Przekładnia planetarna w napędach jazdy – budowa i zastosowanie

Przekładnia planetarna stosowana w napędach jazdy to zwarte, współosiowe rozwiązanie zabudowane w korpusie przystosowanym do pracy w ciężkich warunkach. Tego typu przekładnie wykorzystuje się przede wszystkim tam, gdzie liczy się duże przełożenie, odporność na przeciążenia oraz kompaktowa budowa zespołu napędowego. W praktyce spotyka się je między innymi w koparkach, pojazdach rolniczych, dźwigach samojezdnych i maszynach do budowy dróg.

Czym jest przekładnia planetarna w napędzie jazdy?

Przekładnia planetarna stosowana w mechanizmach jazdy jest zabudowana w korpusie występującym w różnych odmianach montażowych, zależnie od wymagań konkretnej maszyny. W napędach jazdy często stosuje się wersję kołnierzową, w której korpus ma formę bryły obrotowej złożonej z kilku części łączonych kolejno ze sobą. Płaszczyzny podziału są ustawione prostopadle do wzdłużnej osi symetrii, a na ich obwodzie znajdują się śruby mocujące ułatwiające montaż i demontaż zespołu.

Jedna z powierzchni korpusu pełni funkcję kołnierza mocującego przekładnię do stałego elementu maszyny. To właśnie w tym miejscu znajdują się otwory pod śruby mocujące, których liczba i rozmieszczenie są dostosowane do przenoszonego momentu reakcyjnego. W bardziej rozbudowanych konstrukcjach korpus uzupełniają żebra wzmacniające rozmieszczone wokół osi przekładni, co pozwala zachować odpowiednią sztywność obudowy przy rozsądnej masie całego zespołu.

• korpus może występować w kilku odmianach montażowych,
• w napędach jazdy często stosuje się wykonanie kołnierzowe,
• konstrukcja jest modułowa i ułatwia serwisowanie,
• żebra wzmacniające poprawiają wytrzymałość obudowy.

Jakie przełożenia osiąga przekładnia planetarna?

Jeden stopień przekładni planetarnej daje przełożenie zbliżone do tego, jakie uzyskuje się w pojedynczym stopniu klasycznej przekładni walcowej. Jeżeli jednak potrzebne są większe wartości, stosuje się układy wielostopniowe, w których kolejne stopnie rozmieszczone są współśrodkowo jeden za drugim.

W praktyce przekładnie dwu- i trzystopniowe pozwalają osiągać przełożenia całkowite rzędu kilkuset, ponieważ całkowite przełożenie jest iloczynem przełożeń kolejnych stopni. W przypadku przekładni czterostopniowych przełożenie całkowite może przekroczyć nawet 1000, co czyni takie rozwiązanie bardzo użytecznym w wolnobieżnych i silnie obciążonych napędach jazdy.

Dlaczego stosuje się kilka stopni przekładni planetarnej?

• aby uzyskać wyższe przełożenie całkowite,
• aby zachować zwartą i współosiową konstrukcję,
• aby dopasować napęd do niskich prędkości jazdy,
• aby skutecznie przenosić wysoki moment obrotowy.

Gdzie stosuje się przekładnie planetarne w mechanizmach jazdy?

Przekładnia planetarna w opisanej formie znajduje zastosowanie w mechanizmach jazdy pojazdów roboczych, takich jak koparki, pojazdy rolnicze, dźwigi samojezdne czy maszyny do budowy dróg. W takich układach nie stanowi dużego problemu większa masa nieresorowana, ponieważ pojazdy te poruszają się zwykle z niewielkimi prędkościami.

To właśnie w tych zastosowaniach szczególnie ważne okazują się najważniejsze cechy przekładni planetarnej: współosiowa budowa, niewielkie gabaryty przy dużych przełożeniach oraz odporność na przeciążenia. Zwarta konstrukcja ułatwia zabudowę zespołu napędowego bezpośrednio przy kole lub piaście mechanizmu jazdy.

Typowe zastosowania przekładni planetarnej

• koparki,
• pojazdy rolnicze,
• dźwigi samojezdne,
• maszyny do budowy dróg.

Najważniejsze zalety przekładni planetarnej

Jedną z kluczowych zalet przekładni planetarnej jest jej współosiowa budowa, czyli współśrodkowe położenie wału wejściowego i wyjściowego. Taka geometria ułatwia projektowanie zwartego układu napędowego i pozwala ograniczyć ilość miejsca potrzebnego na zabudowę.

Drugą bardzo ważną cechą jest wysoka odporność na przeciążenia. Wynika ona z rozłożenia przenoszonej siły napędowej na kilka par zębów pracujących równocześnie — tyle, ile satelitów zamocowano wokół koła słonecznego na danym stopniu przekładni. Dzięki temu obciążenie jednostkowe jest niższe niż w wielu prostszych rozwiązaniach.

• współosiowa budowa wału wejściowego i wyjściowego,
• zwarta konstrukcja,
• duża odporność na przeciążenia,
• rozłożenie obciążenia na kilka par zębów.

Przekładnia planetarna jako motoreduktor

Dzięki opisanym zaletom koło napędowe maszyny może być mocowane bezpośrednio do wyjścia przekładni planetarnej. Najczęściej taki układ napędzany jest przez silnik hydrauliczny, a oba podzespoły razem tworzą motoreduktor.

Taka konfiguracja pozwala na budowę zwartego zespołu: silnik hydrauliczny – przekładnia planetarna – hamulec. Dodatkową korzyścią jest możliwość zastosowania hamulca negatywnego, uruchamianego przy braku ciśnienia, co poprawia bezpieczeństwo postoju maszyny. W praktyce oznacza to prostsze sterowanie mechanizmem jazdy oraz korzystne wykorzystanie ograniczonej przestrzeni montażowej.

• umożliwia bezpośrednie mocowanie koła napędowego,
• dobrze współpracuje z silnikiem hydraulicznym,
• sprzyja zastosowaniu hamulca negatywnego,
• tworzy kompaktowy i łatwy do sterowania zespół napędowy.

Na co zwrócić uwagę przy doborze przekładni planetarnej?

• wymagane przełożenie całkowite,
• maksymalny moment obrotowy,
• sposób mocowania korpusu i kołnierza,
• warunki przeciążeniowe pracy,
• współpracę z silnikiem hydraulicznym i hamulcem,
• dostępną przestrzeń montażową w układzie jazdy.