Khớp nối trục

Khớp nối trục là một bộ phận cơ khí để nối và truyền momen xoắn giữa hai thành phần chuyển động, thông thường là nối giữa 2 trục. Có rất nhiều ứng dụng của khớp nối, ví dụ: Khớp nối các đăng nối truyền từ động cơ tới cầu trục phía sau oto, trục động cơ điện với trục bơm...Ngoài ra, khớp nối còn có tác dụng như điều chỉnh tốc độ, ngăn ngừa quá tải hay đóng mở các cơ cấu cơ khí, v.v…

1. Phân loại khớp nối trục

Nếu phân loại theo ứng dụng thì có rất nhiều loại khớp nối, nhưng nói chung chúng phân ra 3 loại chính sau:

- Khớp nối cứng (Rigid coupling)

- Khớp nối linh động (đàn hồi) hay khớp nối bù (Flexible or Compensating Couplings)

- Khớp nối thủy lực

2. Đặc điểm của khớp nối trục

2.1. Khớp nối cứng (Rigid coupling)

Nối các trục có đường tâm trên cùng một đường thẳng và không di chuyển tương đối với nhau. Có các loại sau:

- Khớp nối ống: kết cấu đơn giản, lắp ráp hơi khó, rẻ tiền, chỉ dùng cho trục có đường kính nhỏ hơn 70mm.

- Khớp nối bích: đơn giản là nối trực tiếp hai bích của hai trục máy bằng bulong.

2.2. Khớp nối linh động (đàn hồi) hay khớp nối bù

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. Các sai lệch này sẽ được bù lại nhờ khả năng di động của các chi tiết trong khớp nối. Trong kết cấu của khớp nối trục, chi tiết liên kết có khả năng biến dạng đàn hồi lớn, gọi là khâu đàn hồi. Năng lượng va đập, rung động được tích luỹ vào khâu đàn hồi, sau đó giải phóng dần ra. Do đó hạn chế được các chấn động được truyền từ trục này sang trục kia.

 - Khớp nối đĩa (Disc coupling): đây là loại 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 kim loại, nhờ các đĩa này có mà có thể bù một phần cho lượng mất đồng tâm trục và khoảng di trục của hai máy:

- Khớp nối răng (Gear Tooth Coupling): làm ở điều kiện tải lớn, đường kính trục lớn

- Khớp nối xích

- Khớp nối đàn hồi (Elastomeric Couplings)

3. Khớp nối thủy lực

Ngoài ra một số thiết bị khối lượng lớn cần gia tốc êm ái, điều kiện làm việc khắc nghiệt (như máy xúc khai thác mỏ, truyền động cho băng tải, máy nghiền bột giấy… ), có thể điều chỉnh tốc độ và đòi hỏi khả năng sẵn sàng cao người ta dùng khớp nối thủy lực (Fluid Coupling).

Khớp nối thủy lực không truyền lực trực tiếp qua các cơ cấu cơ khí mà bằng dầu thủy lực hay có thể gọi là sự kết nối “mềm” và truyền công suất từ trục dẫn động sang trục bị dẫn nhờ biến đổi mômen của chất lỏng và có thể thay đổi số vòng quay bằng cách thay đổi lượng chất lỏng cung cấp.

Nguyên lý hoạt động của khớp nối thủy lực: Khi động cơ dẫn động quay sẽ làm cánh bơm của khớp nối quay với tốc độ động cơ và đẩy dầu về phía cánh tuabin (phía trục máy được dẫn) làm tuabin quay và kéo máy được dẫn quay. Như vậy có sự chuyển năng lượng cơ học sang năng lượng thủy lực và ngược lại

Nhược điểm: Giá thành đầu tư cao, kết cấu phức tạp, cồng kềnh

Ưu điểm: Làm việc êm ái, ít bảo trì

3. Cách chọn khớp nối

- Dựa vào tải trọng

- Số vòng quay

- Tính chất làm việc của máy để chọn kiểu khớp nối

- Dựa vào đường kính d (trục chủ động) của đoạn cần lắp khớp nối và moomen xoắn T trên trục