Autor: Ing. Petr Kučava
Představme si mechanismus, který potřebuje pomalý a kontrolovaný pohyb, zatímco dostupný elektromotor se otáčí mnohem rychleji. Přímé spojení motoru s mechanismem by v takovém případě nemuselo být použitelné. Je potřeba změnit otáčky a současně přizpůsobit točivý moment tomu, co má pohon skutečně vykonávat.
Právě k tomu slouží převodovky. Jedním z konstrukčních řešení jsou šnekové převodovky, které kombinují šnek a šnekové kolo. Jejich využití je zajímavé zejména tam, kde je požadován výraznější převod v relativně kompaktním uspořádání.
Proč šnekový převod dokáže výrazně zpomalit otáčení
Šnekový převod tvoří šnek a šnekové kolo, které jsou vůči sobě uspořádány tak, aby otáčení šneku vyvolávalo otáčení kola. Poměr mezi jejich geometrií určuje, kolikrát se musí vstupní hřídel otočit, aby došlo k jedné otáčce výstupního hřídele. Výsledkem je výrazné snížení otáček a současně změna poměru mezi vstupním a výstupním točivým momentem.
U průmyslových aplikací mohou být šnekové převodovky součástí pohonů, kde je potřeba spojit kompaktní konstrukci s požadovaným převodovým poměrem. Výhodou tohoto principu je možnost dosáhnout vysokého převodového poměru v relativně jednoduchém a prostorově úsporném uspořádání.
Kam se při šnekovém převodu ztrácí energie
Při přenosu pohybu mezi šnekem a kolem vzniká tření. To je důležitý rozdíl oproti některým jiným typům ozubených převodů a přímo souvisí s jejich účinností. Část mechanické energie se proto nepřenese na výstupní hřídel, ale přemění se na teplo.
Účinnost šnekového převodu není pouze vlastností motoru, ale výsledkem konstrukce a konkrétních provozních podmínek. Záleží například na převodovém poměru, zatížení, otáčkách, mazání a konstrukci samotného převodu. Při dlouhodobém provozu je proto potřeba počítat také s tepelnými ztrátami, zejména pokud převodovka pracuje pod vyšším zatížením.
Proč se u šnekových převodů řeší samosvornost
U některých šnekových převodů může konstrukce vytvářet stav, kdy výstupní část nedokáže za určitých podmínek snadno pohánět vstupní šnek zpět. Tento jev se označuje jako samosvornost. Nejde ale o vlastnost, kterou lze automaticky předpokládat u každé šnekové převodovky.
Samosvornost závisí na konkrétní geometrii převodu, tření a provozních podmínkách. Nelze proto zaměňovat šnekový převod za automatickou mechanickou brzdu. Pokud aplikace vyžaduje bezpečné udržení polohy nebo zabrzdění pohybu, je nutné posoudit konkrétní konstrukci a případně použít samostatnou brzdu.
Kdy má šnekový převod své limity
Výhody šnekového uspořádání jsou spojené také s určitými omezeními. Vyšší tření může znamenat větší tepelné ztráty a nižší účinnost než u některých alternativních převodových konstrukcí. Význam má také způsob zatěžování. Jinak se bude převodovka chovat při krátkých pracovních cyklech a jinak při dlouhodobém nepřetržitém provozu.
Při posuzování konkrétní aplikace je proto potřeba sledovat především požadované otáčky, točivý moment, zatížení a pracovní režim. U konkrétní sestavy stejnosměrného motoru s převodovkou WG31P například výrobce uvádí výstupní otáčky 310 ot/min a točivý moment 346 Ncm. Jde však o parametry dané konkrétní kombinací motoru a převodovky, nikoli obecné hodnoty pro šnekové převodovky.
Šnekový převod tak není univerzálním řešením pro každý pohon. Jeho přínos spočívá především v kombinaci převodového poměru, kompaktního uspořádání a charakteru přenosu pohybu. O vhodnosti rozhoduje až konkrétní pracovní režim a požadavky mechanismu, nikoli samotný typ převodovky.
