W czym tkwią możliwości przeciążeń przy napędzie silnikiem o określonej mocy znamionowej? Odpowiadając na to pytanie, należy przede wszystkim zwrócić uwagę na fakt, że w maszynie będącej w ruchu źródłem energii jest nie tylko silnik napędowy. Chwilowymi źródłami energii mogą być wszelkie masy będące w ruchu i aku-mulujące energię kinetyczną. Rzecz jasna, że stany wywołane dopływami energii kinetycznej są typowymi stanami dynamicznymi, zawsze są funkcją czasu.

 

Jeżeli przekładnia zębata znajduje się między roboczym zespołem a silnikiem, to wszelkie opóźnienia w ruchu wywołane zespołem roboczym są przyczyną wydatkowania energii kinetycznej zakumulowanej w wirującym zespole silnika i elementach wirujących. Cała ta dodatkowa moc wydatkowana przez elementy znajdujące się w silniku i w elementach między silnikiem a przekładnią dodatkowo obciąża przekładnię zębatą.

Jak z tego wynika, dynamiczność układu może być przyczyną znacznych zmian mocy chwilowej, która może być znacznie większa od mocy nominalnej silnika. Przy analizowaniu stanu obciążenia przekładni powinno się brać pod uwagę moc przy chwilowych prędkościach, a więc tym samym chwilowy moment. Trzeba bowiem pamiętać, że przy zmniejszaniu prędkości w stosunku do nominalnych, napędowy moment silnika może rosnąć. Na rysunku przedstawiono charakterystykę silnika asynchronicznego. Na wykresie tym zaznaczono punkt odpowiadający mocy nominalnej (Man — moment nominalny przy obrotach nominalnych). Z tego wykresu wynika, że przy wzroście momentu ponad moment nominalny prędkość obrotowa musi spadać aż do wyrównania się momentów, a więc przy napędzie z silnikiem asynchronicznym istnieje możliwość przekraczania momentu nominalnego, jeżeli tylko opory w maszynie wzrosną.

Szczególnym stanem obciążenia w wielu maszynach jest stan w trakcie rozruchu maszyny, zwłaszcza w tych przypadkach, gdy w maszynie są znaczne masy, które należy doprowadzić do roboczych prędkości. Najczęściej moment rozruchowy przewyższa moment roboczy. Na rysunku pokazano wykresy momentów w zależności od prędkości obrotowej uzyskiwane dzięki stosowaniu oporowych rozruszników silnika. Krzywe kreskowane przedstawiają dwa stopnie rozruchu. Przy takiej regulacji silnika można uzyskać, począwszy od najmniejszej prędkości, moment dwukrotnie większy od momentu nominalnego.

Jeżeli znany jest dokładnie stan obciążenia roboczego, a szczególnie wtedy, gdy na obciążenie składa się obciążenie podstawowe i opory bezwładności mas wprowadzanych w ruch, a ponadto jeżeli znana jest charakterystyka silnika, można w drodze analitycznej określić obciążenie ogólne w trakcie rozruchu.

 

Jednak w bardzo wielu przypadkach obciążenie trudno szczegółowo scharakteryzować. Jak już wspominaliśmy, coraz szerzej wprowadzane pomiary tensometrycżne mogą stanowić podstawę do badania charakterystyk. Dotychczas przy obliczaniu przekładni stosuje się liczbą przeciążenia Kp, której wielkość określono na drodze doświadczenia.

Zmiany chwilowego obciążenia w stosunku do obciążenia podstawowego mogą wreszcie wystąpić z przyczyn sprężystości elementów maszyny. Sprężystość wałów i sprzęgieł może być przyczyną drgań. Przy poszukiwaniu przyczyn nadmiernych obciążeń przekładni trzeba wobec tego również zbadać konstrukcję w świetle kryterium sprężystości.

Z powyższego wynika, że problem wielkości obciążenia przekładni jest w wielu przypadkach bardzo złożony. Niezwrócenie uwagi na ten fakt jest często przyczyną złej oceny obciążenia i w konsekwencji błędnego wyznaczenia cech konstrukcyjnych przekładni. Badając zagadnienie przeciążeń należy jednocześnie zwrócić uwagę na to, czy przeciążenie stale występuje w trakcie pracy przekładni, czy też ma charakter chwilowego obciążenia, co zachodzi we wspomnianym stanie rozruchu. W świetle obciążenia może się okazać, że pod względem wytrzymałościowym należy niezależnie sprawdzać nośność przekładni w różnych warunkach obciążenia. Przykładem tego jest dodatkowa kontrola wytrzymałości podstawy zęba doraźnie obciążonego siłami udarowymi przy przyjmowaniu dopuszczalnych naprężeń wyższych od naprężeń dopuszczanych przy obciążeniu stałym.

Ostatecznym wnioskiem, który powinno się dostrzec przy zapoznaniu się z informacjami podanymi w niniejszym punkcie, jest twierdzenie, że ta sama przekładnia w różnych warunkach obciążenia może mieć różną nośność, to znaczy może być stosowana do przenoszenia różnych mocy.