วิธีการเชื่อมต่อหลักระหว่างเครื่องลดความเร็วและมอเตอร์ ได้แก่ การเชื่อมต่อแบบแปลนและการเชื่อมต่อแบบคัปปลิง

ในการออกแบบระบบส่งกำลังเชิงกล การกำหนดวิธีการเชื่อมต่อระหว่าง รีดิวเซอร์และมอเตอร์ เป็นขั้นตอนที่สำคัญอย่างยิ่ง เพราะส่งผลโดยตรงต่อความแข็งแรง ความแม่นยำ ความน่าเชื่อถือ ความสามารถในการบำรุงรักษา และต้นทุนรวมของทั้งระบบ การเชื่อมต่อแบบฟลังจ์และการเชื่อมต่อแบบคัปปลิ้งเป็นสองวิธีที่พบได้บ่อยที่สุด โดยแต่ละแบบมีหลักการทางกายภาพและเหตุผลในการประยุกต์ใช้ที่แตกต่างกัน การเลือกระหว่างสองวิธีนี้จึงไม่ใช่เรื่องง่ายๆ ของการเปรียบเทียบว่าแบบไหนดีกว่า แต่เป็นการเลือกให้เหมาะสมอย่างแม่นยำตามความต้องการเฉพาะเจาะจง

ข้อต่อแบบฟลังจ์เชื่อมต่อเครื่องลดความเร็วและมอเตอร์โดยตรงอย่างแข็งแรงผ่านพื้นผิวสัมผัสและตำแหน่งหยุดที่มีขนาดเท่ากัน การออกแบบนี้มักต้องการมอเตอร์แบบติดตั้งด้วยฟลังจ์ (เช่น ฟลังจ์มาตรฐาน IEC B5) ที่มีเพลาส่งกำลังขาออกสั้น ส่วนปลายขาเข้าของเครื่องลดความเร็วจะมีแผ่นฟลังจ์ขาเข้าที่ตรงกัน ซึ่งเพลามอเตอร์จะถูกใส่เข้าไปโดยตรง โดยโครงสร้างนี้มีข้อได้เปรียบที่สำคัญมาก คือ ความแข็งแรงรวมทั้งหมดและความแม่นยำในการจัดแนวแกนเดียวกันสูงมาก การขจัดชิ้นส่วนกลางออกไปทำให้เส้นทางการถ่ายโอนพลังงานจากโรเตอร์ของมอเตอร์ไปยังเฟืองของเครื่องลดความเร็วสั้นที่สุด ส่งผลให้มีความแข็งแรงบิดตัวสูงมาก และสามารถยับยั้งการเคลื่อนย้อนกลับ (backlash) และการเปลี่ยนรูปร่างแบบยืดหยุ่นในโซ่การส่งกำลังได้อย่างสมบูรณ์ วิธีการเชื่อมต่อโดยตรงนี้มีขนาดกะทัดรัดมาก ช่วยประหยัดพื้นที่ติดตั้งในแนวแกนได้อย่างมาก และทำให้สามารถจัดวางอุปกรณ์ได้อย่างซับซ้อนและมีประสิทธิภาพมากขึ้น จากมุมมองของการปิดผนึก เนื่องจากเพลามอเตอร์ถูกห่อหุ้มไว้ภายในห้องขาเข้าของเครื่องลดความเร็ว ฝุ่นและของเหลวภายนอกจึงแทรกซึมเข้ามาได้ยากขึ้น จึงให้การป้องกันที่ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม วิธีการเชื่อมต่อนี้ยังมีข้อกำหนดที่เข้มงวด มันต้องการความแม่นยำสูงในการกลึงพื้นผิวสัมผัสของมอเตอร์และเครื่องลดความเร็ว แม้แต่ความเบี้ยวเล็กน้อยหรือข้อผิดพลาดในการพอดีของตำแหน่งหยุดเพียงเล็กน้อย ก็อาจทำให้แบริ่งภายในต้องรับแรงกดล่วงหน้าเพิ่มเติม ส่งผลให้เกิดการสึกหรอผิดปกติและความร้อนสูงเกินไป ในระหว่างการติดตั้ง จะต้องแน่ใจว่าพื้นผิวสัมผัสของฟลังจ์ทั้งสองสะอาดและเรียบ และต้องขันสลักเกลียวตามลำดับไขว้และค่าแรงบิดที่กำหนดอย่างเคร่งครัด นอกจากนี้ หากการเพิ่มอุณหภูมิขณะมอเตอร์ทำงานและการเพิ่มอุณหภูมิภายใต้ภาระของเครื่องลดความเร็วไม่สอดคล้องกัน ความเค้นจากความร้อนที่ไม่สามารถระบายออกได้จะเกิดขึ้นภายในข้อต่อแบบแข็ง ยิ่งไปกว่านั้น การเปลี่ยนรูปร่างหรือการสั่นสะเทือนเล็กน้อยใดๆ ของอุปกรณ์ปลายทางจะถูกส่งผ่านไปยังมอเตอร์โดยตรงผ่านการเชื่อมต่อแบบแข็ง โดยไม่มีชิ้นส่วนรองรับหรือดูดซับแรงระหว่างกลาง

ในทางตรงกันข้าม การต่อแบบคัปปลิ้ง (coupling connections) มีความยืดหยุ่นและให้ความผ่อนปรนมากกว่า โดยการถ่ายโอนกำลังจะทำได้โดยการเพิ่มองค์ประกอบเชิงกลชิ้นหนึ่งเข้าไป คือ 'คัปปลิ้ง' ระหว่างเพลาของมอเตอร์กับเพลาขาเข้าของเรดิวเซอร์ แม้ว่าจะดูเหมือนเป็นขั้นตอนเพิ่มเติม แต่ก็สามารถชดเชยข้อผิดพลาดได้อย่างมีค่า ไม่ว่าจะเป็นการเบี่ยงเบนเล็กน้อยทั้งแนวรัศมีหรือแนวแกนที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในระหว่างการติดตั้ง หรือการเบี่ยงเบนเชิงมุมที่เกิดจากผลของความร้อนหรือการทรุดตัวของฐานรากในระหว่างการทำงาน คัปปลิ้งแบบยืดหยุ่น (เช่น แบบ quincunx, แบบไดอะแฟรม และแบบ bellows) สามารถดูดซับและชดเชยสิ่งเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงช่วยปกป้องแบริ่งและเฟืองที่ปลายทั้งสองด้านจากการเสียหายจากแรงภายนอกที่เพิ่มเข้ามา ความสามารถนี้ทำให้คัปปลิ้งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการส่งกำลังด้วยเพลายาว อุปกรณ์ขนาดใหญ่ที่มีความเสี่ยงต่อการบิดเบี้ยวของฐานราก หรือสถานการณ์ที่มีข้อจำกัดด้านการติดตั้งและการเดินเครื่อง ประการที่สอง คัปปลิ้งเป็นตัวแยกแรงสั่นสะเทือนและแรงกระแทกได้ดีเยี่ยม ในสภาวะที่มอเตอร์ต้องเริ่มต้นและหยุดทำงานบ่อยครั้ง หรือมีการเปลี่ยนแปลงของภาระอย่างรุนแรง (เช่น เครื่องบดหรือเครื่องอัด) องค์ประกอบยืดหยุ่นของคัปปลิ้งสามารถลดพีคของแรงบิด ทำให้แรงกระแทกในการส่งกำลังเรียบเนียนขึ้น และช่วยยืดอายุการใช้งานและความมั่นคงในการดำเนินงานของระบบส่งกำลังทั้งชุดได้อย่างมาก จากมุมมองของการติดตั้งและการบำรุงรักษา การต่อแบบคัปปลิ้งทำให้ระบบกลายเป็นแบบโมดูลาร์ มอเตอร์และเรดิวเซอร์สามารถติดตั้งและปรับระดับแยกจากกันได้ จากนั้นจึงปรับการจัดแนวของคัปปลิ้งโดยใช้เครื่องมือจัดแนว ซึ่งช่วยลดความยากในการติดตั้งระบบส่งกำลังทั้งชุด ในระหว่างการบำรุงรักษา จำเป็นต้องถอดเพียงแค่คัปปลิ้งออกเท่านั้น เพื่อเปลี่ยนมอเตอร์หรือเรดิวเซอร์ทีละตัว ทำให้กระบวนการดำเนินงานง่ายขึ้นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ความยืดหยุ่นนี้มาพร้อมกับต้นทุนด้านประสิทธิภาพบางประการ ประการแรก การเพิ่มคัปปลิ้งเข้ามาจะต้องใช้พื้นที่แนวกึ่งกลางเพิ่มเติม ทำให้วิธีการต่อนี้ไม่เหมาะกับการออกแบบที่ต้องการความกะทัดรัดอย่างยิ่ง ประการที่สอง ไม่ว่าคัปปลิ้งจะซับซ้อนเพียงใด ก็ยังคงสร้างความยืดหยุ่นบิดเล็กน้อย การเบี่ยงเบนเชิงมุม หรือช่องว่าง (backlash) ขึ้นมา ซึ่งไม่สามารถยอมรับได้ในระบบรับรู้ตำแหน่งแบบเซอร์โวที่ต้องการความแม่นยำสูงสุด การซิงโครไนซ์อย่างสมบูรณ์ และไม่มีฮิสเตอรีซิส ตัวคัปปลิ้งเองยังกลายเป็นชิ้นส่วนเพิ่มเติมที่ต้องตรวจสอบเป็นประจำ เช่น ยางยืดหยุ่นอาจเสื่อมสภาพ น็อตยึดอาจคลายตัว และแผ่นโลหะไดอะแฟรมอาจเกิดการเหนื่อยล้า ซึ่งกลายเป็นจุดบำรุงรักษาใหม่ๆ อีกหลายจุด ในสภาพแวดล้อมที่ต้องการการปิดผนึกสูงสุด (เช่น พื้นที่ฝุ่นเยอะหรือมีการกระเด็น) พื้นที่คัปปลิ้งมักต้องการฝาครอบป้องกันเพิ่มเติม ในขณะที่การต่อแบบฟลังจ์ (flange connections) ให้วิธีการปิดผนึกที่ง่ายกว่า

สรุปได้ว่า การเลือกระหว่างการต่อแบบแปลน (flange connections) กับการต่อแบบคัปปลิ้ง (coupling connections) เพื่อเชื่อมต่อเกียร์บ็อกซ์กับมอเตอร์ คือการเลือกระหว่าง "ความแข็งแรง มั่นคง ความแม่นยำ และความกะทัดรัด" กับ "ความสามารถในการรองรับความคลาดเคลื่อน การดูดซับแรงกระแทก และความสะดวกในการบำรุงรักษา" การต่อแบบแปลนให้ทางออกในรูปแบบบูรณาการเพื่อประสิทธิภาพระดับสูงสุด แต่ต้องอาศัยการผลิตที่แม่นยำ การติดตั้งอย่างระมัดระวัง และสภาพแวดล้อมการทำงานที่มั่นคง โดยมีข้อผิดพลาดที่ยอมรับได้น้อยมาก แต่มีศักยภาพในการทำงานที่ยอดเยี่ยม ในทางกลับกัน การต่อแบบคัปปลิ้งเป็นทางออกแบบโมดูลาร์ที่ทนทานและใช้งานได้จริง มีข้อเสียด้านประสิทธิภาพเพียงเล็กน้อย แต่แลกกับความสามารถในการปรับตัวของระบบต่อความซับซ้อนในโลกแห่งความเป็นจริง และความสะดวกในการดำเนินงานด้านวิศวกรรมที่มากกว่า เปรียบเสมือนระบบสำรองที่ยืดหยุ่น จึงสามารถรับมือกับการเปลี่ยนแปลงและเหตุการณ์ไม่คาดฝันได้ดีกว่า เมื่อได้เรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการเชื่อมต่อหลักสองแบบนี้สำหรับเครื่องลดความเร็วแล้ว คุณสนใจวิธีการเชื่อมต่ออื่นๆ อีกหรือไม่

หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องลดความเร็วหรือกล่องเกียร์ กรุณาติดต่อวิศวกร WUMA ได้ทุกเมื่อ หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องลดความเร็วหรือกล่องเกียร์ กรุณาติดต่อวิศวกร WUMA ได้ทุกเมื่อ