 |
|
Клиноременная передача. Основные геометрические соотношения и конструкции
Ременную передачу с параллельными осями, приводной ремень которой имеет клиновую форму поперечного сечения, называют клиноременной (см. рис.3, б и 7). Клиноременную передачу выполняют только открытой. Клиновые ремни стандартизованы по сечению и длине.
Клиновые ремни применяют по несколько штук, чтобы варьировать нагрузочную способность и несколько повысить надёжность передачи. Кроме того, один толстый ремень, поставленный вместо нескольких тонких будет иметь гораздо большие напряжения изгиба при огибании шкива. Число клиновых ремней часто принимают от трех до пяти (максимально восемь ремней), но передача может быть и с одним ремнем. Форму канавки шкива проектируют так, чтобы между шкивом и ремнем постоянно был гарантированный радиальный зазор 8 (рис.8, I). Рабочие поверхности — это боковые стороны ремня, поэтому клиновый ремень не должен выступать за пределы наружного диаметра шкива. Клиноременные передачи в машиностроении применяют чаще, чем плоскоременные. Однако скорость этой передачи не должна превышать 30 м/с, так как при v > 30 м/с клиновые ремни начинают вибрировать. Оптимальная окружная скорость, при которой передача работает устойчиво, v = 5-25 м/с.
Рис.8. Установка клинового ремня на шкиве
Передаточное число для одноступенчатой клиноременной передачи <8.
Достоинства клиноременной передачи по сравнению с плоскоременной:
- возможность передачи большей мощности;
- допустимость меньшего межосевого расстояния а;
- возможность меньшего угла обхвата , на малом шкиве (см. рис.1).
Недостатки:
- большая жесткость и, как следствие, — меньший срок службы ремня;
- необходимость особых приемов при надевании ремня;
- зависимость размеров проектируемой передачи от подобранного (по таблице регламентированных длин) ремня;
- большая стоимость эксплуатации передачи при вытяжке (ремни не ремонтируются);
- большая трудоемкость изготовления шкивов;
- несколько пониженный КПД.
Ремни для клиноременных передач.
Основное распространение получили ремни трапециевидного сечения (рис.9, а, б) с углом профиля = 40+ 10.
Рис.9. Конструкции клиновых ремней: а — кордшнуровой; б — кордтканевый; в — поликлиновой
Замкнутые бесшовные ремни изготовляют методом вулканизации в пресс-формах. Трапециевидная (клиновая) форма ремня увеличивает его сцепление со шкивом примерно в 3 раза по сравнению с плоским ремнем, но вследствие большой высоты ремня эта форма неблагоприятна. Передача имеет более низкий КПД. Эти недостатки отчасти компенсируются тем, что ремень изготовляют из материала с малым модулем упругости (из резины), а несущие кордовые слои имеют наибольшую толщину и располагаются около нейтральной плоскости ремня. Промышленность выпускает клиновые ремни двух типов: кордшнуровые (рис.9, а) и кордтканевые (рис.9, б). Различаются они тем, что основной несущий слой у первого состоит из одного ряда толстых кордовых шнуров 1, а у второго — из нескольких рядов кордовой ткани 1. В верхней и нижней частях сечения (в зонах растяжения и сжатия) ремень заполнен резиной 2, а снаружи в несколько слоев обмотан прорезиненной тканью — обертка 3. Большую гибкость и нагрузочную способность имеют кордошнуровые ремни, у которых верхний растягиваемый слой состоит из одного ряда анидных шнуров (намотанных по винтовой линии), заключенных в слой мягкой резины.
В СНГ клиновые резино-тканевые приводные ремни выпускают семи типов: Z(О), А, В(Б), С(В), Д(Г), И(Д), ЕО(Е). Для каждого типа (сечения ремня) в таблицах указываются: размеры сечения, площадь сечения, длина, минимальный диаметр шкива, допускаемая нагрузка и вес. Кроме ГОСТа существует еще, отличающийся от него, сортамент ремней для автотракторной промышленности.
Размеры ремня (см. рис.9, а): ширина большого основания ремня bо; расчетная ширина ремня bр, высота ремня h; длина ремня L — стандартизованы (табл.3).
Разновидности клиноременных передач. На рис.10 показана разновидность клиновидного ремня. Материалы клиновых ремней в основном те же, что и для плоских. Выполняются прорезиненные ремни с тканевой обёрткой для большего трения, кордотканевые (многослойный корд) и кордошнуровые ремни (шнур, намотанный по винтовой линии), ремни с несущим слоем из двух канатиков. Иногда для уменьшения изгибных напряжений применяют гофры на внутренней и наружных поверхностях ремня. Клиновые ремни выпускают бесконечными (кольца).
Кордшнуровые или кордтканевые гофрированные ремни применяют в передачах с малыми диаметрами шкивов. Для увеличения эластичности иногда применяют ремни с гофрами на внутренней и наружной поверхностях. Ременные передачи с зубчатыми ремнями способны передать большие мощность и окружную скорость (v до 70 м/с) при постоянном передаточном числе без проскальзывания (и до 15) (см. рис.3, д).
Рис.10. Клиновой ремень с гофрами на внутренней поверхности
В лёгких передачах благодаря закручиванию ремня можно передавать вращение между параллельными, пересекающимися, вращающимися в противоположные стороны валами. Это возможно потому, что жёсткость на кручение ремней вследствие их малой толщины и малого модуля упругости мала.
В ременных передачах специального назначения находят применение
- поликлиновые ремни (см. рис.9, в), выполненные из плоского ремня с высокопрочным кордшнуром (вискоза, лавсан, стекловолокно) и продольными клиньями. Поликлиновые ремни выпускают трех типов: К, Л, М (табл.4). При одинаковой передаваемой мощности ширина поликлиновых ремней в 1,5—2 раза меньше ширины клиновых ремней. Благодаря высокой гибкости допускается применение шкивов меньшего диаметра, чем в обычной клиноременной передаче, большая быстроходность (до 40 – 50 м/с) и большие передаточные отношения. Недостаток — передачи с поликлиновыми ремнями чувствительны к отклонениям от параллельности валов и осевому смещению шкивов.
- зубчатые ремни (см. рис.3, д), изготовленные из армированного стальным канатом неопрена, полиуретана, стекловолокна или полиамидного шнура. Эти ремни способны передавать вращающий момент при условии постоянства передаточного числа (проскальзывание ремня исключено) с высокими окружными скоростями (до 80 м/с); их применяют в кинематических механизмах станков.
Рис.11. Конструкции шкивов клиновых и поликлиновых передач:
а — шкив клиновой передачи (количество ремней — 3);
б — шкив поликлиновой передачи
Шкивы клиноременных передач. В отличие от рассмотренных шкивов плоскоременных передач рабочей поверхностью клиноременных шкивов являются боковые стороны клиновых канавок (рис.11, а). Размеры и углы профиля канавок, толщину обода шкива принимают стандартными (табл.5) в зависимости от типа ремня. Рабочую поверхность канавок желательно полировать, шкивы должны быть хорошо сбалансированы. Для поликлиновых ремней рабочей поверхностью шкива (рис.11, б) являются боковые стороны клиновых канавок в ободе шкива.
Шкивы изготовляют литыми, сварными или штампованными из чугуна СЧ15 ( < 30 м/с), модифицированного чугуна и стали 25Л ( < 45 м/с), алюминиевых сплавов ( < 80 м/с), из легированной стали. Известны сборные шкивы из стальных тарелок. Быстроходные шкивы требуют балансировки.