Mechanika – stejně jako elektronika – je založena na souboru určitých základních stavebních prvků, které je nezbytné znát. Dnes krátká lekce o řemenicích.
Ve strojírenství se můžeme setkat s různými formami přenosu výkonu mezi různými součástmi mechanismu – např. z motoru na hnací kola. Mezi nejčastěji používané patří převodovky, jejichž základem jsou ozubená kola a řemenice. V tomto článku se budeme věnovat posledně jmenovanému – probereme typy řemenic, nejdůležitější informace týkající se jejich použití v praxi a také příklady použití řemenových převodů v různých oblastech techniky.
Začněme definicí
Podle obecné definice je řemenice strojní součást ve tvaru kotouče, která se používá k přenosu mechanické energie ve spolupráci s hnacím řemenem. Jejím hlavním úkolem je přenášet rotační pohyb mezi hřídeli strojů, což umožňuje měnit otáčky a točivý moment. Tolik teorie – v praxi se řemenice velmi často používají v různých typech vozidel, průmyslových strojů, domácích spotřebičů a spotřební elektroniky a tak široká škála aplikací vyžaduje velkou rozmanitost konstrukcí řemenic. Z tohoto důvodu je užitečné znát základní typy těchto součástí, které se vyskytují v různých mechanismech.
Typy řemenic
Zdaleka nejjednodušší konstrukcí jsou ploché řemenice. Používají se k přenosu výkonu pomocí řemenů s hladkým vnitřním (pracovním) povrchem, takže poskytují “měkký”, tichý chod, ale mohou mít omezenou schopnost přenášet vysoký výkon. V tomto ohledu jsou lepší ozubené řemenice, které již mají na svém povrchu speciálně tvarované výstupky, které spolupracují s drážkami v ozubeném řemenu.
Tento typ řemenového převodu umožňuje přenášet vyšší výkon než plochá kola (se srovnatelným průměrem), ale při provozu při vyšších rychlostech vytváří výraznější hluk. Přesné ozubené řemenice se označují jako synchronní řemenice, aby se zdůraznila jejich neklouzavost a malá vůle – proto je lze najít v přesné mechanice, včetně 3D tiskáren a skenerů dokumentů.
Klínovité řemenice – jak název napovídá – mají obvodovou drážku ve tvaru klínu (přesněji lichoběžníku), což jim umožňuje pracovat s vhodně přizpůsobenými klínovými řemeny. Jedná se tedy o vylepšenou verzi plochých kol, která umožňuje přenášet vyšší výkon při srovnatelných rozměrech.
Posledním typem řemenic, se kterým byste se měli seznámit, jsou stupňovité řemenice, které umožňují měnit převodový poměr po krocích. Lze si je představit jako pevné spojení (na společné hřídeli) několika kol s postupně se zvětšujícím průměrem. Tyto komponenty se používají v některých aplikacích, kde je nutná mechanická regulace otáček.
Zásady fungování řemenic
Řemenový převod s plochým nebo klínovým řemenem funguje na principu tření mezi vnitřním povrchem řemene a řemenicemi. Když je jedna řemenice poháněna, přenáší rotační pohyb na řemen a ten – pohybující se lineární rychlostí odvozenou z frekvence otáčení a poloměru hnací řemenice – přenáší tento pohyb na druhou řemenici. Protože lineární rychlost řemene je v každém bodě řemene stejná, můžeme – za předpokladu, že v systému nedochází k prokluzu – předpokládat, že se body spolupracujících řemenic ležící v místech styku s řemenem budou pohybovat stejnou rychlostí. Průměr hnaných kol proto určuje jejich výslednou rychlost otáčení – frekvence otáčení se tak může podle potřeby zvyšovat nebo snižovat.
Použití řemenic
Jak jsme již zmínili, řemenové převody našly uplatnění v nesčetných odvětvích techniky. Jedním z nich je automobilový průmysl – v automobilech, motocyklech, kombajnech, traktorech a dalších zemědělských strojích se řemenice s příslušnými klínovými řemeny používají k přenosu výkonu z motoru na další součásti, jako jsou např. alternátory, čerpadla nebo kompresory klimatizace. V obráběcím průmyslu se řemeny vyskytují v soustruzích, frézkách a vrtačkách – zde se často používají jako krokové řemenice, které umožňují poměrně jednoduché nastavení převodového poměru řemene pro změnu otáček – bez nutnosti jejich elektronického nastavení pomocí motoru. Také domácí spotřebiče intenzivně využívají klínových řemenů – dobrým příkladem jsou např. spotřebiče jako automatické pračky a sušičky, u nichž řemenový převod přenáší pohon z hřídele motoru na buben spotřebiče.
Další oblastí, kde se řemenicové převody hojně používají, je spotřební elektronika. Historicky – ještě v éře všudypřítomných kazet a videokazet (VHS) – se k přenosu pohonu na válečky, které jsou zodpovědné za pohyb pásky po hlavě, používaly řemeny. Nelze také nezmínit gramofony(Podle některých uživatelů toto řešení zajišťuje tišší a “kulturnější” otáčení desky ve srovnání s gramofony s přímým pohonem).
V dřívějších radiopřijímačích naopak fungovaly malé řemenice ve spojení se systémem, který pohyboval ukazatelem frekvenční stupnice v přesné synchronizaci s otáčením proměnného kondenzátoru, který ladil rezonanční obvod přijímače.
Řemenové pohony se kromě uvedených příkladů používají i v mnoha dalších aplikacích, např. v: ventilátorech a dmychadlech, vodních, olejových nebo palivových čerpadlech, pohonných systémech pro osobní a nákladní výtahy, jeřábech a dopravních pásech, fitness zařízeních (běžecké pásy, stacionární kola atd.), jakož i v generátorech elektrické energie a mnoha a mnoha dalších.
