Khớp nối là gì? Cấu tạo phân loại theo tiêu chuẩn công nghiệp

Khớp nối là thiết bị cơ khí dùng để kết nối hai trục quay với nhau, cho phép truyền mô-men xoắn và chuyển động quay từ trục này sang trục kia. Khớp nối giúp bù sai lệch trục, giảm rung động và truyền động một cách linh hoạt, đảm bảo hệ thống vận hành ổn định và hiệu quả. Các loại khớp nối phổ biến gồm khớp nối cứng, khớp nối mềm, khớp nối đồng trục, khớp nối trục đàn hồi, và khớp nối bánh răng. Khớp nối là bộ phận không thể thiếu trong các hệ thống máy móc, giúp kết nối và truyền chuyển động giữa các chi tiết khác nhau một cách linh hoạt và chính xác. Việc hiểu rõ khớp nối là gì, cấu tạo ra sao và phân loại các loại khớp nối sẽ giúp bạn lựa chọn đúng sản phẩm phù hợp với yêu cầu kỹ thuật và ứng dụng thực tế. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về linh kiện này nhé.

Ảnh khớp nối coupling là gì? Cấu tạo phân loại theo tiêu chuẩn công nghiệp

Khớp nối coupling là gì?

Khớp nối (hay còn gọi là Coupling, khớp nối trục) là thiết bị cơ khí dùng để liên kết hai trục hoặc hai bộ phận chuyển động, cho phép truyền mô men xoắn và chuyển động từ bộ phận này sang bộ phận kia. Đồng thời, khớp nối còn giúp bù trừ sai lệch về vị trí, góc hoặc độ lệch trục giữa các chi tiết, đảm bảo máy móc hoạt động ổn định, chính xác, tránh hư hỏng do va đập hoặc lệch trục. Khớp nối trục giữ vai trò then chốt trong hệ thống máy móc với 4 chức năng chính:

• Truyền động: Kết nối hai trục (driving side và driven side) của thiết bị cơ khí với nhau để truyền chuyển động.
• Khắc phục lệch trục: Điều chỉnh sai lệch về đường kính hoặc vị trí trục, kể cả lệch lên đến 90 độ giữa hai thiết bị.
• Hấp thụ rung chấn: Giảm thiểu tác động của rung lắc và va đập để bảo vệ thiết bị khỏi hư hỏng.
• Giảm sự truyền nhiệt: Hạn chế nhiệt độ từ motor nóng truyền sang thiết bị nhận, giúp tránh hư hại do nhiệt.

Ảnh khớp nối

Công dụng chung của khớp nối trục

Công dụng chung của khớp nối trong cơ khí bao gồm:

• Truyền lực và mô-men xoắn giữa hai trục

Khớp nối trong hệ thống truyền động cơ khí có nhiệm vụ truyền lực và mô-men xoắn từ trục chủ động sang trục bị động một cách hiệu quả, đảm bảo sự phối hợp quay nhịp nhàng giữa các bộ phận máy móc. Hiệu suất truyền lực của khớp nối thường rất cao, gần như bằng 1 (tức khoảng 99%), nghĩa là gần như toàn bộ công suất từ động cơ được truyền qua khớp nối đến thiết bị truyền động mà ít hao phí năng lượng. Khớp nối cũng có khả năng bù sai lệch giữa hai trục về độ lệch tâm hoặc góc nghiêng nhỏ, giúp duy trì hiệu suất truyền lực tốt mà không gây hư hại cho các chi tiết cơ khí.

• Hấp thụ rung động và điều chỉnh sai lệch giữa các trục quay

Khớp nối đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thụ rung động và điều chỉnh sai lệch giữa các trục quay, góp phần duy trì sự ổn định và tuổi thọ của hệ thống cơ khí. Các loại khớp nối đàn hồi hoặc khớp nối mềm thường có khả năng bù sai lệch song song, lệch góc và sai lệch trục dọc lên đến vài độ hoặc vài milimet tùy loại, giúp tiếp nhận và giảm thiểu rung động lên đến 20-30%. Điều này làm giảm đáng kể mài mòn ổ trục và các chi tiết truyền động, đồng thời hạn chế tiếng ồn và tăng độ bền của máy móc. Ngoài ra, khớp nối hấp thụ các xung lực đột ngột và dao động mô-men xoắn, bảo vệ hệ thống tránh bị quá tải hoặc hư hại trong quá trình vận hành. 

• Bảo vệ máy móc khỏi hư hỏng và kéo dài tuổi thọ thiết bị

Các loại khớp nối cao cấp có khả năng hấp thụ rung động và sốc lực lên đến 30%, giúp giảm tải trọng trực tiếp lên các bộ phận chính của máy móc, từ đó giảm thiểu các lỗi hư hỏng do quá tải hoặc dao động không đều. Đặc biệt, các khớp nối đàn hồi hoặc mềm có khả năng giảm chấn đến 40%, giúp hạn chế rung lắc gây mài mòn sớm các ổ trục, bạc đạn và trục quay.

• Hạn chế các vấn đề do nhiệt sinh ra hoặc tĩnh điện trong quá trình làm việc

Khi hai trục quay truyền động có tốc độ cao, ma sát và nhiệt lượng sinh ra có thể dẫn đến biến dạng chi tiết hoặc làm giảm hiệu suất vận hành. Các loại khớp nối có khả năng cách nhiệt và dẫn điện tốt giúp giảm nhiệt tích tụ, kiểm soát nhiệt độ bề mặt chi tiết ở mức dưới 60°C, từ đó ngăn ngừa hiện tượng giãn nở không đều và mất cân bằng hệ thống. Đồng thời, khớp nối được làm từ vật liệu dẫn điện hoặc có lớp phủ chống tĩnh điện giúp xả nhanh các điện tích phát sinh trong quá trình chuyển động, giảm nguy cơ phóng điện tĩnh, bảo vệ các thiết bị điện và điện tử liên quan trong hệ thống.

• Phục vụ đa dạng ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp

Khớp nối được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp nhờ tính linh hoạt và khả năng chịu tải đa dạng. Trong ngành công nghiệp ô tô, khớp nối chịu được mô-men xoắn từ vài chục đến vài trăm Newton mét, phục vụ truyền động các hệ thống bánh răng và động cơ. Trong ngành chế tạo máy móc, khớp nối có thể chịu tốc độ quay lên đến 6000 vòng/phút và mô-men xoắn cao, phù hợp với máy công cụ và dây chuyền tự động hóa. Ngành năng lượng và dầu khí sử dụng khớp nối chịu được áp suất và tải trọng lớn, kết hợp khả năng chống rung động mạnh, đảm bảo vận hành ổn định trong điều kiện khắc nghiệt. Ngoài ra, khớp nối còn được dùng trong các hệ thống băng tải, máy bơm, quạt công nghiệp với các kích thước và công suất đa dạng từ vài kW đến hàng trăm kW.

Cấu tạo chung của khớp nối trục

Tùy loại khớp nối (cứng, mềm, thủy lực, đĩa...) mà cấu tạo chi tiết của các loại khớp nối sẽ khác nhau nhưng về cơ bản sẽ bao gồm những bộ phận chính:

• Lỗ trục (bore): Phần trung tâm để chèn và giữ trục của thiết bị vào khớp nối.
• Thân khớp nối (hub): Bộ phận chính kết nối hai trục cơ khí với nhau, thường làm từ thép hoặc kim loại bền chắc.
• Cơ cấu kết nối: Bao gồm các chi tiết như then, chốt, ốc vít hoặc các bộ phận đàn hồi (cao su, lò xo) để cố định và liên kết các bộ phận với nhau, đồng thời cho phép bù sai lệch vị trí hoặc góc giữa các trục
• Ở một số loại khớp nối khác còn có vỏ bọc để bảo vệNcác bộ phận bên trong khỏi bụi bẩn, nước hoặc các tác nhân môi trường khác.

Các loại khớp nối coupling phổ biến

Khớp nối coupling được phân loại thành nhiều model khác nhau, mỗi loại có cấu tạo và ứng dụng riêng biệt nhằm đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật đa dạng như truyền momen, bù sai lệch trục và giảm rung động. Dưới đây là tổng quan về các model phổ biến của các loại khớp nối:

1. Khớp nối trục cứng

Khớp nối trục cứng là loại khớp nối kết nối trực tiếp hai trục với nhau mà không có phần tử đàn hồi hoặc bù lệch, giúp truyền mô-men xoắn một cách chắc chắn và ổn định. Một số model: D16*L20, D20*L25, D20*L30, D25*L30, D25*L35, D32*L40, D40*L45, D40*L50, D45*L60, D50*L55.

Ảnh khớp nối trục cứng

2. Khớp nối trục linh hoạt

Khớp nối linh hoạt là khớp nối truyền công suất từ trục này sang trục khác, có khả năng bù trừ lên đến 1,5 độ và một số lệch song song. Khớp nối được thiết kế bao gồm đĩa bằng thép nằm giữa hai mặt bích giúp truyền động momen lớn hơn, cứng vững hơn làm bằng vật liệu inox cho phép độ linh hoạt cao.

Một số loại khớp nối linh hoạt phổ biến trên thị trường: khớp nối linh hoạt LMZ-I, LMZ-II, khớp nối mềm linh hoạt D25, khớp nối linh hoạt dạng hàm DRJT, DBJ11 YHD.

Ảnh khớp nối trục linh hoạt

3. Khớp nối ly hợp

Khớp nối ly hợp sử dụng bánh răng để truyền động giữa hai trục, kết hợp sự chính xác của khớp cứng và tính đàn hồi của khớp linh hoạt. Một số mẫu khớp nối ly hợp phổ biến trên thị trường: Khớp nối YOXm-750, Khớp ly hợp thuỷ lực FLUDEX

Ảnh khớp nối ly hợp

4. Khớp nối đĩa

Khớp nối đĩa là loại khớp nối 3 thành phần được làm hoàn toàn bằng thép, trong đó hai trục hub sẽ được kết nối với nhau thông qua nối dài spacer và các đĩa thép.

Loại khớp nối này thường được sử dụng trong các máy trộn, máy khấy, máy bơm chìm, máy sản xuất giấy,..

Ảnh khớp nối đĩa

5. Khớp nối bánh răng (grid coupling)

Khớp nối răng sẽ bao gồm 3 bộ phận chính: 2 vỏ bọc có nhiệm vụ giữ liên kết 2 cùi khớp nối và 1 bộ ốc vít lại với nhau. Phần bên trong vỏ bọc sẽ có các rãnh đều nhau và nó sẽ tương thích với cách răng ở cùi trục và có đệm ngăn rò rỉ chất bôi trơn.

Về công dụng: ứng dụng truyền tải trọng từ thiết bị truyền động đến thiết bị nhận truyền động, dùng trong các ứng dụng bơm, quạt, máy nén khí, máy cắt.

Ảnh khớp nối răng

6. Khớp nối lò xo (khớp nối lưới, grid coupling)

Khớp nối lò xo là loại khớp nối cơ khí sử dụng lò xo xoắn hoặc lò xo dạng đĩa làm bộ phận truyền lực giữa hai trục. Nhờ đặc tính đàn hồi của lò xo, khớp nối này có thể hấp thụ rung động, giảm chấn và bù sai lệch trục (lệch góc, lệch song song hoặc lệch trục dọc).

Ứng dụng khớp nối lò xo: Dùng trong máy CNC, máy in, máy đóng gói và các hệ truyền động cần độ chính xác, giảm rung và bảo vệ linh kiện.

Ảnh khớp nối lò xò

7. Khớp nối ba chấu

Điểm nổi bật: Khớp nối ba chấu có thiết kế đơn giản, dễ tháo lắp và có khả năng truyền mô-men xoắn ổn định. Loại này cũng giúp bù lệch trục nhỏ và làm giảm rung động trong hệ thống.

Một số mẫu khớp nối ba chấu thương hiệu Rexnord và Lovejoy nổi tiếng với độ bền cao và đa dạng kích cỡ phục vụ nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau.

Ảnh khớp nối ba chấu

8. Khớp nối nylon

Khớp nối nylon nhẹ, cách điện tốt và có khả năng giảm chấn rung hiệu quả. Đây là lựa chọn phổ biến trong các thiết bị điện và máy công cụ nhỏ.

Mẫu nổi bật: Khớp nối nylon RS Pro và SDP/SI nylon coupling được sử dụng rộng rãi nhờ giá thành hợp lý và hiệu suất cách điện tốt.

Ảnh khớp nối nylon

9. Khớp nối cardan (khớp nối vạn năng, khớp nối các đăng, khớp dạng khuỷu)

Khớp nối cardan có khả năng chịu lệch góc lớn (đến khoảng 45 độ) và truyền tải mô-men xoắn ổn định. Loại này phù hợp với các hệ thống truyền động có sự không đồng trục và chuyển động phức tạp.

Khớp nối cardan Spicer và Neapco là những model được ứng dụng rộng rãi trong ô tô, máy nông nghiệp và máy công nghiệp.

Ảnh khớp nối cardan

10. Khớp nối cao su - Khớp nối đàn hồi (jaw coupling - flexing coupling)

Khớp nối cao su có tính đàn hồi cao, giảm rung và chống sốc hiệu quả. Loại này làm tăng tuổi thọ của hệ thống truyền động bằng cách hấp thụ các va đập và sai lệch nhẹ. Một số mẫu khớp nối cao su Fenner và Lovejoy Gen III là những lựa chọn hàng đầu, phổ biến trong ngành chế tạo máy và băng tải.

Ảnh khớp nối cao su

11. Khớp nối thủy lực

Khớp nối thủy lực vận hành êm ái, giảm rung động và có khả năng truyền mô-men lớn với sự linh hoạt cao. Loại này phù hợp cho các hệ truyền động tải nặng, cần gia tốc mềm mại. Khớp nối thủy lực Voith và Rexroth là những thương hiệu uy tín trong lĩnh vực thủy lực, được sử dụng trong các máy móc công nghiệp nặng như máy ép, máy trộn.

Ảnh khớp nối thủy lực

12. Khớp nối bánh xe cao su (khớp nối cao su chống rung)

Khớp nối bánh xe cao su (còn gọi là khớp nối cao su chống rung) là loại khớp nối đặc biệt được thiết kế với bánh xe làm từ cao su tổng hợp, có khả năng giảm chấn và hấp thụ rung động hiệu quả trong hệ truyền động. Khớp nối này có thể chịu được moment xoắn lên đến khoảng 19.600 Nm và tốc độ quay đến 5.000 vòng/phút, đồng thời cho phép sai lệch trục lớn mà không ảnh hưởng đến hiệu suất truyền động. Các bánh xe cao su giúp tạo độ đàn hồi, làm giảm đáng kể rung động, tiếng ồn và dao động mô-men xoắn trong quá trình vận hành. Thiết kế cho phép tháo lắp nhanh chóng, thay thế bánh xe cao su mà không cần di chuyển thiết bị, giúp giảm thời gian dừng máy và chi phí bảo trì.

Khớp nối bánh xe cao su còn có khả năng chống dầu, chống nước, chống bụi, cách điện và chịu nhiệt tốt, phù hợp cho các ứng dụng trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt như máy nén khí, máy bơm nước và hệ thống băng tải.

Như vậy bài viết trên đã giúp bạn giải đáp khớp nối là gì? Cấu tạo phân loại chi tiết nhất. Việc nắm rõ những thông tin này sẽ giúp cho bạn lựa chọn được loại khớp bối phù hợp với máy móc của mình để vận hành hiệu quả hơn. Nếu bạn có nhu cầu mua khớp nối thì hãy liên hệ Kỷ Nguyên Máy qua hotline 077. 209. 8686 để được nhân viên tư vấn chi tiết nhé.