Ремень (механический)

Плоский ремень

Плоскоременная передача в механическом цехе музея Хэгли

Ремень — это петля из гибкого материала, используемая для механического соединения двух или более вращающихся валов , чаще всего параллельно. Ремни могут использоваться в качестве источника движения, для эффективной передачи энергии или для отслеживания относительного движения. Ремни надеваются на шкивы и могут перекручиваться между шкивами, а валы не обязательно должны быть параллельны.

В системе с двумя шкивами ремень может либо нормально приводить шкивы в одном направлении (то же самое, если на параллельных валах), либо ремень может пересекаться, так что направление ведомого вала меняется на противоположное (направление, противоположное ведущему). если на параллельных валах). Ременную передачу также можно использовать для изменения скорости вращения в большую или меньшую сторону за счет использования шкивов разного размера.

В качестве источника движения конвейерная лента представляет собой одно из применений, в котором лента приспособлена для непрерывной транспортировки груза между двумя точками.

История

Механический ременный привод с использованием шкива впервые был упомянут в тексте Словаря местных выражений философом, поэтом и политиком династии Хань Ян Сюном (53–18 до н. э.) в 15 г. до н. э., который использовался для машины для квиллинга , которая наматывали шелковые волокна на шпульки для ткацких челноков . Ременная передача является важным компонентом изобретения прялки . Ременная передача использовалась не только в текстильных технологиях, она также применялась в сильфонах с гидравлическим приводом, датируемых I веком нашей эры.

Передача энергии

Ремни — самый дешевый способ передачи мощности между валами, которые могут быть не выровнены по оси. Передача мощности осуществляется с помощью специально разработанных ремней и шкивов. Разнообразие потребностей в передаче мощности, которые могут быть удовлетворены с помощью системы ременной передачи, велико, и это привело к множеству вариаций на эту тему. Ременные передачи работают плавно и с низким уровнем шума и обеспечивают амортизацию двигателей, грузов и подшипников при изменении необходимой силы и мощности. Недостатком ременных передач является то, что они передают меньшую мощность, чем зубчатые или цепные передачи. Однако улучшения в конструкции ремней позволяют использовать ремни в системах, которые раньше допускали только цепные передачи или шестерни.

Мощность, передаваемая между ремнем и шкивом, выражается как произведение разницы натяжения и скорости ремня:

$$P=(T_{1}-T_{2})v,$$

где $T_{1}$ и $T_{2}$ представляют собой натяжения на натянутой и провисшей стороне ремня соответственно. Они связаны как

$${\frac {T_{1}}{T_{2}}}=e^{\mu \alpha },$$

где $\mu$ - коэффициент трения, а $\alpha$ — угол (в радианах), образуемый контактной поверхностью в центре шкива.

Форма потерь при передаче мощности

Тип ремня	Потеря мощности
Циклотан-А 83А	10% (8–14%)
Циклотан-Б 85А Высокое напряжение	20% (17–22%)
Циклотан-А 88А HEHT	24% (18–25%)
Циклотан-А 88А/90А матовый зеленый/синий	11% (8–16%)
Циклотан-А 90А Супер Красный	15% (9–15%)
Циклотан-А 92А	7.5% (7–12%)
Циклотан-А 70А	15% (12–18%)
Циклотан-Э 85А	12.5% (10–14%)
Хитрел 92А	7% (5–8%)
Циклотан 90ASD Антистатический	9% (8-10%)
Витые ремни 83А (свернуты как пружина)	18% (15–28%)
Калькулятор натяжения плоских ремней в зависимости от их ширины	(1/2–10%)
Полностью полиэфирные армированные ремни	1% (1/2–2%)

Плюсы и минусы

Ременные передачи просты, недороги и не требуют осевого выравнивания валов. Они помогают защитить оборудование от перегрузки и заклинивания, а также увлажняют и изолируют шум и вибрацию. Колебания нагрузки амортизируются (смягчаются). Они не требуют смазки и минимального обслуживания. Они имеют высокий КПД (90–98%, обычно 95%), высокую устойчивость к перекосам и относительно низкую стоимость, если валы расположены далеко друг от друга. Действие сцепления можно обеспечить, переведя ремень на свободно вращающийся шкив или ослабив натяжение ремня. Разные скорости можно получить с помощью ступенчатых или конических шкивов.

Отношение угловых скоростей может не быть точно постоянным или равным соотношению диаметров шкивов из-за проскальзывания и растяжения. Однако эту проблему во многом можно решить применением зубчатых ремней. Диапазон рабочих температур составляет от –35 до 85 °C (от –31 до 185 °F). Регулировка межосевого расстояния или добавление натяжного шкива имеют решающее значение для компенсации износа и растяжения.

Плоские ремни

Приводной ремень: используется для передачи мощности от маховика двигателя. Здесь показано управление молотилкой .

Небольшой участок широкого плоского ремня из слоев кожи с застежкой на одном конце, показанный на выставке в Suffolk Mills в Лоуэлле, Массачусетс.

Плоские ремни широко использовались в 19 и начале 20 веков в линейных валах для передачи мощности на заводах. Они также использовались в бесчисленных количествах сельскохозяйственных , горнодобывающих и лесозаготовительных работ, таких как лесопилки , лесопилки , молотилки , воздуходувки силосов , конвейеры для заполнения кукурузных грядок или сеновалов , пресс-подборщики , водяные насосы (для колодцев , шахт или заболоченных сельскохозяйственных полей) и электрические генераторы . Плоские ремни все еще используются сегодня, хотя и не так часто, как в эпоху приводных валов. Плоский ремень — это простая система передачи мощности, хорошо подходящая для своего времени. Он может обеспечивать высокую мощность на высоких скоростях (373 кВт при 51 м/с; 115 миль в час) в случае широких ремней и больших шкивов. Приводы с широким ремнем и большим шкивом громоздки, занимают много места, требуют высокого натяжения, что приводит к высоким нагрузкам, и плохо подходят для применений с близкими центрами. Клиновые ремни в основном заменили плоские ремни для передачи мощности на короткие расстояния; а передача мощности на большие расстояния обычно вообще не осуществляется с помощью ремней. Например, заводские машины теперь имеют отдельные электродвигатели.

Поскольку плоские ремни имеют тенденцию подниматься к более высокой стороне шкива, шкивы изготавливались со слегка выпуклой или «выпуклой» поверхностью (а не плоской), чтобы позволить ремню самоцентрироваться при движении. Плоские ремни также имеют тенденцию скользить по поверхности шкива при приложении тяжелых нагрузок, и было доступно множество запатентованных повязок для ремней , которые можно было наносить на ремни для увеличения трения и, следовательно, передачи мощности.

Плоские ремни традиционно изготавливались из кожи или ткани. Первые мукомольные заводы в Украине имели кожаный ременный привод. После Первой мировой войны возникла такая нехватка обувной кожи, что люди разрезали ремни, чтобы делать обувь. Продавать обувь какое-то время было выгоднее, чем продавать муку. Вскоре мукомольное производство остановилось, а цены на хлеб выросли, что усугубило условия голода. Кожаные приводные ремни нашли еще одно применение во время войны Буша в Родезии (1964–1979): чтобы защитить водителей автомобилей и автобусов от мин, на полы транспортных средств в опасных зонах укладывались слои кожаных приводных ремней. Сегодня большинство ременных передач изготавливаются из резины или синтетических полимеров. Захват кожаных ремней часто бывает лучше, если они собраны так, чтобы сторона с волосами (внешняя сторона) кожи прилегала к шкиву, хотя некоторые ремни вместо этого перед соединением концов слегка перекручиваются (образуя ленту Мёбиуса ), чтобы избежать износа. может быть равномерно распределен по обеим сторонам ремня. Концы ремней соединяются путем сшивания концов кожаными ремнями (самый старый из методов). стальные застежки-гребешки и/или шнуровка, или путем склеивания или сварки (в случае полиуретана или полиэстера). Плоские ремни традиционно были шарнирными и до сих пор таковы, но их также можно изготавливать с бесконечной конструкцией.

Канатные приводы

В середине 19 века британские слесари обнаружили, что шкивы с множеством канавок, соединенные веревками, превосходят плоские шкивы, соединенные кожаными ремнями. проволочные канаты Иногда использовались из хлопка , конопли , манильской конопли и льна , но наибольшее распространение получили веревки . Обычно веревка, соединяющая два шкива с множеством V-образных канавок, сращивалась в одну петлю, которая двигалась по винтовой траектории, а затем возвращалась в исходное положение с помощью натяжного шкива , который также служил для поддержания натяжения веревки. Иногда для передачи мощности от одного ведущего шкива с несколькими канавками к нескольким ведомым шкивам с одной или несколькими канавками таким способом использовался одиночный канат.

В целом, как и плоские ремни, канатные передачи использовались для соединения стационарных двигателей с домкратными и линейными валами мельниц, а иногда и с линейными валами с ведомыми механизмами. Однако в отличие от кожаных ремней веревочные приводы иногда использовались для передачи мощности на относительно большие расстояния. На больших расстояниях для поддержки «летающей веревки» использовались промежуточные шкивы, и в конце 19 века это считалось вполне эффективным.

Круглые ремни

Круглые ремни представляют собой ремень круглого сечения, предназначенный для работы на шкиве с V-образной канавкой под углом 60 градусов. Круглые канавки подходят только для натяжных шкивов, направляющих ремень, или при использовании (мягких) ремней с уплотнительными кольцами. V-образная канавка передает крутящий момент за счет клинового действия, тем самым увеличивая трение. Тем не менее, круглые ремни предназначены для использования только в ситуациях с относительно низким крутящим моментом , их можно приобрести различной длины или отрезать по длине и соединить их с помощью скобы, металлического соединителя (в случае полого пластика), склеивания или сварки (в случае полого пластика). чехол из полиуретана ). В ранних швейных машинах для достижения большего эффекта использовался кожаный ремень, соединенный либо металлической скобой, либо приклеенный.

Пружинные ремни

Двухступенчатая трансмиссия с пружинными ремнями на игрушечном автомобиле.

Пружинные ремни похожи на веревочные или круглые ремни, но состоят из длинной стальной винтовой пружины. Их обычно можно найти в игрушечных или небольших моделях двигателей, обычно паровых двигателей, приводящих в движение другие игрушки или модели или обеспечивающих передачу между коленчатым валом и другими частями транспортного средства. Основное преимущество перед резиновыми или другими эластичными ремнями состоит в том, что они служат гораздо дольше в плохо контролируемых условиях эксплуатации. Расстояние между шкивами также менее критично. Их главный недостаток – более вероятно проскальзывание из-за меньшего коэффициента трения. Концы пружинного ремня можно соединить либо путем сгибания последнего витка спирали на каждом конце на 90 градусов для образования крючков, либо путем уменьшения диаметра последних нескольких витков на одном конце, чтобы он «ввинчивался» в другой. конец.

V belts

Ремни на Yanmar 2GM20 судовой дизельный двигатель

Многоклиновой привод воздушного компрессора.

Клиновые ремни (также известные как клиновые ремни, клиновые ремни или, реже, клиновые ремни) решили проблему проскальзывания и выравнивания. Теперь это основной ремень для передачи мощности. Они обеспечивают лучшее сочетание тяги, скорости движения, нагрузки на подшипники и длительного срока службы. Обычно они бесконечны, а их общая форма поперечного сечения примерно трапециевидная (отсюда и название «V»). V-образная форма ремня проходит в ответной канавке шкива ( или шкива), в результате чего ремень не может соскользнуть. Ремень также имеет тенденцию заклинивать в канавке по мере увеличения нагрузки — чем больше нагрузка, тем сильнее заклинивающее действие — что улучшает передачу крутящего момента и делает клиновой ремень эффективным решением, требующим меньшей ширины и натяжения, чем плоские ремни. Клиновидные ремни превосходят плоские ремни благодаря малым межосевым расстояниям и высоким передаточным числам. Предпочтительное межосевое расстояние больше наибольшего диаметра шкива, но менее чем в три раза больше суммы обоих шкивов. Оптимальный диапазон скоростей составляет 1000–7000 футов/мин (300–2130 м/мин). Для клиновых ремней требуются шкивы большего размера из-за их более толстого поперечного сечения, чем для плоских ремней.

Для требований высокой мощности два или более клиновых ремня могут быть соединены рядом друг с другом в схеме, называемой многоклиновым, и работать на соответствующих шкивах с несколькими канавками. Это известно как многоклиновая ременная передача (или иногда «классическая клиноременная передача»).

Клиновые ремни могут быть полностью резиновыми или полимерными, либо в резину или полимер могут быть включены волокна для обеспечения прочности и усиления. Волокна могут быть из текстильных материалов, таких как хлопок, полиамид (например, нейлон ) или полиэстер, или, для обеспечения максимальной прочности, из стали или арамида (например, Technora , Twaron или Kevlar ).

Когда бесконечный ремень не соответствует потребностям, можно использовать шарнирные и звеньевые клиновые ремни. Большинство моделей имеют ту же мощность и скорость, что и бесконечные ленты аналогичного размера, и для работы не требуются специальные шкивы. Звенчатый клиновой ремень представляет собой несколько композитных звеньев из полиуретана и полиэстера, скрепленных вместе либо сами по себе, например PowerTwist от Fenner Drives, либо Nu-T-Link (с металлическими шпильками). Они обеспечивают простоту установки и превосходную устойчивость к воздействию окружающей среды по сравнению с резиновыми ремнями, а длину можно регулировать путем разборки и удаления звеньев при необходимости.

История клиновых ремней

В отраслевых журналах, посвященных клиновым ремням в автомобилях за 1916 год, в качестве материала ремня упоминалась кожа. и упомянул, что угол V еще не стандартизирован. Бесконечный резиновый клиновой ремень был разработан в 1917 году Чарльзом К. Гейтсом из компании Gates Rubber Company . Многоклиновая ременная передача была впервые создана несколько лет спустя Уолтером Гейстом из корпорации Allis-Chalmers , который был вдохновлен заменой одного каната в канатных передачах с несколькими канавками и шкивами на несколько клиновых ремней, идущих параллельно. Гейст подал заявку на патент в 1925 году, и Эллис-Чалмерс начал продавать привод под брендом Texrope; патент был выдан в 1928 году ( патент США 1662511 ). Торговая марка «Texrope» все еще существует, хотя сменила владельца и больше не относится только к многоклиновым ремням.

Многоканальные ремни

Ремень с несколькими канавками, поликлиновой или поликлиновой ремень. Обычно состоит из от 3 до 24 V-образных секций, расположенных рядом друг с другом. Это дает более тонкий ремень для той же приводной поверхности, поэтому он более гибкий, хотя часто и шире. Дополнительная гибкость обеспечивает повышенную эффективность, поскольку меньше энергии тратится на внутреннее трение при постоянном изгибе ремня. На практике этот прирост эффективности приводит к уменьшению нагревания ремня, и ремень с более холодным ходом служит дольше в эксплуатации. Ремни коммерчески доступны в нескольких размерах, обычно с буквой «P» (иногда опущенной) и одной буквой, обозначающей шаг между канавками. Секция ПК с шагом 3,56 мм обычно используется в автомобильной промышленности.

Еще одним преимуществом ремней с многогранными канавками, которое делает их популярными, является то, что они могут наезжать на шкивы на обратной стороне ремня без канавок. Хотя иногда это делается с клиновыми ремнями с одним натяжным шкивом для натяжения, ремень с многогранными канавками может быть достаточно плотно обернут вокруг шкива на его задней стороне, чтобы изменить его направление или даже обеспечить легкую движущую силу.

Способность любого клинового ремня приводить в движение шкивы зависит от наматывания ремня на шкив под достаточным углом для обеспечения сцепления. Если одноклиновой ремень ограничен простой выпуклой формой, он может адекватно охватывать не более трех или, возможно, четырех шкивов, поэтому может приводить в движение не более трех вспомогательных устройств. Там, где необходимо проехать больше, например, в современных автомобилях с гидроусилителем руля и кондиционером, требуется несколько ремней. Поскольку ремень с многобороздчатыми канавками может быть согнут по вогнутой траектории с помощью внешних натяжных роликов, он может охватывать любое количество ведомых шкивов, ограниченное только мощностью ремня.

Эта способность сгибать ремень по прихоти дизайнера позволяет ему идти по сложному или « извилистому » пути. Это может помочь в разработке компактной конструкции двигателя, в которой аксессуары устанавливаются более близко к блоку двигателя и без необходимости обеспечивать подвижные регулировки натяжения. Весь ремень может быть натянут с помощью одного натяжного шкива.

Номенклатура, используемая для размеров ремней, варьируется в зависимости от региона и отрасли. Автомобильный ремень с номером «740К6» или «6К740» обозначает ремень длиной 74 дюйма (190 см), шириной 6 ребер, с шагом ребер 9 ⁄ 64 дюйма (3,6 мм) (стандартная толщина автомобильного ремня серии K составляет 4,5 мм). Метрический эквивалент обычно обозначается как «6PK1880», где 6 относится к количеству ребер, PK относится к метрическому стандарту толщины и шага PK, а 1880 — длине ремня в миллиметрах.

Ребристый ремень

Поликлиновой ремень представляет собой ремень передачи мощности с продольными канавками. Он работает от контакта между ребрами ремня и канавками шкива. Сообщается, что его цельная конструкция обеспечивает равномерное распределение натяжения по ширине шкива, где соприкасается ремень, диапазон мощности до 600 кВт, высокое передаточное число, серпантинный привод (возможность съезда с задней части ремня). ремень), длительный срок службы, стабильность и однородность натяжения привода, а также снижение вибрации. Поликлиновой ремень может использоваться в различных устройствах: компрессорах, фитнес-велосипедах, сельскохозяйственной технике, миксерах, стиральных машинах, газонокосилках и т. д.

Пленочные ремни

Хотя их часто объединяют с плоскими ремнями, на самом деле это другой вид. Они состоят из очень тонкой (0,5–15 миллиметров или 100–4000 микрометров) ленты из пластика, а иногда и из резины. Обычно они предназначены для маломощного (менее 10 Вт) и высокоскоростного использования, что обеспечивает высокую эффективность (до 98%) и длительный срок службы. Их можно увидеть в офисных машинах, принтерах, магнитофонах и других легких устройствах.

Ремни ГРМ

Ремень ГРМ

Зубчатая передача на велосипеде с ременным приводом

Ремни ГРМ (также известные как зубчатые , зубчатые , зубчатые или синхронные ремни) представляют собой ремень с принудительной передачей и могут отслеживать относительное движение. Эти ремни имеют зубья, которые подходят к соответствующему зубчатому шкиву. При правильном натяжении они не проскальзывают, работают с постоянной скоростью и часто используются для передачи прямого движения в целях индексации или синхронизации (отсюда и их название). Их часто используют вместо цепей или шестерен, поэтому шум меньше и смазочная ванна не требуется. Эти ремни часто используются в распределительных валах автомобилей, миниатюрных системах газораспределения и шаговых двигателях . Ремни ГРМ требуют наименьшего натяжения из всех ремней и являются одними из самых эффективных. Они могут выдерживать мощность до 200 л.с. (150 кВт) при скорости 16 000 футов/мин (4900 м/мин).

Доступны зубчатые ремни со спиральным смещением зубьев. Спиральная конструкция смещенных зубьев образует шевронный рисунок и обеспечивает постепенное зацепление зубьев. Конструкция с шевронным рисунком является самовыравнивающейся и не создает шума, который создают некоторые зубчатые ремни на определенных скоростях, а также более эффективно передает мощность (до 98%).

К преимуществам зубчатых ремней относятся чистая работа, энергоэффективность , низкие эксплуатационные расходы, низкий уровень шума, нескользящие характеристики, универсальные возможности нагрузки и скорости.

К недостаткам можно отнести относительно высокую стоимость приобретения, необходимость специально изготовленных зубчатых шкивов, меньшую защиту от перегрузки, заклинивания и вибрации из-за непрерывного натяжения кордов, отсутствие действия сцепления (возможно только с фрикционными ремнями), фиксированную длины, не позволяющей регулировать длину (в отличие от звеньевых клиновых ремней или цепей).

Специальные ремни

Ремни обычно передают мощность на стороне натяжения петли. Однако существуют конструкции бесступенчатых трансмиссий , в которых используются ремни, представляющие собой серию цельных металлических блоков, соединенных вместе, как в цепь, передающих мощность на стороне сжатия петли.

Катящиеся дороги

Ремни, используемые для прокатки дорог в аэродинамических трубах, могут развивать скорость до 250 км/ч (160 миль в час).

Стандарты использования

Открытая ременная передача имеет параллельные валы, вращающиеся в одном направлении, тогда как поперечно-ременная передача также имеет параллельные валы, но вращаются в противоположном направлении. Первый вариант гораздо более распространен, а второй не подходит для ГРМ и стандартных клиновых ремней, если только между каждым шкивом нет перекручивания, так что шкивы соприкасаются только с одной и той же поверхностью ремня. Непараллельные валы можно соединить, если центральная линия ремня совмещена с центральной плоскостью шкива. Промышленные ремни обычно изготавливаются из армированной резины, но иногда и из кожи. Некожаные и неармированные ремни можно использовать только в легких условиях.

Шаговая линия — это линия между внутренней и внешней поверхностями, которая не подвержена ни растяжению (как внешняя поверхность), ни сжатию (как внутренняя). Он находится посередине поверхностей пленочных и плоских ремней и зависит от формы и размера поперечного сечения зубчатых и клиновых ремней. Стандартный эталонный делительный диаметр можно оценить, взяв среднее значение диаметра кончиков зубьев шестерни и диаметра основания зубьев шестерни. Угловая скорость обратно пропорциональна размеру, поэтому чем больше одно колесо, тем меньше угловая скорость, и наоборот. Фактическая скорость шкива обычно оказывается на 0,5–1 % меньше, чем обычно рассчитывается, из-за проскальзывания и растяжения ремня. В ремнях ГРМ зубья ремня с обратным передаточным числом способствуют точному измерению. Скорость ленты составляет:

Скорость = окружность, основанная на делительном диаметре × угловая скорость в об/мин.

Международные стандарты использования

Стандарты включают в себя:

• ISO 9563: Этот стандарт определяет требования и методы испытаний бесконечных клиновых и поликлиновых ремней для передачи мощности.
• ISO 4184: Этот стандарт определяет размеры классических и узких клиновых ремней общего назначения.
• ISO 9981: Этот стандарт касается размеров резиновых зубчатых ремней.
• ISO 9982: Этот стандарт охватывает размеры полиуретановых синхронных ремней.
• DIN 22101: Этот стандарт охватывает принципы проектирования ленточных конвейеров, используемых при транспортировке сыпучих материалов, включая требования безопасности и методы испытаний.
• ASME B29.1: Этот стандарт определяет размеры, допуски и требования к качеству роликовых цепных приводов, которые включают ремни и звездочки.
• ANSI / RMA IP-20 — это стандарт, разработанный Американским национальным институтом стандартов (ANSI) и Ассоциацией производителей резины (RMA), который фокусируется на эластомерных ремнях, используемых в промышленности. Этот стандарт охватывает важные аспекты, такие как размеры и допуски, гарантируя надежную и эффективную работу ремней в различных промышленных условиях.
• SAE J1459 — это стандарт, разработанный Обществом инженеров автомобильной промышленности (SAE), ориентированный на автомобильные клиновые и поликлиновые ремни. Эти ремни используются в различных автомобильных приложениях, таких как передача мощности между двигателем и различными аксессуарами, включая генератор переменного тока, насос гидроусилителя рулевого управления, компрессор кондиционера и водяной насос. Стандарт определяет процедуры испытаний, требования к характеристикам и размерам, чтобы гарантировать надежность, долговечность и пригодность ремней для использования в автомобилях.
• ASTM D378 — это стандарт, разработанный Американским обществом испытаний и материалов (ASTM), который фокусируется на испытаниях конвейерных лент, используемых в различных отраслях промышленности для конкретных применений. Конвейерные ленты необходимы для погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки материалов в таких отраслях, как горнодобывающая промышленность, строительство, сельское хозяйство и производство. ASTM D378 охватывает методы испытаний для оценки эксплуатационных характеристик конвейерных лент, таких как огнестойкость и маслостойкость, гарантируя их соответствие требованиям безопасности и эксплуатации.

Критерии выбора

Ременные передачи изготавливаются с соблюдением следующих необходимых условий: скорости и мощности, передаваемой между приводным и ведомым агрегатом; подходящее расстояние между валами; и соответствующие условия эксплуатации. Уравнение мощности:

мощность [кВт] = ( крутящий момент [ Н·м ]) × ( скорость вращения [об/ мин ]) × (2π радиан) / (60 с × 1000 Вт).

Факторы регулировки мощности включают передаточное число; расстояние вала (длинное или короткое); тип приводного агрегата (электродвигатель, двигатель внутреннего сгорания); среда эксплуатации (масляная, влажная, пыльная); нагрузки на приводные агрегаты (рывковые, ударные, реверсивные); и расположение шкивов (разомкнутое, скрещенное, повернутое). Их можно найти в инженерных справочниках и литературе производителя. После корректировки мощность сравнивается с номинальной мощностью стандартных сечений ремня при определенных скоростях ремня, чтобы определить ряд групп, которые работают лучше всего. Теперь диаметры шкивов выбраны. Обычно выбираются либо большие диаметры, либо большое поперечное сечение, поскольку, как указывалось ранее, ремни большего размера передают ту же мощность на низких скоростях, что и ремни меньшего размера на высоких скоростях. Чтобы ведущая часть была минимальной, желательны шкивы минимального диаметра. Минимальный диаметр шкивов ограничен удлинением внешних волокон ремня при намотке ремня на шкивы. Маленькие шкивы увеличивают это удлинение, значительно сокращая срок службы ремня. Минимальные диаметры шкивов часто указываются для каждого поперечного сечения и скорости или указываются отдельно для каждого поперечного сечения ремня. После выбора самых дешевых диаметров и сечения ремня рассчитывается длина ремня. Если используются бесконечные ремни, возможно, потребуется отрегулировать желаемое расстояние между валами для соответствия ремням стандартной длины. Зачастую более экономично использовать два или более расположенных рядом клиновых ремня, а не один ремень большего размера.

При больших передаточных числах или небольших центральных расстояниях угол контакта между ремнем и шкивом может составлять менее 180°. В этом случае необходимо дополнительно увеличить мощность привода в соответствии с таблицами производителя и повторить процесс выбора. Это связано с тем, что мощности основаны на стандартном угле контакта 180°. Меньшие углы контакта означают меньшую площадь сцепления ремня, и, следовательно, ремень передает меньшую мощность.

Трение ремня

Основная статья: Трение ремня

Ременные приводы работают за счет трения , но чрезмерное трение приводит к потере энергии и быстро изнашивает ремень. Факторы, влияющие на трение ремня, включают натяжение ремня, угол контакта и материалы, используемые для изготовления ремня и шкивов.

Натяжение ремня

Передача мощности зависит от натяжения ремня. Однако с увеличением натяжения также увеличивается напряжение (нагрузка) на ремень и подшипники. Идеальный ремень – это ремень наименьшего натяжения, который не проскальзывает при высоких нагрузках. Натяжение ремня также следует отрегулировать в соответствии с типом ремня, его размером, скоростью и диаметром шкива. Натяжение ремня определяется путем измерения силы отклонения ремня на заданное расстояние на дюйм (или мм) шкива. Ремням ГРМ необходимо только достаточное натяжение, чтобы ремень прилегал к шкиву.

Ремень носить

Усталость, а не истирание, является причиной большинства проблем с ремнями. Этот износ вызван напряжением от качения шкивов. Высокое натяжение ремня; чрезмерное проскальзывание; неблагоприятные условия окружающей среды; а перегрузки ремня, вызванные ударами, вибрацией или ударами ремня, способствуют усталости ремня.

Вибрация ремня

Вибросигналы широко используются для исследования неисправностей ременной передачи. Некоторые из распространенных неисправностей или неисправностей включают в себя влияние натяжения ремня , скорости, шкива эксцентриситета и несоосности. Влияние эксцентриситета шкива на вибрационные характеристики ременной передачи весьма существенно. Хотя величина вибрации при этом не обязательно увеличивается, она создает сильную амплитудную модуляцию. Когда верхняя часть ремня находится в резонансе , вибрации машины увеличиваются. Однако увеличение вибрации машины несущественно, когда в резонансе находится только нижняя часть ремня. Спектр вибрации имеет тенденцию переходить к более высоким частотам по мере увеличения силы натяжения ремня.

Поясная повязка

Проскальзывание ремня можно устранить несколькими способами. Замена ремня — очевидное решение, а в конечном итоге и обязательное (поскольку ни один ремень не вечен). Однако часто, прежде чем будет реализован вариант замены, повторное натяжение (посредством регулировки средней линии шкива) или правка (с использованием любого из различных покрытий) могут оказаться успешными, чтобы продлить срок службы ремня и отложить замену. Повязки для ремней обычно представляют собой жидкости, которые выливают, наносят кистью, капают или распыляют на поверхность ремня и позволяют им растекаться; они предназначены для восстановления приводных поверхностей ремня и увеличения трения между ремнем и шкивами. Некоторые поясные повязки темные и липкие, напоминающие смолу или сироп ; некоторые тонкие и прозрачные, напоминающие уайт-спирит . Некоторые из них продаются населению в аэрозольных баллончиках в магазинах автозапчастей; другие продаются в бочках только промышленным потребителям.

Технические характеристики

Чтобы полностью указать ремень, необходимы материал, длина, размер и форма поперечного сечения. Ремни ГРМ, кроме того, требуют указания размера зубьев. Длина ремня представляет собой сумму центральной длины системы с обеих сторон, половины окружности обоих шкивов и квадрата суммы (если скрещены) или разницы (если разомкнуты) радиусов. Таким образом, при делении на центральное расстояние его можно представить как произведение центрального расстояния на высоту, что дает одинаковый квадрат разницы радиусов, конечно, с обеих сторон. При добавлении длины любой стороны длина ремня увеличивается аналогично теореме Пифагора. Одна важная концепция, которую следует помнить, заключается в том, что, поскольку $D_{1}$ приближается к $D_{2}$ расстояние (и, следовательно, меньшая прибавка длины) уменьшается по мере приближения к нулю.

С другой стороны, в скрещенной ременной передаче основой для расчета длины является сумма , а не разность радиусов. Таким образом, чем шире увеличивается малый привод, тем выше длина ремня.

Профили клинового ремня

v-belt angle, XPZ & SPZ profile

Метрические профили клиновых ремней (обратите внимание, что углы шкивов уменьшены для шкивов малого радиуса):

Классический профиль	Ширина	Высота	Угол*	Примечания
С	10 мм	6 мм	40°
А	13 мм	9 мм	40°	12,7 мм = ширина 0,5 дюйма, угол шкива 38°, дюймовые ремни
Б	17 мм	11 мм	40°	16,5 мм = ширина 21/32 дюйма, дюймовые ремни под углом 38°.
С	22 мм	14 мм	40°	22,2 мм = ширина 7/8 дюйма, дюймовые ремни под углом 38°.
Д	32 мм	19 мм	40°	31,75 мм = ширина 1,25 дюйма, дюймовые ремни под углом 38°.
И	38 мм	25 мм	40°	38,1 мм = ширина 1,5 дюйма, дюймовые ремни под углом 38°.
Узкопрофильный	Ширина	Высота	Угол*	Примечания
Номерной знак	10 мм	8 мм	34°
СПА	13 мм	10 мм	—
SPB	17 мм	12 мм	—
НПЦ	22 мм	18 мм	—
Высокопроизводительный узкопрофильный	Ширина	Высота	Угол*	Примечания
ХРЗ	10 мм	8 мм	—
XPA	13 мм	10 мм	—
XPB	17 мм	13 мм	—
XPC	22 мм	18 мм-	—

* Обычная конструкция шкива предполагает больший угол первой части отверстия, выше так называемой «линии наклона».

Например, делительная линия СЗЗ может находиться на расстоянии 8,5 мм от нижнего края буквы «V». Другими словами, 0–8,5 мм — это 35° и 45° от 8,5 и выше.

См. также

• Проигрыватель с ременным приводом
• Велосипед с ременным приводом
• Ленточная дорожка
• Конвейерная лента
• пояс Гилмера
• Цепочка-лариат - научная выставка, демонстрирующая последствия, когда ремень движется «слишком быстро».
• Роликовая цепь
• Ремень ГРМ (распредвал)

Внешние ссылки

• Калькулятор вибрации частоты прохождения ремня | РИТЭК | Библиотека и инструменты