فلنج الکتروموتور به عنوان یکی از اجزای کلیدی در نصب، اتصال و انتقال گشتاور الکتروموتور به تجهیزات صنعتی، نقش بسیار مهمی در عملکرد پایدار و ایمن سیستم دارد. آشنایی با انواع فلنج‌ها و استانداردهای رایج آن‌ها، به انتخاب صحیح و جلوگیری از خطاهای نصب کمک شایانی می‌کند.
فلنج الکتروموتور چیست؟
فلنج الکتروموتور (Motor Flange) قطعه‌ای مکانیکی و اتصال‌دهنده است که به‌صورت صفحه‌ای دایره‌ای یا مستطیلی در قسمت جلویی یا پشتی بدنه الکتروموتور نصب می‌شود و وظیفه اصلی آن، ایجاد یک واسط دقیق، پایدار و مهارشده برای اتصال الکتروموتور به تجهیزات مکانیکی دیگر مانند گیربکس، پمپ، فن یا سیستم‌های انتقال قدرت است؛ به‌طوری‌که هم مرکزیت محور الکتروموتور را به‌درستی حفظ کند و هم لرزش، گشتاور و نیروهای ناشی از دوران شفت را به‌صورت یکنواخت به سازه یا دستگاه منتقل نماید.
فلنج‌ها معمولاً دارای سوراخ‌های استاندارد برای پیچ‌کردن (bolt holes) و سطوح تماس صاف یا پله‌دار (spigot) هستند که امکان نصب دقیق، بدون لقی و هم‌محور با سایر اجزا را فراهم می‌سازند. این قطعه با طراحی‌های مختلف (از جمله فلنج‌های دایره‌ای نوع B5 یا مربعی نوع B14) و بر اساس استانداردهای بین‌المللی IEC یا NEMA تولید می‌شود تا با انواع کاربردها و نیازهای صنعتی سازگار باشد.
اهمیت فلنج در الکتروموتورها تنها به اتصال مکانیکی ختم نمی‌شود؛ بلکه نقش بسیار مهمی در پایداری عملکرد دینامیکی، افزایش عمر یاتاقان‌ها، کاهش استهلاک شفت، و جلوگیری از انحراف محور در سرعت‌های بالا دارد. به همین دلیل، انتخاب فلنج مناسب از نظر نوع، اندازه، موقعیت نصب و استاندارد ساخت، یکی از عوامل کلیدی در تضمین عملکرد بهینه و ایمن الکتروموتور در سیستم‌های صنعتی محسوب می‌شود.
ما در این مقاله در رابطه با اینکه الکتروموتور چیست؟ همچنین انواع و نحوه عملکرد آن صحبت کرده ایم.
انواع فلنج الکتروموتور
فلنج‌های الکتروموتور بر اساس شکل هندسی، نحوه نصب، نوع اتصال به بدنه موتور، موقعیت سوراخ‌ها، استاندارد بین‌المللی ساخت، و ابعاد فیزیکی به چندین دسته تقسیم می‌شوند که هر کدام کاربرد خاصی در صنایع مختلف دارند؛ و انتخاب صحیح آن‌ها بر اساس شرایط نصب، نوع بار مکانیکی، فضای در دسترس، و طراحی کلی سیستم مکانیکی بسیار حائز اهمیت است. در استاندارد IEC که یکی از رایج‌ترین مراجع در زمینه طراحی الکتروموتورهاست، فلنج‌ها به چند مدل اصلی تقسیم می‌شوند:
1. فلنج نوع B3 (پایه‌دار، بدون فلنج)
اگرچه این مدل از نظر فنی جزو فلنج‌دارها محسوب نمی‌شود، اما لازم است به آن اشاره شود زیرا در بسیاری از الکتروموتورها به‌عنوان پایه‌دار (foot-mounted) شناخته می‌شود. در این نوع موتور، اتصال به شاسی یا فریم ماشین‌آلات با استفاده از پایه‌های ریخته‌گری شده در طرفین بدنه انجام می‌گیرد و فلنجی برای نصب جلویی یا عقبی وجود ندارد.
2. فلنج نوع B5 (فلنج بزرگ دایره‌ای)
الکتروموتورهای فلنج‌دار نوع B5 دارای یک صفحه دایره‌ای بزرگ با قطر زیاد در قسمت جلویی خود هستند که دارای سوراخ‌های پیچ در محیط دایره فلنج بوده و معمولاً برای نصب‌های سنگین‌تر، دقیق‌تر و هم‌محورتر در صنایع پمپ‌سازی، کمپرسورها، گیربکس‌های صنعتی و فن‌های بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع فلنج، نصب قوی، بدون لقی و پایدار را فراهم کرده و انتخاب ایده‌آلی برای کاربردهای با توان بالا یا شرایط لرزشی زیاد است.
3. فلنج نوع B14 (فلنج کوچک یا فلنج فشرده)
فلنج نوع B14 به عنوان یک فلنج با ابعاد جمع‌وجورتر و طراحی فشرده‌تر نسبت به B5 شناخته می‌شود که سوراخ‌های پیچ آن در نزدیکی مرکز دایره و نزدیک‌تر به شفت خروجی قرار دارند. این فلنج بیشتر در کاربردهای سبک‌تر، تجهیزات با فضای محدود، ماشین‌آلات کوچک، اتوماسیون صنعتی، و نصب‌های داخلی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ابعاد کوچکتر و وزن کمتر این نوع فلنج، آن را برای مصارف عمومی با دقت نصب بالا اما بارهای متوسط مناسب کرده است.
4. فلنج نوع B34 (ترکیبی از B5 و B14)
نوع B34 ترکیبی از هر دو فلنج B5 و B14 است، به این معنی که فلنج دارای سوراخ‌های نصب هم در محیط بیرونی به سبک B5 و هم در محدوده داخلی به سبک B14 می‌باشد. این طراحی دوگانه باعث افزایش انعطاف‌پذیری در نصب موتور شده و امکان استفاده در سیستم‌های مختلف با شرایط نصب متفاوت را فراهم می‌سازد. بسیاری از سازندگان گیربکس یا پمپ، این نوع فلنج را برای پوشش گسترده‌تر نیازهای نصب ترجیح می‌دهند.
5. فلنج نوع V1 و V3 (نصب عمودی با فلنج بالا یا پایین)
فلنج‌هایی که برای نصب عمودی الکتروموتور طراحی شده‌اند، تحت نام‌های استاندارد V1 (فلنج در بالا، شفت به سمت پایین) و V3 (فلنج در پایین، شفت به سمت بالا) شناخته می‌شوند. این نوع نصب در پمپ‌های عمودی غوطه‌ور، فن‌های مکنده یا دستگاه‌هایی که نیاز به فضای افقی ندارند، رایج است. فلنج در این نوع موتورهای عمودی باید تحمل وزن خود موتور و بار محوری وارده را نیز داشته باشد، بنابراین طراحی آن‌ها بسیار مهندسی‌شده و مستحکم است.
شما می توانید در این مقاله با انواع فلنج ترموکوپل نیز آشنا شوید.
استانداردها و ابعاد فلنج‌های الکتروموتور
در طراحی و ساخت فلنج‌های الکتروموتور، از مجموعه‌ای از استانداردهای بین‌المللی بهره گرفته می‌شود که هدف آن‌ها یکسان‌سازی ابعاد، موقعیت سوراخ‌های نصب، قطر شفت، موقعیت خار (Keyway)، طول بیرون‌زدگی شفت و سایر پارامترهای کلیدی مکانیکی است؛ تا امکان تطابق و نصب متقابل بین موتورها و تجهیزات صنعتی مختلف فراهم گردد. مهم‌ترین و رایج‌ترین استانداردهای مرجع برای فلنج‌های الکتروموتور، به‌ویژه در سطح جهانی، شامل موارد زیر می‌باشند:
استاندارد IEC 60072 (DIN EN 50347)
یکی از مهم‌ترین و پراستفاده‌ترین استانداردها در طراحی ابعاد فریم، فلنج، موقعیت سوراخ‌ها و اندازه شفت برای الکتروموتورهای صنعتی، استاندارد IEC 60072-1 است که به‌صورت گسترده‌ای در اروپا، آسیا و بسیاری از کشورهای تولیدکننده موتور به‌کار گرفته می‌شود.
بر اساس این استاندارد، الکتروموتورها به طبقات فریمی (Frame Size) مانند 63، 71، 80، 90، 100، 112، 132، 160، 180 و بالاتر تقسیم می‌شوند. برای هر سایز فریم، ابعاد فلنج مربوطه به‌صورت دقیق تعریف شده‌اند که شامل موارد زیر است:
- قطر فلنج بیرونی (D)
- قطر سوراخ مرکزی فلنج یا شفت‌گیر (N)
- قطر دایره پیچ‌ها (P.C.D یا Pitch Circle Diameter)
- تعداد سوراخ‌های نصب (n holes)
- قطر هر سوراخ نصب (d)
- طول بیرون‌زدگی شفت از فلنج (L)
- قطر شفت خروجی (d1)
- ابعاد خار (b × h)
استاندارد NEMA MG-1 (برای بازار آمریکا)
در بازار آمریکای شمالی و موتورهای ساخت ایالات متحده، اغلب از استاندارد NEMA MG-1 برای تعیین ابعاد فریم و فلنج استفاده می‌شود که با سیستم اینچی تعریف شده و طبقات آن با کدهایی مثل NEMA 56C، 143T، 145TC، 182TC و … مشخص می‌شوند.
ابعاد فلنج در این استاندارد متفاوت با IEC است و اگرچه در بسیاری از ویژگی‌های عملکردی با استانداردهای بین‌المللی سازگارند، اما از لحاظ ابعاد سوراخ‌ها و قطر شفت، با IEC تفاوت دارند. بنابراین، هنگام انتخاب یا جایگزینی موتوری از استاندارد NEMA در یک سیستم مبتنی بر IEC (یا بالعکس)، باید تطابق فلنج به‌دقت بررسی شود.
نمونه‌ای از جدول ابعاد فلنج‌ها بر اساس IEC
| فریم سایز (Frame Size) | قطر فلنج B5 (D) | دایره سوراخ‌ها (P.C.D) | تعداد سوراخ | قطر شفت (d1) | طول شفت (L) |
|---|---|---|---|---|---|
| 63 | 115 mm | 95 mm | 4 | 11 mm | 23 mm |
| 71 | 130 mm | 110 mm | 4 | 14 mm | 30 mm |
| 80 | 165 mm | 130 mm | 4 | 19 mm | 40 mm |
| 90 | 165 mm | 130 mm | 4 | 24 mm | 50 mm |
| 100 | 215 mm | 180 mm | 4 | 28 mm | 60 mm |
| 112 | 215 mm | 180 mm | 4 | 28 mm | 60 mm |
| 132 | 265 mm | 230 mm | 4 | 38 mm | 80 mm |
نکته: ابعاد دقیق ممکن است بسته به تولیدکننده، نوع یاتاقان، یا سفارشی‌سازی فنی، تغییرات جزئی داشته باشند. همیشه به دیتاشیت رسمی تولیدکننده رجوع شود.
اهمیت پایبندی به استانداردها
رعایت دقیق استانداردهای ابعادی فلنج‌ها در طراحی، ساخت و انتخاب الکتروموتور باعث می‌شود که موتور بتواند به‌راحتی جایگزین، تعویض یا بر روی تجهیزات مختلف نصب شود بدون آن‌که نیازی به اصلاح مکانیکی، سوراخ‌کاری مجدد یا جوشکاری ناایمن باشد. این تطابق استانداردها، علاوه‌بر صرفه‌جویی در زمان نصب، باعث کاهش خطای هم‌محوری، افزایش عمر شفت و یاتاقان، و ایمنی عملکرد سیستم خواهد شد.
نحوه نصب و اتصال فلنج به الکتروموتور
اتصال فلنج به بدنه یا شاسی الکتروموتور یکی از مراحل حساس و کلیدی در فرآیند نصب الکتروموتور محسوب می‌شود، چرا که هم‌محوری دقیق مکانیکی، انتقال صحیح گشتاور، کاهش ارتعاشات، و جلوگیری از استهلاک زودهنگام یاتاقان‌ها و شفت مستقیماً به کیفیت نصب فلنج و میزان دقت در اتصالات مکانیکی بستگی دارد. فرآیند نصب فلنج (به‌خصوص در مدل‌های فلنج‌دار نظیر B5، B14 یا ترکیبی) باید طبق استانداردهای فنی و با رعایت اصول صحیح انجام شود که در ادامه به‌صورت گام‌به‌گام تشریح می‌گردد:
گام اول: بررسی اولیه قطعات و سطح فلنج
پیش از هرگونه نصب، باید وضعیت ظاهری و فنی تمامی اجزای درگیر در اتصال بررسی شود. این بررسی شامل موارد زیر است:
- بررسی صاف بودن و هم‌ترازی سطح نشیمن فلنج روی شاسی یا گیربکس.
- اطمینان از عدم وجود زنگ‌زدگی، پَرتگی، خراش، پلیسه یا آلودگی روی سطح فلنج و بدنه موتور.
- بررسی محل سوراخ‌های نصب از نظر تطابق با دایره پیچ استاندارد (P.C.D).
- اندازه‌گیری قطر شفت و طول آن برای اطمینان از تطابق با تجهیزات مقابل (کوپلینگ، گیربکس یا شفت محرک).
گام دوم: تنظیم موقعیت موتور و فلنج روی شاسی یا ماشین‌کاری
در این مرحله باید الکتروموتور به‌گونه‌ای روی شاسی یا محل نصب قرار گیرد که فلنج کاملاً با سطح مقابل تماس هم‌راستا داشته باشد. دقت در هم‌محوری (Alignment) بسیار حیاتی است:
- در مدل‌های فلنج‌دار B5، فلنج در انتهای بدنه الکتروموتور قرار دارد و از طریق سوراخ‌های تعبیه‌شده روی محیط فلنج، به صفحه مقابل (معمولاً گیربکس یا ماشین‌ابزار) پیچ می‌شود.
- در مدل‌های B14، فلنج با ابعاد کوچکتر است و در موقعیت داخلی‌تری نسبت به فلنج B5 قرار دارد.
- در موتورهای ترکیبی B35 یا B34، موتور دارای پایه و فلنج هم‌زمان است که موقعیت نصب منعطف‌تری فراهم می‌کند.
در این مرحله استفاده از شیب‌سنج دیجیتال، کولیس، ساعت اندیکاتور یا ابزار لیزری هم‌راستاساز توصیه می‌شود تا تراز دقیق موتور نسبت به تجهیزات مکانیکی تضمین شود.
گام سوم: پیچ‌کاری دقیق و گشتاور مناسب
پس از تنظیم موقعیت فلنج و قرارگیری دقیق آن بر روی سوراخ‌های نصب، عملیات پیچ‌کاری انجام می‌شود:
- از پیچ‌های با گرید مقاومتی مناسب (حداقل کلاس 8.8 برای اتصالات صنعتی) استفاده شود.
- واشر فنری یا تخت با مقاومت مناسب برای توزیع تنش توصیه می‌شود.
- ترتیب سفت‌کردن پیچ‌ها باید به‌صورت مورب (cross pattern) و با استفاده از آچار ترک‌متر (Torque Wrench) انجام شود تا تنش به‌صورت یکنواخت توزیع گردد.
- میزان گشتاور پیچ‌ها باید مطابق با توصیه دیتاشیت موتور یا جدول استاندارد گشتاور برای اندازه و کلاس پیچ استفاده شود.
نکته: در صورت استفاده از پیچ‌های با روان‌کار یا چسب رزوه (Thread Locker)، گشتاور نصب باید اصلاح شود.
گام چهارم: بررسی نهایی اتصال و تست هم‌محوری شفت
پس از پیچ‌کاری نهایی و محکم‌سازی فلنج، باید شفت موتور به دقت از نظر هم‌محوری شعاعی و محوری (Radial & Axial Alignment) بررسی شود. ابزارهای زیر برای این کار کاربردی هستند:
- ساعت اندیکاتور برای اندازه‌گیری لنگی شعاعی و محوری.
- لیزر هم‌محورکننده (Laser Shaft Alignment Tool) در کاربردهای پیشرفته صنعتی.
- تست چشمی با چرخش دستی شفت و بررسی لرزش‌های غیرعادی.
در صورتی که موتور به گیربکس، کوپلینگ یا سیستم انتقال قدرت متصل می‌شود، میزان خلاصی مجاز (Backlash) و اتصال صحیح خار (Key) نیز باید کنترل گردد.
نکات ایمنی و تخصصی
- در هنگام نصب یا باز کردن فلنج، از ابزار مناسب و عدم اعمال ضربه یا فشار موضعی خودداری شود.
- در کاربردهای خاص مانند پمپ‌های فشار بالا یا کمپرسورها، ممکن است نیاز به واشرهای آب‌بند، فلنج‌گیرهای مخصوص یا بلبرینگ‌های ضد شوک باشد.
- همواره قبل از روشن‌کردن موتور، از تثبیت کامل اتصال، سفت بودن پیچ‌ها، و هم‌راستایی دقیق اطمینان حاصل کنید.
مشاوره قبل از خرید
برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با خرید محصولات می‌توانید با شماره تلفن‌های زیر تماس بگیرید: