Pasek klinowy SPB, XPB oraz klasyczny typu B stosowany jest w przekładniach pasowych jako pasy napędowe. Do zalet takich przekładni zaliczyć można miedzy innymi zdolność do łagodzenia gwałtownych zmian obciążenia oraz dobre tłumienie drgań. Poza tym zapewniają spokojną, cichą i płynną pracę a przy tym ich konstrukcje są proste i tanie w eksploatacji. Cechą wspólną wymienionych pasów klinowych jest charakterystyczny trapezowy przekrój poprzeczny. Czym zatem różnią się między sobą? Jakie wykazują właściwości? Wybór którego pasa klinowego okaże się najlepszym rozwiązaniem? Odpowiedzi na te pytania znajdują się w poniższym artykule…
Pas klinowy klasyczny typu B budowa
Pasek klinowy klasyczny to po prostu inne określenie pasa normalnoprofilowego, którego budowę przedstawia rysunek 1.
Rys.1 Budowa pasa normalnoprofilowego
Jak widać na rysunku 1 w budowie pasa klinowego klasycznego B, jak i zresztą w budowie pozostałych omówionych w tym artykule pasów klinowych (SPB i XPB), wyróżnia się następujące elementy:
– Nakładka gumowa oraz rdzeń gumowy – elementy te wykonuje się zazwyczaj z kauczuku chloroprenowego. Kauczuk chloroprenowy jest kauczukiem syntetycznym (polimerem), który posiada szereg bardzo dobrych właściwości, takich jak m.in. :
*wysoką odporność chemiczną na olej, tłuszcz, gorącą wodę, alkohol, kwasy oraz wiele innych substancji chemicznych,
*odporność na promienie UV oraz zużycie pod wpływem intensywnej eksploatacji,
*wytrzymałość na różnorodne oddziaływanie mechaniczne takie jak: rozciąganie, rozdarcia, ścieranie, procesy starzenia itp.,
*wysoką odporność na niskie i wysokie temperatury (w granicach od ok. -40°C do ok. 110°C),
*jest znacznie trudniej palny od kauczuku naturalnego.
Warto jednak zaznaczyć, że kauczuk chloroprenowy ma także swoje słabe strony. Przede wszystkim nie jest odporny na działanie paliw ropopochodnych, a także pod wpływem wystawienia go na długotrwałe działanie niższych temperatur (poniżej 0°C) mogą nastąpić w nim nieodwracalne procesy sztywnienia.
– Cięgno z kordu linkowego – element wzmacniający często w postaci szeregu stalowych linek (drutów). Jego funkcją jest przenoszenie sił rozciągających (wzdłużnych). W celu lepszego homogenicznego połączenia kordu linkowego z rdzeniem gumowym oraz nakładką gumową poddawany jest on impregnowaniu i następnie powlekany specjalną mieszanką gumową.
– Owijka – służy do wzmocnienia odporności na ścieranie pasa klinowego, zwiększa także elastyczność i wytrzymałość zmęczeniową. Wykonana jest z tkaniny krzyżowej, nanoszonej na pas za pomocą klejenia na gorąco.
Wśród pasów normalnoprofilowych wyróżnia się trzy podgrupy i są to:
– pasy standardowe
– pasy wzmocnione do 10 000 mm
– pasy wzmocnione pow. 10 000 mm
Pasy klasyczne typu B przynależą do grupy pasów wzmocnionych o długości o 10 000mm. Charakteryzują się lepszymi właściwościami w porównaniu do pasów standardowych, między innymi:
– zwiększoną żywotnością o około 25%,
– większą prędkością obwodową wynoszącą 40m/s (pasy standardowe 35m/s),
– zwiększonym zakresem temperatur w jakich mogą pracować, tj. od -40°C do 110°C. Dla porównania przedział temperatury pracy dla pasów standardowych wynosi od -30°C do 60°C.
Zasadniczą różnicą w budowie, jaką można zauważyć na pierwszy rzut oka pomiędzy pasami klinowymi klasycznymi a pasami wąskoprofilowymi jest kształt profilu poprzecznego, inaczej stosunek wysokości do szerokości. Dla klasycznych wynosi on około 1:1,6 (Rys.2), pasy wąskoprofilowe mają profile w proporcji 1:1,2 (Rys.3).
Norma DIN za oznaczenie pasa przyjmuje podanie górnej szerokości pasa np.10,13,22, międzynarodowo jednak stosuje się oznaczenia literowe, gdzie np. szerokości 10mm przypisana jest litera Z, 13mm – litera A, 22mm – litera C itd. Litera B oznacza pas o szerokości 17mm, a ogólne wymiary jego profilu to 11:17 (wysokość: szerokość).
Rys.2 Stosunek wysokości do szerokości stosowany w budowie pasów normalnoprofilowych
Pasek klinowy klasyczny B charakteryzuje się bardzo wysoką niezawodnością operacyjną, jednak jego zastosowanie obecnie jest malejące. Głównie stosowany jako część zamienna, natomiast w nowych napędach ze względu na lepsze właściwości – w tym możliwość uzyskania mniejszej gabarytowo przekładni – przede wszystkim używa się wąskich pasów klinowych.
Pas klinowy wąskoprofilowy SPB
Pasy klinowe wąskoprofilowe zbudowane są z takich samych materiałów jak pasy klasyczne, to znaczy w ich budowie wyróżnia się: nakładkę gumową, rdzeń gumowy, cięgno z kordu linkowego oraz owijkę. Różnica występuje w geometrii profilu poprzecznego, którego stosunek wysokości do szerokości wynosi zazwyczaj około 1:1,2 (Rys.3).
Rys.3 Stosunek wysokości do szerokości stosowany w budowie pasów wąskoprofilowych
Także wśród pasów wąskoprofilowych wyróżnia się podział na pasy standardowe i wzmocnione. Pas SPB – tak samo jak klasyczny B – należy do pasów wzmocnionych. Wymiary jego profilu poprzecznego wynoszą 13:16,3 (wysokość:szerokość), co oznacza zbliżone wartości to pasa klasycznego B. Jednak niewielka zmiana geometrii profilu poprzecznego daję mu znaczną przewagę nad pasem klasycznym B. Do jego zalet zaliczyć można zatem:
– możliwość przenoszenia większych mocy w porównaniu do pasa klasycznego B,
– lepsze odprowadzanie ciepła spowodowane większą powierzchnią zewnętrzną pasa w stosunku do jego pola przekroju,
– lepszą odporność na zginanie,
– mniejsze rozmiary przekładni pasowej, co pozwala zaoszczędzić przestrzeń napędową i tym samym zredukować koszty.
Pasek klinowy SPB jest pasem wzmocnionym, może zatem pracować tak jak pas B w temperaturze od -40°C do 110°C z prędkością obwodową do 40m/s. Natomiast pasy wąsko- lub normalnoprofilowe standardowe, to znaczy bez wzmocnienia (o oznaczeniach np. SPB/S czy B/S), mogą pracować z prędkością obwodową do 30m/s, w węższym zakresie temperatur, a także wykazują skróconą żywotność – zazwyczaj o około 1/4.
Pas SPB jest odpowiednikiem pasa klasycznego B. Oznaczenie SP informuje o tym, że pas jest wąskoprofilowy, natomiast B jest wielkością pola przekroju pasa. Dlatego też dostępne są pasy na przykład typu SPZ, SPA, SPC, których pole przekroju poprzecznego odpowiadają kolejno pasom klasycznym typu Z, A i C.
Obecnie w budowie maszyn prawie zawsze stosuje się przekładnie pasowe z pasami wąskoprofilowymi np. typu SPB, Posiada je większość nowych napędów, a jedynie w specjalnych napędach, w których wymagana jest maksymalnie mała średnica kół pasowych stosuje się pasy normalnoprofilowe, w tym typu B.
Tak jak już wspomniano wcześniej przekładnie z pasem SPB są bardziej kompaktowe, to znaczy wymagają mniej miejsca, ich koła pasowe mogą być mniejsze (lecz nie jest to wskazane dla przenoszenia dużych mocy), co powoduje zmniejszenie wagi takiej konstrukcji. Przy przenoszeniu większych mocy zaleca się dobierać koła o większych średnicach niż dopuszczalne, ponieważ koła pasowe o małej średnicy powodują wzrost siły obwodowej przez co wzrasta obciążenie łożysk i wałów. Z racji tego, że pasek klinowy SPB ma zdolność przenoszenia większej mocy, w ich konstrukcji stosuje się zazwyczaj nieco większe średnice kół pasowych, niż w przypadku przekładni z pasem klasycznym B.
Pasek klinowy XPB
Budowę pasa klinowego XPB przedstawia rysunek 4.
Rys.4 Budowa pasa zespolonego XPB
Pas XPB jest pasem zespolonym wąskoprofilowym, w którym jak widać na powyższym rynku za pomocą taśmy i cięgna łączone są pasy pojedyncze. Przekrój poprzeczny pasa pojedynczego XPB wynosi dokładnie tyle samo co pasa SPB, tzn. 13:16,3 (wysokość:szerokość).
Pasek klinowy XPB ma zalety w zakresie zużycia, dokładności pracy oraz tarcia. Główną zaletą XPB jest uzyskanie sztywności poprzecznej dzięki zastosowaniu taśmy łączącej, przy jednoczesnym zachowaniu elastyczności wzdłużnej. Taka konstrukcja pozwala zapobiec przenoszeniu drgań, jakie występują na przykład przy skrajnie dużym obciążeniu uderzeniowym lub pracy pulsującej. Dzięki taśmie łączącej pas ten pozostaje elastyczny wzdłużnie – podobnie jak pas SPB lub B – i jednocześnie jest usztywniony poprzecznie, co niweluje przenoszenie drgań. Poza tym pas XPB porusza się na kołach rowkowych, dzięki czemu nie występuje zjawisko poślizgu pasa w takiej przekładni.
Pasy pojedyncze w pasie zespolonym mogą mieć profil wąsko- lub normalnoprofilowy. XPB jest pasem wąskoprofilowym, a zatem oprócz zapobiegania przenoszenia drgań czy braku poślizgu, posiada także właściwości pasa SPB, wymienione we wcześniejszym akapicie. W porównaniu z pasami zespolonymi normalnoprofilowymi będzie to zatem:
– lepsze przenoszenie mocy,
– możliwość stosowania mniejszych kół pasowych co pozwala uzyskać mniejsze wymiary napędu pasowego – zmniejsza się wymagana przestrzeń dla napędu i tym samym redukują koszty,
– większa odporność na rozciąganie = niski koszt utrzymania,
– odporność na temperaturę w szerszym jej zakresie,
– dłuższa żywotność.
Podczas użytkowania pasów zespolonych, w tym pas zespolonego wąskoprofilowego XPB, należy unikać warunków w których pas narażony jest na bezpośredni kontakt z ciałami obcymi, takimi jak kamienie, pył czy trociny. W przeciwnym wypadku stosuje się osłony chroniące napęd pasowy przed powyższymi czynnikami.
Zastosowanie poszczególnych pasków klinowych
Wszystkie 3 odmiany pasów używane są na co dzień, a ich zastosowanie zależy w głównej mierze od wymagań, jakie stawiane są wobec projektowanej przekładni pasowej. Dla przykładu można podać, że obecnie pasy klasyczne B stosuje się głównie jako zamienniki lub w napędach z maksymalnie małymi średnicami kół pasowych. Poza tym można je tak spotkać w maszynach wydobywczych, rolniczych czy budowlanych, aczkolwiek w ich miejsce stosuje się częściej pasy SPB, ze względu na ich lepsze właściwości.
Pasy SPB stosuje się między innymi do napędów pomp czy sprężarek, w przemyśle cementowym, w młynach kulowych, walcowniach, systemach generatorów, szlifierkach itd.
Z kolei pasy XPB bardzo dobrze spisują się w maszynach i urządzeniach narażonych miedzy innymi na skrajne obciążenia uderzeniowe, a także przy dużych rozstawach osi w połączeniu z małym kołami pasowymi. Można je także stosować w sprężarkach, pompach, wentylatorach, walcowniach, wymiennikach ciepła, a także w maszynach drogowych, kruszarkach, tokarkach, frezarkach itd.
W innym naszym artykule opisujemy: Rodzaje pasków klinowych
W innym naszym artykule opisujemy: Pasek wieloklinowy
W innym naszym artykule opisujemy: Piszczący pasek
Jak zmierzyć pasek klinowy? Wymiary i oznaczenia pasków klinowych
Zerwany pasek klinowy – czy można jechać, przyczyny i co robić?
