Нагрузка на валы и опоры.
Силы натяжения ветвей ремня (за исключением Fv) передаются на валы и опоры (рис. 8).
Рис. 8
Равнодействующая нагрузка на вал
Fr=√ F12+F22+2F1F2 cos β ≈ 2F0 cos (β/2). (16)
Обычно Fr в 2.3 раза больше окружной силы F1 и это, как указывалось выше, относится к недостаткам ременной передачи (в зубчатой передаче Fr≈Ft).
Плоскоременная передача
До появления клиноременной передачи наибольшее распространение имела плоскоременная передача. Она проста, может работать при высоких скоростях и вследствие большой гибкости ремня обладает сравнительно высокими долговечностью и КПД.
Разновидности передач. На практике применяют большое число различных схем передач плоским ремнем. Из этих схем здесь рассматриваются только наиболее типичные:
открытая передача (рис. 9) применяется при параллельном расположении- валов и одинаковом направлении вращения шкивов;
Рис. 9
перекрестная передача (рис. 10), в которой ветви ремня перекрещиваются, а шкивы вращаются в противоположных направлениях;
Рис. 10
полуперекрестная передача, в которой оси валов перекрещиваются под некоторым углом;
угловая передача (рис. 11), в которой оси валов пересекаются под некоторым углом.
Рис. 11
Из этих схем на практике чаще всего применяют простую открытую передачу. В сравнении с другими она обладает повышенными работоспособностью и долговечностью. В перекрестных и угловых передачах ремень быстро изнашивается вследствие дополнительных перегибов, закручивания и взаимного трения ведущей и ведомой ветвей. Нагрузку этих передач принимают не более 70...80% от нагрузки открытой передачи.
Регулируемая передача со ступенчатыми шкивами (рис. 12) применяется в тех случаях, когда требуется регулировка передаточного отношения.
Рис.12
Передача с натяжным роликом (рис. 13) применяется при малых межосевых расстояниях и больших передаточных отношениях. Она автоматически обеспечивает постоянное натяжение ремня.
Рис. 13
В этой передаче угол обхвата α, а следовательно, и тяговая способность ремня становятся независимыми от межосевого расстояния и передаточного отношения. При любых практически выполнимых α и i можно получить α > 180°. Натяжной ролик рекомендуют устанавливать на ведомой ветви ремня. При этом уменьшается потребная сила нажатия ролика на ремень, а дополнительный перегиб ремня на ролике меньше влияет на долговечность ремня, так как ведомая ветвь слабее нагружена. Основным недостатком такой передачи является понижение долговечности ремня вследствие дополнительного перегиба обратного знака. Применение передачи с натяжным роликом сократилось после изобретения клиноременной передачи, которая также позволила уменьшить α и увеличить i.
Основные типы плоских ремней. В машиностроении применяют следующие типы ремней.
Кожаные ремни обладают хорошей тяговой способностью и высокой долговечностью, хорошо переносят колебания нагрузки. Высокая стоимость и дефицит кожаных ремней значительно ограничивают их применение.
Прорезиненные ремни состоят из нескольких слоев хлопчатобумажной ткани, связанных между собой вулканизированной резиной. Ткань, имеющая больший модуль упругости, чем резина, передает основную часть нагрузки. Резина обеспечивает работу ремня как единого целого, защищает ткань от повреждений и повышает коэффициент трения. Будучи прочными, эластичными, малочувствительными к влаге и колебаниям температуры, эти ремни успешно заменяют кожаные. Прорезиненные ремни следует оберегать от попадания масла, бензина и щелочей, которые разрушают резину.
Хлопчатобумажные ремни изготовляют как цельную ткань с несколькими слоями основы и утка, пропитанными специальным составом (битум, озокерит). Такие ремни, легкие и гибкие, могут работать на шкивах сравнительно малых диаметров с большими скоростями. Тяговая способность и долговечность у этих ремней меньше, чем у прорезиненных.
Шерстяные ремни — ткань с многослойной шерстяной основой и хлопчатобумажным утком, пропитанная специальным составом (сурик на олифе). Обладая значительной упругостью, они могут работать при резких колебаниях нагрузки и при малых диаметрах шкивов. Шерстяные ремни менее чувствительны, чем другие, к температуре, влажности, кислотам и т. п., однако их тяговые свойства ниже, чем у других типов ремней.
Пленочные ремни — новый тип ремней из пластмасс на основе полиамидных смол, армированных кордом из капрона или лавсана. Эти ремни обладают высокими статической прочностью и сопротивлением усталости. Применяются для передач мощностью до 15 кВт. При малой толщине (0,4... 1,2 мм) они передают значительные нагрузки, могут работать при малых диаметрах шкивов и с высокой быстроходностью (v < 60 м/с). Для повышения тяговой способности ремня применяют специальные фрикционные покрытия.
Соединение концов ремня. Большое влияние на работу передачи, особенно при значительных скоростях, оказывает соединение концов ремня. Недоброкачественное соединение концов ремня приводит его к преждевременному разрушению и снижает тяговую способность передачи. Существует много различных способов соединения концов ремня. Все эти способы можно разделить на три основные группы: сшивка, склеивание, металлическое скрепление.