Pasy klinowe umieszczone na kole pasowym tworzą przekładnię pasową, która przenosi moment obrotowy silnika na urządzenia odbiorcze. Wykorzystuje się je we wszelkich sprzętach z silnikami: alternatorach, klimatyzacjach, rozrusznikach, prądnicach, pompach wspomagania układu kierowniczego, pompach wody czy chłodnicach. Ponadto mogą być użyte w szlifierkach, prasach, przenośnikach taśmowych, małych elektrowniach wodnych bądź maszynach do obróbki drewna. Zastosowań jest wiele i wszystko zależy od tego, z jakich materiałów i w jaki sposób pas jest wykonany.

Kluczowe cechy

Pas klinowy ma przekrój w kształcie trapezu lub figury trapezoidalnej i jest zbudowany z trzech głównych części. Pierwszą, nośną, stanowi kord, na który w zależności od przeznaczenia pasa składają się linki wykonane ze stali, poliamidu, poliestru, aramidu lub kevlaru. Kord otacza warstwa podatna z gumy z możliwą domieszką kauczuku. Tak utworzony szkielet jest otoczony osnową z materiałów odpornych na oleje i zwiększających tarcie lub poprawiających wytrzymałość pasa na uszkodzenia mechaniczne. Dodatkowo może on być zabezpieczony taśmą tkaninową lub kordową poddaną wcześniej wulkanizacji. Tak skonstruowane pasy są wykorzystywane w najtrudniejszych warunkach – od 30-stopniowego mrozu po temperaturę sięgającą 850°C, co jednak jest rzadkim ekstremum.

W zależności od tego czy pas ma zapewniać dużą wytrzymałość, giętkość, odpowiednią przyczepność czy rozciągliwość, do jego wykonania używa się innych materiałów. Dla wszystkich pasów obowiązują jednak takie same wymiary: długość, szerokość i szerokość skuteczna. Ta ostatnia, zwana także podziałową, uważana jest za podstawową i według niej określa się długość pasa. Jest to szerokość pasa klinowego, która nie zmienia się, gdy pas zostaje zgięty pod kątem 90°.

Niezależnie od swojej budowy pasy charakteryzują się cichą pracą i odpowiednią przewodnością elektryczną. Cenione są także za niskie koszty eksploatacji. Jeśli są odpowiednio serwisowane i przechodzą regularny przegląd, to przy konieczności wymiany pasa można to zrobić za niewielkie pieniądze bez przerywania pracy maszyny.

W budowie maszyn i urządzeń najczęściej wykorzystywane są klasyczne, uniwersalne warianty pasów klinowych. Istnieją jednak liczne ich wersje. Pasy uzębione gwarantują lepszą giętkość i wytrzymałość, wąskoprofilowe sprawdzą się w pracy z wysoką szybkością obrotową i mają większą skuteczność przenoszenia mocy, szerokoprofilowe stosuje się przy dużych obciążeniach, a dwustronne mają szczególną odporność na zerwanie. Takie pasy nie znajdą oczywiście zastosowania we wszystkich urządzeniach, ponieważ są przeznaczone do konkretnych zadań w różnych mechanizmach. Ich zalety można jednak niekiedy łączyć, tworząc pasy zespolone, złożone z pojedynczych pasów klinowych połączonych na stałe za pomocą taśmy łączącej.

Przygotowanie

Odpowiednia eksploatacja pasów klinowych w celu maksymalnego wydłużenia ich żywotności rozpoczyna się już na etapie ich montażu i konstrukcji kół pasowych. Pasy dobrze założone na koło pasowe to podstawa ich sprawnego i długiego funkcjonowania. Jeśli wcześniej leżały w magazynie, to przed założeniem należy ogrzać je do przynajmniej 20°C. Zakłada się je ręcznie, nie używając narzędzi pomocniczych w postaci śrubokrętów czy kombinerek; trzeba przy tym zadbać o najmniejszy rozstaw kół rowkowych. Wszystkie koła pasowe powinny być wyważane statycznie, a jeśli ich prędkość obwodowa przekracza 30 m/s – także dynamicznie. Rowki kół pasowych powinny być czyste i bez żadnych uszkodzeń lub substancji oleistych bądź zabezpieczających przed korozją. Wymiary kół rowkowych muszą być dostosowane do przekroju pasa, który ma stykać się tylko bocznymi powierzchniami ze ściankami rowków kół. Jego największą żywotność zapewnia używanie kół o dużej średnicy, dla których prędkość pasa wyniesie 25–30 m/s.

Przekładnie z wieloma pasami należy konstruować dla optymalnej liczby użytych pasów i według tolerancji długości. Nawet najmniejsza różnica wymiarowa pasów i rowków na kołach zwiększa ich niepożądany poślizg, a w zespole wielopasowym tolerancja jest znacznie mniejsza niż w przypadku jednego pasa. W układzie z 10 pasami, kiedy tylko jeden z nich będzie miał awarię, żywotność pozostałych może się zmniejszyć aż o 30%. Należy więc wówczas wymienić wszystkie, aby praca była efektywna. Wszystkie pasy w zespole powinny pochodzić od jednego producenta.

Po odpowiednim umieszczeniu pasa na kole pasowym ważny jest jego właściwy naciąg. Pas powinien być tak naprężony, by pojawiający się poślizg na kole nie przekraczał 1%, a ugięcie w połowie odległości między kołami pasowymi powinno wynosić 5–15 mm. Za mały naciąg spowoduje nadmierny poślizg pasów na kole pasowym, natomiast zbyt duży skróci jego żywotność, a zużycie łożysk w maszynie napędowej lub napędzanej będzie dużo szybsze. Należy pamiętać o tym, że pierwsze godziny pracy będą wymagać stałej korekty pasa, ponieważ będzie się on ciągle wydłużał – po pierwszej godzinie pod pełnym obciążeniem nawet o 70% wartości całkowitego dopuszczalnego wydłużenia, które wynosi 1,5% długości pasa dla pasów z kordem poliestrowym i 0,5% dla pasów z kordem aramidowym.

Nie zawsze jednak w konkretnej maszynie da się naciągnąć pas przez zmianę odległości między maszyną napędzającą a napędzaną. W takich przypadkach używa się rolek napinających, które mogą być umieszczone po wewnętrznej lub zewnętrznej stronie pasa. Rolki zewnętrzne jednak zwiększają jego przegięcie przez dodatkowe naprężenie zginające, co znacznie skraca żywotność. Z tego względu częściej zaleca się stosowanie rolek napinających od wewnętrznej strony. Średnica rolki napinającej powinna wynosić przynajmniej tyle samo, ile ma minimalna średnica zalecana dla przekroju pasa. Tak dobraną rolkę umieszcza się jak najbliżej dużego koła pasowego (dla rolki zewnętrznej bardziej odpowiednim miejscem będą okolice małego koła). Rolki napinające pasy stosuje się także wtedy, gdy występują drgania długiego cięgna pasa o małym napięciu lub krótkiego cięgna przy gwałtownej zmianie obciążenia.

Eksploatacja

Odpowiednio zamontowane pasy klinowe mogą nie tracić swoich właściwości przez wiele lat, ale trzeba o nie odpowiednio dbać. Bardzo ważne jest miejsce, w którym pracują, ponieważ przekładnie pasowe są bardzo wrażliwe na temperaturę i wilgotność otoczenia oraz jego oddziaływanie chemiczne. Wszelkie zanieczyszczenia znajdujące się w pomieszczeniu, oleje, smary, proch czy piasek powodują szybsze ścieranie się powierzchni bocznych koła i pasa, co może doprowadzić do jego wyszczerbienia lub nawet zerwania. Dlatego też w takich warunkach przekładnia powinna być osłonięta.

Oczywiście warto regularnie sprawdzać stan pasów, by móc szybko zareagować na ewentualne usterki. Jeśli pasy klinowe się zabrudzą, to można je wyczyścić mieszanką glicerynowo-spirytusową w stosunku 1:10. Inne środki chemiczne niż taki roztwór nie są zalecane. Zdecydowanie nie warto też do czyszczenia używać ostrych przedmiotów w postaci drucianych szczotek czy papieru ściernego, które mogą doprowadzić do mechanicznych uszkodzeń powierzchni.

Nawet nieużywane pasy powinny być przechowywane w odpowiednich warunkach, aby nie straciły swoich właściwości i cały czas mogły pracować z odpowiednią efektywnością. Większość pasów klinowych wykonana jest z gumy, która w niekorzystnych warunkach pod wpływem tlenu, ozonu, skrajnych temperatur czy światła traci swoje właściwości. Magazyn do przechowywania pasów klinowych powinien więc być suchy i niezakurzony, najlepiej przeznaczony specjalnie do tego celu. Nie wolno bowiem trzymać ich z wieloma chemikaliami, np. rozpuszczalnikami, smarami, kwasami lub paliwami. Pasy trzeba chronić przed działaniem źródła ciepła i światła – szczególnie napromieniowania słonecznego lub promieni ultrafioletowych z nieosłoniętych świetlówek. Te ostatnie tworzą ozon, który jest szkodliwy dla pasów, dlatego magazyny nie mogą zawierać żadnych urządzeń w postaci fluorescencyjnych świateł czy lamp rtęciowych, które go wytwarzają. Wilgotność powietrza w takim specjalnym magazynie optymalnie powinna utrzymywać się poniżej 65%.

Pasy należy przechowywać nienaprężone i niezniekształcone. Jeśli znajdują się w pozycji wiszącej, to trzpień, na którym są zawieszone, powinien mieć średnicę co najmniej 10-krotnej grubości pasa.

Pasy klinowe mogą się okazać bardzo efektywne, jednak ich specyficzna konstrukcja sprawia, że przy nieodpowiednim użytkowaniu szybko się zużyją, warto więc zadbać o nie już na etapie montażu i później regularnie je serwisować.