萬向聯軸器選型重點：正確扭矩計算避免設備振動與使用壽命下降

嗯...今天要來聊一下萬向聯軸器的選型。這東西...說真的，很多人覺得不就是個連接件，能轉、尺寸對了就好。但...事情沒那麼簡單。我處理過很多案子，設備振個不停，軸承一直壞，換了半天，最後才發現...源頭是聯軸器選錯了。而且，十之八九，都是扭矩算錯了。

所以，對，今天不講太多複雜的理論，就講講這個扭矩計算，到底錯在哪裡，又該怎麼把它...嗯...算對。

先說結論，重點一句話

你的計算扭矩（Tc）...絕對不能只用馬達銘牌上的功率去算。一定要把「工況係數 (K)」這個東西想清楚，不然選出來的聯軸器，不是壽命比預期的短，就是...嗯...讓整台機器跟著你一起抖。

為什麼會算錯？大家常掉的幾個坑

我看過的錯誤...真的很多，但歸納起來，大概就這幾種。很多人，真的...太相信公式了。公式 `T = 9550 * P / n` 大家都會背，但魔鬼都在你看不到的地方。

第一個坑，就是功率 `P` 亂代。你是不是直接看馬達上寫多少 kW 就用多少？嗯...如果你的負載很平穩，像風機、水泵這種，那還好。但如果是那種走走停停、有瞬間衝擊的設備，比如輸送帶突然啟動、或是軋鋼機那種，你用平均功率去算，那肯定出事。那個瞬間的峰值扭矩，可能...是平均的好幾倍。聯軸器就是被那個瞬間的衝擊打壞的。

第二個坑，工況係數 `K` 值...憑感覺給。很多型錄會給你一個表，什麼負載配什麼K值。但那個都只是參考。比如說，國外的資料，像一些德國大廠 GKN 的手冊，他們會把工況分得非常細。但我們在台灣，有時候為了方便，或是供應商給的資料比較簡化，可能就...大概抓個 1.5 或 2.0。這就很危險。你的啟動頻不頻繁？是不是正反轉？環境有沒有腐蝕性？這些都會影響K值，不是一個「中等衝擊」就能概括的。

第三個，也是最常被忽略的...轉速跟角度的影響。萬向聯軸器，它...它不是等速的。只要有角度，就會產生一個不均勻的轉速，角度越大，這個不均勻就越嚴重，然後就變成振動。有個國外的資料就提到一個經驗法則，轉速 (rpm) 乘以你的工作角度 (β)，這個值最好不要超過 10,000。很多人選型時只看了扭矩，根本沒把這件事放進去。結果呢？扭矩是夠，但轉起來...整台機器都在共振。

那...到底要怎麼算才對

好，抱怨完了，來講講...我自己覺得比較保險的作法。這不是最快的，但是...能讓你睡得比較安穩。

首先，忘掉那個單純的理論扭矩 `T`。你要把重點放在「計算扭矩 (Tc)」跟「疲勞壽命」這兩件事上。

第一步，是誠實地評估你的工況。不要再憑感覺了。拿出你的設備操作SOP，去看：

一小時內啟動幾次？有沒有緊急煞車？
負載是平順的，還是像石頭掉下來那樣，突然一下？
馬達本身是變頻的還是全速運轉？變頻馬達在低轉速時扭矩特性不一樣。
有沒有正反轉？那個衝擊是雙倍的。

把這些問題想清楚，再去查表，選一個...嗯...比較接近的 `K` 值。寧可選大，不要選小。這點國內外的原則都一樣，只是國外手冊分得更細。

第二步，用 `Tc = T * K` 算出計算扭矩。這個 Tc，必須小於你選的聯軸器型錄上的「額定扭矩 (Tn)」。這是最基本的強度校核，確保它不會當場被打斷。

但這樣就夠了嗎？不...不夠。這只保證了它「不會馬上壞」。

第三步，你要考慮「壽命」。這點在很多比較好的國外型錄，像是 Renold 或 AISCO 的資料裡都會特別強調。他們會提供一個叫做 B-10 壽命的計算公式。這個公式會把你的「實際工作扭矩」、「轉速」還有「工作角度」全部考慮進去，然後算出一個預估的軸承工作小時數。這才是真正專業的選法。你不能只求它不會斷，你要它能用得久。在台灣，比較多廠商可能只提供額定扭矩，比較少會附上詳細的壽命計算式，這時候...你就要自己多問一句，或者，直接找有提供這些資料的品牌。

選型時，還有哪些魔鬼細節

扭矩算對了，大概就成功了八成。但還有一些小地方...會讓你的努力白費。

萬向聯軸器選型常見考量點比較
考量點	嗯...比較隨便的作法	比較龜毛（但正確）的作法
動平衡	反正轉速不高，應該沒差吧？	查清楚！只要轉速超過 300 rpm 左右，或軸本身很長，就要跟廠商要求做動平衡。不然那個離心力會製造額外振動。
安裝對心	眼睛看一下，差不多就行了。	拿雷射對心儀或至少拿千分錶。兩個萬向節叉頭必須在同一個平面上，角度也要對稱。裝歪了，神仙也救不了。
伸縮量	固定死了，應該不會動吧。	考慮熱脹冷縮跟機架的微小位移。特別是長軸，一定要選有花鍵伸縮的型式，給它一點活動的空間。不然軸承會被活活頂壞。
潤滑	出廠不是都有油了嗎？壞了再說。	定期檢查油嘴，按時補充潤滑脂。潤滑失效是軸承磨損最常見的原因，針輪軸承一磨損，間隙變大，就開始抖了。