Paweł G RU SZK A
NOWE TYPY SPRZĘGIEŁ I HAMULCÓW PRODUKCJI PPU „POL-BOYS”
Streszczenie. W artykule przedstawiono now e typy i odmiany sprzęgieł podatnych, przeciążeniow ych oraz ham ulców szczękowych, których produkcję rozpoczęto w PPU
„P O L-B O Y S” na przestrzeni ostatnich lat. Podano również zasady doboru tych elem entów do napędów m aszyn.
NEW TYPES OF COUPLINGS A N D BRAKES PRODUCED BY
„PO L-BO Y S” Co
S u m m a ry . In the article has showed new types and versions o f flexible couplings, overload cluthes and drum brakes, that are begine in „PO L-B OY S” Co from several last years. Has given rules for right choosing coupling to drives o f m achines, too.
1. W STĘP
PPU „P O L -B O Y S ” je st producentem wielu typów ham ulców i sprzęgieł na rynek krajowy i zagraniczny. Częste kontakty z klientami pozw alają na zapoznanie się z potrzebam i różnych gałęzi przem ysłu i aby je zaspokoić, corocznie „POL-BOYS” wprow adza do produkcji nowe typy sprzęgieł i ham ulców. Wiele z nich je st produkowanych zgodnie z indywidualnymi potrzebam i klienta, ściśle dopasow anych do jego potrzeb. Jednak na podstaw ie części z nich opracowane zo stają now e, uniw ersalne typoszeregi sprzęgieł, które w chodzą do produkcji z m ożliw ością zastosow ania przez każdego klienta.
2. SPRZĘG ŁA PO D A TN E TYPU SEK
Znaczny w zrost gabarytów , a co za tym idzie - masy i m om entów bezw ładności sprzęgieł w kładkow ych (palcow ych) o przenoszonych m om entach obrotow ych powyżej kilkunastu tysięcy N m , pow oduje szereg kom plikacji, czasem praw ie uniem ożliw iając ich zastosowanie.
Konieczne staje się w ów czas zastosowanie sprzęgieł sztyw nych, które w bardzo małym stopniu tłu m ią drgania skrętne i w ym agają dokładnego w yosiow ania łączonych wałów.
W zw iązku z tym PPU „P O L-B O Y S” Katowice uruchom ił produkcję sprzęgieł podatnych typu SEK (rys. 1). Przy stosunkow o niewielkich gabarytach przenoszą one znaczne momenty obrotow e (porów nyw alne ze sprzęgłam i zębatym i) um ożliw iając jednocześnie w miarę łagodny rozruch i kom pensację błędów m ontażow ych. Elem entem podatnym w sprzęgłach typu SEK są kliny poliuretanow e. Dzięki odpowiedniej konstrukcji sprzęgła ich w ym iana jest m ożliw a bez konieczności rozsuw ania czopów łączonych sprzęgłem urządzeń. Moment przenoszony je s t przez kły osadzone na kołnierzach każdej z piast. Ich kształt i rozm ieszczenie (rys. 2) pow odują, że każda w kładka w czasie pracy je st obciążona (np.:
w przeciw ieństw ie do sprzęgieł jednow kładkow ych typu ASR) [2], W celu równom iernego rozłożenia nacisków na pow ierzchni wkładki poliuretanowej je st ona um ieszczona w stalow ych obejm ach zw iększających pow ierzchnię pracującą wkładki w stosunku do pow ierzchni pracującej kła. M ateriał wkładki pozw ala na pracę sprzęgła w tem peraturze od - 40°C do + 70°C (przy pracy w górnych zakresach tem peratur należy jednak zwiększyć w spółczynnik tem peratury przy doborze sprzęgła).
Rys. 1. Sprzęgło podatne typu SEK F ig .l. Flexible coupling type SEK
klin poliuretanowy metalowe obejmy
k ly p i a s t y II
kty p i a s t y I
Rys.2. Rozm ieszczenie kłów w sprzęgle typu SEK Fig.2. Situating ofteeth in coupling type SEK
3. SPR ZĘG ŁA M EM B R A N O W E FIRM Y FLEXIBOX
W niektórych przypadkach (szczególnie w przem yśle chem icznym lub hutnictwie) zastosow anie sprzęgieł podatnych z elementami w ykonanym i z gumy lub z elastomerów poliuretanow ych ze w zględu na bardzo w ysokie tem peratury i szkodliwe środowisko pracy je st niem ożliw e. W przypadku trudności z dokładnym w yosiowaniem łączonych wałów, czego w y m ag ają sprzęgła sztywne, niem ożliw e je st także zastosowanie tego typu sprzęgieł.
Sprzęgłam i m ogącym i pracować w wysokich tem peraturach i w szkodliw ym środowisku, a jednocześnie kom pensującym i błędy ustawienia, są sprzęgła m em branowe. W swojej ofercie PPU „P O L -B O Y S ” Katowice oferuje sprzęgła m em branow e angielskiej firmy FLEX IBO X . S ą to sprzęgła zbudowane w yłącznie z elem entów m etalowych, co pozwala na pracę praw ie w każdych w arunkach przy wysokich tem peraturach, a brak części zużyw ających się pozw ala na długą i bezaw aryjną pracę. G łów nym elem entem takiego sprzęgła je st m etalow a m em brana (wykonyw ana z różnych materiałów) łączona w pakiety. W zależności od ich rozm ieszczenia, ilości, kształtu rozróżnia się kilka typów takich sprzęgieł, np.: M H S, M H SS, TSK, LS (rys. 3). Przy stosunkowo m ałych średnicach zewnętrznych p rzenoszą znaczne m om enty obrotowe i pozw alają na pracę z dużym i prędkościami obrotowymi.
Rys.3. Sprzęgła membranowe typów: LS, TSK, MHSO, MHSS Fig.3. Membrane couplings type LS, TSK, MHSO, MHSS
4. SPRZĘG ŁA P R ZEC IĄ ŻEN IO W E TYPU ASB
W niektórych urządzeniach nagłe przeciążenia m ogą spow odow ać aw arię mechanizm u, w ypadek niebezpieczny dla zdrow ia i życia, lub uszkodzenie w ym agające czasochłonnej i drogiej naprawy, która w danych warunkach je st niedopuszczalna. Aby tem u zapobiec, należy norm alne sprzęgło podatne lub sztyw ne zastąpić sprzęgłem bezpieczeństw a. PPU
„P O L -B O Y S ” K atow ice oferuje takie sprzęgło przeciążeniowe typu A SB (rys. 4), które ogranicza w artości przenoszonego m om entu do wartości bezpiecznej [2]. Podstaw owym elem entem tych sprzęgieł są dw a rodzaje płytek: stalowe oraz stalow e z pokryciem m etaloceram icznym . U kładane są one na przem ian w pakiety i jedne z nich są zazębione z piastą, a drugie z tu le ją zewnętrzną. Przy przekroczeniu m om entu poślizgow ego następuje poślizg m iędzy nimi. D ocisk płytek oraz m om ent tarcia je st w yw oływ any sprężyną talerzow ą ściskaną centralnie nakrętką regulacyjną. Z aletą tych sprzęgieł je st m ożliw ość regulacji
wartości m om entu poślizgow ego sprzęgła poprzez dokręcanie lub odkręcanie tej nakrętki.
W artość nastaw ionego m om entu poślizgowego pow inna być m niejsza od momentu niebezpiecznego dla m aszyny, a odpow iednio w iększa od m om entu nom inalnego, aby nie następował poślizg przy norm alnych przewidzianych w cyklu pracy przekroczeniach m om entu nom inalnego (np. rozruch). W przypadku przeciążenia m aszyny, które nie ustępuje sam oczynnie, należy przewidzieć układ w yłączania autom atycznego napędu lub natychm iastow ego przez obsługę.
D odatkow o sprzęgło typu ASB je st połączone ze sprzęgłem jedno w kładkow ym typu ASN, które tłum i drgania skrętne i kom pensuje błędy niewspółosiowości i odchyłki kątowe.
Rys.4. Sprzęgło przeciążeniowe typu ASB Fig.4. Overload coupling type ASB
5. H A M U LC E SZC ZĘK O W E SERII 200
O statnio PPU „PO L-B O Y S” uruchomił produkcję nowej odmiany ham ulców szczękowych serii 200 ze zw alniakiem elektrohydraulicznym typu ZE (rys. 5). Podstawa, ramiona i dźw ignia tych ham ulców wykonane są z żeliwa sferoidalnego, łącznik (ze śrubą rzym ską) ze stali z otw oram i pod sworznie z tulejkami samosm arującym i, a korpus zw alniaka z aluminium . W szystkie sworznie w ykonane są ze stali nierdzewnej, a okładzina hamulcowa przyklejana do szczęki, z m ateriałów bezazbestowych. W ham ulcach m niejszych wielkości wykorzystano now e zwalniaki elektrohydrauliczne ZE 500/50 z „EM A ELFA ” Ostrzeszów.
Ich m niejsze w ym iary w stosunku do dotychczas stosowanych zw alniaków i nowe, obłe kształty elem entów ham ulca (m ożliw e do osiągnięcia dzięki zastosow aniu odlewów) pozw oliły na zm niejszenie gabarytów ham ulców i uczynienie ich budowy bardziej zwartej.
W ym iary m ontażow e nowej serii pozostały zgodne z ham ulcam i starej serii 100, przy czym w celu popraw ienia stabilności i sztywności podstawy dodano dodatkowe otwory pod śruby m ocujące do podstaw y. N a bazie ham ulców serii 200 w ykonyw ane są także inne odmiany ham ulców , np. górnicze A H G, ciężarowe AHT i inne [2],
Rys.5. Hamulec szczękow y serii 200 Fig.5. Shoe brake series 200
6. Z A SA D Y D O BO RU SPRZĘG IEŁ
Często sprzęgła dobierane są wg spotykanej w literaturze i części norm następującej relacji [1]:
K P > K K p (1)
gdzie: M n - nom inalny (średni) m om ent obciążający sprzęgło. W przypadku trudności z jego określeniem należy przyjąć, że:
M n = 9 7 5 0 [ Mn] (2)
gdzie:
N s [kW] - m oc znam ionow a silnika napędowego, ns [obr/min] - prędkość obrotowa znam ionow a silnika,
Kp - w spółczynnik przeciążenia zależny od rodzaju m aszyny i silnika.
D ośw iadczenia z eksploatacji sprzęgieł, zebrane przez „PO L-B OY S” z różnego typu maszyn, p o k az u ją że aby zagwarantow ać odpow iednią trwałość eksploatacyjną (T=20 000 godz.), na
leży przy doborze uw zględnić dodatkowe współczynniki:
Ki - w spółczynnik zależny od tem peratury otoczenia pracującego sprzęgła
Tabela 1 W artości w spółczynnika K,
Tem peratura °C -40 -30 -20 -10 0 20 40 60 80
Kt dla sprzęgieł z elem entem podatnym z poliuretanu
1,1 1 1 1 1 1 1,2 1,4 1,8
K t dla sprzęgieł z elementem podatnym z gumy
1,1 1,1 1,1 1,05 1 1 1,05 1,1 1,25
Kn - w spółczynnik zależny od ilości włączeń na godzinę
Tabela 2 W artości w spółczynnika K„
Ilość włączeń na godzinę <80 80-160 >160
K„ 1 1,2 1,4
Kz - w spółczynnik zależny od dziennego czasu pracy
Tabela 3 Wartości w spółczynnika Kz
Ilość godzin pracy na dobę <8 8-16 >16
K z 1 1,13 1,3
K m=K y-K„ - w spółczynnik zależny od w ielkości błędów m ontażow ych
Tabela 4 Wartości w spółczynnika K„
Błąd przesunięcia prom ieniow ego
y [mm]
0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
Ky 1,25 1,15 1,1 1,05 1
B łąd połączenia kątowego wałów a [stop]
1,5 1,0 0,5 0,1 0
Ka 1,5 1,25 1,15 1,05 1
W tedy sprzęgło należy dobierać wg następującego wzoru:
M,p> M „ Kp- K , Kj- K: - Km (3)
LITER ATU RA
1. M arkusik S.: Sprzęgła m echaniczne. W NT, W arszawa, 1979.
2. K atalog w yrobów PPU „PO L-B O Y S”, K atow ice 1998.
Recenzent: Dr hab.inż. M arek Sitarz Prof.Politechniki Śląskiej
A bstract
PPU „PO L-B O Y S” are producer o f many types o f brakes and couplings for Polish and international market. M any contacts w ith customers can get w ith different needs o f industry.
The Com pany every year introduce to production new types o f couplings and brakes.M any of them are producing to individual needs o f customer, exatly fitting to his need. On the base of researche o f industry and other branches needs are elaborating new, universal construction o f couplings, that C om pany begine w ith production.
