوپلینگ‌های انعطاف‌پذیر استفاده می‌شود. این نوع کوپلینگ وظیفه دارد که گشتاور را انتقال داده و ناهم‌راستایی محورها را نیز سازگار کند. ناهم‌راستایی شفت‌ها ممکن است به دلایل مختلفی مانند تغییر بار، تغییر دما، توقف سریع یا شروع ناگهانی اتفاق بیفتد. این کوپلینگ‌ها به دو دستۀ مکانیکی و الاستومری تقسیم می‌شوند.
در کوپلینگ انعطاف‌پذیر مکانیکی به دلیل ساختار مکانیکی موجود، انعطاف‌پذیری وجود دارد و تمام عناصر از جنس فلز است. این کوپلینگ‌ها را میتوان در انواع پمپ مورد استفاده قرار داد و به سه نوع کوپلینگ دنده‌ای، دیسکی و هزار خواری UCC تقسیم می‌شوند. کوپلینگ‌های انعطاف‌پذیر الاستومری از الاستومر و دو هاب تشکیل شده‌اند که الاستومر یک عنصر پلاستیکی است. این کوپلینگ‌ها به انواع کوپلینگ میل‌پینی، KB و HRC تقسیم می‌شوند.
برای انواع پمپ از چه کوپلینگی استفاده کنیم؟
بهتر است برای پمپ‌های دنده‌ای و پیستونی از کوپلینگ HRC استفاده شود که ظرفیت حمل و سرعت بالایی داشته و در هنگام لرزش از استحکام بالایی برخوردار است و می‌تواند ناترازی زاویه‌ای را نیز جبران کند.
برای پمپ‌های هیدرولیکی بهتر است از کوپلینگ هزار خواری UCC استفاده شود که به کوپلینگ چدنی تفلونی نیز معروف هستند و به صورت برنجی هم تولید و ساخته می‌شوند.
برای پمپ‌های حلزونی و پمپ‌های افقی طبقاتی از کوپلینگ KB استفاده کنید که به کوپلینگ لقمه‌ای نیز شهرت دارد و می‌تواند ناهم‌راستایی شفت را جبران کرده و چنانچه درست نصب شود، به ندرت اتفاق می‌افتد که دچار سایش شود.
برای پمپ‌های پیستونی از کوپلینگ میل‌پینی نیز میتوان استفاده کرد که به هالوپین هم مشهور است و در میان کوپلینگ‌ها بسیار پرکاربرد است. این کوپلینگ می‌تواند ناترازی زاویه‌ای را جبران کرده و بارهای لحظه‌ای و شوک را نیز تحمل کند.
نحوه بستن کوپلینگ پمپ
نحوه بستن کوپلینگ پمپ در بیشتر کوپلینگ‌ها مشابه است و مراحل متفاوتی دارد که به شرح زیر می‌باشد:
1. بازرسی و ایمنی
قبل از نصب باید نکات ایمنی رعایت شود. تجهیزات شخصی مناسب بپوشید و قطعات و کوپلینگ را بررسی کنید و از تمیز بودن آنها اطمینان حاصل کنید. قطعات و کوپلینگ نباید آلوده و کثیف باشند.
2. نصب هاب‌ها
هاب‌ها باید روی شفت‌ها نصب شوند. پس لازم است ابتدا شفت‌ها اندازه‌گیری شوند و نافی کوپلینگ به میزان لازم تراش داده شود. در صورت نصب نشدن هاب بر روی شفت باید از روش‌های متفاوتی برای گرم کردن آنها استفاده کرد تا سوراخ از شفت بزرگتر شود. فرآیند گرمایش هاب می‌تواند تا 350 درجه فارنهایت ادامه یابد. پس از باز شدن هاب، میتوان آن را بر روی شفت و در موقعیت دلخواه قرار داد.
3. بررسی ناهماهنگی‌ها
ناهماهنگی شفت‌ها نسبت به یکدیگر می‌تواند به سه نوع زاویه‌ای و محوری و موازی باشد. هر کوپلینگ با توجه به ویژگی‌هایی که دارد باید بتواند یک، دو یا تمام این ناهماهنگی‌ها را تحمل کند و در خود جای دهد.
4. اتصال هاب‌ها و عضو مرکزی به یکدیگر
کوپلینگ دارای یک عضو میانی بین دو هاب خود است که برای اتصال کاربرد دارد. عضو مرکزی ممکن است یک قطعه فلزی و یا الاستومر باشد. در این مرحله از نحوه بستن کوپلینگ پمپ باید قطعه وسط و دو هاب به هم متصل شوند.
5. وارد کردن پیچ‌های درپوش و سفت کردن آنها
بعد از اینکه دو هاب به همراه قطعه میانی نصب شدند، پیچ‌های فشاری رزوه شده و از طریق هاب‌ها وارد می‌شوند. پیچ درپوش باید با توجه به گشتاوری که در دفترچه راهنمای نصب ذکر شده است، محکم شود.
6. بررسی تراز نهایی شفت
در پایان باید تراز مجدد بررسی شود. در موقعیت‌های ساعتی 3، 6، 9 و 12 باید به بررسی تراز نهایی شفت پرداخت.
فقط یادتان باشد که هنگام نصب کوپلینگ دقت کنید که روان‌کاری کوپلینگ خوب باشد و دچار ترک‌خوردگی نباشد و پیچ‌های آن شل و آسیب‌دیده نباشند.
در هنگام خرید کوپلینگ پمپ آب به چه نکاتی توجه کنیم؟
در زمان خرید کوپلینگ پمپ آب و سایر کوپلینگ پمپ‌ها لازم است که به نکات زیر توجه کنید:
- نوع کوپلینگ باید بر اساس پمپ آب تعیین شود. پس اولین قدم این است که کاربرد کوپلینگ مشخص شود. برای مثال، برای پمپ با سرعت بالا می‌توانید از کوپلینگ انعطاف‌پذیر استفاده کنید.
- دو عامل مهم در انتخاب کوپلینگ پمپ آب، گشتاور و سرعت پمپ است. کوپلینگی که برای پمپ خود انتخاب می‌کنید باید بتواند گشتاور موردنیاز پمپ را انتقال داده و سرعت آن را تحمل کند.
- کوپلینگ انتخابی باید بتواند ناهم‌ترازی موجود بین شفت موتور و پمپ را جبران کند.
سخن پایانی
در این مقاله به معرفی کوپلینگ پمپ و انواع و نحوه نصب آن پرداختیم. کوپلینگ پمپ یک قطعه مکانیکی است که با اتصال دو محور به یکدیگر، گشتاور دستگاه را از یک محور به دیگری انتقال می‌دهد. کوپلینگ‌ها بر مبنای عوامل متعددی تقسیم‌بندی می‌شوند و باید با توجه به نیاز مصرف‌کننده انتخاب شوند و توانایی این را داشته باشند که ناهماهنگی‌ها را در خود جای دهند. این المان مکانیکی باید همیشه در سیستم‌های پمپاژ سیالات همراه با پمپ باشد و الکتروموتور و پمپ را به یکدیگر اتصال دهد.