Przekładnia kątowa stosowana w przenośnikach taśmowych to rozwiązanie wykorzystywane wtedy, gdy potrzebne są duże przełożenia, mała prędkość wyjściowa oraz zwarta zabudowa napędu. W takich aplikacjach często stosuje się układ trzystopniowy, w którym przekładnia stożkowa zmienia kierunek napędu o 90°, a pozostałe stopnie walcowe odpowiadają za dalszą redukcję prędkości i wzrost momentu na wyjściu. Tego typu konstrukcje są szczególnie ważne tam, gdzie szerokość zespołu napędowego wpływa bezpośrednio na użyteczną szerokość taśmy przenośnika.
Najważniejsze informacje
- W przenośnikach taśmowych często stosuje się trzystopniowe przekładnie kątowe dla uzyskania większego przełożenia.
- Typowy układ łączy jedną przekładnię stożkową i dwa stopnie przekładni walcowych.
- Zwarta szerokość przekładni zwiększa użyteczną szerokość taśmy przenośnika.
- W wielu aplikacjach korzystnym rozwiązaniem jest motoreduktor, w którym silnik mieści się w szerokości korpusu.
- Łożyskowanie wałów musi uwzględniać siły wzdłużne i poprzeczne występujące w przekładni stożkowej.
Dlaczego przekładnie kątowe stosuje się w przenośnikach taśmowych?
Przekładnie kątowe znajdują szerokie zastosowanie w urządzeniach transportowych, a jednym z najważniejszych przykładów są przenośniki taśmowe. W takich układach potrzebne jest zwykle duże przełożenie, które pozwala uzyskać małą prędkość obrotową na wyjściu i wysoki moment na bębnie napędowym.
W praktyce oznacza to, że zamiast prostych rozwiązań dwustopniowych często stosuje się przekładnie trzystopniowe. Dzięki temu można skuteczniej dopasować parametry pracy napędu do warunków eksploatacyjnych przenośnika.
- umożliwiają zmianę kierunku napędu o 90°,
- pozwalają uzyskać większe przełożenie,
- zapewniają wysoki moment wyjściowy przy małej prędkości obrotowej.
Jak zbudowana jest trzystopniowa przekładnia kątowa?
W klasycznej konfiguracji stosowanej w przenośnikach taśmowych mamy do czynienia z dwiema przekładniami walcowymi i jedną przekładnią stożkową. Najczęściej przekładnia stożkowa pracuje na wejściu i odpowiada za zmianę kierunku napędu, a następnie dwa stopnie walcowe realizują dalszą redukcję prędkości.
W takim układzie wałek wejściowy stanowi jedną całość z zębnikiem przekładni stożkowej. Na drugim wałku znajduje się koło napędzane przekładni stożkowej oraz zębnik pierwszego stopnia walcowego. Na trzecim wałku umieszczone są koło napędzane przekładni walcowej i zębnik ostatniego stopnia walcowego.
Główne elementy układu
- wał wejściowy z zębnikiem przekładni stożkowej,
- drugi wał z kołem stożkowym i zębnikiem walcowym,
- trzeci wał z kołem napędzanym i zębnikiem ostatniego stopnia.
Jaka jest alternatywna konfiguracja trzystopniowego reduktora?
Istnieje również odmiana trzystopniowego reduktora walcowo-stożkowego, w której pierwszy i trzeci stopień są walcowe, natomiast na drugim stopniu pracuje przekładnia stożkowa zmieniająca kierunek napędu. Tego typu rozwiązanie występuje często w przypadku motoreduktorów, czyli zespołów łączących reduktor z silnikiem.
Taki układ może być korzystny z punktu widzenia zabudowy oraz współpracy z silnikiem, szczególnie wtedy, gdy zależy nam na ograniczeniu całkowitej szerokości zespołu napędowego.
Co wpływa na szerokość przekładni w przenośniku?
Dla przenośników szczególnie ważna jest wydajność, na którą duży wpływ ma użyteczna szerokość taśmy oraz moment na bębnie napędowym. Im większa szerokość taśmy możliwa do wykorzystania, tym lepsze mogą być parametry pracy urządzenia. Z tego względu bardzo ważna staje się całkowita szerokość przekładni i jej wpływ na szerokość całego zespołu.
W przypadku trzystopniowej przekładni kątowej stożkowo-walcowej, w której przekładnia stożkowa pracuje na drugim stopniu, można wskazać trzy krytyczne wymiary wpływające na szerokość układu.
Trzy najważniejsze czynniki szerokości
- średnica silnika,
- średnica koła zębatego pierwszego stopnia,
- długość wałka pośredniego.
Jak średnica silnika wpływa na szerokość zespołu?
Wymiary silnika, a więc także średnica jego obudowy, zależą przede wszystkim od mocy. W praktyce oznacza to, że możliwości redukcji tego wymiaru są ograniczone. W przypadku klasycznego układu z silnikiem kołnierzowym zamontowanym z boku korpusu, średnica silnika może znacząco zwiększać całkowitą szerokość napędu.
Jak średnica koła pierwszego stopnia wpływa na gabaryty?
Średnica koła biernego pierwszego stopnia zależy od przełożenia i modułu zęba. Przełożenie przekładni walcowej rzadko przekracza wartość 4,5, co oznacza, że koło bierne jest odpowiednio większe od koła czynnego zamontowanego na wale wyjściowym silnika.
Jednocześnie zębnik nie może być zbyt mały, ponieważ musi być poprawnie osadzony na wale silnika. Średnica tego wału zależy od mocy i zwykle mieści się w zakresie od 24 do 48 mm. W piaście zębnika musi znaleźć się także rowek wpustowy, który umożliwia przeniesienie momentu.
- większe przełożenie oznacza większe koło bierne,
- średnica zębnika nie może być zbyt mała,
- moc silnika wpływa na średnicę wału i gabaryty pierwszego stopnia.
Dlaczego długość wałka pośredniego jest tak ważna?
Trzecim kluczowym czynnikiem wpływającym na szerokość zespołu jest długość wałka pośredniego. Wpływają na nią szerokość koła biernego przekładni stożkowej, szerokość koła czynnego ostatniego stopnia walcowego, a także szerokość łożysk umieszczonych na końcach wałka.
Dodatkowo pomiędzy kołami oraz pomiędzy kołami i łożyskami trzeba zachować odpowiednie odstępy montażowe. Szerokość łożysk zależy od sił, które muszą przenieść, oraz od wymaganej trwałości. Jeśli układ ma być niezawodny, oszczędzanie w tym obszarze jest bardzo ograniczone.
Dlaczego motoreduktor bywa lepszym rozwiązaniem?
Biorąc pod uwagę wymienione wcześniej czynniki, przekładnia kątowa z silnikiem, czyli motoreduktor, ma jedną bardzo ważną zaletę: silnik mieści się w szerokości korpusu przekładni i nie zwiększa dodatkowo szerokości całego zespołu.
Dla porównania można wskazać reduktor lub motoreduktor o podobnej mocy i przełożeniu, ale złożony z trzech stopni przekładni walcowych. W takim układzie mamy trzy równoległe wałki z osadzonymi kołami walcowymi, a dodatkowo silnik kołnierzowy zamontowany z boku korpusu jeszcze bardziej powiększa szerokość zabudowy.
Zalety motoreduktora w przenośniku
- silnik nie wystaje poza szerokość korpusu,
- łatwiej zachować zwartą zabudowę napędu,
- więcej miejsca pozostaje na szerokość roboczą taśmy.
Jak łożyskuje się wały w przekładni kątowej?
Z uwagi na występowanie sił wzdłużnych łożyskowanie wałów tego typu przekładni realizuje się zwykle przy użyciu dwóch łożysk skośnych, kulkowych skośnych lub stożkowych. Szczególne znaczenie ma tu wał wejściowy przekładni stożkowej, zwłaszcza gdy ten stopień pracuje na wejściu układu.
Najczęściej wał wejściowy jest łożyskowany wysięgnikowo, co oznacza, że koło stożkowe znajduje się poza łożyskami, a nie pomiędzy nimi. Dodatkowo na wale wejściowym można czasem zastosować dodatkowe łożysko kulkowe lub walcowe do przenoszenia części sił poprzecznych. Koła zębate na pozostałych wałkach — pośrednim i wyjściowym — montuje się zazwyczaj pomiędzy łożyskami.
Typowe rozwiązania łożyskowania
- dwa łożyska skośne na wałach obciążonych siłami wzdłużnymi,
- łożyskowanie wysięgnikowe wału wejściowego przekładni stożkowej,
- dodatkowe łożysko dla przejęcia części sił poprzecznych,
- montaż kół na wałkach pośrednich i wyjściowych pomiędzy łożyskami.
| Cecha | Przekładnia kątowa w przenośniku | Znaczenie praktyczne |
|---|---|---|
| Typowa konfiguracja | Dwa stopnie walcowe i jeden stożkowy | Pozwala uzyskać duże przełożenie i zmianę kierunku napędu |
| Wpływ na szerokość | Krytyczne są silnik, pierwszy stopień i wałek pośredni | Decyduje o szerokości całego przenośnika |
| Korzyść z motoreduktora | Silnik mieści się w szerokości korpusu | Pozwala zwiększyć użyteczną szerokość taśmy |
| Łożyskowanie | Łożyska skośne, czasem dodatkowe podparcie | Umożliwia przenoszenie sił wzdłużnych i poprzecznych |
Na co zwrócić uwagę przy doborze przekładni kątowej do przenośnika?
- wymagane przełożenie całkowite,
- wymagany moment na bębnie napędowym,
- szerokość całego zespołu napędowego,
- średnicę silnika i gabaryty pierwszego stopnia,
- długość wałka pośredniego i dobór łożysk,
- czy korzystniejszy będzie osobny reduktor, czy motoreduktor.
Powiązane rozwiązania
FAQ – najczęściej zadawane pytania
Dlaczego w przenośnikach taśmowych stosuje się przekładnie kątowe?
Ponieważ pozwalają zmienić kierunek napędu o 90° i uzyskać duże przełożenie przy zwartej zabudowie zespołu napędowego.
Jak zbudowana jest trzystopniowa przekładnia kątowa?
Najczęściej składa się z jednej przekładni stożkowej oraz dwóch stopni walcowych ustawionych kolejno za sobą.
Co wpływa na szerokość napędu przenośnika?
Największy wpływ mają średnica silnika, średnica koła pierwszego stopnia oraz długość wałka pośredniego.
Dlaczego motoreduktor jest korzystny w przenośniku?
Ponieważ silnik mieści się w szerokości korpusu przekładni i nie zwiększa dodatkowo szerokości całego zespołu.
Jak łożyskuje się wały w przekładni kątowej?
Najczęściej z wykorzystaniem dwóch łożysk skośnych, a w niektórych przypadkach także dodatkowego łożyska przenoszącego część sił poprzecznych.
Dlaczego szerokość przekładni ma znaczenie dla wydajności przenośnika?
Ponieważ bardziej zwarty napęd pozwala zwiększyć użyteczną szerokość taśmy, a to wpływa na wydajność całego przenośnika.
Kiedy stosuje się trzystopniowy reduktor walcowo-stożkowy?
Stosuje się go wtedy, gdy potrzebne jest większe przełożenie, mniejsza prędkość wyjściowa oraz korzystna zmiana kierunku napędu w zwartej obudowie.