Tuleja Taper Lock i koło pasowe: dobór, montaż, moment

Tuleja Taper Lock pozwala zamocować koło pasowe na wale bez wpasowywania piasty i bez kołków. Wystarczy dobrać rozmiar tulei do wału, a koło do tulei, profilu paska i liczby pasków. Pomyłka w jednym z tych elementów kończy się kołem, które nie wchodzi na wał, tuleją bez miejsca na wpust albo paskiem na złym rowku.

Poniżej pokazujemy cały łańcuch doboru: wał, tuleja, koło, rowek, pasek. Dalej znajdziesz tabelę rozmiarów tulei z momentami dokręcania śrub, instrukcję montażu i demontażu oraz zapis typu „SPA 180 x 2 TB 2012” rozszyfrowany znak po znaku. Dane pochodzą z katalogów Optibelt, Dunlop, Radius-Radpol i TB Wood's (lista na końcu).

Jak działa tuleja Taper Lock

Tuleja ma zewnętrzny stożek i jest rozcięta wzdłuż. Wkładasz ją w stożkowy otwór piasty koła, a śruby dociskają ją do piasty. Stożek zaciska się wtedy jednocześnie na wale i w piaście. Według katalogu Dunlop daje to połączenie równoważne wciskowi, bez specjalnych narzędzi.

Tuleja jest fabrycznie wykonana z otworem i rowkiem wpustowym na żądany wał, więc kupujesz tuleję o określonym otworze (na przykład 1610 x 28 mm). Dostarcza się ją ze śrubami. Koła pasowe do tulei odlewa się zwykle z żeliwa EN-GJL-200 (Optibelt) i sprzedaje z gotowym stożkiem, ale bez otworu pod wał.

Nazwa Taper-Lock jest znakiem towarowym (katalog TB Wood's wskazuje jako właściciela Baldor Electric Company). Dlatego w ofertach i na kołach spotkasz też skróty TB i TL oraz nazwę „tuleja stożkowa”. Optibelt oznacza je jako TB, na przykład TB 2012.

Co znaczy numer tulei

Numer ma cztery cyfry. Pierwsze dwie określają wielkość stożka (rośnie średnica tulei), a ostatnie dwie jej długość: 10 to 25,4 mm, 15 to 38,1 mm, 20 to 50,8 mm, 30 to 76,2 mm. Dlatego tuleje 1210 i 1215 mają ten sam stożek, ale 1215 jest dłuższa o 12,7 mm.

Dobór krok po kroku: wał, tuleja, koło, rowek, pasek

Zacznij od wału, bo to jedyny wymiar, którego nie zmienisz. Reszta wynika z niego w tej kolejności: tuleja, koło, profil rowka i pasek.

Krok 1. Zmierz wał i sprawdź wpust

Zmierz średnicę czopa suwmiarką w kilku miejscach. Zapisz też szerokość rowka wpustowego w wale, bo tuleja ma własny rowek o znormalizowanej szerokości. W katalogu Dunlop szerokość wpustu rośnie ze średnicą otworu:

Wpust musi być równoległy i pasować tylko bokami, a nad nim musi zostać luz (Dunlop, Optibelt, Radius-Radpol). Wpust dociśnięty od góry blokuje stożek i osłabia zacisk.

Krok 2. Wybierz rozmiar tulei

Z tabeli poniżej wybierasz najmniejszą tuleję, której zakres otworów obejmuje twój wał. Jeśli wał mieści się w zakresie dwóch rozmiarów (na przykład 28 mm w 1108 i 1210), wybór zależy od koła: tuleja musi mieć ten sam numer co stożek w kole. Moment, który przeniesie połączenie, rośnie z rozmiarem tulei i z średnicą otworu, a jego ograniczenia podaje producent. Dla 1210 przy otworze 16 mm katalog Radius-Radpol podaje moment poślizgowy 82 Nm bez wpustu i 123 Nm z wpustem, a przy otworze 32 mm 210 Nm i 315 Nm.

Krok 3. Dobierz koło pasowe

Koło ma trzy parametry: stożek pod tuleję, profil rowka i liczbę rowków. Pierwszy musi się zgadzać z numerem tulei, drugi z paskiem, a trzeci z liczbą pasków w komplecie.

W zapisie koła mieszczą się wszystkie trzy. Zapis „SPA 180 x 2 TB 2012” rozbijasz na cztery części:

• SPA: profil rowka, a więc i paska. Rowek SPA przyjmuje pasek SPA.
• 180: średnica podziałowa (odniesienia) dd w milimetrach, czyli średnica, na której pracuje pasek. Nie jest to średnica zewnętrzna koła.
• x 2: liczba rowków, a więc liczba pasków w komplecie.
• TB 2012: koło ma stożek pod tuleję Taper Lock 2012.

Według tabeli Optibelt (KS, rowek wg DIN 2211) koło SPA o średnicy podziałowej 180 mm z dwoma rowkami używa właśnie tulei 2012, a z jednym rowkiem tulei 1610. W kole z trzema lub czterema rowkami potrzeba już 2517. Tabele innych producentów mogą przydzielać tuleje inaczej, więc sprawdzaj numer w katalogu koła.

Rowek i profil

W kołach do tulei najczęściej spotkasz rowki wąskie SPZ, SPA, SPB i SPC. Rowek wąski (DIN 2211) przyjmuje też pasek klasyczny o tej samej szerokości odniesienia, bo Optibelt nazywa takie koła uniwersalnymi (dual duty). Pasek wąski nie powinien pracować na kole zaprojektowanym wyłącznie dla klasycznych.

Szerokość koła przy z rowkach wynosi b = (z - 1) · e + 2 · f. Dla „SPA 180 x 2” daje to (2 - 1) · 15 + 2 · 10 = 35 mm. Tuleja 2012 ma 31,8 mm długości, więc mieści się w piaście. Pełne wartości szerokości (SPZ: 16, 28, 40, 52 mm dla 1 do 4 rowków) podaje tabela Optibelt.

Krok 4. Dobierz pasek do koła

Pasek ma ten sam profil co rowek i musi mieć długość pasującą do rozstawu osi. Jeśli nie wiesz, jak to policzyć, przejdź do poradnika jak dobrać pasek klinowy i do oznaczeń Li, Ld i La. Pamiętaj, że w napędzie z kołem x 2 potrzebujesz dwóch pasków z jednego kompletu.

Średnica małego koła nie powinna być mniejsza niż minimum dla profilu z tabeli powyżej, bo według katalogów producentów skraca to żywotność paska. Prędkość paska policzysz z wzoru poniżej.

Krok 5. Policz przełożenie i prędkość paska

Przełożenie wynika ze średnic podziałowych: i = n1 / n2 = dd2 / dd1 (wzór z katalogu Optibelt). Prędkość paska to v = π · dd · n / 60 000 w m/s, gdy dd podajesz w milimetrach, a n w obrotach na minutę.

Przykład: silnik 1450 obr/min z kołem SPA 100 napędza koło SPA 180. Przełożenie to 180 / 100 = 1,8, więc koło napędzane obraca się z prędkością 1450 / 1,8 ≈ 806 obr/min. Prędkość paska to π · 100 · 1450 / 60 000 ≈ 7,6 m/s. Przy rozstawie osi 500 mm długość paska wychodzi około 1443 mm: 2 · 500 + π · (180 + 100) / 2 + (180 - 100)² / (4 · 500).

Katalog Optibelt zaleca nieprzekraczanie 30 m/s dla pasków klasycznych (dla wąskich pasków Optibelt SK podaje do 42 m/s). Przy prędkości paska powyżej 30 m/s albo gdy stosunek dd do szerokości koła jest mniejszy niż 4 przy prędkości powyżej 20 m/s Optibelt zaleca wyważanie dynamiczne w dwóch płaszczyznach.

Tabela tulei Taper Lock: rozmiary i momenty dokręcania

Poniżej zebraliśmy najczęściej spotykane rozmiary. Zakresy otworów pochodzą z tabeli metrycznych otworów Dunlop, długości i liczba śrub z katalogu Dunlop, a momenty z tabeli Optibelt.

Trzy katalogi różnią się o kilka procent. Dla tulei 3020 Optibelt podaje 92 Nm, a Dunlop i Radius-Radpol 90 Nm. Dla 2517 Dunlop podaje 50 Nm, Radius-Radpol 48 Nm, Optibelt 49 Nm.

Zakresy otworów również różnią się o milimetr lub dwa (na przykład 1108 ma w katalogu Optibelt 10 do 28 mm). Zawsze sprawdź kartę konkretnej tulei.

Śruby to inne gwinty niż zwykłe wkręty M. Dunlop podaje rozmiary w calach (BSW, od 1/4" dla 1008 do 7/8" dla 5050), a TB Wood's w calach UNC. Dla tulei 1008 do 3030 używa się wkrętów bez łba, dla 3525 do 5050 śrub z łbem walcowym (Optibelt). Nie zastępuj ich śrubami metrycznymi, bo zepsujesz gwint w tulei.

Tulejom o numerach w nawiasach, jak 1215 czy 1310, Radius-Radpol odradza stosowanie w nowych konstrukcjach.

Montaż tulei Taper Lock krok po kroku

Poniższa procedura łączy zalecenia Optibelt, Dunlop i Radius-Radpol. Przed zdjęciem lub założeniem koła odłącz zasilanie napędu i zabezpiecz maszynę przed rozruchem.

1. Oczyść powierzchnie. Odtłuść stożek tulei, jej otwór oraz stożkowy otwór piasty. Muszą być czyste, suche i bez smaru. Nie smaruj stożków (TB Wood's).
2. Włóż tuleję w piastę. Ustaw ją tak, aby otwory z półgwintem w piaście wypadły naprzeciw gładkich półotworów w tulei.
3. Wkręć śruby. Delikatnie naoliwij gwint śrub (a pod łbem w śrubach z łbem) i wkręć je lekko, bez dokręcania.
4. Przygotuj wał i wpust. Odtłuść wał. Włóż wpust w rowek wału, zanim założysz koło. Wpust musi mieć luz nad sobą.
5. Nasuń koło na wał i ustaw je w docelowym położeniu. Tuleja najpierw zaciśnie się na wale, a piasta zostanie lekko dociągnięta na tuleję (Dunlop).
6. Wyosiuj koło liniałem do ustawiania kół. Zrób to przed dokręceniem i po dokręceniu.
7. Dokręć śruby na przemian, równomiernie, kluczem imbusowym i momentem z tabeli wyżej.
8. Uderz lekko w duży koniec tulei przez tuleję zabezpieczającą, żeby tuleja usiadła prosto, i dokręć śruby jeszcze raz. Dunlop zaleca powtórzyć uderzanie i dokręcanie jeszcze raz lub dwa razy (TB Wood's zwraca uwagę, aby uderzać pośrednio i nie blisko średnicy zewnętrznej tulei).
9. Sprawdź dokręcenie po pół godziny do godziny pracy (Optibelt, Radius-Radpol) i w razie potrzeby dokręć do momentu z tabeli.
10. Wypełnij puste otwory smarem, żeby nie dostał się do nich brud.

Wyosiowanie kół i napięcie paska

Koła muszą leżeć w jednej płaszczyźnie, a osie wałów być równoległe. Optibelt podaje dopuszczalne odchylenie koła od liniału, które zależy od średnicy: 0,5 mm dla koła o średnicy 112 mm, 1,0 mm dla 224 mm, 2,0 mm dla 450 mm i 3,0 mm dla 630 mm (wartości pośrednie się interpoluje). Wał silnika i wał napędzany sprawdzasz poziomicą, jeśli trzeba.

Pasek zakładaj bez użycia siły, nie wolno go wkładać łyżką do opon ani śrubokrętem. Naciąg ustaw zgodnie z danymi producenta paska i sprawdź go po 0,5 do 4 godzinach pracy (Optibelt). Szczegóły napinania znajdziesz w poradniku o doborze paska.

Demontaż koła z tuleją Taper Lock

Demontaż jest prosty, jeśli nie masz zapieczonych śrub. Poluzuj wszystkie śruby o kilka obrotów, wykręć jedną albo dwie (zależnie od rozmiaru tulei) i naoliwione wkręć je w otwory demontażowe, czyli gwintowane w tulei otwory, które przy montażu były puste. Dokręcaj te śruby naprzemiennie, aż tuleja zwolni piastę i koło da się swobodnie obracać na wale. Potem zdejmij koło wraz z tuleją.

Nie wyciągaj koła z tuleją siłą, dopóki śruby demontażowe nie zwolnią stożka.

Czego unikać przy tulei i kole

• Smaru na stożku tulei i w otworze piasty (TB Wood's zabrania go).
• Wpustu bez luzu nad nim lub wpustu zbyt długiego, który wchodzi w rozcięcie tulei.
• Śrub metrycznych zamiast calowych oraz mieszania śrub z różnych tulei.
• Dokręcania do oka. Użyj klucza dynamometrycznego z nasadką imbusową.
• Pominięcia kontroli momentu po pół godziny do godziny pracy (Optibelt, Radius-Radpol).
• Zbyt małej średnicy koła dla profilu, ze zużytym lub zabrudzonym rowkiem.
• Wymiany jednego paska w napędzie wielopaskowym (wymieniasz komplet).
• Doboru tulei bez sprawdzenia momentu: według Radius-Radpol moment przenoszony zależy od rozmiaru tulei i średnicy otworu, a wpust go zwiększa.

Wał i łożyska po wymianie koła

Koło pasowe obciąża wał siłą od naciągu paska, więc przy wymianie koła warto sprawdzić też łożyska wału. Przy wale o średnicy 25 mm pasują łożyska kulkowe 6205 (25 × 52 × 15 mm), których wymiary i oferty znajdziesz na stronach łożyska 25x52x15 i 6205-2RS. Jak wymierzyć i zamontować łożysko, opisuje poradnik o montażu i demontażu łożysk. Tuleje wciągane i zaciskowe do łożysk (H, KM) to inny system niż Taper Lock i mają osobny poradnik.

Sprawdź łożyska do wału 25 mm

Podsumowanie

• Tuleja Taper Lock to rozcięta tuleja stożkowa. Śruby dociskają ją do stożka piasty, a ona zaciska się na wale i w piaście.
• Dobór idzie od wału: średnica i wpust, potem rozmiar tulei (1008 do 5050), koło ze stożkiem na ten numer, rowek zgodny z paskiem i liczba rowków równa liczbie pasków.
• Zapis „SPA 180 x 2 TB 2012” oznacza profil SPA, średnicę podziałową 180 mm, dwa rowki i tuleję 2012.
• Moment dokręcania zależy od rozmiaru: od 5,7 Nm (1008) do 275 Nm (5050), według tabeli Optibelt. Różnice między katalogami wynoszą kilka procent, więc kieruj się kartą konkretnej tulei.
• Tulei nie smarujemy na stożku, wpust ma luz nad sobą, a śruby dokręcamy na przemian i sprawdzamy po pół godziny do godziny pracy.
• Przełożenie to dd2 / dd1, a prędkość paska v = π · dd · n / 60 000. Katalog Optibelt zaleca nieprzekraczanie 30 m/s dla pasków klasycznych.

Nie możesz ustalić rozmiaru tulei albo profilu koła? Napisz na adres qarybiznes@gmail.com lub zadzwoń pod numer 533 886 972. Podaj średnicę wału, napisy z koła i paska oraz zdjęcie, a pomożemy ustalić oznaczenia.

Najczęstsze pytania

Co to jest tuleja Taper Lock?

To rozcięta tuleja ze stożkiem zewnętrznym, która mocuje koło pasowe, koło łańcuchowe lub sprzęgło na wale. Katalog Dunlop wskazuje koła pasowe, koła łańcuchowe, koła do pasków zębatych i sprzęgła jako typowe zastosowania. Śruby dociskają tuleję do stożka w piaście i połączenie zaciska się na wale.

Jaki moment dokręcania mają śruby tulei Taper Lock?

Zależy od rozmiaru: 5,7 Nm dla 1008 i 1108, 20 Nm dla 1210 do 1615, 31 Nm dla 2012, 49 Nm dla 2517, 92 Nm dla 3020 i 3030, 115 Nm dla 3525 i 3535 (według Optibelt). Inne katalogi podają wartości zbliżone, więc sprawdź kartę swojej tulei.

Czy mogę smarować tuleję Taper Lock?

Nie smaruj stożka tulei ani otworu piasty, bo zmniejszysz tarcie, które przenosi moment. Delikatnie naoliwić należy tylko gwint śrub (i podgłówek w śrubach z łbem). Puste otwory po montażu wypełnij smarem, żeby nie wchodził brud.

Jak dobrać tuleję Taper Lock do wału?

Zmierz średnicę wału, wybierz tuleję, której zakres otworów go obejmuje, i dopasuj numer do stożka w kole (na przykład SPA 180 x 2 TB 2012 wymaga tulei 2012). Otwór tulei musi odpowiadać średnicy wału, a rowek wpustowy musi pasować do wpustu.

Jak zdemontować koło z tuleją Taper Lock?

Poluzuj wszystkie śruby, wykręć jedną lub dwie i wkręć je w otwory demontażowe. Dokręcaj je na przemian, aż tuleja zwolni piastę i koło swobodnie się obróci. Potem zdejmij koło z tuleją z wału.

Czy tuleje różnych marek o tym samym numerze są zamienne?

Optibelt, Dunlop i Radius-Radpol opisują tuleje tymi samymi numerami i podają tę samą liczbę śrub oraz te same rozmiary kluczy imbusowych, co wskazuje na wspólny standard wymiarowy. W zastosowaniach, w których liczy się nośność, potwierdź zamienność u producenta koła i sprawdź śruby i moment w jego instrukcji.

Źródła

• Optibelt, Technical Manual V-Belt Drives (koła KS i tuleje TB: przydział tulei do kół, wymiary rowków DIN 2211, tabela momentów dokręcania, montaż, wyosiowanie, przełożenie, prędkość paska; kopia PDF)
• Dunlop, Taper Bushes and locking devices (katalog BTL: zakresy otworów, długości, liczba i rozmiar śrub, momenty poślizgowe, instrukcja montażu i demontażu)
• Radius-Radpol, Instrukcja montażu tulei stożkowych typu Taper-Lock w kołach pasowych (tabela momentów, momenty przenoszone, montaż i demontaż)
• TB Wood's, Taper-Lock Bushings (katalog: rozmiary, śruby calowe, instrukcja, znak towarowy)
• ISO 4183, paski klasyczne i wąskie, koła rowkowe