Ebben a cikkben egy rendkívül izgalmas témát járunk körbe: a hajtóműveket, amelyek nélkül szinte egyetlen ipari célgép, autó és háztartási gépeink többsége sem működhetne. Dőlj hátra nyugodtan, most ugyanis egy kicsit elmélyülünk abban, hogy mi is az a hajtómű, hogyan működnek, és milyen típusok közül választhatjuk ki a legmegfelelőbbet.
Nem meglepő módon, az ipari forradalom óta a gépek és berendezések folyamatosan fejlődnek, és ezzel párhuzamosan a hajtóművek is egyre sokrétűbbé, kifinomultabbá, komplexebbé váltak. Ezek az összetett szerkezetek nélkülözhetetlenek a gépek hatékony működéséhez és működtetéséhez, legyen szó gyárakról, mezőgazdaságról, autóiparról vagy akár mindennapi háztartási eszközeinkről. De vajon miért is olyan fontosak ezek a mechanikai eszközök, és hogyan segítik a mindennapi életünket?
Például gondolj bele abba, hogy egy lift vagy egy szállítószalag hogyan működne hajtómű nélkül? Sehogy. Szerencsére a hajtóművek különböző típusai és kialakításai lehetővé teszik, hogy a gépek pontosan és hatékonyan végezzék el feladataikat, legyen szó sebességcsökkentésről, erőnövelésről vagy akár a mozgás irányának megváltoztatásáról.
De mi is az a hajtómű?
A legegyszerűbben úgy tudnánk megfogalmazni, hogy a hajtómű a különféle hajtásrendszerek központi elemei, mivel aktív szerepet játszanak a fordulatszám megváltoztatásában és a nyomatékátvitelben. A leginkább mozgatáshoz köthető feladatok, mint amilyen a forgatás, az emelés vagy épp a szállítás, kiváltképp fontos szerepet játszik. Tulajdonképpen egy olyan “fémdoboz”, amiben fogaskerekek vannak és biztosítják a mozgás átvitelét a behajtás felől a kihajtási oldalra.
Hogyan működnek a hajtóművek?
Erre egyetemes válasz nincsen, hiszen a hajtóműveknek számtalan típusa létezik. Ha mégis össze kéne foglalnunk, azt mondanánk, hogy az építési módtól, a fogaskerekek számától és méretétől függően változtatja meg, azaz csökkenti vagy növeli a motor fordulatszámát, nyomatékát. A változtatás mértékét az áttételnek nevezett arányszám jelzi. (Ez a be-/kihajtó oldal sebességének aránya.)
Az, hogy az adott hajtómű mennyire terhelhető, például mekkora terhet képes megmozdítani, az a hajtómű maximális forgatónyomatékától függ. Végső soron, a hajtóművek segítségével növelhetjük a nyomatékot vagy a sebességet, attól függően, hogy mire van szükség.
Ipari hajtómű típusok
1. Csigahajtóművek
Működési elv: A szerkezet lényege, hogy a be- és a kihajtó, egymásra merőleges tengely között elhelyezett fogazott alkatrész gondoskodik az erőátvitelről. A behajtó oldalon kialakított csavar alakú acél tengely (csigatengely) hajt egy fogazott bronzkereket (csigakerék).
Felhasználási terület: Ezeket a hajtóműveket gyakran használják emelőberendezésekben, szállítószalagokban, felvonókban, kötélpályákon, nyomdagépekben és olyan alkalmazásokban, ahol alacsony költségszint és kis helyszükséglet mellett nagy nyomatékra van szükség.
Egyedi jellemzők: A csigahajtóművek egyik különlegessége az önzáró tulajdonságuk, amely alkalmazási területtől függően lehet egy nagyon hasznos biztonsági funkció, de akár hátrány is.
2. Kúpkerekes hajtóművek
Működési elv: A kúpkerekes hajtóművek fő jellemzője, hogy a kihajtó tengely merőleges a behajtó tengelyhez képest. Szerkezeti felépítését tekintve tartalmazza fő alkotóelemét az ívelt fogazású kúp-fogaskerékpárt, illetve ferde fogazású homlok fogaskerekeket is, ami a megfelelő áttétel elérését biztosítják.
Felhasználási terület: Ezeket a hajtóműveket gyakran alkalmazzák mezőgazdasági felhordókban, ipari keverőberendezéseken, színházi díszlet- és színpadmozgatásokban.
Egyedi jellemzők: A kúpkerekes hajtóművek nagy előnye a helytakarékosság és a nagy nyomatékátvitel képessége, bár a gyártásuk és karbantartásuk költségesebb lehet. Ugyanakkor további pozitívum, hogy hatásfokuk a csigahajtóművekhez képest sokkal jobb.
3. Homlokkerekes hajtóművek
Működési elv: A homlokkerekes hajtóművek esetében a fő jellemző, hogy a be- és a kihajtó tengely közel egy tengelyvonalon helyezkednek el. A hajtóműben elhelyezett ferde fogazatú fogaskerekek csendes működést biztosítanak. Hatásfokuk kiemelkedően jó, 2-3 fokozat esetén is 95% felett üzemelnek.
Felhasználási terület: Gyakran használják olyan ipari alkalmazásokban, ahol pontos sebességszabályozásra van szükség, például csomagológépekben és áru továbbításban, emelőgépeken, darukban éppúgy, mint elektromos szerszámgépekben, fúrók, fűrészek, stb.
Egyedi jellemzők: A homlokkerekes hajtóművek nagy előnye a hatékonyságuk és az egyszerűségük.
Párhuzamos vagy “lapos” hajtóművek
Működési elv: A párhuzamos kihajtású hajtóművek a homlokkerekes hajtóművek egy típusa, ahol a be- és a kihajtó tengelyek egymással párhuzamosan helyezkednek el.
Felhasználási terület: Ezek a hajtóművek széles körben elterjedtek az iparban. Például keverőberendezéseken, darukban, nehézipari, bányászati gépek meghajtásaiként aprítógépeken, vagy akár több kilométeres szállítószalagok üzemeltetésében.
Egyedi jellemzők: Az ilyen hajtóművek előnye az átmenő csőtengelyes kialakítás, egyszerű telepíthetőség.
5. Bolygóhajtóművek
Működési elv: A bolygóhajtóművek központi eleme a külső fogazattal rendelkező napkerék (zöld), körülötte helyezkednek el a szintén külső fogazatú bolygókerekek (3db szürke). Ezt az egész konstrukciót a belső fogazattal rendelkező fogazott gyűrű (világoszöld) fogja össze egyetlen jól működő hajtóművé. A bolygókerekek a napkerék körül keringenek, így egy összetett, de nagyon hatékony mozgást hoznak létre.
Felhasználási terület: Gyakran használják toronydarukban, csörlőkben, bányászati és kavicsfeldolgozó gépekben, szélerőművekben, ahol kompakt méretre és nagy nyomatékra van szükség.
Egyedi jellemzők: A bolygóhajtóművek kompakt kialakítása lehetővé teszi a nagy erőátvitelt kis helyen, és kiválóan alkalmasak folyamatos, illetve nagy terhelések melletti használatra. A klasszikus homlokkerekes hajtóművekben egy fogaskerékpár egy fogfelületen kapcsolódik, szemben a bolygóművel, ahol a bolygókerekek (3 vagy 4 db) a napkereket körül fogják és a fogazott gyűrűhöz is több ponton kapcsolódnak. Így a belső erőhatások nagyobb felületen oszlanak szét, ezzel nagyobb terhelhetőséget biztosítanak a készülékeknek.
Ahogy olvashattad, a hajtóműveknek rendkívüli szerepe van az iparban, hiszen lehetővé teszik a gépek hatékony működését, a teher emelését, a szállítást, a pozícionálást és még számtalan más feladat során válnak megbízható partnereinkké.
A különböző típusok – csigahajtóművek, homlokkerekes hajtóművek, párhuzamos hajtású hajtóművek, kúpkerekes hajtóművek és bolygóhajtóművek – mind-mind speciális igényeket elégítenek ki. Hogy mikor melyikbe érdemes beruházni, az természetesen attól függ, hogy milyen felhasználási területre és milyen elrendezésre van szükség. Talán ez a cikk segített megérteni egy kicsit a hajtóművek világát.
Ha bármilyen kérdésed lenne, hajtóműszakértő kollégáink szívesen válaszolnak a megkeresésedre!
Kiss László
Hajtástechnikai szakértő
