10.Ременные передачи

10.1.Общие вопросы

Ременная передача относится к передачам с гибкой связью. Состоит из двух шкивов (ведущего и ведомого), соединенных бесконечным ремнем, предназначена для передачи крутящего момента с одного вала на другой (рис. 10.1). Передача энергии происходит за счет трения, возникающего между ремнем и шкивами. При этом момент сил трения на шкивах должен быть равен моменту, движущему на ведущем и моменту сопротивления на ведомом. С увеличением угла обхвата шкива ремнем, натяжения ремня и коэффициента тре­ния возрастает возможность передачи большей нагрузки.

Рис. 10.49. Схема ременной передачи

К достоинствам ременной передачи относятся:

- передача вращения при значительном межосевом расстоянии (l ≤ 15 м);

- отсутствие перегрузок из-за пробуксировки ремня;

- плавность и бесшумность работы;

- простота конструкции;

- сравнительно низкая стоимость;

- возможность бесступенчатого регулирования: скоростей (плоскоременная).

Недостатками передачи являются:

- непостоянство передаточного числа;

- большое давление на валы и опоры;

- больше габариты и сравнительно низкий КПД.

10.2.Классификация ременных передач

В зависимости от формы поперечного сечения различают плоскоременные, клиноременные и круглоременные передачи. Кроме того, есть поликлиновая и зубчато-ременные передачи.

10.3.Плоскоременная передача

Плоскоременная передача подразделяется на три основных типа: открытая (рис. 10.2, а), перекрестная (рис. 10.2, б), полуперекрестная (рис. 10.2, в). Передача работает с помощью гибкой ленты (ремня), выполненной из различных материалов.

Начальное натяжение S₀, одинаковое для обеих ветвей, создается при монтаже за счет упругих деформаций ремня (рис. 10.2, а). Во время работы ремень нагружается, вытягивается и ветви его оказываются натянутыми неодинаково (S₁ и S₂).

а)
б)
в)

Рис. 10.50. Схемы плоскоременных передач

10.4.Типы приводных ремней

Всякий приводной ремень должен обладать необходимой тяговой способностью (передавать заданную нагрузку без буксования) и достаточной долговечностью. Тяговая способность ремня обеспечивается надежным сцеплением его со шкивами благодаря высокому коэффициенту трения между ними. Долговечность ремня зависит от величины возникающих в нем напряжений изгиба и от частоты циклов нагружения, зависящей от числа пробегов ремня в единицу времени.

Основные типы плоских ремней стандартизованы:

- прорезиненные ремни (ОСТ 38.05.98.76) являются самыми распространенными. Изготавливаются трех типов А, Б и В.

А

Б

В

Рис. 10.51. Сечения плоских ремней

Нарезные ремни типа А состоят из нескольких слоев (прокладок) крупноплетенной хлопчатобумажной ткани (бельтинга), связанных вулканизированной резиной. Кромки защищены специальным водостойким составом (рис. 10.3, а).

В послойно завернутых типа Б прокладки из бельтинга располагаются, следующим образом: центральная прокладка охватывается отдельными кольцевыми. Эти ремни изготовляются как с резиновыми прокладками, так и без них (рис. 10.3, б).

Спирально завернутые ремни типа В изготавливаются, из одного куска бельтинговой ткани без прослоек между прокладками (рис. 10.3, в).

Прорезиненные ремни изготавливают шириной от 20 мм до 1200 мм с числом прокладок от 2 до 9; толщиной каждой от 1,25 мм до 2 мм. Ремни для машин массового производства и при работе на повышенных скоростях прорезиненные ремни выполняют бесконечными (в виде кольца). Ширина бесконечных ремней 30 мм 40 мм, 50 мм, толщина 1,75 мм, 2,5 мм, 3,3 мм и длина от 500 до 2500 мм. Сращивание конечных ремней осуществляется, склеиванием, сшивкой и при помощи металлических соединений.

Предел прочности прорезиненных ремней с одной прокладкой без прослоек σ_в = 44 МПа.

Кожаные ремни (ГОСТ 18697-73) обладают хорошими эксплуатационными свойствами, высокой нагрузочной способностью и долговечностью и допускают работу с большими скоростями (40–45 м/с), хорошо работают при переменных и ударных нагрузках. Благодаря высокой гибкости могут работать на шкивах малого диаметра. Ремни имеют износостойкие кромки и поэтому хорошо работают на шкивах с ребордами. Предназначены для передачи малых и средних мощностей и имеют ширину от 20 мм до 300 мм, σ_в= 25 МПа. Из-за высокой стоимости и возможности применение других материалов, в настоящее время кожаные ремни используются редко.

Шерстяные ремни (ОСТ/НКТП 3157) изготавливают в несколько слоев из шерстяных и хлопчатобумажных нитей. Пропитываются составом из олифы, порошкового мела и железного сурика. Они менее чувствительны к повышенной температуре, влажности, парам кислот и щелочей, что и определяет их область применения. Изготавливаются конечной ширины от 50 мм до 500 мм, толщиной от 6 мм до II мм. Обладают упругостью, хорошо работают при неравномерной и ударной нагрузке. Максимально допустимая скорость V = 30 м/с, предел прочности на разрыв, σ_в = 30 МПа.

Ремни из синтетических материалов в будущем заменят ремни из традиционных материалов благодаря большой прочности и долговечности. Например, полиамидные ремни изготавливают из традиционных материалов благодаря большой прочности и долговечности. Например, полиамидные ремни изготавливают из искусственных нитей, полученных путем холодной протяжки из полиамидной смолы или ленты. Ремни из этого материала пригодны для передач с малым межосевым расстоянием и для высокоскоростных передач (V = 70 м/с). Нейлоновый плоский ремень, покрытый каучуковой смесью, показал хорошие результаты работы при (V = 100 м/с). Полиамидные ремни бесшумны и имеют ничтожный износ. Двухслойные ремни из нейлона и хромовой кожи обладают очень большой прочностью и эластичностью. Хромовая: кожа при работе по металлу имеет высокий коэффициент трения. Такие ремни передают в три раза большую мощность на единицу ширины ремня, чем кожаные или хлопчатобумажные.