Katroltypen en hun praktische toepassingen begrijpen

Wat is een katrol?

Een katrol is een mechanisch onderdeel dat beweging overdraagt van as naar riem of touw en vice versa. Katrol en riem zijn de eenvoudigste en meest voorkomende krachttransmissiemiddelen.

Een katrol is een wiel op een as ontworpen om de richting van een riem te veranderen en de krachtoverdracht tussen as en riem te ondersteunen. Een katrol heeft een gleuf in de flens om de omtrek om kabel of riem vast te houden.

Hoofdelement van een katrolsysteem is touw, kabel, riem of ketting. De op de as vastgezette katrol die andere katrollen dryft heet "dryvende katrol". De door de dryvende katrol bewogen katrollen heten "gedreven katrollen". Katrolmaten variëren van klein tot groot.

Door grote en kleine katrols kunnen we de snelheid van krachtoverdracht gemakkelijk verhogen of verlagen, zoals bij tandwielen en assen.

Onderdelen van een katrol

1. Vlak (Face)
2. Naaf (Hub)
3. Spaken (Arms)
4. Boorgat (Bore)

#1 Vlak

Het deel met de omtrek van de katrol. Strekt zich uit vanaf het centrum en daalt aan de zijkanten. Het uitstekende middendeel heet Kroon. Het vlak is glad of heeft een "V"-gleuf.

#2 Naaf

Centraal deel met boorgat voor de as. Drie typen:

a) Massieve naaf: Alleen één asmaat past. Voor andere maten andere boorgaten.

b) Gleufnaaf: Aan één kant open, na asmontage met moer en bout vastgezet. Ook in één stuk. Voor verschillende asdiameters.

c) Splitsnaaf: In twee delen. Voor montage op assen twee moeren en bouten. Vlanken in twee stukken. Voor grote en kleine assen van hetzelfde type.

#3 Spaken

Verbindingsdelen tussen vlak en naaf. Aantal afhankelijk van diameter en toepassing. 4, 6 of 8 spaken.

#4 Boorgat

Gat in de naaf. Een spiegeling wordt in het gat gefreesd, waarmee spie, as en katrol vergrendeld worden.

Typen katrollen

Voor verschillende machines en taken:

1. Vaste katrol
2. Bewegelijke katrol
3. Samengestelde katrol
4. Blok- en takelsysteem
5. Trapkatrol
6. "V"-gleuf katrol
7. Kegelkatrol
8. Spankatrol (Jockey pulley)
9. Ronde katrol
10. Vaste en losse katrol (Fast and loose pulley)
11. Transportbandkatrol (Conveyor pulley)

#1 Vaste katrol

Katrol vast aan een vast punt, touw aan het object. Wiel en as liggen vast. Bestaat uit een trommel vast aan één punt.

Je trekt één kant van het touw naar beneden, de andere kant gaat omhoog. Dezelfde kracht als handmatig tillen, maar krachtrichting veranderd. Nuttig: naar beneden trekken gebruikt eigen lichaamsgewicht.

#2 Beweeglijke katrol

Touw vast aan vast punt, ander uiteinde vrij. Katrol vast aan te tillen object. Bij aantrekken beweegt katrol en tillt object. Ideaal om objecten onder je naar hoger niveau te tillen.

Als beide kanten vast en touw gespannen, werkt als wiel en as: object kan langs touw reizen bij kracht.

#3 Samengestelde katrol

Combinatie van vaste en beweeglijke katrols. Maakt belasting lichter en krachtrichting wisselbaar. Ideaal voor zware lasten, maar vereist meer snelheid.

Ontwerp: inspanning minder dan halve last. Typisch op bouwterreinen en kranen voor beton en staal. Ook combinatiekatrolsysteem genoemd.

#4 Blok- en takelsysteem

Systeem van twee of meer katrols samengehouden door touw/kabel om zware lasten te tillen. Katrols vormen een blok, blokken gekoppeld zodat één vaststaat en de ander met de last meegaat.

Touw door katrols gevlochten voor mechanisch voordeel: kracht op touw verhoogd. Voor zware lasten of grote kracht in elke richting.

#5 Trapkatrol

Groep van meerdere katrols. Vlakken in trapgleuven, katrols met verschillende diameters in reeks. "Trap" door de stappen.

Waar snelheid van gedreven katrol gewijzigd moet worden: boormachine, draaibank, etc. Vaak in paren gebruikt.

#6 "V"-gleuf katrol

Gleuf in vorm van letter "V" in het vlak. In elektromotoren en auto's. Speciale "V"-riem. Soms meer dan één "V"-gleuf.

Voor zware krachtoverdracht. Meerdere "V"-riemen verminderen glijgevaar.

#7 Kegelkatrol

In paren (sets van twee), getapeerd. Gelijke taper op beide katrols. Gemonteerd met grote uiteinde van de ene tegenover kleine uiteinde van de andere. Riemverplaatsing verandert snelheid. Geeft geschikte snelheden voor verschillende taken.

#8 Spankatrol (Jockey pulley)

Probleem: rimen raken na tijd los en glijden, vermogensverlies.

Oplossing: derde katrol bij het paar. Zelfrelerende katrol die riem strak houdt wanneer het los raakt.

#9 Ronde katrol

Ronde gleuf in vlak. Ronde riemen of touwen. Kan ook als trapkatrol uitgevoerd worden.

#10 Vaste en losse katrol (Fast and loose pulley)

Voor machines die snel gestart/gestopt moeten worden. Paar kleine katrols op tussenas. Een vast met spie, de ander vrij draaiend.

Machine aan: riem op vaste katrol (snelle katrol). Machine uit: riem op vrije katrol (losse katrol). Voordeel: machine stilstaan terwijl hoofdas met motor/diesel doordraait. Hefboom voor riemverschuiving.

#11 Transportbandkatrol (Conveyor pulley)

Als dryvende katrol op tussenas van machines gedreven door één electromotor/diesel en één tussenas. Vlanken breed en plat, platte riemen.

Verandert richting transportband, dryft band, biedt spanning. Gerolde mantels met flexibele eindschijven en vergrendelingsmontages. Aan einde van band of naast band op motor.

Platte riemkatrol (Flat belt pulley)

Ideaal in transmissiesystemen. Gedreven door platte riemen, hoge snelheden, lage vermogen toepassingen: textiel, papier, printers, transportbanden.

Platte riem goedkoper dan serpentine riem. Werkt op platte katrols en spankatrols, geen gegolfde katrol nodig. Spankatrol kan ook achterzijde van traditionele V-riem dienen.

Voordeel: bij overbelasting glijdt riem, schade aan andere apparatuur voorkomend.

Typen platte riemkatrols

1. Gesplitste of gietijzeren katrol
2. Papieren katrol
3. Stalen katrol
4. Houten katrol

#1 Gesplitste of gietijzeren katrol

Van gietijzer met ronde rimen. Twee delen: vlak en naaf. Kan op verschillende maten gebruikt worden. In zaagmachines.

Industriële sectoren. Gietijzeren katrols in oliewinning en techniek. Goedkoop, betaalbaar voor elke industrie.

#2 Papieren katrol

Buitenkant gecomprimeerde papiervezel, binnenkant metaal. Voor korte asafstanden bij elektromotor-naar-riem transmissie.

#3 Stalen katrol

Van staalplaten. Twee delen gelast. Uitwisselbare bussen voor verschillende asmatten.

Wrijvingscoëfficiënt met leerriem minstens gelijk aan gietijzer. Sterker, duurzamer, lichter (40-60% lichter). Voor hoge snelheden.

#4 Houten katrol

Licht, hogere wrijvingscoëfficiënt dan gietijzer/staal. Van esdoorn, in segmenten geglijmd onder hoge druk.

Massief of gesplitst met ijzeren naaf geschroefd of instelbare bussen die wrijvingsweerstand voorkomen. Vooral in motordrijvingen door beperkte contactboog.

Voordelen van katrolsystemen

1. Minder inspanning bij tillen zware lasten = mechanisch voordeel.
2. Stil proces, geen geluid.
3. Verandert krachtrichting.
4. Minimaliseert benodigde kracht voor zware voorwerpen.
5. Goedkoper en makkelijker te fabriceren dan tandwielen.
6. Bewegende delen, maar geen smering nodig.

Nadelen van katrolsystemen

1. Wrijving bij krachtoverdracht = glijgevaar.
2. Niet geschikt voor hoog vermogen bij hoge toer.
3. Touw vermoeit en kruipt bij langdurig gebruik.
4. Hijsaafstand kan toenemen bij zware objecten.
5. Minder betrouwbaar dan tandwielsysteem.

Voorbeelden van katrols

1. Liften: meerdere katrols.
2. Cargolift: hijs systeem voor hogere verdiepingen.
3. Bouwkatrols: zware materialen tillen/vasthouden.
4. Fitnessapparatuur.
5. Theater: schermen scheiden.
6. Venstergordijnen: omhoog/omlaag.
7. Wassenlijn: kleren naar klant trekken.
8. Dakkers: daken opphijsen in plaats van dakpannen optillen.
9. Kraan: katrolsysteem in bouw.
10. Bulldozer.
11. Ladder verlengen.
12. Zeilen op zeilboten: hijsen/vallen.
13. Garagedeuren: openen/dichten.
14. Klimmers: klimhulp.
15. Distributieriem in auto's: perfect voorbeeld.

Afsluiting

Een katrol is een wiel met gegolfde randen dat krachtrichting op het touw verandert en zware gewichten tillt. Veel typen met verschillende functies.

Nog vragen over typen katrols? Reageer in de comments. Deel het artikel als nuttig.

Schrijf je in voor onze nieuwsbrief.