Przekładnia stożkowa otwarta – budowa, smarowanie i zastosowanie

Przekładnia stożkowa otwarta to rozwiązanie stosowane przede wszystkim tam, gdzie przenoszone są niewielkie moce i występują małe prędkości obwodowe. Tego typu mechanizm zwykle nie służy do przenoszenia dużych obciążeń, a jego przełożenie najczęściej mieści się w zakresie od 1 do 4, choć w wybranych konstrukcjach może sięgać również 5. Z uwagi na brak zamkniętego korpusu przekładnia stożkowa otwarta wymaga innego podejścia do smarowania i ochrony przed zanieczyszczeniami niż klasyczna przekładnia zabudowana.

Czym jest przekładnia stożkowa otwarta?

Przekładnia stożkowa otwarta jest odmianą przekładni stożkowej, w której zazębienie pracuje bez pełnej zabudowy w szczelnym korpusie. Oznacza to prostszą konstrukcję, ale jednocześnie większą podatność na wpływ warunków zewnętrznych. Z tego względu takie rozwiązanie stosuje się głównie w układach o mniejszym obciążeniu i niższych wymaganiach eksploatacyjnych.

• jest przeznaczona głównie do niewielkich mocy,
• pracuje zwykle przy małych prędkościach obwodowych,
• nie ma zamkniętego korpusu olejowego,
• jest stosowana tam, gdzie liczy się prostota konstrukcji i łatwy dostęp do mechanizmu.

Jakie przełożenia i sprawność osiąga przekładnia stożkowa otwarta?

Przekładnie stożkowe typu otwartego zazwyczaj nie są stosowane do przenoszenia dużych mocy, a ich przełożenia najczęściej wahają się od 1 do 4. W wybranych przypadkach mogą osiągać również wartość 5, jednak wzrost przełożenia wiąże się bezpośrednio z geometrią kół, w tym z kątem stożka podziałowego oraz dopuszczalną liczbą zębów.

Maksymalne przełożenie ogranicza przede wszystkim liczba zębów koła biernego, a więc także jego średnica, oraz minimalna liczba zębów zębnika przy zachowaniu warunku niepodcinania. Typowa sprawność przekładni stożkowych mieści się w zakresie od 0,94 do 0,97, co oznacza wysoką efektywność, ale tylko pod warunkiem zachowania właściwych warunków pracy i odpowiedniego smarowania.

Co ogranicza przełożenie przekładni stożkowej otwartej?

• liczba zębów koła biernego,
• średnica koła biernego,
• minimalna liczba zębów zębnika,
• warunek niepodcinania zębów.

Łożyskowanie wałów w przekładni stożkowej otwartej

Najczęściej na wale wejściowym przekładni stożkowej zamontowany jest zębnik, który bywa łożyskowany wysięgnikowo w łożyskach skośnych w układzie „O”. Wał wyjściowy ma zwykle prostszą konstrukcję: koło znajduje się pomiędzy łożyskami, a samo łożyskowanie może być realizowane niesymetrycznie, często w układzie „X”.

• wał wejściowy najczęściej współpracuje z zębnikiem,
• na wejściu często stosuje się łożyska skośne w układzie „O”,
• wał wyjściowy może wykorzystywać łożyskowanie w układzie „X”,
• koło bierne zwykle znajduje się między łożyskami.

Regulacja zębnika i kasowanie luzu osiowego

Przekładnia stożkowa otwarta może mieć różne metody wzdłużnej regulacji ustawienia zębnika. W praktyce często wykorzystuje się łożyska skośne w układzie „O”, a kasowanie luzu osiowego odbywa się przy pomocy odpowiednio dobranych elementów regulacyjnych.

W miarę zużycia łożysk luz osiowy wzrasta, dlatego stosuje się podkładki pod bieżnię wewnętrzną, współpracujące z tuleją dystansową ustalającą odległość pomiędzy łożyskami. W innych rozwiązaniach kasowanie luzu realizowane jest za pomocą nakrętki łożyskowej umieszczonej na wałku. Za wzdłużną regulację ustawienia zębnika odpowiadają natomiast podkładki montowane pomiędzy zębnikiem a bieżnią wewnętrzną łożyska.

Najczęściej stosowane elementy regulacyjne

• podkładki pod bieżnię wewnętrzną,
• tuleje dystansowe,
• nakrętki łożyskowe,
• podkładki do wzdłużnej regulacji zębnika.

Smarowanie przekładni stożkowej otwartej

Z powodu braku zamkniętego korpusu przekładnia stożkowa otwarta nie może być smarowana w klasyczny sposób przy użyciu kąpieli olejowej. W praktyce pozostaje okresowe smarowanie smarem stałym, które jest rozwiązaniem prostszym, ale mniej efektywnym przy większych obciążeniach.

• nie wymaga szczelnego korpusu olejowego,
• wymaga okresowego uzupełniania smaru stałego,
• jest bardziej wrażliwa na kurz i zabrudzenia,
• nie sprawdza się przy dużych mocach i ciężkich warunkach pracy.

Dlaczego przekładnia stożkowa otwarta nie pracuje jako motoreduktor?

Przekładnie stożkowe przenoszące niewielkie moce przy małej prędkości obwodowej kół, zwykle do około 1 m/s, spotyka się jako otwarte. Tego typu rozwiązania nie występują bezpośrednio w połączeniu z silnikiem jako motoreduktor, ponieważ brak zamkniętej zabudowy utrudniałby zapewnienie odpowiedniego smarowania, trwałości i ochrony elementów współpracujących.

Jeśli potrzebny jest bardziej kompaktowy i zabudowany zespół napędowy, lepszym wyborem będzie klasyczny motoreduktor lub zabudowana przekładnia stożkowa.

Gdzie stosuje się przekładnię stożkową otwartą?

Przekładnie stożkowe otwarte stosuje się przede wszystkim tam, gdzie przenoszone są małe moce, prędkości są niewielkie, a konstrukcja ma pozostać prosta i łatwa w obsłudze. Jednym z przykładów zastosowania jest rolnictwo, gdzie mechanizm może pracować w prostych układach roboczych, niewymagających pełnej zabudowy olejowej.

• w prostych napędach pomocniczych,
• w rozwiązaniach jednostkowych,
• w wybranych mechanizmach rolniczych,
• tam, gdzie dostęp serwisowy jest ważniejszy niż pełna zabudowa przekładni.