Помощничек
Главная | Обратная связь

...

Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Шкивы и натяжные устройства

Ременные передачи

Плоскоременные передачи

Наиболее типичные схемы передач плоским ремнем представлены на рис.1.44: аоткрытая (оси валов параллельны, шкивы вращаются в одинаковом направлении); б –перекрестная (оси валов параллельны, шкивы вращаются в противоположных направлениях); вполуперекрестная (оси валов перекрещиваются); г –угловая (с направляющими роликами, оси валов перекрещиваются или пересекаются); д –со ступенчатыми шкивами (регулируемая передача); е –схолостым шкивом(применяется для пуска и остановки ведомого вала при непрерывном вращении ведущего); жснатяжным роликом (применяется при малых межосевых расстояниях и больших передаточных числах и ≤10; натяжной ролик увеличивает угол обхвата шкивов и автоматически обеспечивает постоянное натяжение ремня).

Рис. 1.44. Типичные схемы плоскоременных передач

Наибольшее распространение имеют открытые плоскоременные передачи. По сравнению с другими они обладают более высокой нагрузочной способностью, КПД и долговечностью ремней; в передачах б, в, г, жремень изнашивается быстрее вследствие дополнительных перегибов, закручивания или взаимного трения ведущей и ведомой ветвей. Плоскоременные передачи обеспечивают высокую плавность работы (плавность характеризует величину погрешностей угла поворота, многократно повторяющихся за один оборот).

КПД передач плоским ремнем η = 0,93...0,98. Передаточное число открытой передачи и ≤5; с натяжным роликом и≤ 10.

Плоскоременные передачи предпочтительны при больших межосевых расстояниях; кроме того, они сравнительно дешевы, их ремни обладают большой гибкостью и повышенной долго­вечностью, шкивы просты по конструкции. Плоскоременные передачи применяют при весьма высоких скоростях ремня (до 100 м/с).

Материал ремней. Общие требования, которые предъявляются к материалам приводных ремней, заключаются в следующем: достаточно высокое сопротивление усталости, статическая прочность и износостойкость, высокий коэффициент трения, эластичность (малая жесткость при растяжении и изгибе), а также невысокая стоимость и недефицитность.

Плоские ремни бывают кожаные, шерстяные, хлопчатобумажные, резинотканевые и синте­тические.

Кожаные ремни среди плоских ремней обладают наибольшей тяговой способностью и эластичностью. Кожаные ремни хорошо работают при переменных и ударных нагрузках на шкивах малых диаметров; допускаемая скорость ремня – 45м/с. Ремни изготовляют одинарными и двойными (по согласованию с потребителем допускается изготовлять тройные ремни) шириной от 10 до 560 мм. Кожаные ремни не рекомендуется применять в промышленных установках при едком паре и газах. Из-за дефицитности и высокой стоимости применение кожаных ремней весьма ограничено.

Шерстяные ремни состоят из слоев шерстяной тканой основы, прошитых хлопчатобумажными нитями и пропитанных специальным составом, состоящим из железного сурика на олифе. Эти ремни дόроги, но хорошо противостоят сырости и воздействию химически активных сред, поэтому применяются главным образом в химической промышленности. Шерстяные ремни хорошо работают при неравномерных и ударных нагрузках и допускают скорость ремня до 30 м/с.

Хлопчатобумажные цельнотканые пропитанные ремни состоят из нескольких слоев хлопча­тобумажной пряжи, пропитанных специальным составом. Такие ремни применяются при небольших мощностях и скоростях ремня до 25 м/с; удовлетворительно работают на шкивах малых диаметров, непригодны при работе на открытом воздухе, в сырых помещениях, при опасности воздействия кислот и температуры выше 45°С.

Резинотканевые плоские приводные ремни имеют наибольшее распространение. Они состоят из тканевого каркаса нарезной конструкции с резиновыми прослойками между прокладками. Каркас ремней изготовляют из технических тканей с хлопчатобумажными, комбинированными или синтетическими нитями (по согласованию с потребителем ремни на основе первых двух тканей допускается изготовлять без резиновых прослоек). Наиболее прочны ремни с каркасом из синтетических тканей. Основная нагрузка воспринимается тканью, а резина обеспечивает работу ремня как единого целого, защищает ткань от повреждений и повышает коэффициент трения ремня о шкив.Резинотканевые ремни обладают хорошей тяговой способностью, прочностью, эластичностью, малочувствительны к влаге и колебаниям температуры, однако их нельзя применять в средах, содержащих нефтепродукты. Для работы в сырых помещениях или при возможном воздействии кислот или щелочей применяют ремни с наружными резиновыми обкладками (одной или двумя).Ремни изготовляют двух видов: общего назначения – для интервала температур воздуха от минус 25 до плюс 60°С и морозостойкие – для интервала температур от минус 45 до плюс 60°С.Ремни изготовляют конечными или бесконечными шириной от 20 до 1200 мм с числом прокладок от 3 до 6.Резинотканевые ремни допускают скорость до 30 м/с.Для некоторых видов резинотканевых ремней, в зависимости от их функционального назначения стандарт устанавливает средний ресурс или средний срок службы в часах или других единицах.

Синтетические плоские ремни. Весьма перспективные плоские ремни из синтетических материалов, обладающие высокой статической прочностью, эластичностью и долговечностью. Армированные пленочные многослойные ремни на основе синтетических полиамидных материалов могут передавать мощности в тысячи киловатт при скорости ремня до 60 м/с. Пленочные ремни малой толщины (от 0,4 до 1,2 мм) могут передавать значительные мощности (до 15 кВт), работать при скоростях до 100 м/с и на шкивах малых диаметров. Тяговую способность синтетических ремней повышают за счет специальных фрикционных покрытий.

 

Клиноременные передачи

Обычно клиноременная передача представляет собой открытую передачу с одним или несколькими ремнями. Рабочими поверхностями ремня являются его боковые стороны.

По сравнению с плоскоременными, клиноременные передачи обладают большей тяговой способностью, имеют меньшее межосевое расстояние, допускают меньший угол обхвата малого шкива и большие передаточные числа (и ≤ 10). Однако стандартные клиновые ремни не допускают скорость более 30 м/с из-за возможности крутильных колебаний ведомой системы, связанных с неизбежным различием ширины ремня по его длине и, как следствие, непостоянством передаточного отношения за один пробег ремня. У клиновых ремней большие потери на трение и напряжения изгиба, а конструкция шкивов сложнее.

Клиноременные передачи широко используют в индивидуальных приводах мощностью до 400 кВт. КПД клиноременных передач η= 0,87...0,97.

Поликлиновые ременные передачине имеют большинства недостатков, присущих клиноременным, но сохраняют достоинства последних. Поликлиновые ремни имеют гибкость, сравнимую с гибкостью резинотканевых плоских ремней, поэтому они работают более плавно, минимальный диаметр малого шкива передачи можно брать меньшим, передаточные числа увеличить до и ≤ 15, а скорость ремня – до 50 м/с. Передача обладает большой демпфирующей способностью.

Клиновые и поликлиновые ремни. Клиновые приводные ремни выполняют бесконечными из резинотканевых материалов трапецеидального сечения с углом клина φ0= 40°. В зависимости от отношения ширины b0большего основания трапеции к ее высоте hклиновые ремни бывают нормальных сечений (b0/h≈ 1,6); узкие (b0/h≈ 1,2); широкие (b0/h≈ 2,5 и более; применяют для клиноременных вариаторов).

В настоящее время стандартизованы клиновые ремни нормальных сечений, предназначенные для приводов станков, промышленных установок и стационарных сельскохозяйственных машин. Основные размеры и методы контроля таких ремней регламентированы ГОСТ 1284.1 – 89; обозначения сечений показаны на рис. 1.45. Ремни сечения ЕО применяют только для действующих машин и установок. Стандартные ремни изготовляют двух видов: для умеренного и тропического климата, работающих при температуре воздуха от минус 30 до плюс 60°С, и для холодного и очень холодного климата, работающих при температуре от минус 60 до плюс 40°С. Ремни сечений А, В и С для увеличения гибкости могут изготовляться с зубьями (пазами) на внутренней поверхности, полученными нарезкой или формованием (рис. 1.46, в).Клиновые ремни (рис.1.46, а,б) состоят из резинового или резинотканевого слоя растяжения 1, несущего слоя 2 на основе материалов из химических волокон (кордткань или кордшнур), резинового слоя сжатия 3 и оберточного слоя прорезиненной ткани 4. Сечение ремня кордтканевой (а),кордшнуровой (б)конструкции показаны на рис.1.46. Более гибки и долговечны кордшнуровые ремни, применяемые в быстроходных передачах. Допускаемая скорость для ремней нормальных сечений υ < 30 м/с.

Рис. 1.45. Обозначение сечений стандартных клиновых ремней Рис. 1.46. Конструкция клиновых ремней

Технические условия на ремни приводные клиновые нормальных сечений регламентированы ГОСТ 1284.2 – 89, а передаваемые мощности – ГОСТ 1284.3 – 89.

Кроме вышеуказанных приводных клиновых ремней стандартизованы: ремни вентиляторные клиновые (для двигателей автомобилей, тракторов и комбайнов) и ремни приводные клиновые (для сельскохозяйственных машин).

При необходимости работы ремня с изгибом в двух направлениях применяют шестигранные (сдвоенные клиновые) ремни.

Весьма перспективны узкие клиновые ремни, которые передают в 1,5–2 раза большие мощности, чем ремни нормальных сечений. Узкие ремни допускают меньшие диаметры малого шкива и работают при скоростях до 50 м/с; передачи получаются более компактными. Четыре сечения этих ремней УО(SPZ), УА(SРА), УБ(SPB), УВ(SPC) заменяют семь нормальных сечений. В скобках даны обозначения по ИСО.

Узкие ремни обладают повышенной тяговой способностью за счет лучшего распределения нагрузки по ширине несущего слоя, состоящего из высокопрочного синтетического корда. Применение узких ремней значительно снижает материалоемкость ременных передач. Узкие ремни пока не стандартизованы и изготовляются в соответствии с ТУ 38 605 205 – 95.

Следует отметить, что в клиноременных передачах с несколькими ремнями из-за разной длины и неодинаковых упругих свойств нагрузка между ремнями распределяется неравномерно. Поэтому в передаче не рекомендуется использовать более 8...12 ремней.

Поликлиновые ремни(см. рис.1.43, г) представляют собой бесконечные плоские ремни с ребрами на нижней стороне, работающие на шкивах с клиновыми канавками. По всей ширине ремня расположен высокопрочный синтетический шнуровой корд; ширина такого ремня в 1,5 – 2 раза меньше ширины комплекта ремней нормальных сечений при одинаковой мощности передачи.

Поликлиновые ремни пока не стандартизованы; на основании нормали изготовляют три сечения кордшнуровых поликлиновых ремней, обозначаемых К, Л и М, с числом ребер от 2 до 50, длиной ремня от 400 до 4000 мм и углом клина φ0= 40°.

По сравнению с плоскоременными, клиноременные передачи обладают значительно большей тяговой способностью за счет повышенного сцепления, обусловленного приведенным коэффи­циентом трения f ' между ремнем и шкивом.

Как известно из рассматриваемой в теоретической механике теории трения клинчатого ползуна:

f ' =f /sin(α/2),

где f– коэффициент трения на плоскости (для прорезиненной ткани по чугунуf=0,3); α– угол профиля канавки шкива.

Приняв α= φ0 = 40°, получим:

f ' =f /sin20° ≈ 3f.

Таким образом, при прочих равных условиях клиновые ремни способны передавать в три раза большую окружную силу, чем плоские.

Шкивы

Шкивы и натяжные устройства

Шкивы. Основные конструктивные элементы шкива ременной передачи: обод, несущий ремень; ступица, насаживаемая на вал; диск или спицы, соединяющие обод со ступицей.

Материалами для шкивов ременных передач могут быть: чугун, сталь, легкие сплавы, пластмассы и дерево.

Чугунные шкивы наиболее распространены; они изготовляются из серого чугуна методом отливки и применяются при окружных скоростях до 30 м/с; для шкивов из модифицированного чугуна эта скорость может быть выше (до 45 м/с).

Стальные шкивы могут быть литыми, сварными или точеными. Стальное литье может применяться при окружных скоростях до 45 м/с; сварные шкивы допускают скорость до 60 м/с.

Шкивы из алюминиевых сплавов имеют среди металлических шкивов минимальную массу и могут использоваться при скоростях до 100 м/с, так как малая плотность этих сплавов значительно снижает центробежные нагрузки.

Неметаллические шкивы имеют малую массу, высокий коэффициент трения ремня о шкив, но теплопроводность и износостойкость их ниже, чем у металлических шкивов.

Шкивы, работающие с окружной скоростью свыше 5м/с, подвергаются статической балансировке.

Основные размеры, конструктивные особенности и технические условия для шкивов плоскоременных передач регламентированы ГОСТ17383–73. Стандарт устанавливает три типа шкивов с посадочным отверстием двух исполнений – цилиндрическим и коническим (рис.1.48).

Рис. 1.48. Типы стандартных шкивов плоскоременных передач

Шкивы имеют гладкую рабочую поверхность обода. На поверхности обода шкивов, работающих с окружной скоростью свыше 40 м/с, должны быть проточены кольцевые канавки, обеспечивающие выход воздуха из-под ремня, во избежание образования воздушного клина, ухудшающего сцепление между ремнем и шкивом. Для предупреждения сползания плоского ремня со шкивов один из них (обычно ведомый) делают выпуклым, очерченным в осевом сечении дугой окружности (тип I),или с цилиндрической поверхностью в середине и коническими по краям (тип III),величина стрелы выпуклости h обода шкива возрастает с увеличением диаметра шкива. Допускается изготовлять шкивы с буртиками на ободе и конусностью посадочного отверстия 1:5. Для уменьшения изнашивания ремня в результате упругого скольжения шероховатость поверхности обода шкива не должна превышать Ra= 2,5 мкм. Ширина В обода шкива принимается по таблицам ГОСТа в зависимости от ширины b ремня из стандартного ряда (мм): 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 71; 80; 90; 100 и т.д. до 250 (для открытых передач В= 1,1b+ 10 мм).

Основные размеры шкивов для клиноременных передач и технические требования к этим шкивам стандартизованы. Стандарт устанавливает три типа конструкций шкивов (рис.1.49): а – монолитных с расчетным диаметром до 100 мм; б – с диском с расчетным диаметром от 80 до 400 мм; в – со спицами и расчетным диаметром от 180 до 1000 мм. Шкивы могут изготовляться с цилиндрическим или коническим посадочным отверстием, число канавок у стандартных шкивов не превышает восьми. В шкивах со спицами ось шпоночного паза должна совпадать с продольной осью спицы (рис.1.49, в). Для снижения изнашивания ремня за счет упругого скольжения шероховатость рабочих поверхностей канавок должна быть Ra≤ 2,5 мкм.

Угол α профиля канавок для клиновых ремней зависит от расчетного диаметра dpшкивов и колеблется в пределах α = 34...40° (рис.1.50, а). Это связано с тем, что при огибании шкива ремень изгибается; эпюра напряжений изгиба и положение нейтральной оси (Н. О.) показаны на рис.1.50, б. В зоне растянутых волокон поперечные размеры ремня уменьшаются, а в зоне сжатых волокон – увеличmиваются, в результате чего угол клина ремня при огибании шкива становится меньше своего первоначального значения φ0= 40 ± 1°. Чем меньше диаметр шкива, тем больше напряжение изгиба и изменение угла клина ремня. Для обеспечения полного прилегания боковых поверхностей ремня к боковым поверхностям канавки шкива соблюдается условие α < φ0.


Нагрузка на валы

Радиальная нагрузка Для правильного выбора редуктора действующая радиальная нагрузка на выходном валу редуктора Fr не должна превышать максимально допустимого значения таблице выбора. Действующая радиальная нагрузка рассчитывается по формуле:

Методика выбора габарита редуктора серии MRD, исходя из радиальной нагрузки на выходной вал:

1. Определяем место приложения радиальной нагрузки, расстояние Х

2. Выбираем из таблицы, в соответствии с нужным габаритом, коэффициенты a, b, c

3. Определяем максимально допустимую радиальную нагрузку, действующую на подшипники, при чем полученное значение должно быть больше действующей радиальной нагрузки(*) :

(*)

4. Определяем максимально допустимую радиальную нагрузку, действующую на выходной вал, при чем полученное значение должно быть больше действующей радиальной нагрузки(**) :

(**)

Редуктор считается выбранным правильно, если выполнены оба условия (*) и (**).

Осевая нагрузка

Осевая нагрузка рассчитывается по ниже приведенной формуле:




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.