Буксование ремня

По мере роста окружной силы F_t = F₁ – F₂ уменьшается дуга покоя α_n1, следовательно, уменьшается и запас сил трения.  При значительной перегрузке дуга скольжения α_c1 достигает значения дуги обхвата α₁ и ремень скользит по всей поверхности касания с ведущим шкивом, т. е. буксует. При буксовании ремня на ведущем шкиве ведомый шкив останавливается – передача становится неработоспособной.

***

Кривые скольжения ремня и кпд ременной передачи

Кривая скольжения ремня (см. рис. 4) устанавливает связь между полезной нагрузкой и относительным скольжением ξ в передаче. Она отражает явления, происходящие в ременной передаче, и совместно с КПДхарактеризует ее работу в данных условиях.

Если величина коэффициента относительной нагрузки(коэффициента тяги) φ находится в пределах от нуля до критического значения φ_к, в передаче имеет место только упругое скольжение.  Одновременно с увеличением φ возрастает и КПД передачиη.  При дальнейшем увеличении коэффициента тяги работа передачи становится неустойчивой (частичное буксование)и при достижении предельного значения возникает полное буксование ремня по ведущему шкиву.

Значение коэффициента тяги φ установлены для каждого типа ремня. Рабочую нагрузку рекомендуется выбирать вблизи критического значения.

КПД ременных передач зависит от степени загруженности передачи, от потерь на скольжение ремня по шкивам, на сопротивление воздух движению ремня и шкивов, на трение в подшипниках.  Наибольшая доля потерь приходится на внутреннее трение в ремне при изгибе, особенно для клиноременных передач. Эти потери не зависят от нагрузки, поэтому КПД ременных передач при малых нагрузках невысок(велики относительные потери).  Максимального значения КПД передачи достигает в зоне критического значения коэффициента тяги φ_к.

При нормальных условиях работы принимают: - для передачи с плоским ремнем η = 0,95…0,97; - для клиноременных и поликлиновых передач η = 0,92…0,95.

КПД клиноременных и поликлиновых передач ниже из-за повышенных потерь на внутреннее трение в ремне и на скольжение ремней по шкивам.

Напряжения в ремне

 

Характеристика напряжений в ременной передаче

Различают следующие виды напряжений в ремне: напряжение предварительного натяжения, полезное напряжение, напряжение изгиба ремня и напряжение от действия центробежных сил.  В совокупности все эти напряжения вызывают суммарные напряжения в ремне, которые при работе ременной передачи по длине ремня распределяются неравномерно (см. рис. 1).

Напряжение предварительного натяжения ремня

Напряжение σ₀ возникает из-за необходимости придавать ремню предварительное натяжение, чтобы обеспечить его сцепление со шкивами за счет сил трения. В состоянии покоя или при холостом ходе каждая ветвь ремня натянута силой F₀, следовательно,

σ₀ = F₀/A, где А – площадь поперечного сечения ремня.

Полезное напряжение

Отношение окружной силы (полезной нагрузки) F_t к площади поперечного сечения ремня называют полезным напряжением σ_t (на рис. 1 полезное напряжение выделено синим цветом):

σ_t = F_t/A.

Так как F_t = F₁ – F₂, то полезное напряжение σ_t является разностью напряжений в ведущей и ведомой ветвях ремня при рабочем ходе на малой скорости (пока не сказывается влияние центробежных сил), т. е.

σ_t = σ₁ – σ₂.

Напряжения σ₁ в ведущей и σ₂ в ведомой ветвях от сил F₁ и F₂ с учетом сделанных ранее определений могут быть рассчитаны по формулам:

σ₁ = F₁/A = F₀/A + 0,5F_t/A = σ₀ + σ_t/2; σ₂ = F₂/A = F₀/A - 0,5F_t/A = σ₀ - σ_t/2.

Величина σ_t определяет тяговую способность ременной передачи.