Przekładnia ślimakowa w przenośnikach taśmowych

Przekładnia ślimakowa to rozwiązanie stosowane tam, gdzie liczą się duże przełożenie, mała prędkość obrotowa, zwarta budowa i wysoki moment wyjściowy. W praktyce przemysłowej bardzo ważne znaczenie ma nie tylko dobór samej przekładni, ale również dokładność montażu, regulacja położenia ślimaka względem ślimacznicy, sposób łożyskowania oraz prawidłowe przejęcie momentu reakcyjnego. To właśnie te elementy mają bezpośredni wpływ na cichobieżność pracy, trwałość układu i niezawodność całego napędu.

Czym jest przekładnia ślimakowa i dlaczego wymaga dokładnego montażu?

Przekładnie ślimakowe to podzespoły, od których oczekuje się niezawodności, wysokiej trwałości i możliwie cichej pracy. Z tego względu bardzo istotne znaczenie ma położenie ślimaka względem ślimacznicy, a dokładniej położenie wału ślimacznicy wzdłuż jej osi. Nawet niewielkie odchyłki wymiarowe powstałe podczas produkcji elementów przekładni, korpusu lub pokryw łożysk mogą później wpływać na jakość zazębienia.

To właśnie dlatego dokładność montażu decyduje o cichobieżności oraz trwałości przekładni. Prawidłowe ustawienie zespołu roboczego ogranicza niekorzystne obciążenia, poprawia warunki współpracy zębów i zmniejsza ryzyko przyspieszonego zużycia.

• dokładność montażu wpływa na trwałość przekładni,
• prawidłowe ustawienie poprawia cichobieżność pracy,
• nawet małe błędy wymiarowe mogą pogorszyć warunki zazębienia.

Jak reguluje się położenie ślimacznicy?

Regulacja położenia wału ślimacznicy odbywa się najczęściej przez dobór odpowiedniej liczby i grubości podkładek umieszczonych pod pokrywkami łożysk wału wyjściowego. Jeśli konieczne jest przesunięcie wału ślimacznicy o wartość odpowiadającą grubości jednej podkładki, jedną z nich zdejmuje się z jednej strony i montuje pod przeciwległą pokrywką.

Drugim rozwiązaniem jest zamiana stronami dwóch podkładek o różnej grubości. W obu przypadkach celem jest uzyskanie prawidłowego ustawienia ślimacznicy względem ślimaka bez konieczności ingerencji w podstawowe elementy konstrukcyjne przekładni.

Najczęstsze sposoby regulacji

• przeniesienie podkładki spod jednej pokrywki pod drugą,
• zamiana miejscami dwóch podkładek o różnej grubości,
• dobór podkładek w celu ustawienia wału ślimacznicy w osi.

Jakie wykonania może mieć wał ślimacznicy?

Klasyczne rozwiązanie wału ślimacznicy to pojedynczy czop skierowany na jedną stronę. W zastosowaniach przemysłowych często spotyka się jednak również drążone wały wyjściowe, które zwiększają uniwersalność przekładni. Takie wykonanie umożliwia bezpośrednie połączenie z wałem wejściowym odbiornika mocy przy użyciu połączenia wpustowego.

Alternatywą jest pośredniczący wał wyjściowy współpracujący z drążonym wałem wyjściowym. W tym wariancie dodatkowy element również łączy się poprzez połączenie wpustowe. Sam wał pośredniczący może występować w wersji pojedynczej lub podwójnej.

Typowe warianty wykonania wału wyjściowego

• klasyczny czop wału ślimacznicy,
• drążony wał wyjściowy,
• pośredniczący wał wyjściowy pojedynczy,
• pośredniczący wał wyjściowy podwójny.

Wał pojedynczy wystarcza w większości standardowych zastosowań. W niektórych układach potrzebne jest jednak wyprowadzenie napędu na obie strony, aby zasilać dwóch odbiorników mocy jednocześnie lub okresowo przenosić napęd raz na lewą, raz na prawą stronę przekładni.

Jakie wykonania może mieć wał wejściowy?

Po stronie wału wejściowego spotyka się podobne warianty konstrukcyjne. Występować może klasyczny czop wejściowy albo wykonanie drążone. W pierwszym przypadku mamy do czynienia z przekładnią ślimakową, której czop wejściowy współpracuje na przykład ze sprzęgłem i może być napędzany dowolnym silnikiem.

Drążony wał wejściowy stosuje się natomiast w motoreduktorach, gdzie przekładnia sprzęga się bezpośrednio z wałem wyjściowym silnika. Taki układ łatwo rozpoznać po korpusie ukształtowanym jako kołnierz pod silnik, często właśnie w wykonaniu kołnierzowym.

• czop wejściowy umożliwia napędzanie przekładni przez sprzęgło,
• drążony wał wejściowy stosuje się w motoreduktorach,
• kołnierz pod silnik ułatwia bezpośredni montaż napędu.

Łożyskowanie wału wejściowego i wału ślimacznicy

Łożyskowanie wału wejściowego realizuje się zwykle przy użyciu jednego łożyska stałego i drugiego pływającego. Od strony czopa wejściowego stosuje się zespół dwóch łożysk stożkowych w układzie X, który przejmuje zarówno siły wzdłużne, jak i poprzeczne. Przeciwna podpora wykorzystuje łożysko kulkowe zwykłe, przenoszące wyłącznie siły poprzeczne.

Innym rozwiązaniem jest oparcie wału wejściowego na dwóch łożyskach stożkowych w układzie X. W podobny sposób rozwiązuje się łożyskowanie wału ślimacznicy. We wszystkich tych przypadkach luz w łożyskach stożkowych kasuje się, stosując pod pokrywki łożysk odpowiednio dobrane podkładki.

Najczęściej spotykane układy łożyskowania

• dwa łożyska stożkowe w układzie X po stronie wejściowej,
• łożysko kulkowe zwykłe po stronie przeciwnej,
• dwa łożyska stożkowe w układzie X dla wału ślimacznicy,
• kasowanie luzu przy pomocy odpowiednio dobranych podkładek.

Z czego wykonuje się korpus przekładni ślimakowej?

Cała przekładnia ślimakowa mieści się w korpusie, który najczęściej jest odlewem z żeliwa. Materiał ten zapewnia odpowiednią sztywność, trwałość i zdolność do przenoszenia obciążeń występujących przy dużych przełożeniach i wysokim momencie wyjściowym.

Jedynie w przypadku korpusów o mniejszych wymiarach stosuje się stopy aluminium. Takie wykonanie pozwala ograniczyć masę przekładni, ale zwykle dotyczy mniejszych i lżejszych zespołów napędowych.

• żeliwo stosuje się najczęściej w korpusach przemysłowych,
• stopy aluminium wykorzystuje się w mniejszych przekładniach.

Po co stosuje się ramię reakcyjne?

Przekładnia ślimakowa zwykle posiada znaczne przełożenie, a to oznacza duży moment wyjściowy. Duży moment wyjściowy prowadzi z kolei do dużych sił obciążających śruby mocujące korpus do podłoża lub ramy. Gdy rozstaw śrub jest niewielki, problem staje się szczególnie istotny, ponieważ moment reakcyjny trzeba bezpiecznie przenieść na konstrukcję maszyny.

Właśnie dlatego stosuje się ramię reakcyjne, które jest w praktyce dźwignią mocowaną do korpusu, najczęściej do kołnierza wokół wałka wyjściowego. Drugi koniec ramienia mocuje się do ramy lub punktu oporowego w odpowiedniej odległości od osi przekładni. W ten sposób część reakcji pochodzącej od momentu wyjściowego zostaje przejęta przez dodatkowy element konstrukcyjny.

• przejmuje część sił wynikających z momentu reakcyjnego,
• zmniejsza obciążenie śrub mocujących korpus,
• ułatwia bezpieczne przeniesienie dużego momentu wyjściowego.

Gdzie stosuje się przekładnie ślimakowe?

Przekładnie ślimakowe znajdują szerokie zastosowanie w przenośnikach, gdzie wymagana jest zwartość konstrukcji, mała prędkość obrotowa i duży moment wyjściowy. Dobrze sprawdzają się tam, gdzie układ napędowy ma pracować wolno, ale jednocześnie skutecznie przenosić znaczne obciążenia.

W praktyce można je spotkać w systemach, w których istotna jest duża wydajność przenośnika oraz wysokość podnoszenia przy małej prędkości liniowej taśmy. To właśnie takie warunki najlepiej wykorzystują charakterystyczne cechy przekładni ślimakowych.

Typowe zastosowania

• przenośniki taśmowe,
• układy wymagające małej prędkości obrotowej,
• napędy wymagające dużego momentu wyjściowego,
• aplikacje, w których ważna jest zwarta konstrukcja.

Na co zwrócić uwagę przy doborze przekładni ślimakowej?

• wymagane przełożenie i moment wyjściowy,
• dokładność ustawienia ślimaka i ślimacznicy,
• wykonanie wału wejściowego i wyjściowego,
• rodzaj łożyskowania,
• materiał korpusu,
• potrzebę zastosowania ramienia reakcyjnego.