Napędy to nie tylko falowniki – dziś – przekładnie mechaniczne
Falowniki regulują prędkość obrotową silników elektrycznych, silniki natomiast napędzają jakieś urządzenie (wentylator , pompa , maszyna , taśmociąg , wirówka itp. . ) Napęd może być bezpośredni czyli np. wirnik wentylatora zamontowany na wale silnika lub pośredni np. przez przekładnie mechaniczną – gdy wymaga tego specyfika maszyny i obciążenia mechaniczne .
Przekładnie mechaniczne – podstawowe informacje :
Prawie za każdym razem, gdy mamy do czynienia z urządzeniem posiadającym ruchome elementy, spotykamy się z różnego rodzaju przekładniami. Przekładnia jest to mechanizm, umożliwiający przeniesienie ruchu z elementu napędowego (czynnego) na element napędzany(bierny). Najczęściej stosowane są przekładnie mechaniczne ze względu na ich niezbyt skomplikowaną budowę, wysoką sprawność oraz stosunkowo niską cenę. Ponadto można wyróżnić przekładnie elektryczne, pneumatyczne i hydrauliuczne.
W napędach mechanicznych elementem czynnym jest wał wychodzący z silnika, natomiast elementem biernym jest wał, który ma być napędzany. W tym przypadku przeniesiony zostaje ruch obrotowy. Użycie przekładni zazwyczaj powoduje zmianę parametrów ruchu: momentu obrotowego, prędkości kątowej, czy zmianę kierunku obrotu.Nieco rzadziej występują przekładnie mechaniczne, które zamieniają ruch obrotowy na ruch liniowy – mechanizm składa się z koła zębatego i listwy zębatej.
Przekładnie mechaniczne podział:
1. przekładnie cięgnowe – koła połączone są cięgnem (pasem, liną lub łańcuchem), które powoduje przeniesienie napędu;
2. przekładnie cierne – koła dociśnięte są do siebie, a występujące tarcie przenosi ruch;
3. przekładnie zębate – koła posiadają odpowiednie zęby, które zazębiając się powodują przeniesienie ruchu.
Najważniejszą informacją jaką należy podać opisując przekładnię jest jej „przełożenie”, mówiące jak i o ile zmieniają się parametry przenoszonego ruchu.
Przełożenie to nic innego jak stosunek prędkości obrotowej koła napędzającego do prędkości obrotowej koła napędzanego.
Innym parametrem, którego znajomość jest pomocna przy doborze przekładni jest prędkość obrotowa, czyli ilość obrotów, które wykona koło w danej jednostce czase. W mechanice najczęściej są to obroty na minutę [obr/min].
Równie istotny jest moment obrotowy, który jest niczym innym jak siłą, tylko działającą po okręgu. Najprościej mówiąc, im większy moment, tym silnik jest w stanie więcej uciągnąć.
Przełożenie przekładni najłatwiej można wyznaczyć stosując następujący wzór:
i = n1 / n2
lub
i = Mwyj / Mwej
gdzie:
n1 – prędkość obrotowa koła napędzającego,
n2 – prędkość obrotowa koła napędzanego,
Mwyj – moment obrotowy koła napędzanego,
Mwej – moment obrotowy koła napędzającego.
Jeżeli przełożenie i < 0, wtedy mamy do czynienia z przekładnią multiplikującą (prędkość obrotowa koła biernego rośnie, a moment maleje), natomiast gdy i > 0 to przekładnia jest redukująca (prędkość koła biernego maleje, a moment rośnie).
Jeśli i = 1, wtedy przekładnia nie zmienia prędkości kątowej i momentu obrotowego, a jedynie może zmieniać kierunek obrotu.
Przykład obliczenia przełożenia przekładni:
Posiadamy silnik elektryczny o prędkości obrotowej 1600 [obr/min] oraz wał, który ma się obracać z prędkością 200 [obr/min]. W celu zastosowania tego silnika do napędu wyżej wspomnianego wału konieczne będzie zredukowanie prędkości obrotowej z 1600 [obr/min] do 200 [obr/min]. Aby to uczynić musimy zastosować przekładnię o odpowiednim przełożeniu, które obliczamy:
i = n1 / n2 = 1600 / 200 = 8/1 = 8
Dzięki tym krótkim obliczeniom wiadomo, że musimy kupić przekładnię o przełożeniu i = 8.