Шкивы и натяжные устройства

Шкивы.Основные конструктивные элементы шкива ременной передачи: обод, несущий ремень; ступица, насаживаемая на вал; диск или спицы, соединяющие обод со ступицей.

Материалами для шкивов ременных передач могут быть: чугун, сталь, легкие сплавы, пластмассы и дерево.

Чугунные шкивынаиболее распространены; они изготовляются из серого чугуна методом отливки и применяются при окружных скоростях до 30 м/с; для шкивов из модифицированного чугуна эта скорость может быть выше (до 45 м/с).

Стальные шкивымогут быть литыми, сварными или точеными. Стальное литье может применяться при окружных скоростях до 45 м/с; сварные шкивы допускают скорость до 60 м/с.

Шкивы из алюминиевых сплавовимеют среди металлических шкивов минимальную массу и могут использоваться при скоростях до 100 м/с, так как малая плотность этих сплавов значительно снижает центробежные нагрузки.

Неметаллические шкивыимеют малую массу, высокий коэффициент трения ремня о шкив, но теплопроводность и износостойкость их ниже, чем у металлических шкивов.

Шкивы, работающие с окружной скоростью свыше 5м/с, подвергаются статической балансировке.

Основные размеры, конструктивные особенности и технические условия для шкивов плоскоременных передач регламентированы ГОСТ17383–73. Стандарт устанавливает три типа шкивов с посадочным отверстием двух исполнений – цилиндрическим и коническим (рис.1.48).

Рис. 1.48. Типы стандартных шкивов плоскоременных передач

Шкивы имеют гладкую рабочую поверхность обода. На поверхности обода шкивов, работающих с окружной скоростью свыше 40 м/с, должны быть проточены кольцевые канавки, обеспечивающие выход воздуха из-под ремня, во избежание образования воздушного клина, ухудшающего сцепление между ремнем и шкивом. Для предупреждения сползания плоского ремня со шкивов один из них (обычно ведомый) делают выпуклым, очерченным в осевом сечении дугой окружности (тип I),или с цилиндрической поверхностью в середине и коническими по краям (тип III),величина стрелы выпуклости hобода шкива возрастает с увеличением диаметра шкива. Допускается изготовлять шкивы с буртиками на ободе и конусностью посадочного отверстия 1:5. Для уменьшения изнашивания ремня в результате упругого скольжения шероховатость поверхности обода шкива не должна превышать Ra= 2,5 мкм. Ширина В обода шкива принимается по таблицам ГОСТа в зависимости от ширины bремня из стандартного ряда (мм): 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 71; 80; 90; 100 и т.д. до 250 (для открытых передач В= 1,1b+ 10 мм).

В приложении к стандарту даны рекомендуемые сочетания основных параметров и присоеди­нительных размеров шкивов для плоских приводных ремней.

Основные размеры шкивов для клиноременных передач и технические требования к этим шкивам стандартизованы. Стандарт устанавливает три типа конструкций шкивов (рис.1.49): а – монолитных с расчетным диаметром до 100 мм; б – с диском с расчетным диаметром от 80 до 400 мм; в – со спицами и расчетным диаметром от 180 до 1000 мм. Шкивы могут изготовляться с цилиндрическим или коническим посадочным отверстием, число канавок у стандартных шкивов не превышает восьми. В шкивах со спицами ось шпоночного паза должна совпадать с продольной осью спицы (рис.1.49, в). Для снижения изнашивания ремня за счет упругого скольжения шероховатость рабочих поверхностей канавок должна быть Ra≤ 2,5 мкм.

Угол α профиля канавок для клиновых ремней зависит от расчетного диаметра dpшкивов и колеблется в пределах α = 34...40° (рис.1.50, а). Это связано с тем, что при огибании шкива ремень изгибается; эпюра напряжений изгиба и положение нейтральной оси (Н. О.) показаны на рис.1.50, б. В зоне растянутых волокон поперечные размеры ремня уменьшаются, а в зоне сжатых волокон – увеличиваются, в результате чего угол клина ремня при огибании шкива становится меньше своего первоначального значения φ0= 40 ± 1°. Чем меньше диаметр шкива, тем больше напряжение изгиба и изменение угла клина ремня. Для обеспечения полного прилегания боковых поверхностей ремня к боковым поверхностям канавки шкива соблюдается условие α < φ0.

Рис. 1.49. Типы стандартных шкивов клиноременных передач

Рис. 1.50. Схема для определения угла профиля канавок

Натяжные устройства.Необходимым условием работы ременных передач трением являетсяпредварительное натяжение ремня, которое должно сохраняться во время эксплуатации. Для ком­пенсации отклонений от номинала по длине ремня, его удлинения во время эксплуатации, а также для свободной установки новых ремней и создания их предварительного натяжения в передачах предусматривается регулировка межосевого расстояния и установка натяжных устройств.

В конструкциях передач наименьшее значение межосевого расстояния должно соответствоватьдлине ремня, уменьшенной на 2% при длине ремня до 2 м и на 1% при длине ремня свыше 2 м; наибольшее значение устанавливается из расчета длины ремня, увеличенной на 5,5%.

Натяжные устройства можно классифицировать следующим образом: устройства периодическогодействия, в которых натяжение ремня регулируется винтами; устройства постоянного действия, в которых натяжение поддерживается постоянным за счет силы тяжести или усилия упругого элемента; устройства автоматические, обеспечивающие регулирование натяжения ремня в зависимости от нагрузки.

Натяжные устройства периодического действия показаны на рис.1.51: а – регулировка межосевого расстояния осуществляется перемещением электродвигателя по салазкам с помощью винта; б – регулировка осуществляется перемещением электродвигателя, установленного на качающейся платформе, регулируемой винтом.

Рис. 1.51. Виды натяжных устройств периодического действия

Если в конструкции (рис.1.51, б)удалить регулировочный винт, то получится натяжное устройство постоянного действия за счет веса электродвигателя.

На рис.1.44,ж показана схема открытой ременной передачи с натяжным роликом. В такой передаче натяжение ремня поддерживается и регулируется грузом G,передвигаемым по качающемусярычагу, на другом конце которого установлен натяжной ролик. Натяжные ролики применяют в основном в нереверсивных плоскоременных передачах с большими передаточными числами и малыми межосевыми расстояниями (без натяжного ролика у таких передач угол обхвата малого шкива α1 < 150°) Применение натяжного ролика увеличивает угол обхвата малого шкива и, следовательно, тяговую способность передачи, но долговечность ремня при этом уменьшается, так как он изгибается в двух направлениях; кроме того, значительно повышаются требования к соединениям концов ремня и возрастает стоимость передачи. Диаметр D0натяжного ролика принимают равным D0= (0,8…1,0)D1, где D1– диаметр малого шкива; натяжной ролик устанавливается на ведомой ветви ремня ближе к малому шкиву.

В клиноременных передачах, допускающих значительно меньший угол обхвата малого шкива, натяжные ролики применяют лишь при невозможности регулировки межосевого расстояния; ролик рекомендуется располагать с внутренней стороны ремня, в противном случае ремень будет изгибаться в двух направлениях и возникнет необходимость применения ремня шестигранного (сдвоенного клинового) сечения.

Устройства с автоматической регулировкой натяжения ремня в зависимости от передаваемого вращающего момента улучшают условия эксплуатации ремня и передачи, однако такие натяжные устройства сложны, дороги и поэтому широкого применения не имеют.

Будет полезно почитать по теме: