Zasada działania i środki ostrożności dotyczące stosowania mechanicznego przekładni zmiennej przełożenia typu planetarno-stożkowo-tarczowej (przekładnia zmiennoprzełożeniowa).

Mechaniczna przetwornica planetarna przetwornica stożkowo-tarczowa typu planetarnego to zaawansowane urządzenie do ciągłej zmiany przełożenia. Pozwala ona na ciągłą i płynną zmianę prędkości obrotowej wyjściowej w określonym zakresie poprzez mechaniczną regulację przy stałej prędkości obrotowej wejściowej. Jej podstawowa zasada działania nie opiera się na tradycyjnej zmianie przełożenia za pomocą kół zębatych, lecz na ciągłej zmianie promienia styku w przekładni tarczowej.

Główna konstrukcja tej przekładni obejmuje wał wejściowy, wał wyjściowy oraz mechanizm stożkowy tarczowy planetarny. Wał wejściowy jest połączony z napędzaną stożkową tarczą słoneczną. Stożkowa tarcza słoneczna ma zazwyczaj wklęsłą stożkową powierzchnię tarcia. Wokół stożkowej tarczy słonecznej równomiernie rozmieszczone są kilka stożkowych kół planetarnych. Te stożkowe koła planetarne mają kształt podwójnego stożka, przy czym ich dwie powierzchnie stożkowe stykają się odpowiednio z wewnętrzną powierzchnią stożkową tarczy słonecznej oraz z wewnętrzną powierzchnią stożkową osiowo przesuwnego pierścienia dociskowego (lub pierścienia wyjściowego). Utrzymywane przez klatkę lub nosacz planetarny, stożkowe koła planetarne mogą obracać się wokół własnej osi oraz krążyć w jamie utworzonej przez stożkową tarczę słoneczną i pierścień dociskowy.

Proces zmiany prędkości to precyzyjna czynność mechanicznej koordynacji. Gdy konieczna jest zmiana prędkości wyjściowej, obracamy śrubę regulacyjną prędkości za pomocą zewnętrznego koła ręcznego lub mechanizmu regulacji prędkości. Śruba ta przesuwa nakrętkę regulacyjną prędkości, powodując jej przemieszczenie wzdłużne. Ruch nakrętki, za pośrednictwem zestawu łożysk oporowych lub mechanizmów połączeniowych, przekazywany jest ostatecznie do kuli regulacyjnej prędkości lub tarczy nachylonej i zmienia ich położenie kątowe. Ta zmiana kąta kuli wymusza synchroniczne przechylenie wszystkich stożkowych przekładni planetarnych, czyli zmianę kąta pomiędzy ich osiami a osią tarczy słonecznej stożkowej.

Zmiana kąta nachylenia stożkowych przekładni planetarnych jest fizycznym kluczem do zmiany prędkości. Gdy tarcza stożkowa planetarna znajduje się pod określonym kątem nachylenia, efektywny promień jej punktu styku z tarczą stożkową słoneczną jest stały. Promień tego punktu styku względem środka obrotu tarczy stożkowej słonecznej stanowi promień wejściowy przekładni. Jednocześnie promień punktu styku między tarczą stożkową planetarną a zewnętrznym pierścieniem dociskowym stanowi promień wyjściowy przekładni. Odpowiada to ciągłej zmianie stosunku promieni przekładni strony napędzającej (tarczy stożkowej słonecznej) do strony napędzanej (pierścienia dociskowego), czyli stosunku przekładni.

Konkretnie, gdy mechanizm regulacyjny nachyla stożkowe koło planetarne w określonym kierunku, jego punkt styku z tarczą słoneczną przesuwa się w kierunku większego końca tarczy słonecznej (zwiększa promień wejściowy), podczas gdy jego punkt styku z pierścieniem dociskowym przesuwa się w kierunku mniejszego końca pierścienia dociskowego (zmniejsza promień wyjściowy). Zgodnie ze wzorem przełożenia przekładni (prędkość wyjściowa/prędkość wejściowa ≈ promień wejściowy/promień wyjściowy) przełożenie przekładni rośnie, a prędkość wyjściowa maleje. Odwrotnie, gdy stożkowe koło planetarne nachyla się w przeciwnym kierunku, promień wejściowy zmniejsza się, a promień wyjściowy rośnie; w konsekwencji przełożenie przekładni maleje, a prędkość wyjściowa rośnie. W trakcie całego procesu regulacji ścieżka przekazywania mocy pozostaje ciągła: wał wejściowy napędza obrót tarczy słonecznej, która z kolei napędza obrót stożkowego koła planetarnego poprzez tarcie. Stożkowe koło planetarne napędza następnie obrót pierścienia dociskowego również poprzez tarcie, a pierścień dociskowy przekazuje ostatecznie moc na wał wyjściowy.

Podczas korzystania z tego typu zmieniacza prędkości należy ściśle przestrzegać procedur eksploatacyjnych, aby zapewnić jego długotrwałą żywotność. Po pierwsze, niedopuszczalne jest całkowite przeciążanie. Przeciążenie spowoduje natychmiastowe, intensywne poślizgiwanie się, a chwilowa wysoka temperatura może uszkodzić powierzchnie tarcia stożkowego dysku i koła stożkowego, prowadząc do trwałego uszkodzenia. Obciążenie musi zawsze być niższe niż wartość nominalnego momentu obrotowego urządzenia. Po drugie, regulacja prędkości musi być wykonywana w trakcie pracy maszyny. Operacje regulacji prędkości należy przeprowadzać wyłącznie przy obracającym się wałku wejściowym. Wymuszanie obrotu pokrętła regulacyjnego prędkości podczas zatrzymanej maszyny powoduje intensywne zużycie lub nawet zaklinowanie mechanizmu regulacyjnego planetarnego koła stożkowego, co może doprowadzić do awarii urządzenia. Regulacje należy wykonywać powoli i równomiernie, obracając pokrętło ręczne. Po trzecie, należy zapewnić odpowiednie i wystarczające smarowanie. Należy stosować specjalny olej smarowy określony przez producenta. Olej ten nie tylko smaruje łożyska i zębniki, ale jego konkretny współczynnik tarcia ma również kluczowe znaczenie dla zapewnienia stabilności momentu obrotowego przekazywanego przez pary tarcia. Należy regularnie sprawdzać poziom oleju oraz wymieniać go zgodnie z zalecanym cyklem, aby utrzymać jego właściwości smarujące i chłodzące. Po czwarte, należy zwracać uwagę na monitorowanie pracy i codzienną konserwację. Podczas pracy należy nasłuchiwać nietypowych dźwięków oraz kontrolować, czy temperatura przekładni mieści się w normalnym zakresie. Należy regularnie sprawdzać, czy wszystkie elementy mocujące są dobrze dokręcone. Dla urządzeń pracujących przez dłuższy czas należy zgodnie z instrukcją konserwacyjną regularnie sprawdzać stopień zużycia planetarnych kół stożkowych i tarcz tarcia oraz w razie potrzeby wymieniać zużyte części.

Podsumowując, mechaniczny bezstopniowy przekładnik tarczowy planetarny stożkowy osiąga płynną zmianę prędkości poprzez precyzyjne zmiany kąta pochylenia planetarnych kół stożkowych, co powoduje ciągłą zmianę efektywnego promienia styku w napędzie tarczowym. Jest to klasyczny mechanizm stosowany w zastosowaniach o średniej i niskiej mocy, gdzie wymagana jest wysoka gładkość regulacji prędkości. Tylko dzięki głębokiej znajomości zasad działania napędu tarczowego oraz geometrycznej zmiany prędkości oraz ścisłemu przestrzeganiu wymagań dotyczących obciążenia, regulacji prędkości i smarowania użytkownicy mogą zapewnić niezawodną pracę urządzenia i osiągnąć jego optymalne parametry eksploatacyjne.

I jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat reduktorów lub przekładni, skontaktuj się z inżynierem firmy WUMA. Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji na temat reduktorów lub przekładni, skontaktuj się z inżynierem firmy WUMA.