73. Материалы и конструкции плоских ремней
Кожаные ремни однослойные или двухслойные изготавливаются из полос кожи крупного рогатого скота. Концы полос срезаются «на ус» и склеиваются специальным клеем или сшиваются ушивальником из сыромятной кожи.
Места стыков полос двухслойных (двойных) ремней не должны совпадать (рис. 58а). Обе полосы должны быть прошиты по всей длине ремня.
На рисунке левая половина ремня показана прошитой, а правая – еще не прошитой.
Прорезиненные ремни изготовляются из нескольких слоев (прокладок) хлопчатобумажной ткани, связанных между собой вулканизированной резиной.
Виды прорезиненных ремней:
нарезные (рис. 58б) с резиновыми прослойками между слоями ткани; выполняются разной ширины нарезанием лент из широкой заготовки; эти ремни могут применяться в пыльных и сухих помещениях при высокой температуре;
завернутые (рис. 58в); эти ремни не имеют резиновых прослоек и могут применяться в сырых помещениях, где воздух содержит пары воды и кислот.
Прорезиненные ремни надо тщательно оберегать от попадания на них минеральных масел.
Хлопчатобумажные тканые ремни можно применять при неравномерной и переменной нагрузках, но при сильных колебаниях нагрузки, толчках и ударах применять их не рекомендуется.
Хлопчатобумажные шитые и тканые ремни чувствительны к воздействию паров щелочей и кислот, применяются в сухих помещениях при температуре до 50 °C и совершенно непригодны для работы в сырых помещениях с небольшим колебанием температуры.
Шерстяные тканые ремни изготовляются c основой из шерсти; они обладают значительной упругостью и пригодны для работы с неравномерной и ударной нагрузкой. Эти ремни, будучи пропитаны специальными составами, малочувствительны к колебаниям влажности и температуры и более стойки, чем все остальные ремни, к воздействию пыли, кислот, едких паров, газов и др.
Шелковые ремни изготовляются из искусственного шелка; они достаточно прочны, эластичны, легки, тонки. Применяются при больших окружных скоростях.
Прорезиненные и шитые хлопчатобумажные ремни в силу многослойности требуют шкивов большего диаметра по сравнению с кожаными, хлопчатобумажными ткаными и шерстяными ремнями.
Наименьшие диаметры требуются при шелковых ремнях, имеющих наименьшую толщину. Для различных условий работы ремня (температура, влажность, вредные пары, кислоты, щелочи, пыль, минеральные масла, характер нагрузки) следует подбирать наиболее подходящие ремни.
Рис.58. Конструкция плоских ремней
Кожаные и резиновые ремни соединяются склейкой специальными клеями, нечувствительными к влаге. Концы ремней скрашиваются, склеиваемые поверхности покрываются клеем и сушатся под прессом. Концы склеенных ремней полезно закрепить тонкой (1 мм) жильной струной, как показано на рисунке 58г. Эти же ремни часто сшиваются ушивальниками из сыромятной кожи (рис. 58д).
74. Скольжение ремней и передаточное отношение
Когда передача находится в состоянии покоя, то каждая ветвь ремня под действием начального натяжения S0 удлиняется на d0l.
При передаче вращающего момента ветви ремня будут натянуты ведущей силой: S1=P*et/(et – 1)> S0 и ведомой силой: S2=P*et/(et – 1)< S0 .
Соответственно этим силам изменится и удлинение d0l. Удлинение ведущей ветви станет d1l , а ведомой – d2l , причем d1l > d2l , так как S1 > S2 . Удлинения d1l и d2l отложены перпендикулярно к ремню и графически показаны на рисунке 59.
Рис.59. Скольжение ремней и передаточное отношение
В точке а ведущего шкива R1 окружные скорости vш1 шкива и vр ремня равны друг другу, а при дальнейшем движении по дуге ab ремень постепенно укорачивается на величину разности d1l - d2l , так что скорость его точки a к точке b снижается, т. е. оказывается, что vш1 > vш2 .
В точке с ведомого шкива R2 окружные скорости vр и vш2 равны, а в точке e окружная скорость vш2 шкива будет меньше окружной скорости vр вследствие его удлинения на величину d1l - d2l , т. е. vр > vш2 , следовательно, vш1 > vр > vш2 или vш1 > vш2.
На ведущем шкиве ремень отстает от шкива, а на ведомом – обгоняет его, и, следовательно, на обоих шкивах имеет место скольжение ремня. Это скольжение ремня называют упругим скольжением.
Упругое скольжение ремня по шкивам – закономерное явление, поскольку причиной его является неизбежная разность натяжений P=S1 – S2 . Упругое скольжение ремня тем больше, чем больше эта разность, т. е. величина его зависит от нагрузки, передаваемой ремнем. В силу этого ременной передачей невозможно осуществить передаточное отношение.
Проскальзывание ремня может возникнуть и в результате плохого ухода за ременной передачей или недостаточного предварительного натяжения S0 . Иногда в условиях эксплуатации ремней на производстве в случаях буксования ремня на шкив посыпают канифоль и тем самым увеличивают коэффициент трения. Отметим, что это временное мероприятие является вредным, поскольку оно препятствует упругому скольжению, способствует чрезмерному вытягиванию ремня, уменьшает срок его службы и понижает КПД передачи.
Без учета скольжения ремней по шкивам передаточное отношение равно i=n1/n2=w1/w2=D2/D1 .
Чтобы компенсировать уменьшение угловой скорости ведомого вала вследствие скольжения ремня, необходимо повысить угловую скорость ведущего вала, или при постоянной угловой скорости его увеличить диаметр ведущего шкива D1=D2/i*(1- ε) или уменьшить диаметр ведущего шкива D2=D1*i*(1- ε) .
С учетом скольжения ремней получаем i= D2/D1*(1- ε)= w1/w2*(1- ε)