Pumpkopplingars varvtal

Pumpkopplingars varvtal och tillåten obalans är en funktion av flera faktorer. Med ökat varvtal ökar centrifugalkrafterna. Kopplingens material och tillåtna periferihastigheter måste beaktas. Maximal tillåten periferihastighet för t ex gråjärn är 35 m/sek. En icke allsidigt bearbetad koppling kräver statisk och dynamisk balansering vid betydligt lägre varvtal än en allsidigt bearbetad för undervikande av skadliga vibrationer.

En kopplings massa är oftast ganska liten i förhållande till de roterande massorna i den drivna och drivande maskinen. För pumpar gäller att förhållandet kopplingsvikt/rotorvikt är ungefär 0,02 – 0,08. Följaktligen har obalans i kopplingen normalt mindre inverkan på lagringar och vibrationer än obalans i själva huvuddelarna. Helt utan betydelse är det dock inte.

Följande samband gäller:

Ekv. 6.2

där

F = kraften (N)
m = massan (kg)
e = centrumavståndet (mm)
ω = vinkelhastighet (1/s)

Exempel:
En allsidigt bearbetad koppling kan antagas ha en balansgrad – utan dynamisk balansering – motsvarande Q 16 – Q 40 – enligt VDI 2060, vilket motsvarar ca 0,08 mm tillåten centrumförskjutning vid 3000 r/min. Finns en koncentricitetstolerans för axelhålet i navet, som ligger på 0,05 mm, erhålles i värsta fall en centrumförskjutning som är 0,13 mm. Detta är inte på något sätt onormalt. I många fall når enbart koncentriciteten detta värde. Denna centrumförskjutning ger vid 3000 r/min en obalanskraft, som är ca 12 N per kg kopplingsvikt. En koppling för 50 kW kan väga 10 – 15 kg, betydelsen av en god balans är mycket stor. Vid högelastiska gummielementkopplingar med mellanaxel kan obalansen förstärkas ytterligare p g a egensvängningar. Viktigt är också om balansering skall ske med hel, halv eller utan kil beroende på hur motparten balanseras.

6.8 Axelkopplingens dimension och vikt

Tidigare har nämnts betydelsen av små dimensioner och låg vikt för att svängmomentet skall bli litet samtidigt som obalanskrafterna minskar. I vissa extrema fall används lättmetallegeringar för att hålla vikten nere. Samtidigt som kravet på små dimensioner/överfört moment finns, så finns också kravet, att kopplingen skall kunna klara stora variationer i axeldiameter, av både kostnads- och standard skäl.

6.9 Hänsyn för omgivande miljö

Korrosiv och slitande omgivning kan påverka kopplingens livslängd genom onormal förslitning av ingående element. Stark kyla eller värme kan påverka kopplingens hållfasthet och elasticitet hos ingående material. Olja, kemikalier och ozon kan helt förstöra gummielement. En koppling helt av metall t ex membrankoppling är i de flesta sådana fall den enda lösningen. Processindustri erbjuder som regel en mycket dålig miljö ur kopplingens synpunkt.

I vissa typer av industrier t ex petrokemisk, raffinaderi och olje- och gastankers ställs krav på gnistfria kopplingar. En membrankoppling t ex kan göras gnistfri genom att membranen görs av monel och övriga delar i kopplingen av brons.

Figur 6.7 Gnistfri koppling

Ett annat sätt att klara explosionsrisken, framför allt ombord på fartyg, är gastäta skott- eller däcksgenomföringar, bestående av 2 st plantätningar med vätskespärr emellan, samt bälg som har till uppgift att ta upp snedställningar. En sådan gastät genomföring måste sedan kompletteras med gnistfri axelkopplingar.