Wałki Odbioru Mocy (WOM) i ich Dobór do Maszyn Rolniczych

Wałki odbioru mocy (WOM) to kluczowe elementy, które pośredniczą w przekazywaniu napędu w rolnictwie. Stanowią one niezbędny łącznik między napędzaną maszyną a ciągnikiem. W branży funkcjonują pod różnymi nazwami, takimi jak „wały”, „wałki przegubowo-teleskopowe”, „wałki przekazu mocy”, „wałki przekaźnika mocy” czy „wałki przyjęcia mocy”. Ich prawidłowy dobór do specyfiki maszyn rolniczych jest fundamentalny dla zapewnienia efektywnej i bezpiecznej pracy.

Budowa i Podział Wałów Przegubowo-Teleskopowych

Wały przegubowo-teleskopowe zbudowane są z szeregu komponentów, które wspólnie zapewniają ich funkcjonalność i niezawodność:

• Łożyska: Składają się z zewnętrznego i wewnętrznego pierścienia, a także rolek lub kulek, które utrzymują pierścienie w odpowiednim położeniu. Ich głównym zadaniem jest minimalizowanie tarcia oraz zużycia podczas obrotu wału.
• Przekładnie: Umożliwiają zmianę prędkości obrotowej wału. Są wykorzystywane, gdy prędkość obrotowa silnika jest zbyt duża lub zbyt niska w stosunku do wymagań elementów napędzanych przez wał.
• Elementy mocujące: Zalicza się do nich nakrętki i śrubki, które pozwalają stabilnie i bezpiecznie mocować wał do innych elementów ciągników oraz maszyn rolniczych.
• Sprzęgła: Dzięki nim możliwe jest rozłączanie oraz łączenie wałów z innymi elementami. Rozłączenie jest często dokonywane w celu konserwacji lub naprawy.
• Piasty wałów: Zazwyczaj metalowe, przyjmują różne kształty i rozmiary w zależności od ich zastosowania. Pozwalają łączyć wał z innymi komponentami, takimi jak sprzęgła, koła zębate czy łożyska.
• Koła zamachowe: Zmniejszają wibracje i zwiększają stabilność pracy silnika, magazynując energię kinetyczną podczas jego pracy.

Warto również dodać, że wiele wałków WOM jest obrabianych cieplnie (hartowanych), co zwiększa ich odporność na zużycie i uszkodzenia mechaniczne.

Typy Profili Wałków

Wałki można podzielić na kilka podstawowych typów w zależności od ich profilu:

• Wałki frezowane: Charakteryzują się specyficznie obrobioną, frezowaną powierzchnią.
• Wałki na tzw. „cytrynę”: Posiadają unikalny kształt zbliżony do cytryny.
• Wałki z rurą trójkątną: Wyposażone są w profilowaną rurę o kształcie zbliżonym do trójkąta, co jest powszechnym rozwiązaniem konstrukcyjnym.

Jak Dobierać Wały Przegubowo-Teleskopowe do Maszyn Rolniczych?

Wybór odpowiedniego wału przegubowo-teleskopowego jest procesem, który wymaga uwzględnienia kilku kluczowych parametrów, aby zapewnić bezpieczeństwo, efektywność i długotrwałą pracę sprzętu.

1. Moment Obrotowy (Nm) i Prędkość Obrotowa

Pierwszym i najważniejszym aspektem jest zgodność momentu obrotowego maszyny napędzanej oraz wału. Połączenie wału z maszyną o wyższym zapotrzebowaniu na moment obrotowy jest błędem, który może prowadzić do poważnych awarii. Typowe prędkości obrotowe wałków to od 540 do 1000 obrotów na minutę, jednak dobór zawsze powinien być indywidualny. Przykładowo, do kosiarki zazwyczaj potrzebny jest wałek o prędkości 540 obr./min, natomiast do dużych rozrzutników obornika - 1000 obr./min.

Dla urządzeń takich jak zgrabiarki, przetrząsarki czy zawieszane rozsiewacze, należy dobierać wały przenoszące nominalny moment obrotowy na poziomie 250 Nm. Maszyny o większym zapotrzebowaniu na moc, np. sieczkarnie polowe, brony wirnikowe czy prasy zbierające, wymagają wału o momencie nominalnym 400 lub 540 Nm.

W przypadku zmiany szerokości roboczej maszyny, co często oznacza zwiększone zapotrzebowanie na moc, konieczna jest wymiana wału na model o większym momencie nominalnym, przy zachowaniu identycznej prędkości obrotowej.

2. Konstrukcja Przegubów Wałków

Konstrukcja przegubów wałków ma bezpośredni wpływ na kąt pracy i warunki, w jakich mogą być one używane:

• Wałki podstawowe z przegubami krzyżykowymi: Są to modele ekonomiczne, przenoszące napęd pod kątem do 25 stopni pod dużym obciążeniem. Przy mniejszych prędkościach mogą pracować nawet przy nachyleniu 45 stopni, np. w wozach paszowych. Dla maszyn zawieszanych, takich jak opryskiwacze, wałki o standardowych przegubach, gdzie kąt dla pracy ciągłej wynosi 25 stopni, są zazwyczaj wystarczające.
• Wałki z dwoma przegubami szerokokątnymi: Stosuje się je, gdy odległość między maszyną a ciągnikiem jest niewielka, a powstaje większy kąt między osią wzdłużną maszyny i wału. Umożliwiają one pracę ciągłą pod kątem do 50° oraz chwilową do 80°, co jest istotne w specyficznych warunkach terenowych czy podczas manewrów.
• Wałki z jednym szerokokątnym przegubem: Są odpowiednie, gdy odległość jest większa i nie występuje silne łamanie maszyny. Posiadają podwójne, usytuowane obok siebie krzyżaki, co pozwala uzyskać większy kąt pracy. Są popularniejsze od wałków z dwoma przegubami, zwłaszcza w maszynach podczepianych, takich jak kosiarki rotacyjne czy prasy belujące.
• Homokinetyczny wał przegubowo-teleskopowy sześciokątny: Idealnie sprawdza się na uwrociach, zapewniając bezpieczną i stabilną pracę. Wyposażony jest w specjalny przegub, który dzieli kąt między urządzeniem a ciągnikiem na połowę. Dzięki temu obie części wału (napędzająca i napędzana) pracują z identyczną prędkością kątową. Przegub homokinetyczny umożliwia chwilową pracę pod kątem do 80 stopni. Informacje o jego parametrach zawsze powinny być zawarte w instrukcji obsługi maszyny.

3. Długość Wału

Na rynku dominują wały o znormalizowanej długości, co umożliwia ich adaptację do różnych maszyn. Jeżeli wał nie jest fabryczną częścią danej maszyny, kluczowe jest przeprowadzenie próby jego długości:

• W przypadku maszyn zawieszanych: Długość wału musi być wystarczająca do połączenia ich z ciągnikami w najniższym położeniu podczas pracy. Wał powinien także umożliwiać bezpieczne podniesienie maszyny do najwyższego położenia transportowego.
• W przypadku maszyn przyczepianych: Wał musi zapewniać swobodę ruchu i prawidłowe wykonanie skrętu przez cały agregat.

4. Typ Końcówki Wału

Dobór odpowiedniej końcówki wału do króćców wystających z maszyny i ciągnika jest niezbędny. Najczęściej spotyka się króciec sześciofrezowy (sześć wpustów na wale wielowypustowym), występujący np. w traktorach Ursus. Wał należy dopasować także do różnych wypustów i średnic, wynikających z norm różnych producentów.

W sytuacji, gdy konieczne jest podłączenie maszyny o innym wypuście niż ten na ciągniku, można zastosować redukcję. Są to specjalnie zaprojektowane sworznie, wyposażone z jednej strony w wypusty do wałów przegubowo-teleskopowych ciągnika, a z drugiej w króciec dopasowany do WOM-u napędzającego maszynę. Należy jednak stanowczo unikać takich rozwiązań w przypadku maszyn ciężkich. W takich sytuacjach zaleca się wymianę końcówki w ciągniku lub zamianę widełek na krzyżaku wału, gdyż stosowanie nieodpowiednich elementów w przypadku awarii lub wypadku może skutkować brakiem wypłaty odszkodowania.

5. Bezpieczeństwo Użytkowania

Niezwykle ważne jest, aby wał WOM był zawsze wyposażony w osłony. Osłony skutecznie ograniczają kontakt człowieka z ruchomymi elementami wału. Brak osłony lub jej uszkodzenie stwarza bardzo wysokie ryzyko wypadku, włącznie ze śmiertelnym, na skutek pochwycenia elementów garderoby lub ciała przez obracające się części wału.

Rodzaje Sprzęgieł Stosowanych w Wałach WOM

W celu ochrony zarówno ciągnika, jak i napędzanej maszyny przed przeciążeniami i uszkodzeniami, w wałach WOM stosuje się różne typy sprzęgieł, każdy z nich o specyficznych właściwościach:

• Sprzęgło jednokierunkowe (SJ): Przenosi moment obrotowy tylko w jednym kierunku. Jest montowane do wałów napędzających maszyny o dużym momencie bezwładności, takie jak sieczkarnie polowe czy brony wirnikowe, zapobiegając cofaniu się napędu.
• Sprzęgło przeciążeniowe automatyczne (SPA/SSPA): Służy do przerwania strumienia mocy, gdy wartość przenoszonego momentu obrotowego osiągnie nastawioną wielkość, automatycznie rozłączając napęd i chroniąc maszynę.
• Sprzęgło cierne (SC): Przenosi moment obrotowy bez rozłączania napędu. Kiedy przeciążenie osiągnie ustaloną wartość, sprzęgło zaczyna się ślizgać, pozwalając na kontynuację pracy z kontrolowanym poślizgiem i ochroną elementów przed uszkodzeniem.
• Sprzęgło cierne ze sprężyną talerzową (SB): Jest to wariant sprzęgła ciernego, który również przenosi moment obrotowy bez rozłączania napędu przy przeciążeniu. Sprężyna talerzowa zapewnia precyzyjną regulację siły docisku i momentu poślizgu.
• Sprzęgło cierne jednokierunkowe (SD/ST): Pozwala na przeniesienie momentu obrotowego bez wyłączania napędu, nawet gdy przeciążenie osiągnie wielkość ustawienia sprzęgła. Jednocześnie umożliwia przeniesienie momentu obrotowego tylko w jednym kierunku. Jest często stosowane w maszynach z elementami o dużym momencie bezwładności, oferując podwójną ochronę.

tags: #walek #wom #sipma #brona #wirowa