Napędy pasowe osiągają obecnie bardzo wysokie stopnie sprawności i przenoszą duże moce. Można to osiągnąć między innymi dzięki coraz lepszym materiałom okładzin ciernych i nowoczesnym materiałom stosowanym w cięgnach.
Duży wybór pasów wykonanych z nowych materiałów, na bazie nowoczesnych rozwiązań konstrukcyjnych umożliwia dostosowanie napędu do każdej aplikacji w przemyśle. Znaczący postęp obserwujemy zwłaszcza w konstrukcjach pasów zębatych, choć nie tylko. Konstruktorzy pasów zębatych coraz częściej korzystają z nowoczesnych profili krzywoliniowych, zastępując nimi stosowane dotychczas typowe profile trapezoidalne. Zwiększa to precyzję działania napędu oraz zapewnia większą gęstość mocy.
W jednym z badań rynku przeprowadzonym przez firmę Global Industry Analysts oceniono, że w 2015 r. rynek pasów napędowych osiągnie w Ameryce Północnej wartość 1,4 mld USD, a w Europie – 601 mln USD.
Surowe przepisy dotyczące emisji gazów cieplarnianych oraz zwiększenie przez producentów silników i projektantów nacisku na energooszczędność spowodowało większe zainteresowanie wykorzystaniem pasów napędowych w miejsce napędów łańcuchowych. Podkreśla się zwłaszcza takie zalety pasów napędowych, jak: łatwy montaż, niska cena, mniejsze straty energii, łatwe dopasowanie do potrzeb aplikacji, wysoka zdolność pochłaniania wstrząsów oraz brak zużycia smarów. W takie, obserwowane od kilku lat na światowych rynkach tendencje wpisują się producenci, oferując produkty wykorzystujące nowoczesne materiały i technologie do tworzenia pasów napędowych. Cały czas prowadzone są badania, których celem jest zwiększenie ich wydajności, żywotności i niezawodności. Do produkcji pasów wchodzą materiały o niskiej rozciągliwości.
Użytkownicy najczęściej korzystają z pasów takich firm, jak: Optibelt, Gates, Habasit, Chiorino, Contitech, Stomil Sanok, WHM, Nitta, Enitra, Fenner Drives, Sampla Belting, Breco oraz Nortech. Na naszym rynku działają producenci, którzy już od wielu lat dostarczają pasy dla przemysłu. Przykładem są Dolnośląskie Zakłady Artykułów Technicznych „Nortech”, które – jak mówi Kazimierz Mamczura, kierownik działu marketingu tej firmy – od czterdziestu lat produkują szeroki asortyment płaskich pasów napędowych. Pasy te mają budowę wielowarstwową, a każda z nich pełni specjalne funkcje. Warstwa bieżna (warstwa cierna) wykonana jest z wysoko jakościowej skóry chromowej, gumy, tworzywa lub tkaniny. Natomiast warstwa ciągnąca (cięgno) jest wykonana z wysoko wytrzymałej folii poliamidowej, umieszczonej wewnątrz pasa. Warstwę pokrywającą stanowią najczęściej tkaniny, skóra lub inne materiały, jak w przypadku warstwy bieżnej. Jak podkreśla Kazimierz Mamczura, „Nortech” jest dotychczas jedynym producentem pasów napędowych i taśm przenośnikowych w kraju, który prowadzi u siebie cały proces – od produkcji półfabrykatu z komponentów do wyrobu finalnego. Korzyści dla odbiorców to szybkość wykonania i reagowania na potrzeby oraz możliwość realizowania projektów pasów nietypowych pod względem kształtów i wymiarów.
Tradycje produkcji pasów klinowych w firmie Stomil Sanok sięgają roku 1967. Rok 1976 to początek zmian w procesie produkcji pasów klinowych, zakup nowoczesnej technologii amerykańskiej oraz maszyn do produkcji pasów klinowych owijanych. Od 1994 r. Stomil Sanok wdrożył system zapewnienia jakości zgodny z normą ISO 9001, w kolejnych latach rozszerzony o wymagania QS 9000 i VDA6. W roku 2001 spółka uzyskała certyfikat ISO/TS 16949 oraz EN ISO 14001.
Międzynarodowy koncern Chiorino, oferujący swoje produkty również w Polsce, od ponad stu lat specjalizuje się w produkcji taśm transportujących i pasów napędowych. Firma oferuje szeroki wybór pasów płaskich, zębatych oraz pasy specjalne z pokryciami. Cechą charakterystyczną firmy jest zachowanie pełnego cyklu produkcyjnego. Oznacza to, że każdy etap produkcji odbywa się w firmie, począwszy od przygotowania surowców do wyrobu gotowego. To gwarancja zachowania stałej jakości produkcji. Prowadzone są też pace badawcze i rozwojowe, w tym badanie zachowania poliuretanów termoplastycznych i mieszanek elastomerowych z wykorzystaniem metod reologicznego* charakteryzowania właściwości mechanicznych materiału oraz jego właściwości powierzchniowych. Zapewnia to stałe doskonalenie oferowanych na rynku pasów napędowych, przeznaczonych do różnych zastosowań. Firma ma certyfikaty ISO 9001 w zakresie kontroli jakości i systemu zarządzania na wszystkich poziomach działania, obejmujące cały proces badań, projektowania, produkcji, sprzedaży i serwisu, oraz certyfikat ISO 14001 w zakresie ochrony środowiska naturalnego.
Początki Fenner Drives to rok 1911 i powstanie Manheim Manufacturing and Company Belting – producenta taśm przenośnikowych dla rynków rolnych oraz transmisji mocy dla przemysłu. Dziś firma oferuje pasy klinowe z kompozytów o wysokiej wydajności – PowerTwist Plus, NuTLink i SuperTLink. Są one łatwe w instalacji i przechowywaniu, a jakością przewyższają konwencjonalne gumowe pasy klinowe. Wykonane z elastomerów poliuretanowych, wzmocnione wieloma warstwami włókien poliestrowych pasy klinowe HPC marki Fenner Driver eliminują wiele problemów typowych dla klasycznych pasów klinowych.
Na rynku działają też prężni dystrybutorzy, tacy jak Eurobelt. Firma została założona w 1995 r., ale od początku działalności koncentrowała się na dystrybucji elementów przenoszenia mocy i oferowaniu asortymentu związanego z utrzymaniem ruchu. W krótkim czasie stała się też znaczącym dystrybutorem pasów napędowych. Eurobelt oferuje wsparcie w zakresie projektowania nowych układów napędowych oraz optymalizacji istniejących napędów (korzysta z narzędzi inżynierskich marki GATES – programów obliczeniowych DesignFlex Pro i Design IQ). To oczywiście tylko przykłady dystrybutorów i firm, których produkty dostępne są na naszym rynku.
Pasy napędowe w praktyce
Podstawą właściwego użytkowania pasów napędowych jest dobranie ich zgodnie z warunkami przewidzianymi przez projektantów napędów i producentów pasów, ale nie tylko. Na przykład właściwe dopasowanie pasa do koła zębatego jest możliwe tylko przy odpowiednim naprężeniu pasa. Błędem, niestety nadal często popełnianym, jest niewymienianie zużytych kół zębatych. Ma to bezpośredni wpływ na czas użytkowania pasów. Jak zaznacza Kazimierz Mamczura, często popełnianym przez użytkowników błędem jest też przekonanie, że pas jednego typu i rodzaju może być uniwersalny, stosowany niezależnie od cech maszyny (moc, średnica kół, obroty, prędkość liniowa). Pokutuje też opinia, że wytrzymałość pasa jest pochodną jego grubości, a to dziś nie jest prawdą. Nadal nie uwzględnia się warunków pracy pasa i popełnia pomyłki pomiarowe, przez nieuwzględnianie naprężania pasa lub zwykłą niestaranność w pomiarze. Do tego dochodzi niewłaściwa eksploatacja. Pasy napędowe produkowane przez „Nortech” nie są wrażliwe na działanie niewielkich ilości (mgła, krople): wody, olejów smarujących, chłodziw, ropy, alkoholi etylowych i chlorków. Są natomiast wrażliwe na działanie stężonych kwasów organicznych i nieorganicznych, fenoli i benzenu. Mogą pracować w temperaturach od -20 do +75°C.
Warto też zwrócić uwagę, że w celu przeniesienia określonej mocy pas musi pracować z odpowiednim dociskiem do kół pasowych. Docisk ten uzyskuje się za pomocą różnych metod napinania pasów, np. przy napędach ze zmiennym rozstawem osi – zwiększając odległość między osiami. W innych przypadkach – przy zastosowaniu ruchomej rolki naprężającej. Przy napędach ze stałym rozstawem osi i brakiem rolki naprężającej – zakładając na przekładnię pas z odpowiednim skróceniem. Pas należy zawsze zakładać w ten sposób, by kierunek obrotów kół pasowych był zgodny z kierunkiem naniesionej na pasie strzałki. Dla prawidłowej pracy pasa, a w szczególności jego prowadzenia, koła pasowe powinny mieć odpowiednią wypukłość, rzędu 0,50,7% szerokości wieńca koła. Przy niewielkiej odległości między kołami pasowymi wystarczy wypukłość jednego koła – większego, dla kół o osiach pionowych wystarczy wykonanie wyobleń na obydwu kołach. Warto zwrócić uwagę, by przed pierwszym założeniem płaskiego pasa napędowego sprawdzić równoległość wałów kół pasowych oraz to, czy koła leżą w jednej płaszczyźnie. Powierzchnia kół powinna być czysta, bieżnia gładka (szlifowana). Zapewnia to, jak mówi Kazimierz Mamczura, większą trwałość pasa i podwyższa sprawność przekładni pasowej.
Obecnie pasy wielu producentów nie wymagają w zasadzie stosowania środków impregnacyjnych. Ale w przypadkach dużych obciążeń i występowania poślizgów w celu poprawy ich przyczepności do kół pasowych można stosować specjalne środki zalecane przez producenta. Zawsze należy sprawdzić, czy dopuszcza on tradycyjnie używane środki, takie jak smoła czy kalafonia. Pasy z okładzinami syntetycznymi, takimi jak tworzywo, tkanina czy guma, powinny być co pewien czas odkurzone, odtłuszczone, ewentualnie obmyte ciepłą wodą z dodatkiem detergentów oraz poddane procesowi odprężenia, zwalniając w dogodnym czasie ich naprężenie (tzw. relaksacja naprężeń).
Nowości
Stale pojawiają się udoskonalone linie produktowe pasów napędowych różnego typu. Stomil Sanok w 2007 r. wprowadził linię „Harvest Belts”, jako specjalistyczną linię produktową pasów rolniczych do kombajnów produkcji zachodniej. W 2012 r. opracowano specjalną konstrukcję pasów klinowych wąskoprofilowych oraz klasycznych o nazwie handlowej „Duro”, przeznaczonych do pracy w strefach zagrożonych wybuchem. Pasy te są wykonane jako antyelektrostatyczne, niepalne oraz nietoksyczne. Trwają ostatnie prace związane z dopuszczeniem ich do stosowania w podziemnych wyrobiskach zakładów górniczych, w tym do uzyskania certyfikatu Głównego Instytutu Górnictwa.
W firmie „Nortech” wśród nowości wymienia się pasy z cięgnem aramidowym i z cięgnem kevlarowym. Obie grupy pasów mają podobną budowę i zbliżone własności fizyko-mechaniczne. Pasy tego typu charakteryzują się dużą wytrzymałością na rozciąganie oraz bardzo małym wydłużeniem pod obciążeniem. W wyniku uzyskania dużej siły obwodowej, przy relatywnie małym napięciu wstępnym, unika się przeciążania układów napędowych maszyn, a w szczególności łożysk kół pasowych, jakie występuje w przypadku użycia pasów z cięgnem poliamidowym. Również zakres regulacji napięcia wstępnego Xe jest dla nich ponaddwukrotnie mniejszy niż dla pasów z cięgnem poliamidowym. Nie wykazują one zmiany długości pod wpływem zmian klimatycznych – są niewrażliwe na zmiany wilgotności. Siła zerwania przy takiej samej grubości włókna jest dwukrotnie większa dla aramidu niż dla poliestru. Włókno aramidowe jest podatne na zginanie, ma dużą elastyczność, co pozwala na tłumienie drgań podczas pracy.
Oczywiście za nowości trzeba z reguły zapłacić więcej, a na co dzień od służb UR oczekuje się oszczędności. Nie zawsze gotowi jesteśmy zapłacić za wysokie parametry jakościowe i użytkowe. Wiedzą o tym także producenci. Stomil Sanok opracował różne poziomy jakości pasów klinowych: Standard, Wzmocnione, Super oraz Super K. Ogólnie można określić, że żywotność pasów Wzmocnionych jest ok. dwukrotnie większa od żywotności pasów Standard, natomiast żywotność pasów Super jest wyższa od żywotności pasów Wzmocnionych o ok. 50%. Ponieważ pasy Super K, dzięki zastosowaniu kordu aramidowego charakteryzują się wyjątkowo małym wydłużeniem podczas pracy i zwiększoną wytrzymałością na rozciąganie, to według zaleceń producenta powinny być stosowane w przekładniach, w których ograniczone są możliwości napinania pasa lub utrudniony jest dostęp do regulacji napinania oraz są przenoszone wysokie obciążenia udarowe. Dlatego szukając nowości, należy zachować zdrowy rozsądek. Zawsze priorytetem powinien być rachunek ekonomiczny, jeśli tylko będzie prowadzony z uwzględnieniem dłuższego okresu użytkowania pasów napędowych.
UR
Autor: Bohdan Szafrański
