Samohamowność przekładni ślimakowych

Jak już powiedziano, w przypadkach gdy kąt wzniosu linii zęba jest niniejszy od kąta tarcia, przekładnia staje się samohamowną. Z ostatnich rozważań wynika jednak, że współczynnik tarcia, a tym samym i kąt tarcia, nie są wartościami stałymi dla danej przekładni. Wraz ze zmianą prędkości ruchu przekładni zmienia się współczynnik tarcia międzyzębnego. Współczynnik ten maleje wraz ze wzrostem prędkości przekładni i rośnie wraz ze spadkiem tej prędkości. Może się więc zdarzyć, że jakaś przekładnia jest przekładnią samohamowną w spoczynku, ale nie jest nią w czasie ruchu. Może się na przykład zdarzyć, że wciągarka z przekładnią ślimakową będzie mogła, dzięki samohamowności jej przekładni ślimakowej, utrzymać ciężar na jednej i tej samej wysokości, ale tylko w spoczynku. Natomiast w czasie opuszczania ciężaru, to znaczy w czasie ruchu wciągarki, ciężar może sam zacząć przyśpieszać ruch do dołu. Przyśpieszenie to wywołane może być tym, że przy opuszczaniu ciężaru przekładnia ślimakowa straciła cechę samohamowności. Na skutek ruchu współczynnik tarcia zmieni po prostu swoją wartość, przy czym im szybciej ciężar będzie opadał, tym bardziej sprawnym urządzeniem może stać się przekładnia, która w stanie spoczynku mogła być nawet urządzeniem samohamownym.

Na ogół przyjmuje się, że przekładnia ślimakowa ze ślimakiem o kącie wzniosu linii zęba mniejszym od 5° jest już przekładnią samohamowną. Zdarzają się jednak przypadki, że nawet ślimaki o kącie wzniosu 3° nie zapewniają pełnej samohamowności. Jeżeli więc samohamowność przekładni trzeba zapewnić ze względów bezpieczeństwa, to jako granicę kąta wzniosu linii zęba y należy przyjąć raczej kąt 2°30'.

Sprawność przekładni samohamownej jest bardzo niska. Jak łatwo dowieść jest ona zawsze mniejsza od 50%. Dlatego też na ogół przekładni samohamownych się unika, zaopatrując urządzenia raczej w odpowiednie hamulce lub innego rodzaju zabezpieczenia.

Urządzenie zapadkowe

 

W napędach ślimakowych, o jednym kierunku obrotów, rolę takiego zabezpieczenia może na przykład spełnić urządzenie zapadkowe, pokazane na rys. powyżej. Na końcu wału ślimaka zaklinowana jest tarcza z dwoma zapadkami. Przy nieruchomym ślimaku zapadki wchodzą we wręby koła zapadkowego. Koło zapadkowe jest zawsze nieruchome. Zęby koła zapadkowego nacięte są bowiem na stalowej obsadzie łożyska, przymocowanej do korpusu przekładni. Na zapadki działa siła widocznych na rysunku sprężyn oraz siła odśrodkowa, wywołana obrotem ślimaka.

Po uruchomieniu silnika i przekroczeniu pewnej określonej liczby obrotów (w konkretnym przykładzie 200 obr/min) zęby zapadki na skutek siły odśrodkowej wychodzą całkowicie z zazębienia. Ślimak może obracać się zupełnie swobodnie. Po zatrzymaniu natomiast silnika obrót ślimaka w kierunku przeciwnym do jego normalnego ruchu jest niemożliwy. Uniemożliwiają go zęby zapadek, które wejdą we wręby nieruchomego koła zapadkowego. Jeżeli ślimacznica obciążona jest momentem starającym się ją obrócić w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów w czasie pracy, to obrót taki jest możliwy tylko w granicach bardzo niewielkiego kąta, odpowiadającego maksymalnie jednej podziałce koła zapadkowego. Rzeczywista wielkość kąta, o jaki może obrócić się ślimacznica zależy od położenia zapadki względem wrębu koła zapadkowego w chwili zatrzymania silnika.

Warto przy tym dodać, że opisane wyżej urządzenie zapadkowe umieszcza się z reguły na wale ślimaka. Dzieje się tak z dwóch powodów. Po pierwsze przy tej samej mocy przenoszonej przez przekładnię na wale ślimaka występuje mniejszy moment, dzięki czemu zarówno zęby koła zapadkowego, jak i same zapadki mogą być mniejsze. Po drugie przy tej samej podziałce koła zapadkowego, kąt o jaki obrócić się może wał ślimacznicy jest wielokrotnie mniejszy.

Drukuj