Wał zdawczy w przekładni ślimakowej – jednostronny, dwustronny, dobór i montaż

Wał zdawczy w przekładni ślimakowej to element, który zamienia reduktor z wałem drążonym w reduktor z klasycznym, wystającym czopem wyjściowym. Większość popularnych przekładni ślimakowych w wykonaniu uniwersalnym ma na wyjściu otwór z rowkiem wpustowym. To wygodne rozwiązanie, bo przekładnię można nasadzić bezpośrednio na wał maszyny, ale nie zawsze pasuje do konstrukcji. Gdy napęd ma przekazywać moment przez sprzęgło, koło łańcuchowe albo koło pasowe, potrzebny jest pełny wał – i właśnie tę rolę pełni wał zdawczy.

W praktyce warsztatowej wał zdawczy wybiera się często „na oko”, kierując się tylko wielkością reduktora. Tymczasem różnica między wałem jednostronnym a dwustronnym, sposób jego zabezpieczenia osiowego i jakość pasowania mają bezpośredni wpływ na trwałość łożysk wyjściowych, uszczelniaczy i samego koła ślimakowego. Źle osadzony wał potrafi wyrobić rowek wpustowy w piaście koła w ciągu kilku tygodni pracy.

Poniżej opisujemy, jak zbudowany jest wał zdawczy, czym różnią się wersje jednostronna i dwustronna, jak dobrać wał do wielkości przekładni i jak go zamontować, żeby połączenie pracowało bez luzów i bez zatarcia.

Czym jest wał zdawczy i kiedy jest potrzebny

Wał zdawczy (nazywany też wałem wyjściowym wtykowym lub nasadnym) to stalowy wałek z rowkami wpustowymi, który wsuwa się w drążony wał wyjściowy przekładni ślimakowej. Środkowa część wału przenosi moment z koła ślimakowego przez wpust, a wystający czop – jeden lub dwa – służy do przyłączenia elementu napędzanego. Na czopie wykonany jest drugi rowek wpustowy oraz zwykle otwór gwintowany w czole, który ułatwia montaż sprzęgieł i kół.

Wał zdawczy jest potrzebny przede wszystkim wtedy, gdy:

• reduktor pracuje jako napęd stojący (na łapach lub na kołnierzu) i przekazuje moment dalej przez sprzęgło, koło łańcuchowe albo pasowe;
• wał maszyny ma inną średnicę niż otwór w reduktorze i nie ma sensu go przerabiać;
• jedna przekładnia ma napędzać dwa mechanizmy po obu stronach obudowy (wtedy stosuje się wał dwustronny);
• chcemy zachować możliwość szybkiej wymiany reduktora bez demontażu elementów osadzonych na wale maszyny.

Jeśli natomiast reduktor może być nasadzony bezpośrednio na wał maszyny, wał zdawczy nie jest konieczny. Wtedy przekładnię trzeba jednak podeprzeć przed obrotem – do tego służy ramię reakcyjne, opisane w poradniku jak dobrać i zamontować ramię reakcyjne reduktora.

Wał zdawczy jednostronny i dwustronny – różnice

Wał jednostronny

Wał jednostronny ma jeden czop wystający z obudowy, a jego drugi koniec kończy się w obrębie wału drążonego lub tuż za nim. To najczęstsza wersja: napęd przenośnika, mieszadła, podajnika albo bramy, gdzie odbiór momentu odbywa się tylko z jednej strony. Wał jednostronny można zwykle zamontować z lewej lub prawej strony przekładni, co daje swobodę przy projektowaniu układu. Z drugiej strony otwór warto zamknąć pokrywką, żeby do wnętrza wału drążonego nie dostawał się brud i woda.

Wał dwustronny

Wał dwustronny wystaje z obu stron obudowy. Stosuje się go, gdy reduktor napędza dwa elementy jednocześnie, na przykład dwa koła łańcuchowe przenośnika szerokiego, dwa bębny lub dwa mechanizmy podnoszące pracujące synchronicznie. Trzeba pamiętać, że moment z koła ślimakowego rozkłada się wtedy na dwa czopy, ale łączny moment odbierany z obu stron nie może przekroczyć momentu znamionowego przekładni. Wał dwustronny bywa też wybierany wtedy, gdy po jednej stronie montuje się napęd, a po drugiej enkoder, krzywkę lub wskaźnik położenia.

Porównanie wersji

Jak dobrać wał zdawczy do przekładni ślimakowej

Podstawą doboru jest wielkość przekładni, czyli rozstaw osi ślimaka i koła ślimakowego, podawany w oznaczeniu reduktora (np. 030, 040, 050, 063, 075, 090). Wał zdawczy musi pasować średnicą do otworu wału drążonego i mieć wpust w tym samym wymiarze. Wały oznaczone wielkością przekładni, na przykład wał zdawczy W63, przeznaczone są do reduktorów odpowiadającej wielkości. Zanim zamówisz część, porównaj średnicę otworu i szerokość rowka w swojej przekładni z danymi w dokumentacji producenta.

Przy doborze sprawdź kolejno:

1. Wielkość reduktora – odczytaj ją z tabliczki znamionowej lub oznaczenia na obudowie.
2. Średnicę otworu wyjściowego – zmierz suwmiarką, jeśli tabliczka jest nieczytelna; typowe wartości podaje tabela poniżej.
3. Wersję wału – jednostronny czy dwustronny, zgodnie z układem maszyny.
4. Długość czopu – czy zmieści się na nim piasta sprzęgła lub koła, z zapasem na zabezpieczenie osiowe.
5. Obciążenie promieniowe – koło łańcuchowe o małej średnicy daje dużą siłę na czop; im dalej od obudowy przyłożona siła, tym większe obciążenie łożysk.
6. Moment wyjściowy – wał nie zwiększa nośności reduktora, więc moment wynika z doboru przekładni, opisanego w poradniku o przełożeniu i momencie obrotowym w przekładni ślimakowej.

Podane średnice są typowe dla przekładni ślimakowych w popularnym wykonaniu uniwersalnym. Poszczególni producenci mogą stosować inne wymiary lub opcjonalne otwory, dlatego decyduje karta katalogowa konkretnego reduktora.

Montaż wału zdawczego krok po kroku

Montaż wału zdawczego jest prosty, ale wymaga czystości i cierpliwości. Najczęstszy błąd to wbijanie wału młotkiem, co uszkadza łożyska wyjściowe i bieżnie koła ślimakowego.

1. Odłącz zasilanie napędu i zabezpiecz je przed przypadkowym załączeniem. Prace przy instalacji elektrycznej wykonuje osoba z uprawnieniami SEP.
2. Oczyść otwór wału drążonego i powierzchnię wału zdawczego z farby, rdzy i zadziorów. Zadziory na krawędziach rowka wpustowego usuń drobnym pilnikiem.
3. Sprawdź wpust: powinien wchodzić w rowek ciasno, ale bez wbijania. Luźny wpust szybko wyrobi rowek przy pracy nawrotnej.
4. Posmaruj wał cienką warstwą pasty montażowej przeciwzatarciowej. Ułatwi ona demontaż po latach i ograniczy korozję cierną.
5. Wsuń wał ręcznie lub za pomocą śruby wkręconej w otwór gwintowany w czole i podkładki opartej o obudowę. Nie uderzaj w czop ani w obudowę.
6. Zabezpiecz wał osiowo pierścieniem osadczym, podkładką czołową ze śrubą albo tulejką dystansową – zgodnie z konstrukcją danego wału.
7. Zamknij otwór po przeciwnej stronie pokrywką, jeśli wał jest jednostronny.
8. Zamontuj element napędzany możliwie blisko obudowy, ustaw osiowość i sprawdź ręcznie, czy wał obraca się bez zacięć.

Jeśli przekładnia jest jednocześnie łączona z silnikiem, kolejność czynności i ustawienie kołnierzy opisuje poradnik o kołnierzach wejściowych i wyjściowych przekładni ślimakowej.

Obciążenia, osiowość i typowe usterki

Wał zdawczy przenosi nie tylko moment obrotowy, lecz także siły promieniowe od napięcia łańcucha lub paska oraz siły osiowe, na przykład od kół zębatych skośnych. Dopuszczalne siły dla wyjścia przekładni podaje producent, zwykle w odniesieniu do środka czopu. Jeśli koło łańcuchowe przesuniesz na koniec czopu, dopuszczalna siła maleje, bo rośnie ramię działania siły względem łożyska.

Najczęstsze usterki związane z wałem zdawczym to:

• wyrobiony rowek wpustowy – skutek luźnego wpustu, pracy z częstymi nawrotami lub udarami;
• korozja cierna (tzw. zapieczenie) – wał nie daje się wysunąć, bo zamontowano go na sucho;
• wyciek oleju przy uszczelniaczu wyjściowym – zbyt duża siła promieniowa lub niewspółosiowość wyrabia wargę uszczelniacza;
• stuki przy zmianie kierunku obrotów – mogą wynikać z luzu na wpuście, ale też z naturalnego luzu zazębienia, opisanego w artykule o budowie i działaniu przekładni ślimakowej;
• przesuwanie się wału osiowo – brak lub uszkodzenie pierścienia osadczego albo śruby czołowej.

Do wymontowania zapieczonego wału używaj ściągacza opartego o obudowę, a nie młotka. Pomaga penetrant pozostawiony na kilka godzin. Jeśli wał nie ustępuje, lepiej zdemontować reduktor z maszyny i pracować na stole niż ryzykować pęknięcie obudowy.

Lista kontrolna przed uruchomieniem

• Wał zdawczy pasuje do wielkości przekładni i średnicy otworu.
• Wpusty są pełnej długości i nie wystają poza piastę.
• Wał zabezpieczony osiowo, śruba czołowa dokręcona.
• Otwór po drugiej stronie zamknięty pokrywką.
• Element napędzany osadzony blisko obudowy, łańcuch lub pasek napięty zgodnie z zaleceniem producenta.
• Poziom oleju w przekładni zgodny z dokumentacją i pozycją montażową.
• Obrót ręczny bez zacięć, po uruchomieniu brak stuków i nadmiernego grzania.

Najczęstsze pytania

Czy wał zdawczy zwiększa moment, jaki może przenieść reduktor?

Nie. O momencie decyduje zazębienie ślimaka i koła oraz łożyska. Wał zdawczy tylko przekazuje ten moment dalej, więc reduktor dobiera się tak samo jak bez niego.

Czy mogę zamontować wał jednostronny z dowolnej strony?

Zwykle tak, bo wał drążony jest przelotowy. Sprawdź jedynie, czy po stronie montażu jest miejsce na element napędzany i czy zabezpieczenie osiowe da się założyć.

Czy wał zdawczy trzeba smarować?

Podczas montażu tak – cienką warstwą pasty przeciwzatarciowej. W eksploatacji nie wymaga smarowania, a olej w przekładni nie ma z nim kontaktu.

Czy wał dwustronny można obciążyć pełnym momentem z każdej strony?

Nie. Suma momentów odbieranych z obu czopów nie może przekroczyć momentu znamionowego przekładni podanego w dokumentacji.

Co zrobić, gdy wał drążony ma inną średnicę niż wał maszyny?

Najprościej zastosować wał zdawczy i połączyć go z maszyną sprzęgłem. Przeróbka wału maszyny na inną średnicę jest zwykle droższa i osłabia go.

Gdzie znaleźć wały i przekładnie

Wały zdawcze w wersjach dla poszczególnych wielkości reduktorów znajdziesz w kategorii wały zdawcze do przekładni. Jeśli kompletujesz cały napęd, zajrzyj do działu przekładnie ślimakowe PM, a po silnik do odpowiedniej kategorii silników elektrycznych. Przed zamówieniem porównaj wymiary z tabliczką znamionową i dokumentacją swojej przekładni.