Właściwe przełożenie, czyli przekładnie mechaniczne w aplikacjach przemysłowych

Przekładnie kątowe o odpornym na zużycie zazębieniu. Źródło: SEW-EURODRIVE

Zmiana momentu i prędkości obrotowej, kierunku i rodzaju ruchu, a nawet przenoszenie energii na odległość – mimo ich prostej konstrukcji zakres funkcji realizowanych przez przekładnie mechaniczne jest bardzo szeroki, dlatego są one stosowane niemal w każdym zakładzie przemysłowym. A to oznacza, że jego konstruktorzy i dział utrzymania ruchu prędzej czy później stają przed koniecznością wyboru odpowiedniej przekładni. Jak to zrobić, aby nie popełnić błędu?

Mechaniczne układy przeniesienia napędu należą do tych wynalazków, które na trwałe zmieniły oblicze historii. Pod względem doniosłości można je śmiało porównać z wynalezieniem koła: o ile bowiem koło dało początek transportowi, o tyle przekładnie mechaniczne faktycznie wprawiły świat w ruch. 

Trudno dziś dociec, komu należy przypisać ich odkrycie: w Europie stosowane były już w starożytnej Grecji; w Azji pierwsze wzmianki na temat rydwanów wyposażonych w przekładnie mechaniczne pojawiły się ok. III w. p.n.e. Pewne jest jedno: od tego czasu ich zasada działania nie uległa zmianie, a w konstrukcji dokonano jedynie kosmetycznych poprawek. W rezultacie przekładnie mechaniczne należą dziś do najprostszych, a jednocześnie najbardziej niezawodnych układów przeniesienia napędu. 

Nic więc dziwnego, że przekładnie mechaniczne stosowane są powszechnie niemal w każdym sektorze przemysłu – od branży maszynowej przez lotnictwo po energetykę i systemy transportu bliskiego1. Ich pozycji nie zagroziło nawet pojawienie się na rynku przekładni hydraulicznych i elektrycznych, w których energia mechaniczna jest przenoszona pośrednio, tj. po wcześniejszym przekształceniu odpowiednio w energię hydrauliczną lub elektryczną. Dużo bardziej złożone konstrukcyjnie, a tym samym podatne na awarię, przekładnie hydrauliczne i elektryczne pozostały domeną wybranych sektorów – głównie motoryzacji (samochody elektryczne, automatyczne skrzynie biegów) i przemysłu kolejowego (lokomotywy spalinowe). 

Stabilna koniunktura na rynku przekładni mechanicznych zachęca ich producentów do eksperymentowania z nowymi, jeszcze sprawniejszymi i energooszczędnymi rozwiązaniami. Efektem jest wysoka innowacyjność, ale i złożoność ich oferty: lista dostępnych na rynku typów przekładni z roku na rok się wydłuża, co nie ułatwia zadania konstruktorom i działom utrzymania ruchu. Zwłaszcza że zjawisku temu towarzyszy rosnąca specjalizacja, skutkująca tworzeniem produktów przeznaczonych do konkretnych aplikacji. Jak nie pogubić się w tym bogactwie? Kluczem jest znajomość trzech podstawowych zmiennych: parametrów napędu, rodzaju aplikacji i zadanego przełożenia. 


Przenośne planetarium z Antykithiry

Źródło: Wikimedia CC

Jednym z najstarszych zachowanych układów przeniesienia napędu bazujących na przekładniach mechanicznych jest tzw. mechanizm z Antykithiry. Znaleziony we wraku statku przyrząd składa się z 37 kół zębatych o średnicy od 1 do 17 cm, poruszających wskazówkami tarczy. Jego wskazania umożliwiają m.in. odczytanie ruchu Słońca i Księżyca względem kalendarza egipskiego, określenie fazy księżyca i pozycji pięciu znanych wówczas planet, a nawet przewidywanie zaćmienia obu ciał niebieskich oraz wschodów i zachodów ważniejszych gwiazd i gwiazdozbiorów. Wykonane z brązu koła osadzone zostały w drewnianej ramie o wymiarach zaledwie 33×17×9 cm. Odkrycie mechanizmu rzuciło nowe światło na poziom zaawansowania technologicznego starożytnych Greków. Wystarczy wspomnieć, że pierwsze konstrukcje o podobnej złożoności pojawiły się dopiero w epoce renesansu – niemal 15 wieków po stworzeniu mechanizmu z Antykithiry.


Sposób działania

Aby zrozumieć, jak działa przekładnia mechaniczna, należy przyjrzeć się jej budowie. Zależy ona w dużej mierze od typu urządzenia, jednak wykazuje też pewne cechy wspólne dla wszystkich mechanicznych układów przeniesienia napędu. Pierwszą i najważniejszą z nich jest występowanie dwóch lub więcej elementów (najczęściej obrotowych), których ruch względem siebie umożliwia przenoszenie energii mechanicznej, niekiedy na znaczne odległości. Aby móc jednocześnie zmieniać parametry transferowanej mocy, elementy te muszą wykazywać się różną wielkością, określaną najczęściej na podstawie ich średnicy lub liczby zębów (w przypadku przekładni zębatych). 

Przekładnie przekazują napęd na dwa podstawowe sposoby: bezpośrednio lub pośrednio. W pierwszym przypadku transfer energii odbywa się pomiędzy dwoma lub więcej komponentami bez elementów pośredniczących (np. przekładnia cierna czy zębata). W drugim do przeniesienia napędu niezbędny jest dodatkowy element – cięgno lub łańcuch, który umożliwia zwiększenie dystansu między silnikiem a układem roboczym.

W każdym z tych przypadków energia mechaniczna przekazywana jest bezpośrednio, tj. bez przekształcania w inny rodzaj energii (hydrauliczną, elektryczną), aby na wyjściu układu ponownie zamienić ją w energię mechaniczną. Znacznie zwiększa to niezawodność tego typu mechanizmów, ale też może prowadzić do dużych strat mocy wskutek niskiej sprawności poszczególnych z nich. Największe straty wykazują przekładnie cierne (w tym pasowe), w których napęd przenoszony jest przez tarcie między dwoma elementami. Wyższą sprawnością cechują się przekładnie kształtowe (łańcuchowe i zębate), w których poszczególne elementy zazębiają się ze sobą, co ogranicza ich ślizganie się m.in. przy dużych obciążeniach układu.

Nie tylko przenoszenie energii

Choć każda przekładnia mechaniczna służy do przenoszenia napędu, mogą one realizować wiele dodatkowych, praktycznych funkcji. Najbardziej powszechną jest zmiana prędkości i momentu obrotowego, tj. zmiana przełożenia. Przełożenie, czyli stosunek prędkości kątowej wału napędzającego do prędkości kątowej wału napędzanego, jest definiowane liczbowo, bez podawania jednostek metrycznych. Jeśli na obu wałach przełożenie jest jednakowe, jego wartość wynosi 1. Odpowiednio: wartość <1 oznacza, że prędkość kątowa na wyjściu układu maleje przy jednoczesnym wzroście momentu obrotowego, zaś dla wartości >1 – rośnie, podczas gdy moment obrotowy maleje. Stąd w pierwszym przypadku przekładnia określana jest mianem reduktora, a w drugim – multiplikatora.

To jednak nie jedyne funkcje przekładni mechanicznych: dzięki odpowiedniej konstrukcji mogą one także zmieniać kierunek ruchu obrotowego, a w przypadku przekładni pośrednich (z cięgnem) – przenosić energię na odległość. Zastosowanie listwy zębatej umożliwia zmianę ruchu obrotowego na liniowy i odwrotnie. Zaś dzięki połączeniu kilku przekładni można tworzyć złożone mechanizmy z funkcją regulacji prędkości i momentu obrotowego.

Przekładnie pasowe wykazują się mniejszą sprawnością niż przekładnie kształtowe, ale jednocześnie działają jak sprzęgło poślizgowe, zabezpieczając silnik przed przeciążeniem. Źródło: Wikimedia CC
Schemat działania przekładni ciernej bezpośredniej (Źródło: archiwum autorki)

Kiedy przekładnia jest niezbędna?

Analizując wymienione funkcje, można na ich podstawie określić sytuacje, w których zastosowanie przekładni okazuje się konieczne lub wielce pożądane. W praktyce ich lista stanowi podstawowe narzędzie pracy konstruktorów, pozwalając na wstępie odpowiedzieć na elementarne pytanie: czy przekładnia jest w ogóle potrzebna?

Według teoretyków decyzja o jej zakupie jest najczęściej podyktowana względami funkcjonalnymi, konstrukcyjnymi lub ekonomicznymi, a w praktyce wynika po trosze z każdego z nich. W pierwszej grupie znalazły się takie aspekty, jak konieczność dostosowania prędkości obrotowej napędu do maszyny roboczej, zmiana kierunku obrotów czy zwiększenie momentu obrotowego w stosunku do możliwości silnika. Przekładnie są również przydatne wówczas, gdy energia musi być przeniesiona na pewną odległość lub gdy istnieje potrzeba zmniejszenia gabarytów maszyny przez równoległe ustawienie silnika i układu roboczego. 

Z kolei z ekonomicznego punktu widzenia najistotniejsze znaczenie ma fakt, że dzięki przekładni można zastosować jeden napęd do zasilania kilku układów roboczych, a także ograniczyć koszty zakupu silnika, inwestując w tańszą jednostkę z przekładnią wielostopniową, która umożliwia zwiększenie zakresu prędkości obrotowej maszyny.

Przekładnie łańcuchowe wykorzystywane są przede wszystkim w napędach rowerów i motocykli, ale sprawdzają się także w aplikacjach przemysłowych, umożliwiając przenoszenie energii na pewne odległości przy minimalizacji poślizgu pod obciążeniem. Źródło: Barescar90/Pixabay

Przekładnie cierne

Określenie zakresu zastosowań i funkcji przekładni ma kluczowe znaczenie w procesie jej doboru. W praktyce to one bowiem decydują, jaki typ układu przeniesienia napędu najlepiej sprawdzi się w danej aplikacji. 

Weźmy za przykład przekładnie cierne, które co prawda ustępują sprawnością swoim kształtowym kuzynom, są jednak niezwykle odporne na przeciążenia mechaniczne, dzięki czemu są chętnie stosowane we wrażliwych lub mocno eksploatowanych układach. Przekładnie cierne można podzielić na dwie podstawowe grupy: bezpośrednie i pośrednie (pasowe). Pierwsza z nich obejmuje mechanizmy, w których napęd przenoszony jest dzięki sile tarcia powstającej między dwoma dociskanymi do siebie elementami, z których co najmniej jeden pozostaje w ruchu. Ponieważ nie występuje między nimi element pośredni (cięgno), komponenty przekładni muszą być wykonane z materiałów wykazujących zarówno dostatecznie duży współczynnik tarcia, jak i wysoką odporność na zużycie. W praktyce najczęściej stosuje się połączenia: stal-stal (małe tarcie i zużycie), stal-guma (duże tarcie i zużycie) lub stal-kompozyt (średnie tarcie i zużycie). 

Przekładnie cierne bezpośrednie nie należą do najsprawniejszych, jednak mogą pełnić funkcję sprzęgła poślizgowego, dzięki czemu chronią układ napędowy przed przeciążeniami (pod dużym obciążeniem powierzchnie przekładni ślizgają się względem siebie). Stosowane są głównie w drobnych, precyzyjnych przyrządach, takich jak mechanizmy nastawcze w długościomierzach i mikroskopach.

W przeciwieństwie do nich przekładnie pasowe przenoszą energię z wykorzystaniem elementu pośredniego – pasa napędowego2. Najprostsze konstrukcje bazują na pasach płaskich, które – choć nadal stosowane w rolnictwie – w aplikacjach przemysłowych zostały w większości zastąpione pasami klinowymi o przekroju trapezoidalnym. Te ostatnie są wysoko cenione zarówno za możliwość przenoszenia dużych mocy, jak i funkcję sprzęgła poślizgowego, chroniącego wrażliwe komponenty układu napędowego przed przeciążeniem. Choć umożliwiają kontrolowany poślizg, dzięki dopasowanemu kształtowi pasa i koła pasowego wykazują znacznie większą sprawność niż przekładnie z pasem płaskim i dlatego stosowane są powszechnie zarówno w maszynach przemysłowych, jak i w napędach pojazdów.

W przekładniach pasowych uzębionych pas i koło pasowe są wyposażone w zęby, które ograniczają poślizg przy dużych obciążeniach. Źródło: Oto Godfrey/Wikimedia CC
Najpopularniejszym typem mechanicznego układu przeniesienia napędu są przekładnie zębate. Źródło: minka2507/Pixabay

Przekładnie pasowe uzębione oraz łańcuchowe

Specyficzną odmianą przekładni pasowej jest wersja kształtowa wyposażona w uzębienie. Uzębione mogą być zarówno pasy płaskie, jak i klinowe, przy czym w każdym z tych przypadków konieczne jest zastosowanie koła pasowego o ekwiwalentnym uzębieniu. Obecność zębów niweluje największą słabość przekładni pasowych, tj. dużą podatność na poślizg, ale jednocześnie pozbawia je funkcji sprzęgła poślizgowego. Z tego względu przekładnie te nie cieszą się tak dużą popularnością, jak te wyposażone w pasy klinowe: słabo amortyzują drgania i przeciążenia, przez co ograniczają żywotność silnika. Dlatego stosowane są głównie do przenoszenia niewielkich mocy w aplikacjach, w których prędkość obrotowa utrzymuje się na stabilnym poziomie. 

Ich zaletą jest natomiast bardzo cicha praca, czego nie można powiedzieć o drugim typie przekładni kształtowych, wyposażonych w łańcuch. Pełni on funkcję cięgna, umożliwiając przenoszenie napędu na znaczne odległości. Niewątpliwą zaletą takiego rozwiązania jest brak poślizgu i duża wytrzymałość, uzyskiwane dzięki współpracy łańcucha z dopasowanym do niego zębatym kołem łańcuchowym. Choć łańcuch może występować w dwóch wersjach: pierścieniowej i drabinkowej, w praktyce ta pierwsza stosowana jest bardzo rzadko, głównie w mechanizmach wolnobieżnych o dużym obciążeniu (np. dźwignikach). Jej wadą jest bowiem skomplikowana konstrukcja koła łańcuchowego, która znacznie ogranicza dopuszczalną prędkość mechanizmu, a jednocześnie sprzyja jego hałaśliwości i nierównomiernej pracy. W przeciwieństwie do niej łańcuch drabinkowy – stosowany powszechnie w napędach rowerów i motocykli – umożliwia znaczne uproszczenie geometrii koła łańcuchowego, co z kolei zmniejsza awaryjność i hałaśliwość oraz zwiększa dopuszczalną prędkość układu. 

Skrzynia biegów składa się z dziesiątek przekładni zębatych, tworzących niezwykle złożony, wielostopniowy układ przeniesienia napędu. Źródło: Rohloff AG/Wikimedia CC
Najbardziej typowym przykładem zastosowania przekładni listwowej jest układ kierowniczy. Źródło: LaurensvanLieshout/Wikimedia CC
W przekładniach stożkowych osie obrotu kół zębatych przecinają się, co umożliwia zmianę kierunku przekazania mocy. Źródło: Wikimedia CC

Przekładnie zębate 

Najczęściej stosowanym typem przekładni mechanicznych są jednak nie wersje cięgnowe, lecz bezpośrednie, a konkretniej – przekładnie zębate należące do grupy przekładni kształtowych. Ich popularność wynika głównie z ich wysokiej sprawności (dochodzącej do 98%) przy prostej konstrukcji, małych gabarytach i niskim poziomie emitowanego hałasu. Co więcej, mogą one przenosić duże moce, co czyni je idealnym rozwiązaniem zarówno dla branży maszynowej, jak i wielu innych gałęzi przemysłu – począwszy od motoryzacji, w której przekładnie zębate stanowią podstawowy element skrzyni biegów i dyferencjału, a na rolnictwie i budownictwie kończąc.

Choć na pierwszy rzut oka konstrukcja przekładni zębatych wydaje się prosta – przenoszenie napędu odbywa się tu przez fizyczne spasowanie zębów dwóch lub więcej kół zębatych – mnogość dostępnych opcji sprawia, że grupa ta jest bardzo duża i różnorodna. Oprócz typowych przekładni o zazębieniu zewnętrznym na rynku dostępne są m.in. wersje z zazębieniem wewnętrznym, a także przekładnie zębate stożkowe, ślimakowe, listowe i planetarne (obiegowe) – najbardziej spektakularne mechanizmy stworzone z myślą o przenoszeniu napędu w aplikacjach o wyjątkowo małych gabarytach.

Najpopularniejszym typem przekładni zębatych są te o uzębieniu zewnętrznym, w których koła zębate o profilu walcowym zazębiają się od strony zewnętrznej, poruszając się po równoległych osiach. Układy tego typu występują niemal w każdym urządzeniu mechanicznym – zarówno w wersji jedno-, jak i wielostopniowej, składającej się z kilku par kół zębatych rozmieszczonych szeregowo. Takie rozwiązanie umożliwia uzyskanie stosunkowo dużych przełożeń przy zachowaniu niewielkich gabarytów mechanizmu (całkowite przełożenie jest iloczynem przełożeń poszczególnych stopni). Słabością tego typu przekładni – jak zresztą wszystkich układów bezpośredniego przenoszenia napędu – jest ograniczona możliwość przekazywania mocy na odległość. Jest to co prawda możliwe, ale niestety nieekonomiczne, wymaga bowiem zastosowania kół zębatych o bardzo dużych średnicach.

Jeśli osie obrotu kół zębatych przecinają się (są nierównoległe), mamy do czynienia z przekładnią stożkową, stosowaną wszędzie tam, gdzie istnieje konieczność zmiany kierunku przekazania mocy (najczęściej pod kątem 90º). W takiej konstrukcji zęby kół zębatych przybierają kształt stożków o stałej lub zmiennej wysokości, które przetaczają się po sobie pod określonym kątem.

Swoistą odmianą przekładni stożkowej jest przekładnia ślimakowa, w której koło zębate i ślimak (wirnik śrubowy z gwintem trapezowym) są usytuowane względem siebie również prostopadle, ale w dwóch różnych płaszczyznach. Przekładnie te przenoszą ruch obrotowy z jednej płaszczyzny na drugą pod kątem 90º. Mechanizm ten stosowany jest powszechnie m.in. w napędach wycieraczek samochodowych oraz układach kierowniczych samochodów, maszyn budowlanych i sprzętu rolniczego. Co ciekawe, ten typ przekładni pozwala uzyskać szczególnie duże wartości przełożenia: ponieważ ślimak traktowany jest jako jeden ząb (zwój), o wartości przełożenia decyduje liczba zębów ślimacznicy (przy 80 zębach będzie więc ona równa 80).

Wszystkie wymienione typy przekładni zębatych składały się wyłącznie z kół, a tym samym pozwalały na przeniesienie napędu, jednak bez zmiany rodzaju ruchu. Taką możliwość oferują przekładnie zębate listwowe, składające się z koła zębatego i listwy zębatej (zębatki). W takich mechanizmach ruch obrotowy zamieniany jest na liniowy lub odwrotnie – w zależności od tego, który z elementów pełni funkcję napędzającego. Najbardziej typowym przykładem zastosowania przekładni listwowej są bramy samobieżne i układy kierownicze samochodu (tzw. maglownice).

Najbardziej skomplikowaną konstrukcją wśród przekładni jednostopniowych charakteryzuje się przekładnia planetarna (obiegowa). Składa się ona z dwóch współosiowych kół centralnych (o uzębieniu zewnętrznym i wewnętrznym) oraz satelitów połączonych jarzmem. Przeniesienie napędu może tu być realizowane na trzy różne sposoby: z koła zewnętrznego na wewnętrzne (przy nieruchomym jarzmie), z koła zewnętrznego na jarzmo (przy nieruchomym kole wewnętrznym) oraz z koła wewnętrznego na jarzmo (przy nieruchomym kole zewnętrznym). Pozwala to na uzyskanie znacznie większych przełożeń niż w przypadku tradycyjnej przekładni zębatej. Przekładnie planetarne stosuje się przede wszystkim w kompaktowych napędach, w których mechanizm przeniesienia napędu umieszczony jest bezpośrednio w korpusie.

W przekładniach ślimakowych ślimak traktowany jest jako jeden ząb, dzięki czemu pozwalają one uzyskać znacznie większe przełożenia niż inne typy przekładni. Źródło: Wikimedia CC

Konfigurator ułatwi dobór

Znając szczegółowe wymogi aplikacji, możliwości poszczególnych rodzajów przekładni oraz docelowe przełożenie, można w sposób matematyczny – na podstawie parametrów silnika – wyliczyć najbardziej optymalne parametry przekładni: nominalny wyjściowy moment obrotowy [Nm], nominalną prędkość obrotową na wejściu [obr./min] i maksymalną prędkość obrotową na wejściu [obr./min]. Przykładowo, dla silnika AM3112 marki Beckhoff o mocy = 0,1 kW, średnim momencie obrotowym = 0,28 Nm, maks. momencie obrotowym = 0,96 Nm, średniej prędkości obrotowej = 3500 obr./min i maks. prędkości obrotowej = 6000 obr./min (przy założeniu, że przełożenie = 10, a rozmiar kołnierza = 60) odpowiednia będzie przekładnia o nominalnym wyjściowym momencie = 50 Nm, nominalnej prędkości na wejściu = 5000 obr./min i maks. prędkości na wejściu = 10 000 obr./min. 

Coraz częściej obliczeń tych nie trzeba już wykonywać samodzielnie. Można np. skorzystać z gotowych konfiguratorów dostępnych na stronach producentów i dystrybutorów przekładni. Podając w nich parametry silnika oraz wartość przełożenia i wielkość kołnierza przekładni, można wygenerować gotową ofertę uwzględniającą model, parametry, a nawet rysunki 2D i 3D układu przeniesienia napędu. W niektórych przypadkach, np. konfiguratora marki SESAME, wystarczy podać markę i model silnika, a program automatycznie wczyta wszystkie potrzebne parametry. W takim przypadku pozostaje nam jedynie wybrać przełożenie i rozmiar kołnierza przekładni, a pozostałe dane zostaną uzupełnione automatycznie. 

Konfiguratory tego typu nie bez przyczyny zyskują coraz większą popularność na rynku. Ułatwiają one zorientowanie się w coraz szerszej i bardziej wyspecjalizowanej ofercie przekładni, a jednocześnie umożliwiają prawidłowy dobór rozwiązania nawet bez szczegółowej znajomości zagadnienia. Jest zatem wielce prawdopodobne, że wkrótce staną się one standardem rynkowym.


Źródło: Igor Zarebski/Wikimedia CC

Kwadrat zamiast koła

A gdyby tak koło zębate zastąpić inną figurą geometryczną? Takie rozwiązanie stosuje się w przekładniach zębatych o zmiennym przełożeniu, w których liczy się nie tyle wysoka sprawność układu, co dodatkowe funkcje, takie jak generowanie pulsacji czy cykliczne zmiany odległości osi. Element napędzający i napędzany przyjmują tutaj kształt inny niż koło, a ich zęby ustawione są z reguły w linii prostej. W zależności od ich kształtu i wyobraźni konstruktora układy tego typu mogą być stosowane w najróżniejszych aplikacjach, np. maszynach włókienniczych, prasach mechanicznych, napędach rolet czy potencjometrach.


Trendy na rynku przekładni mechanicznych

Stabilna koniunktura na rynku przekładni mechanicznych zachęca producentów do testowania i wprowadzania coraz to nowszych układów przeniesienia napędu. Nierzadko działania te podyktowane są też względami praktycznymi, w tym koniecznością dostosowania oferty do rygorystycznych wymogów prawnych i rosnących oczekiwań klientów względem efektywności energetycznej i sprawności układów przeniesienia napędu. W rezultacie sektor ten cechuje się wysoką innowacyjnością i tempem rozwoju: nie ma miesiąca, by na rynku nie pojawiło się co najmniej kilka mniej lub bardziej nowatorskich modeli przekładni mechanicznych. Przyjrzyjmy się kilku przykładom.

Przekładnie obiegowe (planetarne) składają się z dwóch kół centralnych i tzw. satelitów krążących wokół nich. Źródło: Wikimedia CC

Kompaktowe, ale mocne

Mimo niewielkich rozmiarów przekładnie kątowe SPIROPLAN marki SEW-EURODRIVE generują wyjściowy moment obrotowy do 180 Nm przy zakresie mocy silnika 0,09–3 kW. Dzięki temu sprawdzą się zwłaszcza w aplikacjach wymagających dużych prędkości obrotowych przy zachowaniu niewielkich gabarytów napędu, takich jak różnego rodzaju przenośniki. Jak deklaruje producent, specjalny typ zazębienia wykonany w kombinacji stal-stal zapewnia wysoką odporność na zużycie, a aluminiowa obudowa przyczynia się do redukcji wagi układu. Przy braku konieczności okresowej wymiany oleju jest to wytrzymały i tani w eksploatacji produkt o szerokim zakresie zastosowań.

Inteligentny czujnik, dokonujący pomiaru parametrów urządzenia. Źródło: ABB

18 karatów energooszczędności

Firma SKF wspólnie z partnerami z niezależnych ośrodków badawczych opracowała innowacyjną koncepcję przekładni, którą nazwała 18K (w nawiązaniu do jednostki masy złota). Dzięki większej gęstości energii układ jest w stanie wygenerować o 15% większy moment obrotowy przy zachowaniu wymiarów konwencjonalnych przekładni lub dostarczać taki sam moment obrotowy przy 15-procentowej redukcji gabarytów. Co więcej, dzięki zmniejszonej wadze i ograniczonemu tarciu zużywa ok. 10% mniej energii elektrycznej, a 6 czujników online, zapewniających stały monitoring stanu urządzenia, o blisko 90% redukuje nakłady na jego serwisowanie. Konstrukcja przekładni bazuje na najnowszych rozwiązaniach SKF, w tym 6 łożyskach klasy Explorer i specjalnie zaprojektowanych simmeringach zabezpieczonych odpowiednio dobranym środkiem smarnym.

Układ generujący o 15% większy moment obrotowy przy zachowaniu konwencjonalnych wymiarów przekładni lub dostarczający taki sam moment obrotowy przy redukcji gabarytów o 15%. Źródło: SKF

Przekładnie pod nadzorem

Czujnik ABB Ability Smart Sensor, montowany bezpośrednio na komponentach sprzęgieł marki Dodge, na bieżąco monitoruje stan łożysk i przekładni redukcyjnych, wysyłając komunikaty ostrzegawcze w przypadku stwierdzenia nieprawidłowej pracy układu. Dzięki łatwemu montażowi i możliwości bezprzewodowej komunikacji z platformą ABB Ability integruje typowo mechaniczne komponenty z siecią przemysłową przedsiębiorstwa, zapewniając możliwość zdalnego serwisowania i predykcyjnego utrzymania ruchu. W rezultacie następuje ograniczenie przestojów, zwiększenie niezawodności urządzeń i poprawa bezpieczeństwa procesów.

  1. Wykorzystywane są również w motoryzacji i rolnictwie, jednak te zastosowania znajdują się poza zakresem tematycznym artykułu.
  2. Więcej informacji na ten temat znajdą Państwo w artykule zamieszczonym w poprzednim wydaniu: A. Świderska, „Pasy w napędach maszyn przemysłowych – dobór, konserwacja, serwis”, „Inżynieria i Utrzymanie Ruchu” nr 6/2019, s. 51–55.

Agata Świderska jest autorką tekstów i tłumaczką języka niemieckiego specjalizującą się w szeroko pojętej tematyce przemysłowej. Na rynku prasy specjalistycznej aktywnie działa od 2015 r.