Koła zębate z prawidłowym zarysem ewolwentowym
Koło zębate opisują moduł, liczba zębów i kąt przyporu. Moduł m określa wielkość zęba w milimetrach, a średnica podziałowa to moduł razy liczba zębów. Standardowy kąt przyporu wynosi 20° według ISO 53, a dwa współpracujące koła muszą mieć ten sam moduł i kąt przyporu. Odległość osi to połowa sumy średnic podziałowych.
Zęby rysujemy z dokładnym zarysem ewolwentowym, a nie z łuków okręgu, które często dają hałas i szybkie zużycie. Przy mniej niż około 17 zębach i kącie 20° pojawia się podcięcie zęba, które usuwa się przesunięciem zarysu. Ze zużytego koła wyznaczamy moduł z liczby zębów i średnicy wierzchołków: bez przesunięcia zarysu wynosi ona m × (z + 2). Koła łańcuchowe rysujemy według podziałki i średnicy rolki łańcucha z ISO 606.
Koła zębate z POM lub PA pracują ciszej i obywają się bez smarowania, ale znoszą mniejsze obciążenie i temperaturę niż stal. W przekładni z mieszanymi materiałami mniejsze koło robi się często z metalu, a większe z tworzywa, bo zęby małego koła częściej wchodzą w przypór. Przy zamianie koła stalowego na tworzywowe warto nieco poszerzyć wieniec.
Wałki, pasowania i gniazda łożysk
Pasowania według ISO 286 określają, jak otwór i wałek mają ze sobą współpracować. H7/g6 daje pasowanie luźne z małym luzem dla części ruchomych, H7/h6 pasowanie mieszane montowane ręcznie, a H7/p6 pasowanie wciskowe dla piast, które mają siedzieć bez wpustu. Pasowanie dobieramy do funkcji i podajemy bezpośrednio przy wymiarze, na przykład Ø25 H7.
Gniazda łożysk wymiarujemy według tabel producenta łożysk. Przy obciążeniu obiegowym pierścienia wewnętrznego łożysko siedzi często z k6 na wałku i H7 w oprawie, ale decydują obciążenie i typ łożyska. Rowki wpustowe rysujemy według DIN 6885, z szerokością wpustu i głębokością rowka zależną od średnicy wałka. Promień przejścia przy odsadzeniu jest mniejszy niż zaokrąglenie krawędzi łożyska, aby łożysko przylegało płasko. Częsty błąd w domowych rysunkach wałków to ta sama wąska tolerancja na wszystkich wymiarach. Część drożeje, a lepsza się nie staje. Pasowania podajemy tylko tam, gdzie części się stykają, a resztę obejmują tolerancje ogólne.
Tuleje, części eksploatacyjne i materiały
W maszynach rolniczych i leśnych pracuje wiele łożysk ślizgowych i tulei, które szybko zużywają się w brudzie i wilgoci. Tuleja z POM lub PA bywa dobrą alternatywą dla brązu przy umiarkowanym obciążeniu, bo może pracować bez smarowania. Tworzywo pęcznieje jednak od wilgoci, zwłaszcza PA, więc potrzebuje większego luzu łożyskowego niż metal. Brud bywa większym problemem niż obciążenie. Tuleja otwarta na ziemię i piasek może zużywać się szybciej, gdy jest smarowana, bo smar wiąże cząstki. Uszczelnienie lub osłona przed łożyskiem daje wtedy więcej niż twardszy materiał.
Przy pojedynczych częściach eksploatacyjnych druk 3D z PA wzmacnianego włóknem węglowym może być szybkim zamiennikiem do czasu dostawy części metalowej. Oceniamy obciążenie i mówimy wprost, gdy część drukowana to tylko rozwiązanie tymczasowe. Przy powtarzających się awariach przeprojektowujemy konstrukcję zamiast ją kopiować – zobacz też dorobienie części zamiennej.
Wsporniki, osłony i zabezpieczenia
Wsporniki do zaworów hydraulicznych, lamp roboczych, kamer i akcesoriów to jedne z najczęstszych zleceń. Wychodzimy od istniejących rozstawów otworów i rysujemy wspornik z blachy, profilu lub frezowanego aluminium. Często gięty detal z blachy okazuje się najtańszy i najmocniejszy – wtedy dostarczamy DXF z rozwinięciem. Wsporniki na maszynach doznają uderzeń i drgań, które trudno dokładnie policzyć. Unikamy więc ostrych naroży i spoin w strefach mocno obciążonych. Wolimy giętą łapę niż spawaną, a połączenia śrubowe wymiarujemy z zapasem i nakrętką samozabezpieczającą lub klejem do gwintów.
Osłony części ruchomych mają uniemożliwić dostęp do łańcuchów, wałów i pasów. Otwory i odległości kształtujemy według odległości bezpieczeństwa z PN-EN ISO 13857 i rysujemy mocowania, które wymagają narzędzia do zdjęcia. Odpowiedzialność za oznakowanie CE maszyny pozostaje u producenta lub tego, kto maszynę przebudowuje. Osłony otwierane przy serwisie dostają zawiasy lub prowadnice, aby łatwo je było założyć z powrotem i nie zostawały w trawie.
Projektowanie części maszyn z rysunkami dla warsztatu
Część maszyny nigdy nie będzie lepsza niż dokumentacja dla warsztatu. Dostarczamy STEP do programowania CNC i rysunek PDF według ISO 128 z rzutami, przekrojami, wymiarami, pasowaniami i gwintami. Tolerancje ogólne podajemy według ISO 2768-1, najczęściej w klasie m. Chropowatość określamy parametrem Ra tam, gdzie wymaga tego funkcja, na przykład Ra 0,8–1,6 µm na gniazdach łożysk.
Tolerancje położenia według ISO 1101 stosujemy tam, gdzie mają znaczenie, jak współosiowość dwóch gniazd łożysk albo prostopadłość do powierzchni oporowej. Unikamy wąskich tolerancji tam, gdzie nie są potrzebne, bo każda zbędna setna kosztuje czas maszyny. Więcej o dokumentacji na stronie rysunki techniczne.
Rysunek dostaje tabliczkę rysunkową według ISO 7200 z numerem katalogowym, materiałem, rewizją i skalą. Zmiany trafiają do tabeli rewizji, więc warsztat zawsze wie, która wersja obowiązuje.
Wartości orientacyjne dla części maszyn
| Parametr | Wartość orientacyjna lub norma |
|---|---|
| Kąt przyporu, koła zębate | 20° (ISO 53) |
| Średnica podziałowa i wierzchołków | d = m · z, da = m · (z + 2) |
| Najmniejsza liczba zębów bez podcięcia | ok. 17 przy 20° (ok. 14 z niewielkim podcięciem) |
| Pasowanie luźne, części ruchome | H7/g6 (ISO 286) |
| Pasowanie mieszane, montaż ręczny | H7/h6 |
| Pasowanie wciskowe piasty | H7/p6 |
| Gniazdo łożyska przy obiegowym obciążeniu pierścienia wewnętrznego | często k6 na wałku, H7 w oprawie – wg producenta łożyska |
| Połączenie wpustowe | wpust pryzmatyczny wg DIN 6885, wymiary zależne od średnicy wałka |
| Tolerancje ogólne | ISO 2768-1, najczęściej klasa m |
| Chropowatość gniazda łożyska | Ra 0,8–1,6 µm (ISO 21920) |
Wartości orientacyjne dla typowych przypadków. Obciążenie, materiał i zalecenia producenta łożysk decydują o ostatecznym doborze.
Czego potrzebujemy od Ciebie
- Zużyta lub uszkodzona część albo zdjęcia z wymiarami
- Marka, model i numer seryjny maszyny
- Wymiary części współpracujących: wałków, łożysk i rozstawu otworów
- Obciążenie, prędkość obrotowa i środowisko pracy (brud, wilgoć, temperatura)
- Dla kół zębatych: liczba zębów obu kół i odległość osi
- Preferowana technologia lub warsztat, z którym już współpracujesz
- Liczba części i to, jak szybko maszyna musi wrócić do pracy
Przykładowe zlecenia
- Koło zębate do przekładni starszej maszyny
- Koło łańcuchowe do przenośnika
- Wałek z rowkiem wpustowym i gniazdami łożysk
- Tuleje i łożyska ślizgowe z POM
- Wspornik zaworu hydraulicznego lub lampy roboczej
- Osłona napędu łańcuchowego i pasowego
- Adapter między narzędziem a TUZ
- Listwa ślizgowa do rozrzutnika lub przenośnika taśmowego
- Bloki hydrauliczne i adaptery złączy rurowych
- Uchwyt kamery do maszyny leśnej
Co wpływa na cenę i termin
- Liczba pasowań, gwintów i tolerancji położenia
- Koła zębate i inne zarysy wymagające obliczeń
- Czy część ma zostać ulepszona, czy skopiowana jeden do jednego
- Zakres rysunku: rzuty, przekroje i tolerowanie
- Potrzeba uproszczonej kontroli wytrzymałości
- Czy istnieje część, na której można mierzyć
Co otrzymasz
- Plik STEP do programowania CNC
- Rysunek PDF wg ISO 128 z pasowaniami i tolerancjami
- DXF z rozwinięciem dla części z blachy
- Zestawienie łożysk, wpustów, o-ringów i śrub
- Uproszczona kontrola obciążenia w razie potrzeby
- Drukowana część próbna do sprawdzenia pasowania (opcja)
Częste pytania
Czy narysujecie koło zębate na podstawie zużytego oryginału?
Tak. Liczymy zęby, mierzymy średnicę wierzchołków i odległość osi, a potem wyznaczamy moduł i ewentualne przesunięcie zarysu. Zęby rysujemy z zarysem ewolwentowym, aby koło współpracowało z kołem przeciwnym.
Co oznacza H7/g6 na rysunku?
To pasowanie według ISO 286. H7 to tolerancja otworu, a g6 wałka, i razem dają mały luz, dzięki któremu części mogą się względem siebie przesuwać. H7/p6 daje natomiast wcisk, przy którym części się wtłacza.
Czy obliczycie wytrzymałość?
Wykonujemy uproszczone kontrole i wymiarujemy z zapasem. Obliczenia, które muszą być udokumentowane, na przykład dla urządzeń dźwignicowych, wykonuje inżynier obliczeniowiec biorący odpowiedzialność za wynik.
Czy koło zębate można wydrukować w 3D?
Tak, przy małym i umiarkowanym obciążeniu. PA wzmacniany włóknem węglowym lub PETG sprawdza się w wielu mechanizmach. Przy dużym momencie i wysokich obrotach rysujemy koło ze stali lub POM.
Czy pomożecie znaleźć warsztat?
Tak. Sami produkujemy drukiem 3D i kierujemy dalej do warsztatów toczenia, frezowania i obróbki blachy. Z kompletnym rysunkiem łatwo porównać oferty.
Jakich plików potrzebuje warsztat?
Zwykle pliku STEP do programowania i rysunku PDF z tolerancjami. Warsztaty blacharskie chcą dodatkowo DXF z rozwinięciem i informacją o gięciu.