Przykłady rozwiązań kół składanych

Przykłady rozwiązań kół składanych

Czynnikami decydującymi o wyborze rozwiązania składanego koła są:
— przeznaczenie koła oraz warunki, w jakich to koło ma pracować,
— oszczędność kosztownego materiału,
— względy technologiczne,
— transport.

1) Wpływ przeznaczenia koła — Gdy koło jest przeznaczone do przenoszenia niezbyt wielkich sił i jest wolnobieżne, a wreszcie będzie pracowało w warunkach, gdzie musi być zapewniona naprawa na miejscu (np. w młynie wodnym lub maglu), wówczas można zastosować wstawiane zęby drewniane w otwory odlanego wieńca. Zabezpieczenie przed wypadnięciem zębów może być dokonane albo za pomocą klina drewnianego, albo kołka stalowego.

Gdy chodzi o cichobieżność szybko obracających się kół przenoszących małe momenty (np. koła osadzane na wałach silników elektrycznych), wówczas można zastosować koła składane, w których zęby są nacięte w skórze lub wkładkach z mas plastycznych (tworzyw sztucznych).

Gdy wchodzą w grę znaczne i częste momenty rozruchowe, a istnieje niebezpieczeństwo wyłamywania się zębów, trzeba zastosować układ sprężysty między wałem napędowym i wieńcem zębatym.

2) Wpływ oszczędności kosztownego materiału — Ten wzgląd występuje szczególnie w dużych kołach oraz w ślimacznicach.

3) Wpływ technologii — Należy tu mieć na uwadze:
— postać materiału wyjściowego, a więc odkuwka, odlew lub koła uzyskane za pomocą spawania,
— obróbkę skrawaniem korpusu koła oraz nacinanie zgrubne i .wykańczające uzębienia,
— obróbkę cieplną.
a) Postać materiału wyjściowego powinna być taka, aby obróbka skrawaniem (jako bardzo droga) była ograniczona do minimum. Wynika stąd wniosek, że koło surowe powinno być uzyskane za pomocą kucia matrycowego lub odlewania, przy czym naddatki obróbkowe powinny być pozostawione jedynie w tych miejscach, gdzie obróbka skrawaniem jest nieodzowna ze względu na konieczność uzyskania dokładności wymiarowej i kształtu oraz małej chropowatości.
Skoro chcemy uzyskać kształty większości powierzchni w postaci ostatecznej, należy przedmioty albo odkuć w matrycach, albo odlać formując przedmiot za pomocą modeli i rdzeni.
Pamiętać jednak należy, że koszt matryc oraz modeli i skrzynek rdzeniowych jest bardzo duży. Chcąc więc obniżyć koszt odkuwki lub odlewu, należy wykonywać przedmiot (koło lub jego część składową) co najmniej w produkcji średnioseryjnej.
Taniej wypadają koła spawane, lecz wówczas należy pamiętać o wyżarzaniu odprężającym.
Stąd wynika konieczność wykonywania kół nie jednolitych, lecz raczej składanych z poszczególnych wieńców i złączonych ze sobą.

b) Wpływ obróbki skrawaniem szczególnie uzębienia zaznacza się przede wszystkim w tym, aby stworzyć odpowiednią szerokość rowka dla wybiegu narzędzia.

c) Wpływ obróbki cieplnej — Koła zębate ze stali podlegają następującym obróbkom cieplnym:
— obróbce ujednorodniającej i zdrabniającej strukturę w celu zapewnienia uzyskania jak najgładszej powierzchni bocznej zębów już podczas skrawania; ponadto podczas następującego ewentualnie utwardzania przez hartowanie lub nawęglanie i hartowanie mogą wystąpić przez to zmniejszone odkształcenia,
— obróbce hartowania indukcyjnego lub płomieniowego,
— utwardzaniu przez nawęglanie i hartowanie.

Hartowanie indukcyjne daje tę zaletę, że utwardzają się jedynie boki zębów (na pewnej głębokości), podczas gdy pozostałe części koła znajdują się nadal w stanie miękkim i nie ulegają zniekształceniu. Po zahartowaniu więc zębów nie ma potrzeby przeprowadzać dodatkowych operacji w celu przywrócenia kołu odpowiedniej dokładności. Wpływa to w znacznym stopniu na potanienie produkcji.

Utwardzanie przez nawęglanie i późniejsze hartowanie daje bardzo twarde powierzchnie, jednakże powoduje znaczne zniekształcenia wymagające dodatkowych operacji wykańczających otworów, uzębienia itp. Wykańczanie to nie może odbywać się jedynie przez szlifowanie, do czego potrzeba specjalnych obrabiarek (np. szlifierek do uzębień), które są bardzo kosztowne, a sama operacja szlifowania zębów jest bardzo długotrwała, a przez to kosztowna.

W wyniku tych rozważań należy poważnie się zastanowić, którą spośród tych dwóch ostatnich obróbek cieplnych wybierze konstruktor.

Nadmienić tu tylko jeszcze należy, że obróbką wykańczającą przed hartowaniem indukcyjnym może być wiórkowanie, podczas którego można w łatwy sposób otrzymać modyfikowany zarys zęba, a również beczułko-watą postać wzdłuż linii zęba. Tego rodzaju ukształtowanie zęba sprzyja cichobieżności pracy kół, a jednocześnie wydłuża okres trwałości pracy kół.

Na wielkość zniekształceń podczas obróbki cieplnej wpływa m.in. samo ukształtowanie koła.

4) Inne wpływy — Na specjalną wzmiankę zasługuje sprawa cicho-bieżności kół. Hałasy spowodowane błędami uzębienia mają źródło: w zmiennym obciążeniu spowodowanym drganiem wałów, w błędach podziałki, w mi-mośrodowym nacięciu zębów (występuje wówczas hałas pulsujący, potęgujący się i zanikający), albo w niegładkości powierzchni boków zębów (powstaje ton piszczący nie zmieniający wysokości, lecz tylko natężenie w miarę zmiany obrotów koła).

Drukuj