Koła łańcuchowe z piastą i bez piasty – wpływ konstrukcji na trwałość układu napędowego

W układach napędowych maszyn przemysłowych - od precyzyjnych obrabiarek aż po ciężkie linie produkcyjne - niezwykle istotne znaczenie ma odpowiedni dobór elementów przeniesienia napędu. Wpływa to bezpośrednio na efektywność i żywotność całej instalacji. Niewątpliwie, jednym z kluczowych komponentów są koła łańcuchowe, dostępne w wersjach z piastą lub bez niej. Ich konstrukcja ma decydujące znaczenie nie tylko na łatwość montażu, ale i na inne czynniki, jak trwałość mechanizmów, zużycie łańcucha i precyzję działania.

Budowa i różnice konstrukcyjne kół łańcuchowych z piastą i bez piasty

Zajmijmy się na początek kwestią absolutnie podstawową - budową i konstrukcją dostępnych wersji kół łańcuchowych. Jak wspomnieliśmy we wstępie, dostępne są dwa rodzaje rozwiązań, czyli z piastą i bez piasty - tarcze.

W pierwszym przypadku koła łańcuchowe wyposażone są w centralną część - piastę, która umożliwia bezpośrednie osadzenie na wałach przy użyciu wpustu lub systemów mocowania, takich jak tuleja rozprężno-zaciskowa czy tuleja stożkowa taper bush.

Modele bez piasty zaś mają uproszczoną geometrię, są też zazwyczaj przeznaczone do montażu na istniejących piastach, tarczach sprzęgających lub innych elementach pośrednich.

Koła łańcuchowe są wykonane zgodnie z normą DIN 8187, na przykład typy 06B-1 do 24B-2, z podziałką koła łańcuchowego od 9,525 mm do 38,1 mm. Koła z piastą dostępne są w wersjach jednorzędowych, dwurzędowych i trójrzędowych, ich średnice otworów wstępnych natomiast często sięgają 25-100 mm.

Zalety kół łańcuchowych z piastą – łatwość montażu i precyzja pracy

Koła łańcuchowe z piastą to zdecydowanie najczęstszy wybór w aplikacjach wymagających wysokiej niezawodności, jak również łatwego serwisowania. Dzięki piastom można stosować różne techniki mocowania, a więc od klasycznego montażu z wpustem, po nowoczesne rozwiązania jak tuleje rozprężno-zaciskowe, które eliminują luz promieniowy oraz osiowy. W praktyce produkcyjnej, przykładowo w takich miejscach, jak zakłady obróbki stali, takie rozwiązanie pozwala na szybki demontaż, a następnie wymianę koła bez konieczności demontażu całego wału. Precyzyjne centrowanie, jakie zapewnia piasta, ogranicza bicie promieniowe, zmniejszając jednocześnie ryzyko nierównomiernego zużycia łańcucha.

Koła łańcuchowe bez piasty – kiedy warto wybrać tę konstrukcję?

Koła łańcuchowe bez piasty to rozwiązanie wybierane przeważnie w sytuacjach, gdy przestrzeń montażowa jest ograniczona lub gdy element ma być osadzony na już istniejącej piaście lub przymocowany do tarczy (piasty do przykręcenia). Cechuje się mniejszą masą, co ma szczególne znaczenie w napędach o dużych prędkościach i niskich momentach bezwładności. Stosowane są między innymi w napędach linii transportowych, czyli tam, gdzie każde zredukowanie masy przekłada się na energooszczędność układu. Koła tego rodzaju - dostępne w wersjach stalowych lub nawęglanych - mogą być również spawane z innymi elementami konstrukcyjnymi maszyny.

Wpływ konstrukcji koła łańcuchowego na zużycie i trwałość łańcucha napędowego

Konstrukcja koła ma bezpośredni wpływ na jego współpracę z łańcuchem, a tym samym na zużycie obu komponentów. Niewspółosiowość, bicie promieniowe czy niewłaściwa podziałka koła łańcuchowego mogą prowadzić do przedwczesnego zużycia ogniw i wydłużenia łańcucha. Koła z piastą, zwłaszcza te z precyzyjnie wykonanym otworem pod tuleję, pozwalają na zachowanie optymalnego zazębienia, zmniejszając jednocześnie luz i drgania.

W wersji bez piasty natomiast niezbędne jest poprawne ustawienie koła względem łańcucha, gdyż nawet minimalne przesunięcie może znacząco skrócić żywotność całego układu. Warto też zaznaczyć, że niektóre koła dostępne są z hartowanymi zębami, co znacząco zwiększa odporność na zużycie, szczególnie w trudnych warunkach przemysłowych, gdzie obecność pyłu lub opiłków metalu może powodować abrazję.

Czynniki środowiskowe i eksploatacyjne wpływające na wybór koła z piastą lub bez

Pamiętajmy, że dobór koła powinien uwzględniać warunki środowiskowe, w jakich będzie pracować napęd. W zakładach produkcyjnych, gdzie występują tak negatywne czynniki, jak wysoka wilgotność, zmienne temperatury czy zanieczyszczenia, warto stawiać na koła wykonane z materiałów odpornych na korozję, na przykład stal nierdzewna, lub z dodatkowym zabezpieczeniem galwanicznym.

Koła z piastą są częściej stosowane w środowiskach ciężkich, na przykład w przemyśle metalurgicznym, gdzie kluczowe jest mocowanie o dużej odporności mechanicznej. Z kolei koła bez piasty dobrze sprawują się w lżejszych aplikacjach, na przykład automatyce przemysłowej czy maszynach pakujących, gdzie liczy się kompaktowość.

Materiały i technologie produkcji kół łańcuchowych

Co równie istotne - na trwałość kół wpływa nie tylko ich konstrukcja, ale również zastosowany materiał i technologia produkcji. W ofercie dostępne są koła wykonane ze stali C45, ulepszane cieplnie, nawęglane lub hartowane indukcyjnie. Pozwala im to osiągać twardość rzędu 45-60 HRC, dzięki czemu można je stosować w układach o dużym obciążeniu dynamicznym.

Nowoczesna obróbka CNC zapewnia dokładność wykonania, niezbędną w układach wymagających minimalnych tolerancji, na przykład w aplikacjach z wykorzystaniem listwy zębatej, śrub trapezowych, czy kół zębatych modułowych. Precyzja ta przekłada się na mniejsze zużycie, cichszą pracę oraz mniejsze drgania.

Źródło zdjęć: Freepik