Przekładnie hipoidalne THF zamiast ślimakowych

Rys. 1. Rodzaje przekładni ze względu na przesunięcie hipoidalne "a"

Kinematyka pracy wszystkich przekładni ślimakowych charakteryzuje się wysokim udziałem poślizgów w zazębieniu, które w każdej parze elementów współpracujących tłumią drgania, co w rezultacie sprzyja cichobieżnej i płynnej pracy tych przekładni, oczywiście pod warunkiem optymalnego doboru do warunków pracy.

Należy przypomnieć, że przekładnia ślimakowa należy do rodziny tzw. przekładni śrubowych, czyli przekładni zębatych o wichrowatych osiach kół. Można stwierdzić, że przekładnia ślimakowa stanowi jak gdyby dalszy etap rozwoju przekładni śrubowych. Słabą stroną przekładni ślimakowej w porównaniu do innych przekładni jest mniejsza sprawność, która maleje wraz ze wzrostem przełożenia.

W obecnych czasach, kiedy zwraca się uwagę na poprawę efektywności użytkowania energii elektrycznej, nie tylko ze względu na ekonomię, ale także na uwarunkowania prawne w tym zakresie, konieczne jest zastępowanie przekładni ślimakowej o niższej sprawności droższymi przekładniami walcowymi lub walcowo-stożkowymi.

Czy istnieje jednak przekładnia, która będzie w swojej konstrukcji łączyła korzystne cechy techniczne przekładni ślimakowej z innymi cechami przekładni walcowych, bez znaczącej różnicy w cenie? Takie przekładnie są znane od lat, jednak dopiero współczesne metody wykonywania uzębienia pozwalają uzyskać korzystny stosunek ceny do przenoszonej mocy z wału czynnego na wał bierny - podobnie jak w przekładniach ślimakowych.

Przekładnie hipoidalne THF - konstrukcja

Rys. 2. Koła stożkowe i koła hipoidalne

Przekładnie hipoidalne należą do przekładni zębatych o osiach wichrowatych i łukowym zarysie zęba, należą do rodziny przekładni stożkowych. Różnią się one od przekładni stożkowych poprzecznym przesunięciem osi zębnika (przesunięcie hipoidalne) w stosunku do osi koła talerzowego.

Dzięki przesunięciu hipoidalnemu uzyskuje się wydłużenie czynnej długości zębów (podobnie jak w parze kół ślimak-ślimacznica przekładni ślimakowej), co ma wpływ na wytrzymałość i obciążalność przekładni hipoidalnej. Sprawność przekładni hipoidalnej jest odwrotnie proporcjonalna do przesunięcia hipoidalnego i maleje wraz z jego zwiększeniem. Standardowo przekładnie hipoidalne THF posiadają sprawność 94%.

Cechy techniczne przekładni hipoidalnych

Rys. 3. Przesunięcie hipoidalne w przekładniach hipoidalnych

Najważniejsze cechy techniczne przekładni hipoidalnych THF:

• większa obciążalność niż przekładni stożkowej o takich samych wymiarach, dzięki wydłużeniu czynnej długości zęba (przesunięcie hipoidalne).
• większy moment wyjściowy niż w przekładniach ślimakowych o takich samych wymiarach gabarytowych.
• wysoka cichobieżność w porównaniu do innych przekładni o tych samych przełożeniach (dzięki zębom łukowo-skośnym).
• równomierność przekazywania momentu obrotowego (wydłużenie czynnej długości zębów).
• wysoka sprawność w stosunku do innych przekładni o tych samych przełożeniach (sprawność 94% dla przekładni dwustopniowych i 92% dla przekładni trójstopniowych).
• szeroki zakres dostępnych przełożeń dla jednej wielkości mechanicznej przekładni (od i=7,5 do i=300).
• korzystne warunki smarowania łożysk, zębnika, dzięki przesunięciu hipoidalnemu.
• moment wyjściowy do 500 Nm.
• korzystny stosunek gabarytów przekładni do przenoszonej mocy.

TABELA 1. Parametry techniczne przekładni ślimakowych dostępnych na rynku i parametry techniczne przekładni hipoidalnej

Materiały zastosowane w budowie przekładni hipoidalnych THF są następujące. Koła zębate wykonane są ze stali konstrukcyjnej stopowej chromowo-manganowej z dodatkiem tytanu - 20CrMnTiH1. Stal ta sprawdza się w częściach maszyn silnie obciążonych i narażonych na siły udarowe. W cyklu produkcyjnym koła zębate zostały poddane precyzyjnemu szlifowaniu, aby uzyskać nie tylko idealną powierzchnię styku zębów, ale także, aby zachować równomierną warstwę nawęgloną o grubości od 0,3 mm do 0,5 mm.

Dzięki temu zwiększono odporność na ścieranie kół zębatych oraz uzyskano twardość w zakresie od 56 do 62HRC (twardość Rockwella). Obudowy przekładni wykonano z wysokiej jakości odlewu aluminiowego, dodatkowo pokryto je powłoką lakierniczą w kolorze RAL9022 (jasnoszara perła).

Z kolei łożyska renomowanych firm SKF i NSK wpływają znacząco na żywotność i poprawną pracę przekładni. Uszczelnienia wykonane z materiałów wysokiej jakości, takich jak NBR (kauczuk butadienowo-akrylowy) charakteryzujące się wysoką odpornością termiczną, odpornością na działanie olejów oraz wysoką wytrzymałością na zerwanie.

Dlaczego warto zamienić...?

Fot. 1. Rodzina przekładni hipoidalnych THF

...swoją przekładnię ślimakową na naszą przekładnię hipoidalną THF? Oto lista najważniejszych powodów:

• identyczne wymiary montażowe, jak przekładni ślimakowych dostępnych na rynku,
• pasują takie same akcesoria montażowe (wałki zdawcze, kołnierze wyjściowe, ramiona reakcyjne), jak dla przekładni ślimakowych dostępnych na rynku,
• mają wyższą sprawność niż przekładnia ślimakowa o takim samym przełożeniu,
• uzyskuje się większy moment wyjściowy na wale biernym, niż w przekładni ślimakowej o takim samym przełożeniu,
• dużo większa żywotność kół zębatych zastosowanych w przekładni hipoidalnej, niż ślimak i ślimacznica zastosowana w przekładni ślimakowej,
• wyższa cichobieżność przekładni hipoidalnej niż przekładni ślimakowej,
• wyższe przełożenie (i>100, maks. i=300) bez konieczności łączenia dwóch przekładni lub stosowania dodatkowego stopnia walcowego, tak jak ma to miejsce w przekładni ślimakowej,
• przekładnia hipoidalna podczas pracy nie grzeje się w takim stopniu, jak przekładnia ślimakowa o takim samym przełożeniu dzięki korzystnym warunkom smarowania.

TABELA 2. Dobór zamiennika dla przekładni ślimakowej

Optymalizacja procesów przemysłowych na wielu jego płaszczyznach znacząco wpływa na poprawę efektywności wykorzystania energii elektrycznej, a tym samym w perspektywie na poprawę wyników ekonomicznych przedsiębiorstwa.

Specjaliści pracujący w firmie HF Inverter Polska dzięki swojemu długoletniemu doświadczeniu są w stanie optymalnie dobrać układ napędowy bezawaryjnie pracujący w warunkach procesu technologicznego w dowolnej branży. Zapraszamy.

Mariusz Snowacki
HF Inverter Polska
www.hfinverter.pl