Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основные подходы к расчету и конструированию РТИ и пресс-форм. Учебное пособие
.pdf
обеспечивать большой срок службы при минимальных затратах
эксплуатациионных расходов.
4. Эстетико-художественных – иметь хорошие де-
коративные свойства и обеспечивать получение нужных конструктивно-художественных и гигиенических форм.
Полимерные материалы находят в последнее время широкое применение, как при выпуске простейших бытовых изделий, так и в сложных конструкциях различных машин и механизмов.
Пластмассы по своим качественным показателям существенно превосходят традиционные материалы. Фенопласт, например, прочен как сталь, но имеет в 2 раза меньший вес, чем
алюминий; волокнит не уступает чугуну в стойкости на излом и
износ, но примерно в 4 раза легче чугуна; подшипники и втулки
из пластмасс отличаются в 8-10 раз большей износостойкостью
по сравнении с металлическими; шестерни из текстолита бесшумны и отличаются большой прочностью и коррозионной
стойкостью.
21
2. ПРИВОДНЫЕ РЕМНИ И ТРАНСПОРТЕРНЫЕ ЛЕНТЫ
2.1. Плоские приводные ремни
Приводные ремни занимают важное место в производстве РТИ. Они используются для создания передач, отличающихся
экономичностью и простотой устройства. Различие условий эксплуатации приводных ремней обусловливает многообразие конструкций, типоразмеров, материалов для их производства. Приводной ремень является сложным резинотканевым (резинокордным) изделием, работающим в условиях значительных напряжений и деформаций, циклически изменяющихся при пробеге
ремня по контуру передачи [2].
Плоские приводные ремни (ППР) получили большое распространение. Они применяются на различных установках мощностью до 1500 кВт и обслуживают открытые, перекрестные,
угловые и другого вида передачи, в приводах промышленного
оборудования и сельхозмашин при скоростях до 30 м/с.
Ремень состоит из нескольких (чаще всего до шести) слоев обрезиненной ткани на основе комбинированных нитей (хлопок с лавсаном) или капроновой ткани, или специальной ткани так называемого бельтинга. Средством скрепления тканевых
слоев, одновременно изолирующим их нити, а также защиты
ткани против влияния сырости, газов и механических воздействий служит резина. Если ремни работают в обычных заводских
или сельскохозяйственных установках, то для защиты тканевых
прокладок от атмосферного влияния достаточно слоя резины,
нанесенного при промазке бельтинга. Когда ремень работает в
условиях повышенной влажности или возможного воздействия
газов, необходима дополнительная защита ткани резиновой обкладкой.
Известны три основных конструкции ППР с тканевой
прослойкой (рис.2.1).
22
ППР типа А (нарезные) изготавливают путем послойного
дублирования полос прорезиненной ткани. Полученные многослойные пластинные заготовки вулканизуют, после чего разрезают вдоль на ремни требуемой ширины. При таком способе
изготовления ремни имеют оголенные тканевые кромки. Для
защиты их от проникновения и разрушающего действия смазочных масел и влаги применяют промазку специальным водоупорным составом.
Прокладки нарезного ремня, не связанные жестко по
кромкам, при изгибе ремня могут легче смещаться одна по другой. Возможность такого смещения обеспечивает большую гибкость нарезных ремней, составляющую их ценное преимущество, но одновременно требует усиления резиновой прослойки
между тканевыми прокладками. Это усиление обеспечивается
путем наложения резиновых слоев на прокладки.
Тип Б (послойно завернутые).
Изготавливаются путем
одновременного загиба обеих кромок, предварительно закроенных на требуемую ширину полос бельтинга.
Тип В (спирально завернутые). Это ремни наиболее старой конструкции, сегодня вытесняемые более современными
конструкциями.
тип А
тип Б
тип В
Рис. 2.1.Типы плоских приводных ремней
23
Приводной ремень, огибающий шкивы, осуществляет
передачу работы вследствие трения о поверхность шкивов.
Натяжение ведущей ветви ремня Т1 всегда больше, чем ведомой
Т2. Разница между этими натяжениями и составляет полезное
усилие, передаваемое ремнем [3]:
Р = Т1 - Т2 = 103 N / v, (2.1)
где N - передаваемая мощность, кВт⋅ч, v - скорость ремня, м/c.
Натяжение ветвей ремня ведет к возникновению силы
трения и, следовательно, к передаче ведомому шкиву крутящего
момента. Чтобы в работающей передаче возникла необходимая
разность натяжений, ремень должен быть поставлен на шкивы с
начальным натяжением Т
Т
+ Т2 = 2 То и Т1 = То + 0,5 Р (2.2)
1
. Тогда
о
где Р - окружное или передаваемое полезное усилие, Н.
Связь между Т1 и Т2 определяется формулой Эйлера:
Т
= Т
ехр (
где
1
2
µ
- коэффициент трения ремня по шкиву,
т
µ
) (2.3)
т αд
α
- дуга обхвата
д
ремнем малого шкива, рад.
Тогда из уравнений (3.2) и (3.3) следует:
Т
= Р ехр (
1
µт α
) / [1 - 1/exp(
д
µтα
)] (2.4)
д
Если отнести натяжение ведущей ветви Т1 и окружное
усилие Р к площади поперечного сечения ремня S, то получим
соответствующие полезные напряжения:
σ
= Т1/S;
1
σ
= P/S (2.5)
п
Тогда уравнение (3.5) записывается:
σ
=
σ
1
/ [1 - 1/exp(
п
µтα
)] (2.6)
д
24
В реальных условиях, вследствие наличия массы и скорости ремня, развивается центробежная сила, стремящаяся удалить
ремень от шкива, что ведет к уменьшению передаваемой ремнем
мощности. Кроме того, ремень имеет некоторую толщину и не
является абсолютно гибким, что тоже ведет к уменьшению передаваемой мощности. Если учесть эти три фактора, то суммарное напряжение максимально загруженной ветви ремня (на малом шкиве):
σ
=
σ
=
σ
+
σ
+
σ
общ
1
п
ц
. (2.7)
изг
А уравнение (2.7) можно привести к виду:
σ
= (
σ
-
σ
-
σ
п
общ
ц
) ⋅ [1 - 1/exp(
изг
µтα
д
)] (2.8)
Расчет ременной передачи сводится к установлению
мощности, передаваемой ремнем заданной конструкции и размеров или же к выбору размеров ремня заданной конструкции
для передачи заданной мощности и параметров привода, которые обеспечивают требуемый срок службы ремня. В проектном
расчете устанавливают все величины, входящие в уравнение
(2.8), аналитически или с помощью экспериментальных поправок и другими способами. Рассмотрим два из них, наиболее часто используемые:
1. Расчет по натяжению.
Для ППР, у которых величина модуля и площади сечения
резиновых прослоек очень малы, расчет можно относить только
к тканевым деталям. Отнесем напряжения
σ
,
σ
,
σ
,
σ
п
общ
ц
изг
к 1
см ширины тканевой прокладки, обозначая соответствующие
нагрузки Кп, К
, Кц и К
общ
. и рассмотрим каждую из них в от-
изг
дельности.
соответствует p - допускаемому полезному окружному
К
п
усилию на 1 см ширины текстильной прокладки (Н). Так как
σ
= Р/S = pbi / S (2.9)
п
25
то Кп = pi / S (2.10)
где b - ширина ремня, i - число тканевых прокладок в каркасе
ремня.
σ
= Кb’ io С
общ
(2.11)
т
где Ст - коэффициент изменения средней разрывной прочности
тканевой прокладки в результате технологических процессов и
взаимного влияния количества прокладок в ремне, К
′
- проч-
В
ность ткани прослойки по основе, Н /см, i0- число тканевых прокладок, приходящихся на 1 см толщины каркаса ремня
o
= 10 / ∆, (2.12)
i
где ∆ - толщина одной тканевой прокладки в каркасе ремня, мм.
Деформационно-прочностные свойства текстильных прокладок в зависимости от технологических операций приведены
в табл.2.1. Ширина и число прокладок в зависимости от типа
текстиля приведены в таблице 2.2.
26
27
Таблица 2.1.
аркаса
Основные физико-механические показатели тканей и расчетные
допускаемые нагрузки на ремень
Толщина одной текстильной
прокладки, ∆, мм, не более
Тип ткани
в
Су-
ровье
АСТ-28 0,30 0,40 - 150 100 10 1,5 10
Б-820 1,15 1,25 1,50 610 550 18 2,5 55
БНКЛ-65 1,05 1,15 1,30 650 550 - 3,5 30
ТА-150 1,10 - 1,35 1500 1500 20 3,5 150
ТК(СТА)-
300
1,60 - 1,80 3000 3000 25 4,0 300
В каркасе ремня Про-
Без ре-
зиновой
про-
слойки
С рези-
новой
про-
слойкой
Номинальная
прочность по
основе
кладки
Суро
Н
к
ремня,
Кb’ Ст,
Н/см
вья,
Удлинение про-
кладки ремня по
основе, %, не
более
При на Привод
При
раз-
рыве
грузке10
% от
разрыв-
ной
Допускаемая на-
грузка по основе,
станоч-
ных
передач
30
68,8
55
68,8
Kz, Н/см
-
-
Лента
транс
портера или
элева-
тора
-
-
55
68,8
-
55
68,8
150
185
300
370
Запас
прочности
10
18
10
8
18
10
8
10
8
10
8
28
Таблица 2.2.
Ширина и число прокладок в зависимости от типа применяемой
ткани и типа ремней
Ширина ремней, мм Рекомендуемое число прокладок в зависимости от
типа применяемой ткани
Типы ремней Ремни типа А типа Б типа
В
А Б В ОПБ-5 ОПБ-
- 20, 25, 30,
40, 45
- - 20, 25, 30, 40 - - - - - 3
20, 25, 30, 40, 45, 50,
60, (65), 70, 75
80, 85, 90, 100 - 80, 85, 90, 100 - - 3-6 - - 3-6
(115), (120), 125, 150,
(175), 200, (225), 250
250, (275), 300, (350) 250, 300 250, 300 3 3 4-8 3 4-8 4-8
400, 450 375, 400,
500 500 500 3-4 3-4 5-9 3-4 5-9 5-9
(550), 600, 700 - - 5 5 - 5 - -
800, 900 - - 5-8 5-8 - 5-8 - -
1000, 1100, (1200) - - 5-8 5-8 - 5-8 - -
- 50, 60, (65), 70,
150, 200,
250
425, 450
- - - - - 2 -
- - 3-5 - - 3-5
75
125, 150, 200,
250
375, 400, 425,
450
3 3 4-6 3 4-6 4-6
3-4 3-4 5-8 3-4 5-8 4-8
Б-820 уточная
12
Б-820 Б-820
шнуровая
В ходе расчета от максимально возможного напряжения
σ
переходят к расчетной допускаемой нагрузке:
общ
К
= Кz = Kb’ i CT / z (2.13)
общ
где z - принятый запас прочности. Значения Кz при соответствующем значении z приводятся в таблице 3.1.
Для определения Кц исходят из уравнения
σ
= ( q / g io ) v2 = ( m / io ) v
ц
2
(2.14)
где q и m – вес и масса ремня длиной 1 м и сечением 1 см2, g ускорение свободного падения, v - скорость ремня. Для упрощения расчета условно принимают скорость v = 10 м/с или более
точно рассчитывают по формуле:
π
D1 n1 (2.15)
v =
где D1 и n1 - диаметр (м) и скорость вращения (об/с) малого
шкива передачи.
Тогда нагрузка на 1 см ширины одной прокладки от цен-
тробежной силы составит:
К
= (q ∆ / 98,1) v2 = Ko v
ц
2
(2.16)
Величина Ко зависит от вида резиновой смеси, толщины
ткани, наличия резиновых прослоек и резиновой обкладки (табл.
2.3).
Таблица 2.3.
Значение Ко для ткани Б-820
Ремни Толщина тек-
прокладки в
каркасе ∆, мм
Без резиновых
прослоек (ρ =
11000 Н/м3)
С резиновыми
прослойками (ρ
= 12500 Н/м
3
)
стильной
1,25
1,50
Среднее число про-
кладок на 1 см
толщины каркаса
ремня (io = 10/∆)
8,00
6,65
Ко на 1 см
ширины,
Н⋅с2/м
0,014
0,019
2
Напряжение от изгиба ремня рассчитывают по формуле:
σ
изг
= Е
δ ∆ / (D1 + δ) (2.17)
изг
где δ - общая толщина ремня, равная произведению толщины
одной прокладки ∆ на число прокладок i (м); D1 - диаметр малого шкива, м.
Вследствие неоднородного распределения напряжения
изгиба и анизотропности всей конструкции используют эффективный модуль изгиба Е
, величина которого может составлять
изг
34-50 МПа.
Чтобы определить общую толщину ремня δ , необходимо
знать число тканевых прослоек i. Поскольку весь расчет ведется
на единичную прокладку, при определении
∆
1. Толщину одной прослойки
можно выбрать по таблице 3.1
σ
принимается i =
изг
или 3.3 в зависимости от того, предполагается ли между прослойками промежуточный резиновый слой.
Теперь Кп (условное) составит, в Н на 1 см ширины прокладки:
К
= (K
п
- Кц - К
общ
) ⋅ [1 - 1/exp(µ
изг
)] (2.18)
тαд
Коэффициент
µ
приближенно принимают равным 0,4
т
или рассчитывают по формуле:
µ
= 0,25 + 0,012 v (2.19)
т
Дуга обхвата ремнем малого шкива никогда не бывает
равной 180 градусов (3,14 радиан). Ее величину можно
приближенно определить как 0,8 π или, более точно, из
соотношения:
α
= 180 - 60 (D2 - D1) / L (2.20)
д
где D2 и D1 - диаметры большого и малого шкивов, L межцентровое расстояние передачи.
Окончательный расчет ППР обычно сводится к
определению точного числа тканевых слоев и сравнению его с
задаваемым в ходе расчета. Для этого пользуются формулой:
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]