什麼是馬達法蘭

什麼是馬達法蘭？ B5、B14 和 NEMA C 型法蘭安裝的完整工程指南

簡答：

馬達法蘭是驅動端上經過精密加工的圓盤狀安裝面，無需單獨的底座或對準裝置，即可直接同軸螺栓固定到泵浦或齒輪箱上。它帶有用於定心的精密定位銷（導引銷/定位銷）以及節圓直徑 (PCD) 上的安裝孔。標準 IEC 60034-7 透過IM代碼定義法蘭安裝： IM B5 （大法蘭，通孔 = FF） IM B14 （小法蘭，螺紋孔 = FT）；尺寸符合 IEC 60072 標準。北美同等規格為： NEMA C 面 （螺紋）和 D型法蘭 （透過）每 無 MG 1. 電機訂購中最常見的錯誤是選錯了法蘭類型。

內容

1. 什麼是馬達法蘭？ （定義）
2. 法蘭安裝的工作原理：逐步詳解
3. 馬達法蘭類型比較（IEC 60034-7）
4. IEC法蘭與NEMA法蘭（全球採購）
5. FF 和 FT 法蘭標識詳解
6. 馬達法蘭工程資料：公差、載重和公式
7. 法蘭式馬達的最佳應用
8. 如何選擇合適的馬達法蘭：逐步指南
9. 馬達法蘭常見的工程錯誤
10. 馬達法蘭故障排除表
11. 為什麼選擇 Greensky 的法蘭式馬達？
12. 相關閱讀
13. 參考
14. 常見問題解答

什麼是馬達法蘭？ （定義）

一個 馬達法蘭 法蘭盤是馬達驅動端 (DE) 上的一個扁平的機械加工環或板，用於替代或補充傳統的安裝腳。法蘭盤安裝的馬達不是放置在底座上，而是固定在驅動端。 面對面 安裝到驅動設備上。由於法蘭及其軸頸與軸承座在同一工序中加工而成，馬達軸最終會自動與配合孔同心，因此無需現場對準。

每個馬達法蘭都由三個功能特徵構成，了解這些特徵是選擇正確零件的關鍵：

1. 龍頭（導流槽/計量槽/插口）

這 水龍頭 是一個與軸同心的短圓柱形肩部。它插入齒輪箱或泵殼體上的相應凹槽中，起到實際的定心作用——螺栓僅起到夾緊作用。 IEC 稱之為軸頸或導引件；NEMA 稱之為… 榫槽 或註冊（維度） 和）。其與軸的同心度在嚴格公差範圍內。 IEC 60072-1。

2. 安裝孔和節圓直徑（PCD）

螺栓孔位於 節圓直徑（PCD）也稱為螺栓圓直徑 (BCD) 或 NEMA 英語. 這些孔要么是 通孔 — 將螺栓穿過法蘭進入有螺紋的機器外殼（IEC）。 FF / 沒有任何 D型法蘭） – 或者 螺紋孔 — 從機器側將螺栓旋入馬達面板（IEC）。 FT / 沒有任何 C面）。

3. 法蘭外徑和厚度

這些參數決定了包絡線和載重路徑。在大型 FF/B5 法蘭上，外徑為 比馬達本體大對於小型FT/B14法蘭，其厚度通常等於或小於法蘭本體。法蘭必須承受馬達全部懸臂重量和扭力反作用力，因此其厚度是結構尺寸，而非外觀尺寸。

法蘭安裝的工作原理：逐步詳解

1. 插口插入殼體孔中。 加工出的導引直徑與變速箱、幫浦轉接器或支架的配合凹槽緊密配合（通常為 h7/H8）。這可以確定馬達的徑向位置，並使馬達軸線與從動軸軸線重合。
2. 臉部平整。 經加工的法蘭面與機器面垂直接觸，決定軸向位置與垂直度（軸與安裝面的垂直度）。
3. 耦合器接合。 由於軸現在已由軸頸預先對準，因此無需使用千分錶對準即可連接剛性聯軸器或短柔性聯軸器，或直接透過花鍵/鍵連接變速箱輸入。
4. 螺栓夾緊。 PCD上的螺栓透過鎖緊扭力產生夾緊力，以抵抗馬達的重量和反作用扭力。夾緊力，而不是鬆動配合產生的摩擦力，使連接處保持剛性： F = T / (K·d)其中 T 為螺栓扭矩，d 為螺栓直徑，K 為螺帽係數（乾鋼約 0.2）。
5. 載重透過法蘭傳遞。 馬達的重量和振動通過法蘭環傳遞到機器結構中——這就是為什麼法蘭的同心和剛度直接影響軸承壽命和振動的原因。

最終得到的是一種結構緊湊、自動調心、不佔用地面空間的驅動裝置。正因如此，近耦合泵、減速機和OEM設備大多採用法蘭式電機，而不是底座式電機。

馬達法蘭類型比較（IEC 60034-7）

IEC 60034-7 為每種安裝方式分配了一個 IM（國際安裝）代碼. 以下四個與法蘭相關的代碼幾乎涵蓋了所有工業法蘭馬達。其中最重要也是最容易混淆的差異是： B5 與 B14B5 有通孔（螺栓穿過法蘭），而 B14 有螺紋孔（螺栓旋入法蘭）。

垂直型（軸向下 = V1，軸向上 = V3/V18）使用相同的法蘭，但需要推力軸承，並且在戶外使用時需要防雨罩。有關底座安裝式的比較，請參閱我們的指南。 交流電機與直流電機。

IEC法蘭與NEMA法蘭（全球採購）

北美設備使用 NEMA MG 1 術語，而不是 IM 代碼。功能上它們完全對應，但尺寸和機架號不同，因此 IEC B5 馬達將 不是 無需適配器即可將螺栓固定到 NEMA D 法蘭外殼上。

FF 和 FT 法蘭標識詳解

根據IEC 60072-1標準，法蘭的命名由其類型字母加上後綴組成。 節圓直徑（毫米）. 所以 FF265 指 PCD 為 265 毫米的通孔 (FF) 法蘭； FT115 指帶螺紋孔（FT）且節圓直徑（PCD）為 115 毫米的法蘭。下表列出了常見的 IEC 框架尺寸及其對應的標準法蘭。

軸頸直徑“N”是導引定位值，殼體孔徑必須與之匹配。數值遵循IEC 60072-1標準；加工配合零件前，請務必參考製造商提供的具體數據手冊進行確認。

馬達法蘭工程資料：公差、載重和公式

法蘭看似簡單，但其性能卻受制於嚴格的幾何公差和實際的機械載重路徑。能否準確掌握這些參數，是確保驅動系統無振動運行，避免軸承過早失效的關鍵所在。

同心度和跳動公差（IEC 60072-1）

IEC 60072-1 定義了插口和端面的兩種公差等級： 正常值 (N) 和 減少 (R) 適用於精密應用。在以下範圍內（總指示讀數，TIR），插銷必須與軸同心，且安裝面必須垂直於軸：

超過這些值，軸將相對於驅動孔偏心運行，每轉一圈就會注入一次徑向力，從而縮短軸承 L10 的壽命並增加振動。

法蘭安裝驅動裝置的關鍵公式

• 螺栓夾緊載重： F = T / (K · d) —夾緊力 F 由扭力 T、螺栓直徑 d 和螺帽係數 K 決定（在乾態下約為 0.20，潤滑後約 0.15）。扭矩不足的法蘭螺栓會導致連接處在振動下微動和鬆動。
• 法蘭上的反作用扭力： T = P × 9550 / n （牛頓米），其中功率 P 的單位為千瓦 (kW)，轉速 n 的單位為轉/分 (rpm)。這是法蘭螺栓系統在啟動和失速時必須承受的扭力。
• 螺栓因反作用扭矩而剪切： F_螺栓 = 2T / (n_b · PCD） — 每個螺栓的切向負荷，其中 n_b 螺栓位於節圓直徑上。節圓直徑越大，每個螺栓的負荷越小。
• 懸臂梁在法蘭上彎曲： M = W · L_CG —電機重量W作用於其重心距離L處。_CG 從法蘭面來看；這就是大型馬達喜歡 B35（底座 + 法蘭）而不是單獨的 B5 的原因。
• 軸承 L10 壽命： L10h = (10⁶ / 60n) · (C/P)³ 對於滾珠軸承而言，法蘭配合不良導致的不對中會增加等效負荷 P，並使軸承壽命呈立方級下降（見圖）。 SKF軸承計算器）。

範例

一台 7.5 kW、1450 rpm 的 B5 電機，安裝在 FF265 法蘭（PCD 265 mm，4 個螺栓）上：反作用扭矩 T = 7.5 × 9550 / 1450 ≈ 49牛頓·米. 每個螺栓的切向載重 F_螺栓 = 2 × 49 / (4 × 0.265) ≈ 92N ——尺寸較小，因此螺栓的尺寸是根據夾緊/振動而非剪切力來決定的。這證實了為什麼 正確的預緊扭矩比螺栓數量更重要。 適用於大多數法蘭式馬達。

材料和典型熱極限

法蘭材質包括鑄鐵（重型剛性）、鋁（輕型OEM框架）或焊接/不銹鋼（可沖洗）。隔熱等級決定了法蘭傳遞到驅動機械的表面熱： B級130°C，F級155°C，H級180°C 每 IEC 60034-1 — 當塑膠幫浦適配器與高溫馬達法蘭接觸時，此問題尤其重要。

法蘭式馬達的最佳應用

如何選擇合適的馬達法蘭：逐步指南

1. 確認標準。 IEC（公制，IM 代碼）還是 NEMA（英制，C/D 面）？這取決於您現有的機器，而非個人偏好。
2. 閱讀配對外殼。 測量凹槽孔徑（必須與馬達插口直徑 Ø N / AK 相等）和螺栓圓直徑 (PCD / AJ)。這兩個數值定義了法蘭的尺寸。
3. 確定孔的類型。 螺栓是否通過 透過 將法蘭連接到帶螺紋的殼體（B5/D型法蘭，FF）或螺紋上 進入 馬達端面（B14/C型端面，FT）？這是最常見的錯誤—請用照片或螺紋規進行核對。
4. 匹配框架和軸。 法蘭 PCD 與機架尺寸相關；也要確認軸的直徑、長度和鍵槽，以便聯軸器能夠安裝。
5. 檢查載荷方向。 馬達功率大、振動大或懸臂負載過大？與其僅依靠法蘭螺栓，不如昇級到 B35（底座 + 法蘭）。
6. 指定公差等級。 精密主軸或高速幫浦需要降低同心度 (R) 等級，而不是正常同心度 (N) 等級。
7. 選擇材料和外殼。 鑄鐵適用於工業剛性，不銹鋼適用於可沖洗，鋁適用於輕型 OEM；然後選擇 IP/外殼等級。

馬達法蘭常見的工程錯誤

• 混淆了B5和B14。 它們外觀相似，但B5法蘭帶有間隙孔，而B14法蘭則帶有螺紋孔。如果將B14法蘭誤訂為B5法蘭，則無法安裝。這是最常見的法蘭訂購錯誤。
• 匹配 PCD 但忽略水龍頭。 兩個法蘭可以共用一個螺栓圓週，但導引直徑不同——馬達將無法對中。務必確保插口直徑（N）一致（AK）。 和 PCD（AJ）。
• 混用IEC和NEMA標準。 IEC B5 法蘭無法安裝到 NEMA D 法蘭外殼上；公制/英制尺寸不同。請使用轉接板或訂購符合正確標準的法蘭。
• 裸露的 B5 法蘭過載。 對於重載或懸臂負載，僅使用法蘭連接會導致法蘭螺栓受力過大，並使安裝面彎曲。建議升級到 B35 型法蘭。
• 螺栓扭力不足。 夾緊力不足會導致接頭在振動下微動、鬆動和移位。扭力應依規定值設定，計算公式為 F = T/(K·d)。
• 強制垂直安裝。 在沒有推力額定軸承（以及室外防雨罩）的情況下，將水平 B5 馬達軸向下轉動會導致軸承過早失效。
• 龍頭/面板上有油漆或毛邊。 污染會破壞平面接觸和同心配合，重新引入法蘭原本要消除的錯位。

馬達法蘭故障排除表

為什麼選擇 Greensky 的法蘭式馬達？

自2011年以來， 綠天能源 已設計 無刷直流電機， 有刷直流電機步進電機，以及 變速箱 我們為遍佈50多個國家的OEM客戶提供精密加工的法蘭。當安裝介面必須一次正確無誤時，我們的工程師會與您共同確定法蘭的特定規格—包括插口、PCD、公差等級和標準。

• 兩種標準： IEC B5/B14/B35 和 NEMA C 型法蘭/D 型法蘭，以及客製化導引直徑。
• 精密加工： 插口同心度和端面垂直度符合 IEC 60072-1 標準。
• 整合驅動器： 馬達和變速箱以配套法蘭組件的形式提供——無需猜測適配器。
• 100% 測試： 每台設備均經過運轉測試；運轉時間和振動情況均已驗證。
• 標準符合性： 設計符合 IEC 60034 / NEMA MG 1 標準；通過 ISO、CE 認證。
• OEM/ODM支援： 透過北美和歐洲的 United Motion Inc. 提供全面的工程技術支援。

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參考

1. IEC 60034-7， 旋轉馬達－依結構類型、安裝方式和接線盒位置分類（IM 代碼）. https://webstore.iec.ch/publication/2765
2. IEC 60072-1， 旋轉馬達的尺寸和輸出系列－機架號56至400，法蘭號55至1080. https://webstore.iec.ch/publication/351
3. IEC 60034-1， 旋轉馬達－額定值和性能. https://webstore.iec.ch/publication/60034-1
4. 沒有 MG 1， 馬達和發電機 （C型面，D型法蘭，AJ/AK尺寸）。https://www.nema.org/standards/view/motors-and-generators
5. NEMA MG 1-2009（全文，law.resource.org）。https://law.resource.org/pub/us/cfr/ibr/005/nema.mg-1.2009.pdf
6. ABB， 低壓馬達－安裝方式和IM代碼 （技術指南）https://new.abb.com/motors-generators/iec-low-voltage-motors
7. 西門子 SIMOTICS 通用馬達 — 結構/安裝類型. https://www.siemens.com/global/en/products/drives/electric-motors.html
8. SKF， 軸承額定壽命 (L10) 和安裝/對準指南. https://www.skf.com/group/support/engineering-tools/bearing-calculator
9. IEEE 標準 112， 多相感應馬達和發電機的測試程序. https://standards.ieee.org/ieee/112/4703/
10. 美國能源部 馬達系統－節能計畫（10 CFR 第 431 部分）. https://www.energy.gov/eere/motors

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