Zasada działania przekładni jest prosta: jest to mechanizm, który przenosi ruch z elementu napędowego na napędzany, jednocześnie zmieniając parametry ruchu, czyli prędkość, siłę lub moment obrotowy. Duży zakres przenoszonych mocy, szeroki wybór typów mechanizmów, duża wytrzymałość i coraz bardziej kompaktowe gabaryty ułatwiające montaż w dowolnym urządzeniu to cechy, dzięki którym przekładnie są dziś podstawowym rozwiązaniem napędowym nie tylko w branży motoryzacyjnej, ale w niemal każdym segmencie przemysłu.

Od ślimaków po stożki

Elementy te są najczęściej stosowane w technikach przeładunkowych – czynność ta wymaga bowiem wydajnego i niezawodnego napędu. Przekładnie i motoreduktory są częścią napędów wszelkiego typu przenośników: taśmowych, płytowych, ślimakowych, kubełkowych i łańcuchowych. Stosuje się je wszędzie tam, gdzie wymagane są duże momenty obrotowe i spora wytrzymałość maszyn – od przemysłu motorniczego (produkcja pojazdów) i wydobywczego (przenośniki, odwadniacze), przez branżę maszynową (suwnice, wciągarki, obrotnice, kruszarki) i spożywczą (przenośniki, mieszalniki), po sektor tworzyw sztucznych (nawijaki, wytłaczarki) i drzewny (prasy, transportery, traki). W każdym z tych obszarów pracują różnorodne rodzaje przekładni (np. ślimakowe, walcowe osiowe i płaskie, stożkowe, planetarne) odpowiednio dobrane do warunków pracy i wymagań. Wybór typu mechanizmu nie jest sprawą łatwą – aby właściwie dobrać rozwiązanie do potrzeb, warto wziąć pod uwagę m.in. takie parametry jak rodzaj obciążenia (czy będzie ono jednostajne, udarowe czy dynamiczne), liczbę godzin pracy na dobę, prędkość wału wejściowego i temperaturę otoczenia, w jakim przekładnia będzie pracować.

Przekładnie niemal doskonałe

Optymalna relacja gabarytów i masy przekładni do wyjściowego momentu obrotowego, zwiększona sztywność korpusu, pochłaniająca wstrząsy konstrukcja, zwiększona trwałość łożysk, coraz niższe koszty eksploatacji (związane z mniejszą ilością stosowanego oleju) – to istotne atrybuty, które cechują najbardziej nowoczesne przekładnie. Nic więc dziwnego, że wciąż rośnie liczba aplikacji w przemyśle z przekładniami w roli głównej. Skalę i elastyczność zastosowań zwiększa fabryczne doposażenie tych części w wiele dodatkowych układów i opcji wyposażenia (takich jak blokada ruchu wstecznego „back stop”, podwójne uszczelniacze, zewnętrzne układy chłodzące wodno-olejowe czy wężownice umieszczane wewnątrz korpusu).

Koła szlifowane wibracyjnie

Jedną z firm specjalizujących się w tym segmencie rynku jest włoska firma STM Team, producent przekładni i motoreduktorów z ponad czterdziestoletnim doświadczeniem, oferująca zarówno małe przekładnie ślimakowe do podajników i dozowników używanych w przemyśle farmaceutycznym, jak i duże przekładnie walcowe stosowane np. do napędów podnoszenia na suwnicach lejniczych czy napędów młynów kulowych. W Polsce jedynym autoryzowanym dystrybutorem marki STM Team jest firma Margo działająca w Toruniu – tu ma magazyn główny i montownię motoreduktorów. Na miejscu montowane są przekładnie ślimakowe, walcowe, walcowo-stożkowe oraz planetarne. Dzięki temu, a także dzięki wyspecjalizowanej kadrze firma oferuje wykonanie przekładni na specjalne zamówienia nawet przy specyficznych wymaganiach klienta.

Interesującą technologią wykorzystywaną przez STM Team do produkcji przekładni planetarnych jest wibracyjne szlifowanie powierzchni kół zębatych kamieniami syntetycznymi podczas finalnej obróbki. Zastosowanie tej nowoczesnej techniki pozwala osiągnąć powierzchnię o bardzo niskiej chropowatości i usunąć nalot pozostały po wcześniejszej obróbce cieplno-chemicznej. Dzięki temu przekładnie zyskują na cichobieżności i żywotności, o czym niejednokrotnie mogli przekonać się uczestnicy wyścigów Formuły 1. Ta unikalna technologia wytwórcza jest wykorzystywana przez STM Team do produkcji kół zębatych motoreduktorów dla zespołów Red Bull Racing, Ferrari, Volvo czy Lamborghnini.

Reduktor do napędu ślimaku

Ciekawym przykładem specjalistycznego zastosowania przekładni w przemyśle jest reduktor wykorzystany w napędzie ślimaka układu uplastyczniającego ekstrudera wdrożony w jednym z polskich przedsiębiorstw przemysłowych przez kadrę inżynierską firmy Margo. Celem zamontowania modelu reduktora walcowego o osiach równoległych z łożyskiem wzdłużnym serii 294 (model RXP2 814 A ECE--ESTs M4 RFWP3-LF) było usprawnienie pracy wytłaczarki do produkcji granulatu z tworzywa sztucznego. Wyposażenie reduktora w łożysko oporowe baryłkowe na wale zdawczym wbudowane do dodatkowego korpusu sprawia, że tego typu mechanizmy świetnie sprawdzają się w urządzeniach, w których występują znaczne siły osiowe – właśnie takich jak wytłaczarki i ekstrudery. Korpus łożyska oporowego i korpus główny reduktora są ze sobą skręcone śrubami i podczas eksploatacji stanowią jedną całość. Konstrukcja jest jednak tak przemyślana, aby siły osiowe były przenoszone jedynie przez korpus łożyska oporowego. Napęd z silnika przekazywany jest za pośrednictwem przekładni pasowej na wałek wejściowy reduktora. Zastosowanie łożysk stożkowych na wałku wejściowym zapewnia długotrwałą pracę w warunkach obciążenia promieniowego przekładnią cięgnową.

Chłodzenie kontrolowane

Łatwy montaż reduktora w wytłaczarce umożliwiły małe rozmiary mechanizmu – osiągnięcie poręcznych gabarytów było możliwe dzięki zastosowaniu wysokiej jakości materiałów oraz odpowiedniej obróbce cieplno-chemicznej. Jednak skutkiem ubocznym okazała się mniejsza sprawność cieplna reduktora. Aby móc odprowadzić nadmiar energii cieplnej, zastosowano więc układ chłodzenia wodno-olejowego, z wymiennikiem wbudowanym do korpusu reduktora oraz filtrem oleju. Pompa oleju układu chłodząco-smarującego została zamontowana po przeciwnej stronie wałka wejściowego. Ze względu na pozycję pracy łożysko oporowe poddawane jest smarowaniu obiegowemu – olej krąży w zamkniętym układzie i jest dostarczany do stref tarcia, czyli do obszaru, gdzie koła się zazębiają, i do łożysk. Wszystkie te czynniki sprawiły, że poprawiła się wydajność i niezawodność pracy ekstrudera, a przedsiębiorstwo, które wdrożyło reduktor, zyskało argument za podobnymi aplikacjami dotyczącymi innych maszyn.

Źródło: Margo