Technologia taśmowa, łańcuchowa i przekładniowa

Potrzeba produkowania większej ilości energii rośnie wraz z naszym rosnącym zapotrzebowaniem na powierzchnię handlową, przemysłową i mieszkalną. W samej Ameryce Północnej (w tym w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie i Meksyku) rynek przesyłu energii szacuje się na około 70,4 mld dolarów, zgodnie z ostatnim raportem.

W każdym zakładzie przemysłowym, turbiny i silniki są wykorzystywane do wytwarzania wirujących ruchów mechanicznych do wykonywania różnego rodzaju zadań. Rynek napędów przemysłowych pracuje z podstawowymi produktami z napędami otwartymi, takimi jak napędy pasowe, łańcuchowe, przekładnie i każdy z nich ma swoje wady i zalety. Na tym stanowisku zajmiemy się zaletami i wadami tych elementów techniki napędowej.

Technologia taśmowa

Jedno z najbardziej powszechnych urządzeń, napędy pasowe są używane do przenoszenia ruchu z jednego wału na drugi za pomocą cienkiej nierozciągliwej taśmy, która przebiega przez dwa koła pasowe. Jest to w zasadzie zapętlony pasek elastycznego materiału, który mechanicznie łączy obracające się wały.

Na rynku dostępne są różne rodzaje napędów pasowych, takie jak pas płaski, pasek klinowy, napęd linowy i pasek zębaty. Ważne jest, aby dobrać odpowiedni rodzaj napędu pasowego, w zależności od potrzeb:

• Moc, która ma być przekazywana
• Kierunek ruchu taśmy
• Współczynnik prędkości i prędkości wału
• Warunki obsługi
• Odległość między wałami i dostępna przestrzeń

Niezależnie od rodzaju stosowanego napędu pasowego, technologia ta zapewnia płynne i efektywne przenoszenie mocy pomiędzy wałami, nawet jeśli znajdują się one w znacznej odległości. Technologia ta jest stosowana w przypadku konieczności przeniesienia ruchu obrotowego pomiędzy dwoma równoległymi wałami. Są one najtańszą metodą przenoszenia mocy.

Zalety napędu pasowego obejmują:

• Napędy pasowe są ekonomiczne. Wydajność nowych napędów taśmowych może wynosić do 95-98 procent.
• Są one proste w użyciu
• Napędy pasowe nie wymagają wałka równoległego
• Mają niskie koszty utrzymania
• Są one wyposażone w zabezpieczenie przed przeciążeniem i zakleszczeniem
• Różne prędkości można uzyskać za pomocą kół pasowych skokowych lub stożkowych
• Gdy odległość między wałami jest bardzo duża, napędy pasowe są najbardziej ekonomiczną opcją
• Tłumienie hałasu i wibracji
• Wahania obciążenia są pochłaniane przez wstrząsy, co zwiększa żywotność maszyn.
• Działanie sprzęgła może być aktywowane przez zwolnienie napięcia paska

Technika taśmowa ma jednak również pewne wady. Oto one:

• Napędy taśmowe nie są kompaktowe
• Ograniczona prędkość około 35 metrów na sekundę
• W porównaniu z innymi trybami przesyłu energii, mają one krótką żywotność
• Zazwyczaj jego temperatura pracy jest ograniczona do -35 do 85°C.
• Prędkość kątowa napędów pasowych nie jest stała. Prowadzi to do rozciągania, ześlizgiwania się i zużywania się paska
• Ma ograniczoną transmisję mocy do 370 kW, co zwiększa akumulację ciepła.
• Napędy pasowe zwykle przenoszą duże obciążenia na wały i łożyska.
• Do kompensacji zużycia i rozciągania potrzebują dodatkowo rolki zwrotnej lub regulacji odstępu osiowego.
• Współczynnik prędkości zmienia się z powodu poślizgu taśmy.

Technologia łańcuchowa

Jak sama nazwa wskazuje, napędy łańcuchowe wyposażone są w niekończące się serie ogniw łańcuchowych z siatką kół zębatych. W przeciwieństwie do napędów pasowych, w technologii łańcuchowej nie ma poślizgu. Nadają się one jednak najczęściej do niewielkich odległości między środkami, zwykle do 3 metrów. W niektórych szczególnych okolicznościach napędy łańcuchowe mogą pokonać nawet do 8 metrów.

Technologia ta jest wykorzystywana do wykonywania trzech podstawowych funkcji. Są to:

Przenoszenie mocy: Mogą one przenosić moc (prędkość i moment obrotowy) z jednego elementu na drugi za pomocą połączonego łańcucha i kół łańcuchowych. Napędy łańcuchowe mogą przenosić duże ilości momentu obrotowego nawet na niewielkiej przestrzeni.

Przenoszenie materiałów: Mogą poruszać się, przenosić, przesuwać, pchać i ciągnąć różne materiały, mocując do łańcuchów kubełki, ramy, kieszenie lub oczka. Często są one używane do obracania rolek do przesuwania taśmy przenośnika.

Cele czasowe: Wiele branż wykorzystuje je do synchronizacji lub ruchów czasowych.

Podobnie jak każdy inny typ mechanicznych układów napędowych, również napędy łańcuchowe mają kilka zalet i wad. Zalety te obejmują:

• Pozytywne dyski bez poślizgu i pełzania
• W przeciwieństwie do napędów pasowych, w napędach łańcuchowych prędkość kątowa pozostaje stała.
• Wysoki współczynnik prędkości do 8:1
• Pozwala na uzyskanie wysokiego stosunku prędkości 8 do 10 w jednym kroku
• Wysokowydajne napędy łańcuchowe zapewniają większą moc w porównaniu z paskami.
• Może być stosowany zarówno do małych jak i dużych odległości od środka.
• Napędy łańcuchowe mają niskie koszty utrzymania
• Dają one wysoką sprawność transmisji do 98%.
• Mogą one działać nawet w wilgotnych warunkach
• Bardziej kompaktowe i łatwe w montażu w porównaniu z napędem pasowym
• Napędy łańcuchowe nie ulegają pogorszeniu na skutek działania promieni słonecznych, oleju, smaru lub starzenia się
• Mniejsze obciążenie wału niż w przypadku napędów pasowych

Wady napędów łańcuchowych

• Początkowy koszt instalacji jest wyższy niż taśmy
• Koszt produkcji jest również stosunkowo wyższy
• Napędy łańcuchowe wymagają regularnego smarowania
• Wały napędowe i napędzane muszą być idealnie ustawione i równoległe.
• Mogą one mieć wahania prędkości, gdy są nadmiernie rozciągnięte
• Nie nadaje się do zastosowań, w których napęd musi się ślizgać
• Napędy łańcuchowe są głośne i mogą również powodować wibracje
• Mają one mniejszą nośność i żywotność w porównaniu z napędami zębatymi

Technika przekładniowa

W świecie mechanicznego przenoszenia napędu, przekładnie zębate mają bardzo szczególne i wyróżniające się miejsce. Jest to najbardziej preferowana technologia, gdy potrzebna jest transmisja znacznej mocy na krótkim dystansie przy stałym stosunku prędkości. Mechanizm napędów zębatych jest dość prosty - zęby, które są wycięte na blankietach kół zębatych, zazębiają się ze sobą w celu przekazania mocy. Aby uniknąć poślizgu, występy na jednej tarczy siatki z wgłębieniami na drugiej tarczy w napędach zębatych.

Technologia ta wykorzystuje różne rodzaje przekładni do przenoszenia mocy. W rzeczywistości może ona przekazywać moc nie tylko pomiędzy równoległymi wałami, ale także pomiędzy wałami nie równoległymi, współpłaszczyznowymi, krzyżującymi się itp.

Poniżej wymienione są zalety napędów zębatych:

• Są to pozytywne i antypoślizgowe napędy
• Duży i stały stosunek prędkości 60:1 można uzyskać dzięki zastosowaniu przekładni zębatych o minimalnej przestrzeni.
• Przekładnie są wytrzymałe mechanicznie, co pozwala na podnoszenie większych obciążeń.
• Dłuższa żywotność w porównaniu z napędami pasowymi i łańcuchowymi
• Potrafią przenosić dużą moc
• Przekładnie mają wysoką sprawność transmisji
• Mogą one przenosić ruch na małe odległości od środka wałów
• Napędy te są idealne do przenoszenia niskiej, średniej i dużej mocy.
• Koła zębate mogą przenosić ruch nawet pomiędzy nie równoległymi, krzyżującymi się wałami
• Są one najbardziej kompaktowe w porównaniu z napędami pasowymi i łańcuchowymi.

Niestety, napędy zębate również mają pewne wady:

• Przekładnie nie mogą być stosowane w przypadku wałów o dużych odległościach osiowych.
• Nie są one idealne dla dużych prędkości
• Napędy te wymagają regularnego smarowania i bardziej skomplikowanego procesu jego stosowania.
• Hałas i wibracje zwiększają się przy dużych prędkościach.
• Są one mniej ekonomiczne w porównaniu z napędami pasowymi i łańcuchowymi.
• Zastosowanie wielu biegów zwiększa całkowitą wagę maszyny
• Nie mają one żadnej elastyczności
• Nie nadaje się do nadawania ruchu na dużą odległość
• Niektóre części maszyny mogą ulec trwałemu uszkodzeniu z powodu koła zębatego przekładni. Jest to częstsze w przypadku nadmiernego obciążenia

Wniosek

Energia jest niezbędna do napędzania maszyn i urządzeń do różnych zastosowań. W różnych gałęziach przemysłu stosuje się różne produkty do przenoszenia napędu, a czasami kombinację wszystkich tych produktów w celu dostosowania ich do odpowiednich potrzeb. Więc jeśli ktoś zapyta, która jest najlepsza technologia transmisji energii, będzie to trochę trudne do wyboru jeden nad drugim, ponieważ te napędy pochodzą z własnych zestawów zalet i wad. Jedynym czynnikiem decydującym powinno być zatem zadanie, które musi być wykonane przy użyciu technologii transmisji energii. I oczywiście, również budżet.