Czym jest przekładnia indeksacyjna?
Jak działa krzywka?
Przekładnia indeksacyjna to jak sama nazwa wskazuje rodzaj przekładni. Nie jest to przekładnia, która przenosi napęd w sposób liniowy ze stałym lub zmiennym przełożeniem, jak jest to w przypadku przekładni zębatych, pasowych itp.
Przekładnia indeksacyjna przenosi napęd zgodnie z charakterystyką krzywki stanowiącej mechanizm przekładni. Zwykle jest to ruch indeksowany o określony kąt lub ruch oscylacyjny.
Dość powszechnie panuje przekonanie, że przekładnie indeksacyjne bazują na tzw. mechanizmie maltańskim, który używany był np. w mechanizmach zegarowych czy w kinematografii. Mechanizm ten posiada sporo wad. Oprócz niskiej powtarzalności mechanizm pozwala na zmianę charakterystyki ruchu a tym samym na jego dynamiki tylko w niewielkim zakresie. Mechanizm maltański został wyparty przez inne mechanizmy krzywkowe, zapewniające dużo większą precyzję, powtarzalność, żywotność oraz pozwalające na precyzyjne kształtowanie dynamiki ruchu.
W tym miejscu myślę, że warto zdefiniować sobie dwa podstawowe człony tworzące mechanizm krzywkowy, czyli krzywkę i popychacz. Wiec sięgnijmy do chyba jedynej wydanej w Polsce książki na temat mechanizmów krzywkowych, do której na tym blogu będziemy sięgać często. Mam na myśli książkę Pana dr.inż Andrzeja Olęckiego „Mechanizmy krzywkowe” WNT 1966r.
krzywka (z ang. cam) – „element o krzywoliniowym kształcie powierzchni roboczej”
popychacz (z ang. fallower) – “człon stykający się punktowo lub liniowo z krzywką”
Czyli w skrócie – krzywka oddziałuje na popychacz, który przemieszcza się zgodnie z charakterystyką geometryczną krzywki. Rolę popychacza chyba lepiej oddaje angielskie określenie fallower. Czasami można spotkać się z określeniem zabierak krzywki.
Stosowane są również mechanizmy dwu krzywkowe-czyli takie gdzie oddziałują na siebie 2 krzywki.
Być może spotkałeś się kiedyś z przekładnią wykorzystującą mechanizm dwukrzywkowy, nazywanej… przekładnią zębatą.
Często możemy się spotkać z opiniami, że mechanizmy krzywkowe cechuje między innymi niska wytrzymałość na duże obciążenia oraz krótka żywotność. To prawda, która odnosi się wyłącznie do jednej dość szerokiej rodziny mechanizmów krzywkowych. W tej rodzinie możemy wyróżnić 3 podstawowe grupy, są to mechanizmy:
-źle dobrane
-źle zaprojektowane
-źle wykonane.
Tak naprawdę cała “krzywkowa wojna” toczy się o te 3 rzeczy: o właściwy dobór, właściwe zaprojektowanie i dobre wykonanie.
No dobrze to wróćmy do tematu, jak nie mechanizm maltański to co?
W nowoczesnych indekserach stosowane są 3 rodzaje krzywek:
– równoległa
– walcowa (cylindryczna)
– globoidalna.
Krzywka równoległa – a w zasadzie para dwóch płaskich krzywek usytuowanych równolegle.
W tym mechanizmie przełożenie realizowane jest poprzez parę 2 krzywek umieszczoną na wale napędowym współpracującym z zestawem rolkowych popychaczy zamontowanych na wale wyjściowym.
Zaletą tego układu jest prostsza i tańsza konstrukcja w porównaniu z cylindrycznymi i globoidalnymi mechanizmami oraz przekładnia ta zapewnia równoległe usytuowanie wałów.
Wadą jest niższa dokładność oraz geometria ograniczająca ilość podziałów takiego indeksera. Zwykle stosuje się je gdy potrzeba zrealizować od 1 do 4 podziałów.
Krzywka walcowa (cylindryczna) – Jest to krzywa przestrzenna w postaci walca z wyciętym rowkiem, z którym współpracuje rolkowy popychacz, którego oś jest ustawiona równolegle do osi wału wyjściowego.
Rozwiązanie takie znacznie poprawia dokładność i powtarzalność oraz przede wszystkim umożliwia kształtowanie geometrii krzywki w szerokim zakresie, dzięki czemu możemy dokładniej zaplanować procesy dynamiczne takie jak rozpędzanie i hamowanie. Krzywka taka jest stosunkowo łatwa w obróbce.
Oprócz przekładni indeksacyjnych obrotowych, a może nawet przede wszystkim świetnie nadaje się do mechanizmów zamieniających ruch obrotowy na ruch postępowy.
Dodatkową zaletą jest maksymalna ilość podziałów, która sięga do kilkuset.
Mechanizm ten jest stosowany głównie w szczególnych przekładniach indeksacyjnych nazywanych stołami obrotowo podziałowymi.
Krzywka globoidalna– jest podobna do krzywki walcowej. W tym przypadku oś popychacza rolkowego jest ustawiona prostopadle do osi wału wyjściowego.
Krzywka globoidalna ma bardziej skomplikowaną geometrię w porównaniu z krzywką walcową, ale dzięki temu mechanizmy mają lepszą dokładność i powtarzalność.
Krzywki globoidalne mogą być wykorzystywane do szybkich przekładni – nawet do 2000 indeksów/min. Świetnie radzą sobie zarówno w małych układach jak i mocno obciążonych aplikacjach. Ilość podziałów mechanizmu również może sięgać do kilkuset. Ich geometria umożliwia lepsze łożyskowanie stołów obrotowo podziałowych.
W większości przypadków jest to najlepsze rozwiązanie, a dzięki obecnemu rozwojowi technologii obróbki są stosowane coraz szerzej i powoli wypierają krzywki walcowe.
Kontakt: maciej.grzanka@gmcontrol.pl tel: 570 368 850
