5. Напряжения в ремне

При этом напряжения изгиба не влияют на тяговую способность передачи, однако являются главной причиной усталостного разрушения ремня. Эти напряжения (рис.) используют в расчетах ремня на долговечность, так как при работе передачи в ремне возникают значительные циклические напряжения изгиба и в меньшей мере циклические напряжения растяжения из-за разности натяжения ведущей и ведомой ветвей ремня.

6. Расчет передачи с клиновым и поликлиновыМ ремнём

Передачи с клиновыми и поликлиновыми ремнями рассчитывают одновременно по тяговой способности и ресурсу. Это обеспечивает отсутствие буксования рем­ня на шкивах и достаточную усталостную прочность ремня. Тяговая способность ремня определяется окружным усилием, которое способен передать ремень при заданных условиях работы. Тяговую способность ремней определяют на стендах, которые снабжены приборами и устройствами для замера крутящего момента и частоты вращения валов. Испытания ременных передач проводят при типовых условиях: v₁=10 м/с, α₁=180⁰.

Испытание на тяговую способность заключается в постепенном нагружении ремня, установленного на шкивы стенда под заданным натяжением до буксования.

В процессе испытания фиксируется величина скольжения ремня и КПД:

ξ=[(n₁ – n₂ i) /n₁)]∙100% и η=Т₂ /Т₁ i

По результатам замеров для каждого нагружения определяется

коэффициент тяги ψ= F_t /2F₀

2F₀ – предва­рительное натяжение ремня

Расчет на тяговую способность основан на использовании кривых скольжения (рис.), которые строят в координатах ψ – ξ

Сумма натяжений ветвей при передаче полезной нагрузки: F₁ + F₂ =2νF₀

ν- коэффициент относительного повышения начального натяжения.

В передачах 1-го типа - двушкивных передачах с автоматическим поддержанием постоянства силы воздействия на валы 2F₀=const (α ≠const): ν =1

В передачах 2-го типа - двушкивных передачах с фиксированным межосевым расстоянием α =const :

В момент максимальной нагрузки F_t =F₁ , F₂= 0, и следо­вательно ψ=1. Однако экспериментально было обнаружено, что для передач с закрепленными валами значение ψ может превышать единицу и достигать 1,5...2,0, т.е. 2F₀=F₁+F₂, для этих передач не является постоянной величиной. Объясняется этот эффект перераспределением деформаций в ветвях ремня и на дугах обхвата, а также влиянием изгибной жесткости ремня, проявляющихся при повышении нагрузки. Кривые скольжения и КПД показывают, что оптимальная нагрузка ременной передачи лежит в зоне критического коэффициента тяги, где наибольший КПД. При меньших нагрузках передача недоиспользуется. Переход за критическое значение коэффициента тяги допустимо только при кратковременных перегрузках. Работа в этой области связана с повышенным износом ремня, потерями энергии в передаче и снижением скорости на ведомом шкиве. Средние значения ψ_к, полученные из испытаний при типовых режимах, для клиновых ремней ψ _к=0,7.

Тяговая способность зависит от:

- свойств ремня (модуля упругости при растяжении и сжатии, коэфф. трения).

- натяжения ремня,

- скорости,

- площади контакта ремня со шкивом (угла обхвата шкивов)

Расчёт передачи с клиновыми и поликлиновыми ремнями проводят в 4 этапа:

1. Выбирают сечение ремня

2. Определяют допускаемую мощность[Р]₀ , [Р]₁₀ для выбранного сечения клинового или поликлинового ремня с десятью ребрами

3. Рассчитывают необходимое число ремней z или ребер z в ремне;

4. Определяют оптимальное предварительное (начальное) натяжение F₀ ремня и метод его контроля, силу воздействия на валы F_a передачи.

1. В зависимости от вращающего момента T₁ по табл. или по графикам выбирают сечение ремня и определяют диаметр малого шкива

2. Принципиально для всех фрикционных ременных передач может иметь место:

[Р]₀ =Р₀ С

где С= С_α С_L С_р С_z C_V C_H C_T C_M

Коэффициенты учитывают:

-- угол обхвата меньшего шкива С_α -- длину ремней С_L

-- режим работы С_р -- числа ремней в комплекте С_z

-- тип передачи C_T -- наличие натяжного ролика C_H

-- скорость C_V -- вид материала тягового слоя C_M

Р₀ - табличная мощность, номинальная для конкретного ремня в зависимости от его специализации (нормальный, узкий, поликлиновой вариаторный ремень,).

Специализация клиновых ремней диктует необходимость применения или неприменения отдельных из указанных коэффициентов. Например, С_z вызвана неравномерной нагрузкой отдельных ремней в комплекте из-за технологического разброса их длин и модулей упругости; C_T отражает конструктивные особенности вариаторных ремней, которые ужесточают или облегчают условия работы ремня в сравнении с оптимальной конструктивной схемой, обеспечивающей симметричное регулирование обоих шкивов.

3. Рассчитывают необходимое число ремней z или ребер z в ремне

4. Определяют оптимальное предварительное (начальное) натяжение F₀ ремня