Podstawowe informacje o przekładniach ślimakowych

Duża część maszyn i urządzeń musi być wyposażona w odpowiednie źródło napędu, które pozwoli na sprawną realizację zadań, do których zostały zaprojektowane. W większości przypadków w zastosowaniach przemysłowych funkcję tą pełni silnik elektryczny, spalinowy, hydrauliczny albo pneumatyczny. Ze względu na wielkość i masę napędu często musi on być umieszczony w pewnym oddaleniu od podzespołów lub poszczególnych elementów, które są za jego sprawą wprawiane w ruch.

Wynika to na ogół z ograniczeń związanych z koniecznością zapewnienia optymalnego rozkładu masy lub zmniejszeniem poziomu wibracji czy generowanego hałasu, a nierzadko też ze sposobem, w jaki musi działać całe urządzenie. Oddalenie od siebie silnika i części, które obsługuje, wiąże się z koniecznością wykorzystania odpowiednich elementów przeniesienia napędu, a zatem przekładni o odpowiednich parametrach. Przyjrzyjmy się bliżej funkcjom, jakie pełnią przekładnie oraz sprawdźmy, czym charakteryzują się ich poszczególne odmiany, w tym przekładnie ślimakowe.

Rola i funkcja przekładni mechanicznych

Przekładnie stosowane w maszynach i urządzeniach pozwalają na przekazywanie ruchu oraz daleko idącą zmianę jego charakterystyki. Mogą one mieć różną konstrukcję, wpływającą na ich możliwości i sposób funkcjonowania, jednak ogólne zasady działania związane z przenoszeniem ruchu pozostają we wszystkich przypadkach takie same. Przekładnia służy do przekształcania parametrów ruchu obrotowego generowanego przez silnik w sposób, który będzie odpowiedni dla danego zastosowania. Najczęściej służy do przekazania ruchu obrotowego koła napędzającego (czynnego) połączonego z jednostką napędową na ruch obrotowy koła napędzanego (biernego). Możliwa jest jednak także zmiana ruchu obrotowego na posuwisty w sytuacji, gdy zamiast koła biernego zastosowane są zębatki proste (uzębione listwy).

Elementy przekładni są na ogół dobierane w taki sposób, aby pozwalały na przekształcenie  charakterystyki ruchu obrotowego w określony sposób. Najczęściej w grę wchodzi zmiana prędkości obrotowej oraz momentu obrotowego. W przypadku, gdy prędkość obrotowa ulega zmniejszeniu mamy do czynienia z reduktorem, natomiast w sytuacji, kiedy jest ona zwiększana, przekładnia staje się multiplikatorem. Ponieważ z prędkością obrotową jest ściśle związany moment obrotowy, to efektem użycia reduktora jest również zwiększenie wartości momentu obrotowego, a wykorzystanie multiplikatora wiąże się z jego ograniczeniem.

Przekładnie mogą również zmieniać płaszczyznę, w której przekazywany jest ruch obrotowy. Możliwe są sytuacje, w których obie osie obrotu będą do siebie równoległe, prostopadłe albo skierowane pod dowolnym kątem w zależności od zastosowanego rozwiązania technicznego. Wśród rozmaitych konstrukcji przekładni mechanicznych często używane są zarówno przekładnie cierne, cięgnowe, jak i zębate.

W przypadku przekładni ciernych napęd jest przekazywany przez stykające się ze sobą bezpośrednio powierzchnie koła napędzającego i napędzanego, a ich efektywność jest uzależniona od siły docisku oraz rodzaju materiału, z jakiego są wykonane. Przekładnie cięgnowe mogą wykorzystywać mechanizm sprzężenia mechanicznego w postaci nacisku uzębionego koła, jeśli są w nich zastosowane łańcuchy lub pasy uzębione albo ciernego, gdy używane będą pasy płaskie bądź klinowe. W przekładniach zębatych przeniesienie napędu odbywa się za sprawą nacisku mechanicznego między uzębieniami poszczególnych elementów, a występujące tarcie jest niepożądanym efektem ich działania. 

Budowa i działanie przekładni ślimakowych

Szczególnym przykładem przekładni zębatej będzie przekładnia ślimakowa. Jej cechą charakterystyczną jest zarówno rodzaj zastosowanych elementów, jak i zmiana osi, w której przenoszony jest ruch obrotowy. Przekładnie ślimakowe zalicza się do przekładni kątowych – oś napędzana jest tu prostopadła do osi napędzającej. Są także określane jako przekładnie stałe, ponieważ w trakcie pracy nie zmienia się położenie ich osi oraz przekładnie śrubowe z uwagi na typ powierzchni, które zazębiają się ze sobą podczas pracy.

Przekładnie ślimakowe są zbudowane ze współpracujących ze sobą elementów – ślimacznicy oraz ślimaka. Ślimacznica to koło zębate o uzębieniu klasycznym lub wklęsłym, w pierwszym przypadku oznacza to o mniejszą powierzchni styku z uzębieniem ślimaka, a w drugim znacznie większą. Ślimak to natomiast rodzaj walca z umieszczonym wzdłuż rdzenia krętym uzwojeniem śrubowym. Może on mieć również uzwojenie, które zmienia swoją wysokość, będąc wyższym na obu końcach, a niższym w części środkowej – takie rozwiązanie nazywane jest ślimakiem globoidalnym. W przekładniach globoidalnych mogą być zastosowane zarówno klasyczne koła z uzębieniem walcowym, jak i torusowe z uzębieniem wklęsłym. Połączenie wklęsłego torusa ze ślimakiem globoidalnym zapewnia możliwość przekazywania najwyższych momentów obrotowych, za sprawą dużej powierzchni styku uzębienia, gwarantuje także najmniejsze zużycie obu elementów, niestety wymaga bardzo wysokiej precyzji, zarówno podczas wykonywania części, jak i w czasie ich montażu.

Przełożenie w przekładni ślimakowej jest określane przez stosunek liczby obrotów ślimaka do liczby obrotów ślimacznicy, co jest uzależnione od liczby zębów ślimacznicy oraz geometrii ślimaka. Przełożenie będzie zatem stosunkiem liczby zębów ślimacznicy do tzw. krotności ślimaka, a więc liczby pojedynczych zwojów, które się na nim znajdują. Najczęściej ich liczba jest ograniczona i stosunkowo rzadko przekracza więcej niż kilka.

Przekładnie ślimakowe są chętnie wybierane jako element konstrukcyjny maszyn i urządzeń ze względu na swoje kompaktowe rozmiary. Dodatkową zaletą jest to, że ślimak może być umieszczany nad, pod, lub z boku ślimacznicy, co ułatwia wpasowanie układu w miejsca z ograniczoną przestrzenią. Przekładnie ślimakowe są powszechnie używane np. układach kierowniczych pojazdów, bardzo chętnie wybiera się je również jako elementy motoreduktorów.

Największymi zaletami przekładni ślimakowych są m.in. możliwość przenoszenia wysokich obciążeń i uzyskiwania dużych przełożeń, cicha praca, płynne zazębianie oraz duży styk współpracujących ze sobą uzębień. Zaletą może być również samohamowność, która umożliwia przekazywanie napędu jedynie w jednym kierunku, możliwa wówczas gdy tzw. kąt wzniosu linii zwoju ślimaka, czyli pochylenie linii zębów ślimaka okaże się mniejszy niż kąt tarcia, uzależniony od typu użytego materiału. Minusami ich wykorzystywania są na ogół niska sprawność, konieczność dokładnego montażu, duża czułość na wszelkie odchyłki oraz fakt, że do wykonania ślimacznicy, która ma zdecydowanie mniejszą wytrzymałość niż ślimak, ze względu na wyższe obciążenia, niezbędne są stosunkowo drogie materiały np. różne rodzaje brązów.

Kompleksowe zaopatrzenie przemysłu

W naszym Serwisie używamy plików cookies. Korzystając dalej z Serwisu, wyrażasz zgodę na stosowanie plików cookies zgodnie z Polityką prywatności. Wyrażenie zgody jest dobrowolne, w każdej chwili można ją cofnąć poprzez zmianę ustawień dotyczących plików „cookies” w używanej przeglądarce internetowej. Kliknij „Akceptuję”, aby ta informacja nie wyświetlała się więcej.