Матеріали та конструкції деталей фрикційних передач
Матеріали фрикційних котків повинні задовольняти такі вимоги: високий модуль пружності для зменшення пружного ковзання та втрат потужності на перекочування котків; високий коефіцієнт тертя ковзання; висока контактна міцність та стійкість проти спрацьовування для забезпечення потрібної довговічності передачі.
Найчастіше використовують такі поєднання матеріалів для виготовлення ведучого та веденого котків: загартована сталь – загартована сталь забезпечує найбільшу контактну міцність передачі та високий ККД, але вимагає достатньої точності виготовлення деталей та монтажу передачі. Найліпші результати дає застосування сталей типу ШХ15 із термообробкою поверхні до твердості 50– 55 HRC. У тихохідних передачах можуть використовуватись леговані сталі 40Х, 40ХН із гартуванням та середнім відпусканням.
Чавун – чавун (або сталь) також забезпечує достатньо високу несучу здатність передачі та малі її габаритні розміри. Фрикційні передачі з металевими котками можна проектувати для роботи в умовах змащування або без змащування.
Текстоліт,
фібра – сталь,
чавун мають
широке застосування у середньо та мало
навантажених передачах. Завдяки високим
значенням коефіцієнта тертя вимагають
меншої сили притискання котків.
Рисунок 2. Конструкції фрикційних котків
Шкіра, деревина, гума – сталь, чавун знаходять використання у мало-навантажених передачах та кінематичних передачах приладів. Ці матеріали мають низьку стійкість проти спрацьовування, але високий коефіцієнт тертя.
Котки фрикційних передач із неметалевих матеріалів завжди повинні працювати без змащування. Як правило, ведучий коток виготовляють із більш м’якого матеріалу, щоб запобігти місцевому спрацьовуванню (утворенню лисок) на робочій поверхні веденого котка при випадковому буксуванні.
Натискні пристрої фрикційних передач
Створення потрібної сили притискання котків фрикційних передач можна здійснити різними способами. Спосіб притискання має суттєве значення для роботи пере дачі. Постійне притискання припустиме тільки у передачах, що передають постійне робоче навантаження. У тих передачах, що працюють із змінним навантаженням, бажано, щоб сила притискання котків змінювалася автоматично відповідно до навантаження. Довговічність та ККД таких передач більші, оскільки у цьому разі не виникають надмірні сили при передаванні малих робочих навантажень.
У гвинтовому пристрої слід застосовувати несамогальмівну гвинтову пару. Іншим прикладом автоматично діючого пристрою є передача із самозатягнутим кільцем . Крім основних котків, передача має додатковий холостий ролик та масивне жорстке кільце , що охоплює з невеликим початковим натягом усі три котки.
З іншими схемами натискних пристроїв фрикційних передач можна познайомитись у спеціальній літературі.
Види руйнування котків і критерії розрахунку. Допустимі контактні напруження та тиск
Сила притискання котків у фрикційних передачах спричинює на їх робочих поверхнях значні контактні напруження. Оскільки при обкочуванні котків зона контакту постійно змінюється, то контактні напруження мають циклічний характер, до того ж у кожній точці робочої поверхні котка один цикл зміни напружень відбувається за один оберт. При такому характері зміни напружень у металевих котках, що працюють в умовах змащування, руйнування робочих поверхонь відбувається внаслідок втомного викришування. При роботі котків без мастила руйнування здійснюється внаслідок нагрівання та відшаровування частинок матеріалу робочих поверхонь. Щоб запобігти таким формам руйнування металевих котків фрикційних передач, слід обмежувати контактні напруження на робочих поверхнях, що здійснюється відповідним розрахунком котків на міцність.