“Pasek w ciągniku mi strzelił” – to zdanie pojawia się na rolniczym podwórku nader często, a choć ciągniki są coraz nowocześniejsze i bardziej niezawodne, to pasek klinowy czasem lubi strzelić. Czy to jakiś poważny problem? Zależy, jak na to popatrzeć.
Pasek klinowy jest zdecydowanie jednym z najbardziej znanych i jednocześnie genialnych w swojej prostocie wynalazków mechaniki użytkowej. Mało kto dziś zastanawia się, jak przełomowym jest wynalazkiem, a szkoda, bo to wynalazek absolutnie niezwykły i wniósł do mechaniki maszyn – w tym rolniczych – więcej niż możemy sądzić.
Często przyglądając się dwóm kółkom osadzonym na osiach i połączonych kawałkiem “gumy”, nie zdajemy sobie sprawy, że mechanizm ich działania opiera się na poważnych prawach fizyki. Choć wydaje się na pierwszy rzut oka prosta, ta skomplikowana maszyneria, ogólnie rzecz biorąc, jest przekładnią pasową. Jej nowożytna historia, jaką dziś znamy, bo wzmianki o pierwszych przekładniach pasowych zrobionych z konopnych lin możemy znaleźć już w starożytności, rozpoczyna się w XIX wieku. Wtedy to odkryto, że znany od tysięcy lat mleczny sok uzyskiwany z niektórych gatunków tropikalnych drzew – głównie kauczukowca brazylijskiego, poddany procesowi wulkanizacji, staje się niezwykle plastycznym i wytrzymałym materiałem – gumą.
Badając właściwości fizyczne gumy, szybko odkryto, że gdy pokryjemy nią tkany parciany pas, staje się on niezwykle wytrzymały. Co jednak najważniejsze, dzięki dużemu współczynnikowi tarcia na styku powierzchni między gumą a metalem takie połączenie można wykorzystywać do przenoszenia sporych sił. Zjawisko to wykorzystywane jest we właściwie niezmienionej formie do dziś, a jednym z pierwszych przemysłowych zastosowań był znany nam doskonale pas transmisyjny.
Właściwym przykładem, jak ogromne znaczenie ma wykorzystywanie zjawiska tarcia w przenoszeniu nawet sporych mocy, jest właśnie obserwowanie, jak działa pas transmisyjny. Na pierwszy rzut oka pracujący z dużym luzem wygląda jakby miał za chwilę spaść, a jednak działa i to skutecznie. Wynalazek ten zrewolucjonizował wiele gałęzi gospodarki już w XIX w. Począwszy od mechanicznych młynów, przez maszyny tkackie, włókiennicze i wiele innych, aż po wykorzystywane w rolnictwie napędzane pasami młocarnie do zboża, które niektórzy z nas pamiętają jeszcze z młodości.
Warto jeszcze wspomnieć o innej ciekawej i niejednokrotnie niezwykle użytecznej właściwości wspomnianych wcześniej pasów transmisyjnych oraz pasków klinowych. Tego typu przekładnie pasowe spełniają także funkcję sprzęgieł poślizgowych, choć zazwyczaj nie jest to ich główne zadanie. Sprzęgieł dlatego, że w przypadku nagłego, awaryjnego zatrzymania napędzanego koła siła działająca na pasek nagle skokowo wzrasta, przewyższając siłę tarcia. W takim przypadku pasek zaczyna się ślizgać (choć często ulega zniszczeniu), nie przenosząc dalej napędu. Funkcja sprzęgła poślizgowego w przekładniach pasowych jest niejednokrotnie wykorzystywana w kombajnach i wszędzie tam, gdzie występuje duża bezwładność i ciężar podzespołów napędzanych paskami.
Pasek klinowy ciągnie bokami
Najpopularniejszym obecnie typem przekładni pasowej występującym w sprzęcie rolniczym jest ten oparty na paskach klinowych. Nazwa ta jest małym uproszczeniem, ponieważ pasek w przekroju nie jest klinem, tylko wycinkiem klina – trapezem. Z technicznego punktu widzenia taki przekrój paska jest najbardziej optymalny do transmisji przenoszonych sił, choć oczywiście są tu wyjątki. Dłuższe, ścięte pod kątem boki paska klinowego muszą idealnie przylegać do koła pasowego. Powierzchnia ich styku jest stosunkowo niewielka i aby w pełni wykorzystać przeniesienie mocy, pasek musi idealnie przylegać do wewnętrznej powierzchni koła pasowego. Oczywiście ważne jest także, aby zarówno sam pasek, jak i koło były czyste i co niezmiernie istotne – niezaoliwione. Nawet niewielka ilość środków smarnych powoduje spore poślizgi i utratę przyczepności na styku metal–guma.
Jeśli pasek lekko się wyciągnie i zaczyna się ślizgać, możemy go przesmarować kalafonią techniczną. Polepszy to przyczepność.
No właśnie, ale czy paski robi się dziś z naturalnej gumy kauczukowej? Tak, choć ze względu na ogromny popyt i ograniczone plantacje drzew wytwarzających sok kauczukowy paski zrobione wyłącznie z tego naturalnego komponentu w popularnych zastosowaniach występują już niezmiernie rzadko. Od wielu dziesięcioleci szeroko stosowana jest guma syntetyczna wytwarzana na bazie także sztucznego kauczuku z grupy związków chemicznych zwanych elastomerami. Trzeba wspomnieć jeszcze o występujących na naszym rynku najtańszych paskach pochodzących z Dalekiego Wschodu wytwarzanych niemal wyłącznie z PCV. Są one charakterystyczne w dotyku i zapachu, jednak przy wyborze paska do naszej maszyny rolniczej spróbujmy je omijać z daleka.
Paski klinowe nie składają się jednak wyłącznie z samej (naturalnej lub syntetycznej) gumy. Taki produkt ze względu na znaczną rozciągliwość zachowywałby się jak gumka recepturka i nie nadawałby się do niczego. Dlatego aby wzmocnić wytrzymałość, zachowując jednocześnie cechy przyczepności i giętkości, paski się wzmacnia. Wewnątrz paska znajduje się specjalny oplot z plecionych włókien poliamidowych lub stalowych zapobiegający rozciąganiu. Całość wzmocniona jest zawulkanizowaną taśmą z wiskozy lub poliamidu. Dopiero taki pasek nabiera pożądanych cech nadających mu wytrzymałość, giętkość i przyczepność.
Do tematu pasków klinowych powrócimy 3 maja w tekście pt. Klin klinowy nierówny. Jak rozróżniać paski klinowe?
