Потери в передаче и к.П.Д.

Потери мощности в ременной передаче складываются из: потерь в опорах валов; потерь от скольжения ремня по шкивам; потерь на внутреннее трение в ремне, связанное с периодическим изменением деформаций, и в основном с деформациями изгиба; потерь от сопротивления воздуха движению ремня и шкивов.

Все эти потери трудно оценить расчетом, а поэтому к.п.д. передачи определяют экспериментально или оценивают приближенно на основе практики. При нагрузках, близких к расчетным, среднее значение к.п.д. обычно принимают для плоскоременных передач   0,97, а для клиноременных   0,96.

Кривые скольжения и к.П.Д.

В настоящее врямя работоспособность ременной передачи принято характеризовать кривыми скольжения и к.п.д. (рис.5.9). Такие кривые являются результатом испытаний ремней различных типов и материалов (плоских, клиновых, кожаных, прорезиненных и др.).

На графике по оси ординат отсчитывают относительное скольжение  и к.п.д.  в процентах, а по оси абсцисс – нагрузку передачи, которую выражают через коэффициент тяги

Коэффициент тяги  позволяет судить о том, какая часть предварительного натяжения ремня S₀ используется полезно для передачи нагрузки F_t, т.е. характеризует степень загруженности передачи. Целесообразность выражения нагрузки передачи через безразмерный коэффициент  объясняется тем, что скольжение и к.п.д. связаны именно со степенью загруженности передачи, а не с абсолютной величиной нагрузки.

Рис.5.9

Допускаемые полезные напряжения в ремне f

Анализ многочисленных кривых скольжения позволил установить зависимость для определения величины допускаемых полезных напряжений в ремне

(5.20)

где с и  - постоянные коэффициенты, зависящие от типа и материала ремня, а коэффициент с также и от _0..

Зависимость [_F]₀ от /D₁ объясняется тем, что коэффициент трения между ремнем и шкивом связан с величиной нормального давления между ними или при прочих равных условиях с величиной D и .

Переход от значений [_F]₀ для типовой передачи к допускаемым полезным напряжениям [_F] для проектируемой передачи производится с помощью корректирующих коэффициентов:

(5.21)

где К_ - коэффициент угла обхвата, учитывающий снижение тяговой способности передачи с уменьшением угла обхвата; К_ - скоростной коэффициент, вводимый только для передачи без автоматического регулирования натяжения (см.ниже) и учитывающий уменьшение прижатия ремня к шкиву под действием центробежных сил; К_Н – коэффициент режима нагрузки, учитывающий влияние периодических колебаний нагрузки на долговечность ремня; К₀ – коэффициент, учитывающий способ натяжения ремня и наклон линии центров передачи к горизонту (у вертикальных передач собственный вес ремня уменьшает его прижатие к нижнему шкиву).

Способы натяжения ремней

Вначале натяжения ремня S₀ оказывает значительное влияние на долговечность, тяговую способность и к.п.д. передачи. Наиболее экономичными и долговечными являются передачи с малым запасом трения (с малым запасом S₀ ).

На практике большинство передач работает с переменным режимом нагрузки, а расчет передачи выполняют по максимальной из возможных нагрузок. При этом в передачах с постоянным предварительным натяжением S₀ в периоды недогрузок излишнее натяжение снижает долговечность и к.п.д. С этих позиций целесообразна конструкция передачи, у которой натяжение ремня автоматически изменяется с изменением нагрузки, т.е. отношение F_t / S₀ остается постоянным.

Пример такой передачи показан на рис. 5.10. Здесь ременная передача сочетается с зубчатой. Шкив 1 установлен на качающемся рычаге 2, который является одновременно осью ведомого колеса 3 зубчатой передачи. Натяжение ремня 2S₀ равно окружной силе в зацеплении зубчатой передачи, т.е. пропорционально моменту нагрузки.

Рис.5.10

На рис.5.11 показан пример схемы передачи, в которой натяжение ремня автоматически поддерживается постоянным. Здесь натяжение осуществляется за счет массы электродвигателя G, установленного на качающейся плите. Постоянное натяжение получают также с помощью пружин в передачах с натяжным роликом (см.рис.5.13,е).

Третьим способом натяжения является способ периодического подтягивания ремня (по мере его вытяжки) с помощью винта или другого подобного устройства (рис.5.12).

Рис.5.11 Рис.5.12