Назначение, виды, условия работы приводных ремней

Передача мощности приводными ремнями происходит благо­даря силе трения, возникающей между поверхностью шкива и рабочей поверхностью ремня, находящегося под натяжением. Приводной ремень является сложным резинотканевым изделием, работающим в условиях значительных напряжений и деформа­ций, циклически меняющихся при пробеге ремня по контуру пере­дачи. По сравнению с шестеренчатыми, цепными и другими ти­пами передач ременный привод имеет ряд преимуществ: плав­ность хода, бесшумность, возможность работы при больших межцентровых расстояниях, простота обслуживания, низкая стоимость, а также способность выполнять функции предохрани­тельного элемента при перегрузках.

В зависимости от условий эксплуатации (передаваемая мощ­ность, скорость, диаметр шкивов, специальные требования) ис­пользуются приводные ремни следующих типов:

Ø плоские,

Ø клино­вые,

Ø поликлиновые,

Ø сдвоенные клиновые,

Ø плоскозубчатые,

Ø много­ручьевые (многопрофильные).

Рис. 21. Схема усилий в сечении клинового ремня в канавке шкива: Nр — радиальное усилие, создаваемое натяжением ремня; Q — нормальное давление по боковым граням ремня

Плоские приводные резинотканевые ремни прямоугольного сечения (ГОСТ 23831—79) получили большое распространение.

Они применяются в приводах промышленного оборудования и сельскохозяйственных машинах при скоростях до 30 м/с. Ремни состоят из нескольких (обычно до шести) слоев обрезиненной ткани на основе комбинированных нитей (хлопок с лавсаном) или капроновой ткани. Конструкция и технология изготовления плоских приводных ремней аналогичны таковым для конвейер­ных лент и более подробно не рассматриваются.

Клиновые ремни наиболее распространены (трапециевидного сечения). Благодаря такой форме сечения и клинообразной форме канавок шкива ремни передают мощность примерно в 3 раза большую, чем плоские, при одних и тех же натяжении и коэффициенте трения. Рассмотрим силы, действующие на ремень, находящийся в канавке шкива (рис. 21).

Это обусловли­вает большую долговечность передачи в целом, так как чем мень­ше натяжение, тем меньше изнашиваются валы и ремни. Другими преимуществами клиновых ремней являются компактность пере­дачи, возможность применять большие передаточные числа, большая амортизирующая способность (поглощение вибраций между ведомым и ведущим шкивами передачи), универсальность передачи (валы можно располагать в любой плоскости), возмож­ность бесступенчатого регулирования скорости при соответству­ющей конструкции шкивов.

В зависимости от назначения клиновые ремни подразделяют­ся на:

Ø вентиляторные (ГОСТ 5813—76), применяемые в приво­дах двигателей автомобилей, тракторов и комбайнов,

Ø

Рис. 22. Поликлиновой ремень: t — шаг ремня; φ — угол клина; h — высота зуба с учетом закругления; Н — высота ремня

приводные (ГОСТ 1284.1—80 — ГОСТ 1284.3—80 и др.), используемые в передачах промышленного оборудования и сельскохозяйствен­ных машин,

Ø вариаторные (ГОСТ 24848.1—81—24848.3—81 и др.), предназначенные для бесступенчатого регулирования скорости при передаче вращения от двигателя.

Поликлиновые ремни (ТУ 38 105763—74) имеют плоское верхнее основание, а на нижнем в канавках шкивов располага­ются продольные зубья треугольного сечения (рис. 22). Такие ремни применяют для замены плоских приводных ремней или не­скольких параллельных клиновых ремней, при этом исключается проскальзывание одних ремней относительно других. При ис­пользовании поликлиновых ремней уменьшаются вибрации рем­ня и крутильные колебания ведомой системы. Сравнительно не­большая высота и малая масса поликлиновых ремней снижают теплообразование при работе и уменьшают центробежные силы. Минимальные диаметры шкивов для поликлиновых ремней зна­чительно меньше, чем для клиновых. К недостаткам поликлино­вых передач следует отнести их чувствительность к параллель­ности валов и осевому смещению шкивов, поскольку это наруша­ет нормальный контакт рабочих поверхностей ремня со шкивами и резко снижает срок службы ремня.

Рис. 23. Ремень приводной многоручьевой: b0— ширина большего основания отдельного ручья, bр — расчетная ширина отдельного ручья; h — высота отдельного ручья; t- шаг ремня; Н — высота ремня; φ— угол клина прямолинейного участка отдельного ручья

Многоручьевые (многопрофильные) ремни (ТУ 38 405258— 79, ТУ 38 405488—82) состоят из нескольких одиночных клино­вых ремней (2—5 штук), соединенных привулканизованной плос­кой резинотканевой пластиной (рис. 23). Многоручьевые ремни предназначены для замены комплекта клиновых ремней, работа­ющих параллельно в одной передаче, и используются в переда­чах сельскохозяйственных машин и промышленного оборудова­ния. Основными преимуществами многоручьевого ремня по срав­нению с несколькими клиновыми являются: большая надежность в работе вследствие равномерной нагруженности каждого оди­ночного ручья; устойчивая работа на шкивах и отсутствие воз­можности переворачивания ремней при работе в передачах с большими межосевыми расстояниями и пульсирующими на­грузками, а также в реверсивных передачах благодаря наличию связующей пластины; снижение вибрации привода.

Рис. 24. Сдвоенный клиновой ремень: Н -высота ремня; b0—ширина ремня; bр — расчетная ширина ремня; h — высота отдельного ремня; φ — угол клина ремня

К недостаткам передач с многоручьевыми ремнями можно отнести их более высокую стоимость за счет увеличения мате­риалоемкости и трудоемкости производства, а также необходи­мость более точного изготовления шкивов.

Сдвоенные клиновые ремни (ТУ 38 105682—74 — рис. 24) имеют в сечении шестигранник, что позволяет осуществлять вра­щение валов многошкивной передачи в разных направлениях при использовании одного и того же ремня. Размеры сечений сдвоенных клиновых ремней установлены с учетом обеспечения взаимозаменяемости их с обычными клиновыми ремнями для того, чтобы можно было использовать стандартные шкивы. Не­достатком сдвоенных ремней является пониженная долговеч­ность из-за увеличенной толщины.

Плоскозубчатые ремни (ОСТ 38.05114—76, ОСТ 38.5246—81 и др.) предназначены для замены редукторов и цепных передач (рис. 25). Использование плоскозубчатых ремней позволяет ра­ботать при повышенных скоростях, снизить уровень шума, отка­заться от применения смазок.

Верхнее основание ремней плоское, на нижнем основании имеются поперечные зубья трапециевидной формы, расположен­ные с постоянным шагом. При использовании зубчатых ремней крутящий момент передается в результате зацепления зубьев ремня с зубьями шкивов. Такие передачи обеспечивают компакт­ность привода, особенно при больших крутящих моментах, они работают синхронно, без скольжения, не вытягиваются (что по­зволяет сохранять постоянное межцентровое расстояние), не требуют большого натяжения, благодаря чему уменьшается на­грузка на валы и повышается КПД передачи.

К недостаткам зубчатой передачи относятся дополнительный расход мощности на деформацию зубьев ремня под нагрузкой, более сложная конструкция шкивов.

Классификация и конструкции клиновых ремней

Оптимальная конструкция ремня определяется условиями его работы, исходя из требований передачи максимальной на­грузки (мощности) в течение определенного срока при мини­мальных потерях энергии.