Silnik łapowo-kołnierzowy to silnik, który ma jednocześnie łapy do posadowienia na podstawie i kołnierz do przykręcenia czołem do maszyny. W katalogach występuje najczęściej pod oznaczeniami B35 (łapy i kołnierz z otworami przelotowymi, odpowiadający formie B5) oraz B34 (łapy i mniejszy kołnierz z otworami gwintowanymi, odpowiadający formie B14). W systemie kodów IM według IEC 60034-7 odpowiadają im oznaczenia IM 2001 i IM 2101.
Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że to po prostu „uniwersalna” wersja silnika, która pasuje wszędzie. W praktyce podwójne mocowanie ma konkretne zastosowania, ale też wymaga staranności przy montażu, bo silnik podparty w dwóch płaszczyznach łatwo naprężyć. Ten artykuł wyjaśnia, kiedy forma łapowo-kołnierzowa jest uzasadniona, jak ją poprawnie zamontować i na co uważać przy zamianie silnika w istniejącym napędzie.
Podstawowe różnice między formami jednomocowaniowymi – łapową B3 i kołnierzowymi B5 i B14 – omawia osobny poradnik o montażu silnika w formach B3, B5 i B14. Tutaj skupiamy się wyłącznie na wykonaniach łączonych.
Silnik łapowo-kołnierzowy – budowa i oznaczenia B35 i B34
Korpus silnika łapowo-kołnierzowego jest taki sam jak w wykonaniu łapowym: ma łapy odlane razem z korpusem albo przykręcane do niego. Różnica dotyczy tarczy łożyskowej od strony napędu, która zamiast płaskiej pokrywy ma kołnierz mocujący. Oś wału leży więc na określonej wysokości nad płaszczyzną łap (to wysokość osi, od której pochodzi wielkość mechaniczna silnika, np. 71, 80, 90), a jednocześnie jest wycentrowana przez zamek kołnierza.
| Cecha | B35 | B34 |
|---|---|---|
| Łapy | tak | tak |
| Rodzaj kołnierza | duży, otwory przelotowe (jak B5) | mały, otwory gwintowane (jak B14) |
| Kod IM (IEC 60034-7) | IM 2001 | IM 2101 |
| Typowe połączenie | przekładnie i pompy z wejściem pod kołnierz B5, sprzęgła w latarniach | małe reduktory, kompaktowe zabudowy |
| Kierunek przykręcania kołnierza | śruby od strony silnika przez kołnierz | śruby od strony maszyny w gwinty tarczy |
Obie formy występują też w odmianach do pracy pionowej, które mają w katalogach odrębne oznaczenia. Przy zamawianiu pionowego silnika łapowo-kołnierzowego trzeba upewnić się, że łożyskowanie i odwodnienie korpusu przewidziano dla takiej pozycji.
Kiedy wybiera się mocowanie łapowo-kołnierzowe
Forma B35 lub B34 nie jest „lepsza” od pojedynczego mocowania. Jest odpowiedzią na kilka konkretnych sytuacji konstrukcyjnych.
Długi lub ciężki silnik wiszący na kołnierzu
Silnik przykręcony samym kołnierzem pracuje jak wspornik: cały ciężar i moment od drgań przenosi kilka śrub i powierzchnia zamka. Przy małych silnikach to nie problem, ale gdy silnik jest długi – na przykład wyposażony w hamulec elektromagnetyczny i obce chłodzenie – środek ciężkości przesuwa się daleko od kołnierza. Łapy podparte na konsoli przejmują wtedy część obciążenia i ograniczają drgania. Właśnie dlatego wykonania łapowo-kołnierzowe są popularne wśród silników z hamulcem.
Zespoły silnik – latarnia – pompa
W pompach i wentylatorach często stosuje się latarnię (korpus pośredni) ze sprzęgłem, do której silnik przykręca się kołnierzem. Łapy silnika opiera się na wspólnej ramie z pompą, co poprawia sztywność całego zespołu.
Napęd przekładni z dodatkowym podparciem
Gdy przekładnia jest zamocowana do ramy, a silnik przykręcony do jej wejścia, łapy silnika mogą stanowić dodatkową podporę. Kolejność montażu i wymagania dla połączenia wału z wejściem przekładni opisuje poradnik o montażu silnika do reduktora ślimakowego krok po kroku.
Maszyna projektowana z myślą o różnych wariantach
Konstruktor, który nie wie jeszcze, czy napęd będzie stał na ramie, czy wisiał na korpusie, może przewidzieć silnik łapowo-kołnierzowy, żeby nie zmieniać pozycji w zestawieniu materiałów. Podobnie służby utrzymania ruchu trzymają czasem jeden zapasowy silnik B35, który w razie awarii zastąpi zarówno silnik łapowy, jak i kołnierzowy B5 tej samej wielkości – pod warunkiem, że niewykorzystane łapy lub kołnierz nie kolidują z zabudową.
Pułapka podwójnego mocowania: naprężenia i współosiowość
Silnik przykręcony jednocześnie kołnierzem i łapami jest zamocowany nadmiarowo – w mechanice mówi się o układzie statycznie niewyznaczalnym. Kołnierz wymusza położenie osi wału w jednym miejscu, łapy w drugim. Jeśli te dwa miejsca nie zgadzają się idealnie z geometrią silnika, śruby po dokręceniu wygną korpus lub tarczę łożyskową. Skutki są typowe:
- wzrost drgań i hałasu, szczególnie na częstotliwości obrotowej;
- przyspieszone zużycie łożysk i uszczelnień;
- pęknięcia aluminiowych łap lub kołnierza po pewnym czasie pracy;
- niewspółosiowość wału z wałem maszyny, nawet jeśli zamek kołnierza jest wycentrowany.
Jeżeli objawy już wystąpiły, przyczynę pomaga ustalić poradnik o hałasie i drganiach silnika elektrycznego.
Prawidłowa kolejność montażu
- Oczyść powierzchnię przylgową kołnierza i gniazdo w maszynie; sprawdź, czy na zamku nie ma zadziorów.
- Wsuń silnik zamkiem w gniazdo i dokręć śruby kołnierza na krzyż, do momentu podanego w dokumentacji.
- Dopiero teraz zmierz szczelinę między łapami a podstawą – szczelinomierzem pod każdą łapą.
- Wyrównaj szczeliny podkładkami kalibrowanymi tak, aby łapy przylegały bez naciągania.
- Dokręć śruby łap i sprawdź ponownie, czy wał obraca się ręcznie lekko i równo.
- Po uruchomieniu zmierz lub przynajmniej oceń drgania; powtórz kontrolę po pierwszych godzinach pracy.
Jeśli w danej zabudowie łapy nie są potrzebne, lepiej ich nie dokręcać „na siłę” do nierównej konstrukcji. Bezpieczniej jest pozostawić silnik na samym kołnierzu albo zastosować sprężyste podparcie.
Zamiana silnika na łapowo-kołnierzowy i odwrotnie
W wielu silnikach z korpusem aluminiowym łapy są przykręcane, a tarcze łożyskowe wymienne. Teoretycznie pozwala to przerobić silnik B3 na B35 lub B5 na B35, dokładając łapy albo tarczę z kołnierzem. W praktyce trzeba sprawdzić trzy rzeczy:
- czy korpus ma gniazda do przykręcenia łap (nie każdy silnik kołnierzowy je ma);
- czy dostępne łapy i kołnierze są przeznaczone dla tej samej wielkości mechanicznej i tej samej serii korpusu;
- czy po przeróbce skrzynka zaciskowa znajdzie się w wygodnym położeniu.
Elementy do takich przeróbek, w tym łapy do silników elektrycznych, są dostępne jako części. Gdy jednak chodzi o nowy napęd, prościej jest od razu zamówić silnik w docelowym wykonaniu.
Lista kontrolna przy zamawianiu silnika B35 lub B34
- Wielkość mechaniczna – decyduje o wysokości osi i rozstawie otworów w łapach.
- Rodzaj i wymiar kołnierza – B5 czy B14, średnica zamka, rozstaw otworów.
- Czop wału – średnica, długość, wpust.
- Moc i obroty – zgodne z wymaganiami maszyny; nie zmieniaj ich przy okazji zmiany mocowania.
- Wyposażenie dodatkowe – hamulec, obce chłodzenie, czujnik termiczny.
- Pozycja pracy – pozioma czy pionowa.
- Zasilanie – trójfazowe czy jednofazowe, napięcie i układ połączeń z tabliczki.
Podłączenie silnika do sieci i dobór zabezpieczeń powinna wykonać osoba z uprawnieniami SEP.
Najczęstsze pytania
Czy silnik B35 mogę zamontować tylko na łapach?
Tak. Kołnierz pozostaje wtedy nieużywany, ale nie przeszkadza w pracy, o ile nie koliduje z elementami maszyny. Analogicznie można korzystać wyłącznie z kołnierza.
Czym różni się B35 od B34?
Oba mają łapy, ale B35 ma duży kołnierz z otworami przelotowymi (jak B5), a B34 mniejszy kołnierz z otworami gwintowanymi (jak B14). Kołnierze tych form nie są zamienne.
Czy silnik łapowo-kołnierzowy ma inne parametry elektryczne niż łapowy?
Nie z powodu mocowania. Moc, obroty, prąd i sprawność zależą od konstrukcji elektrycznej silnika, a forma montażowa zmienia tylko sposób zamocowania.
Dlaczego silniki z hamulcem często są w wykonaniu B35 lub B34?
Hamulec wydłuża silnik i przesuwa środek ciężkości do tyłu. Łapy pozwalają podeprzeć tak długi silnik, zamiast obciążać wyłącznie kołnierz.
Czy po zamontowaniu na kołnierzu i łapach trzeba osiować silnik?
Kołnierz centruje wał względem maszyny, ale łapy trzeba podłożyć tak, by nie naprężały korpusu. Przy napędzie przez sprzęgło z maszyną stojącą osobno konieczne jest klasyczne osiowanie.
Silniki w wykonaniu łapowo-kołnierzowym znajdziesz w kategoriach silniki z hamulcem kołnierzowo-łapowe B35 i silniki z hamulcem kołnierzowo-łapowe B34 – przykładem jest silnik z hamulcem 1,5 kW 1400 obr/min w wielkości 90 i formie B35. Wersje do zasilania z sieci 230 V zebrano w dziale jednofazowe silniki kołnierzowo-łapowe B35.