Koła łańcuchowe – rodzaje, budowa, zastosowanie i dobór

Koła łańcuchowe są podstawowymi elementami napędów łańcuchowych stosowanych w maszynach, liniach produkcyjnych, przenośnikach i urządzeniach przemysłowych. Współpracują z łańcuchem rolkowym, przenosząc moment obrotowy pomiędzy wałami lub wprawiając w ruch układ transportowy.

Prawidłowy dobór koła łańcuchowego wpływa na trwałość całego napędu, poziom hałasu oraz szybkość zużywania się łańcucha. Koło musi być zgodne z podziałką, normą i liczbą rzędów łańcucha, a jego otwór i sposób mocowania powinny odpowiadać konstrukcji wału.

W tym poradniku przedstawiamy najważniejsze rodzaje kół łańcuchowych i wyjaśniamy, jak dobrać odpowiednie wykonanie.

Jak zbudowane jest koło łańcuchowe?

Koło łańcuchowe posiada odpowiednio ukształtowane zęby, pomiędzy którymi podczas pracy układają się rolki łańcucha. Kształt uzębienia powinien odpowiadać wymiarom konkretnego łańcucha rolkowego.

Do najważniejszych parametrów koła należą:

• podziałka łańcucha,

• liczba zębów,

• liczba rzędów,

• średnica otworu,

• średnica zewnętrzna,

• szerokość uzębienia,

• średnica i długość piasty,

• materiał wykonania,

• sposób zamocowania na wale,

• rodzaj obróbki cieplnej zębów.

W oznaczeniach kół łańcuchowych często stosuje się literę „Z”, która określa liczbę zębów. Przykładowo zapis 08B-1 Z20 oznacza koło przeznaczone do jednorzędowego łańcucha 08B-1, posiadające 20 zębów.

Rodzaje kół łańcuchowych

Koła łańcuchowe występują w wielu wariantach konstrukcyjnych. Wybór właściwego wykonania zależy od budowy napędu, dostępnej przestrzeni oraz sposobu mocowania koła na wale.

Koła łańcuchowe z piastą

Koła z piastą są jednym z najczęściej stosowanych rozwiązań w napędach przemysłowych. Piasta umożliwia wykonanie otworu pod konkretną średnicę wału, rowka wpustowego, otworu pod wkręt dociskowy albo innego sposobu mocowania.

Koła z piastą mogą być dostarczane z otworem wstępnym lub obrobione na gotowo według wymiarów podanych przez klienta.

Koła łańcuchowe tarczowe

Koła tarczowe nie posiadają wystającej piasty. Mają mniejszą szerokość całkowitą i mogą być wykorzystywane jako element większego zespołu, przyspawane do piasty albo zamocowane w konstrukcji przygotowanej przez producenta maszyny.

Takie wykonanie sprawdza się również wtedy, gdy dostępna przestrzeń jest ograniczona.

Koła jednorzędowe simplex

Koła simplex są przeznaczone do współpracy z łańcuchami jednorzędowymi oznaczonymi końcówką „-1”, na przykład 08B-1, 10B-1 lub 12B-1.

Stosuje się je w typowych napędach maszyn, urządzeń rolniczych, przenośników i linii produkcyjnych.

Koła dwurzędowe duplex

Koła duplex współpracują z łańcuchami dwurzędowymi oznaczonymi jako „-2”. Posiadają dwa rzędy uzębienia i są wykorzystywane w napędach przenoszących większe obciążenia.

Liczba oraz rozstaw rzędów koła muszą odpowiadać konstrukcji łańcucha. Nie należy zastępować koła duplex dwoma niezależnymi kołami jednorzędowymi bez wcześniejszego sprawdzenia całego układu.

Koła trzyrzędowe triplex

Koła triplex posiadają trzy rzędy uzębienia i współpracują z łańcuchami oznaczonymi końcówką „-3”. Stosuje się je w bardziej obciążonych napędach przemysłowych.

W przypadku kół wielorzędowych szczególnie ważne jest dokładne ustawienie wałów i zachowanie współosiowości napędu.

Koła pod tuleje Taper Lock

Koła Taper Lock są przystosowane do montażu za pomocą stożkowej tulei zaciskowej. Takie rozwiązanie umożliwia szybki montaż i demontaż koła bez konieczności wykonywania indywidualnego otworu bezpośrednio w piaście.

Tuleję dobiera się do rozmiaru gniazda w kole oraz średnicy wału.

Koła łańcuchowe wykonywane na zamówienie

Jeżeli standardowe koło nie odpowiada konstrukcji maszyny, można wykonać je na podstawie rysunku technicznego, zużytego elementu lub podanych wymiarów.

Indywidualne wykonanie może obejmować między innymi:

• niestandardową liczbę zębów,

• nietypową średnicę otworu,

• specjalną piastę,

• rowek wpustowy,

• wielowypust,

• otwory montażowe,

• wykonanie spawane,

• hartowanie uzębienia,

• zastosowanie określonego gatunku materiału.

Jak dobrać koło łańcuchowe?

Dobór koła należy rozpocząć od ustalenia parametrów łańcucha oraz konstrukcji całego napędu.

1. Określ rozmiar i normę łańcucha

Koło musi być przeznaczone do dokładnie takiego łańcucha, jaki pracuje w maszynie. Przykładowo do łańcucha 12B-1 należy zastosować koło z uzębieniem wykonanym dla 12B-1.

Łańcuchy zgodne z europejską normą typu B oraz łańcuchy amerykańskie ANSI różnią się wymiarami. Nie należy dobierać koła wyłącznie na podstawie zbliżonej podziałki.

2. Ustal liczbę rzędów

Liczba rzędów koła musi być taka sama jak liczba rzędów łańcucha:

• łańcuch simplex wymaga koła jednorzędowego,

• łańcuch duplex wymaga koła dwurzędowego,

• łańcuch triplex wymaga koła trzyrzędowego.

3. Dobierz liczbę zębów

Liczba zębów wpływa na przełożenie, średnicę koła oraz płynność pracy napędu. Koła o niewielkiej liczbie zębów zajmują mniej miejsca, ale powodują większe przeginanie łańcucha podczas pracy.

Zastosowanie większej liczby zębów zazwyczaj poprawia płynność pracy i ogranicza zużycie napędu. W wielu układach jako praktyczne minimum przyjmuje się kilkanaście zębów, natomiast dokładny dobór powinien uwzględniać prędkość, obciążenie i konstrukcję maszyny.

4. Określ średnicę otworu

Otwór koła powinien odpowiadać średnicy wału. Należy również ustalić:

• tolerancję wykonania otworu,

• wymiary rowka wpustowego,

• długość i średnicę piasty,

• sposób zabezpieczenia koła,

• położenie wkrętu dociskowego, jeżeli jest potrzebny.

Koło z otworem wstępnym wymaga dalszej obróbki przed zamontowaniem na maszynie.

5. Wybierz materiał i rodzaj uzębienia

Standardowe koła łańcuchowe najczęściej wykonuje się ze stali. W zależności od warunków pracy można również zastosować stal nierdzewną, żeliwo albo inne materiały określone przez konstruktora.

W napędach intensywnie eksploatowanych warto rozważyć koła z hartowanymi zębami. Hartowanie zwiększa odporność powierzchni zębów na zużycie, ale nie zastępuje prawidłowego smarowania, ustawienia i napięcia łańcucha.

Jak zmierzyć koło łańcuchowe?

Jeżeli oznaczenie koła jest nieczytelne, jego identyfikację należy rozpocząć od policzenia zębów oraz ustalenia typu współpracującego łańcucha.

Do przygotowania zapytania warto zmierzyć:

• liczbę zębów,

• średnicę otworu,

• średnicę zewnętrzną koła,

• szerokość uzębienia,

• średnicę piasty,

• długość piasty,

• wymiary rowka wpustowego,

• liczbę rzędów.

Pomocne są również zdjęcia koła wykonane z przodu i z boku oraz fotografia oznaczenia łańcucha. Jeżeli element jest mocno zużyty, sam pomiar średnicy zewnętrznej może nie wystarczyć do prawidłowego określenia jego typu.

Koła łańcuchowe z hartowanymi zębami – kiedy warto je stosować?

Koła hartowane warto rozważyć w napędach:

• pracujących przez wiele godzin dziennie,

• narażonych na duże obciążenia,

• pracujących z podwyższoną prędkością,

• wymagających ograniczenia przestojów,

• znajdujących się w miejscach, w których wymiana koła jest utrudniona.

Hartowanie powinno obejmować przede wszystkim obszar uzębienia. Otwór i piasta często pozostają obrabialne, aby możliwe było ich dopasowanie do wału.

Najczęstsze błędy podczas doboru kół łańcuchowych

Do problemów z napędem najczęściej prowadzą:

• zastosowanie koła do niewłaściwego rozmiaru łańcucha,

• pomieszanie norm B i ANSI,

• niezgodna liczba rzędów,

• zbyt mała liczba zębów,

• montaż nowego łańcucha na mocno zużytym kole,

• nieprawidłowe ustawienie wałów,

• brak współosiowości kół,

• nadmierne lub zbyt małe napięcie łańcucha,

• niewystarczające smarowanie,

• błędne wykonanie otworu albo rowka wpustowego.

Kiedy należy wymienić koło łańcuchowe?

Zużyte koło można rozpoznać po zmianie kształtu zębów. Zęby stają się ostre, niesymetryczne lub wyciągnięte w kierunku ruchu łańcucha. Napęd może wtedy pracować głośniej, powodować drgania i przyspieszać wydłużanie nowego łańcucha.

Jeżeli koła są wyraźnie zużyte, zaleca się wymianę ich razem z łańcuchem. Zamontowanie nowego łańcucha na zużytym uzębieniu może znacząco skrócić jego żywotność.

Koła łańcuchowe w ofercie ALMA

ALMA dostarcza standardowe koła łańcuchowe z piastą, koła tarczowe, wykonania simplex, duplex i triplex oraz koła przystosowane do tulei Taper Lock.

Wykonujemy również koła łańcuchowe na zamówienie na podstawie dokumentacji technicznej, przesłanych wymiarów lub wzoru. Możemy wykonać otwór pod wał, rowek wpustowy, otwory montażowe oraz inne elementy wymagane przez konstrukcję maszyny.

Jeżeli nie znasz pełnego oznaczenia koła, prześlij nam zdjęcia, liczbę zębów, wymiary piasty i informacje o zastosowanym łańcuchu. Pomożemy zidentyfikować element oraz dobrać odpowiednie wykonanie.