Przekładnie, w których wykorzystuje się pasy zębate, są popularnym sposobem przekazywania napędu. Dzieje się tak, ponieważ poza możliwością obsługiwania wysokich momentów obrotowych i dużych prędkości, pozwalają na precyzyjną synchronizację poszczególnych podzespołów urządzenia np. obsługi wałka rozrządu w silniku spalinowym. Jest to ważne w przypadku wielu elementów mechanicznych, lecz także przydatne np. w sterowaniu bardziej złożonymi sekwencjami pracy. Żadna przekładnia tego typu nie może jednak sprawnie działać bez odpowiedniego koła pasowego zębatego o wysokiej trwałości. Przyjrzyjmy się, w jaki sposób pracuje koło pasowe i jakie mechanizmy mogą doprowadzić do jego przedwczesnego zużycia.
Jak działają przekładnie z zębatymi kołami pasowymi?
Stosowanie pasów uzębionych do napędzania różnych mechanizmów jest bardzo powszechnie. Są one wykorzystywane zarówno w silnikach spalinowych m.in. do precyzyjnego sterowania pracą zaworów, jak i obsługi osprzętu, lecz również w wielu maszynach przemysłowych, zwłaszcza tam, gdzie konieczna jest współpraca wielu elementów ruchomych. Zasada działania przekładni z pasami uzębionymi jest stosunkowo prosta. Koło pasowe napędzane pracuje, przekazując moment obrotowy na pas i zmieniając ruch obrotowy na ruch liniowy, który następnie ponownie jest przekształcany na ruch obrotowy koła napędzanego. Oddziaływanie między kołem a pasem jest możliwe za sprawą sprzężenia kształtowego i nacisku wywieranego przez uzębienie koła na uzębienie pasa, a w przypadku koła napędzanego z uzębienia pasa na uzębienie koła. Dodatkowym czynnikiem wpływającym na funkcjonowanie układu jest również sprzężenie cierne pojawiające się między uzębieniami.
W jaki sposób zużywają się zębate koła pasowe?
Podstawową przyczyną przedwczesnego zużywania się jest tarcie, pojawiające się między uzębieniem pasa a koła pasowego. Powoduje ono stopniowe ścieranie się materiału, z którego zostało wyprodukowane koło, a w zależności od geometrii uzębienia, dotyczy to w głównej mierze albo dna wrębów koła, albo jego wierzchołków. Do pogłębienia się efektów zużycia przyczyniają się także nadmierne obciążenia przekładni oraz zaburzenia osiowości, które prowadzą do przyspieszonego wycierania się materiału na krawędziach uzębienia, a niekiedy także w jego części środkowej.