какое максимальное число клиновых ремней допускается использовать в клиноременных передачах

Контакты

610020, Россия,
г. Киров (обл.), ул. К. Маркса, 4
Тел. + 7 (8332) 24-60-34
Тел./факс.+ 7 (8332) 36-49-67
E-mail: stomil.vyatka@gmail.com

Расчеты ременных передач с клиновыми ремнями

1. Количество ремней в передаче
Чтобы получить оптимальные условия переноса мощности, большую надежность передачи, а также требуемою долговечность ремня необходимо конструирование передачи на базе расчетов, целью которых является подбор оптимального сечения и количества ремней, которые следует употребить в рассматриваемой передаче. Требуемое количество ремней для переноса определенной мощности вычисляется:

При косвенных значениях коэффициентов и мощности, переношенной одним ремнем, следует вычислить их при помощи линейной интерполяции.

Величина применяемого сечения зависит от скорости вращения меньшего шкива (nd [обр/мин]) и расчетной мощности (No=N • kT [кВг]).

Оптимальные условия переноса мощности а также экономичность получается применяя большие ременные шкивы, для которых скорость ремня помещается в переделах 25-30 м/с. Следует избегать минимальных диаметров ременных шкивов. Подбирая диаметр малого шкива (dp) следует иметь в виду факт, что уменьшение диаметра, при определенных других параметрах, вызывает повышение касательной силы, а то повышает нагрузку подшипников и валов. Узкопрофильные (узкие) ремни, по отношению к нормальнопрофильным ремням, характеризуются большой способностью переносить мощность, но они нуждаются в больших минимальных диаметрах. Следует соблюдать предельное значение допускаемой скорости ремня, для узких профилей 40м/с, а для классических 30 м/с.

Если в приведённой диаграмме подбора величины сечения ремня точка пересечения находиться поблизости линии, которая разграничивает два сечения, хороший привод получим применяя оба сечения. Надо вычислить передачу учитывая оба сечения и выбрать передачу более экономичную и более отвечающую Вашим требованиям.

Источник

Передачи с клиновыми ремнями

Дата публикации 24 Dec 2013

Расчет сводится к установлению допустимой мощности, переда­ваемой одним или несколькими параллельно работающими клиновыми ремнями, по таблицам, приведенным в соответствующих стандартах на клиновые ремни. В таблицах приведена номинальная мощность для стандартных условий работы ремня. Допустимую мощность при заданных реальных условиях работы определяют путем корректировки табличного значения мощности рядом коэффициентов, учитывающих угол обхвата меньшего шкива (CJ, скорость (С„), длину ремней или число циклов в единицу времени, что связано с длиной (CL), режим работы (Ср), число ремней в комплекте (Cz), тип передачи в случае вариаторной передачи (Ст), наличие натяжного ролика (Сн), вид мате­риала тягового слоя (См).

Формулы для определения допустимой мощности в реальных условиях работы ремней несколько различаются в зависимости от специализации клинового ремня (для сельскохозяйственных машин, для вариаторов и т.д.). Принципиально для всех передач формула может иметь вид N = N0C, где N- мощность на ведущем валу передачи; N0- табличная мощность, номинальная для конкретного ремня в стандартных условиях работы; С-произведение корректирующих коэффициентов, С = CaCvC, CpCzCT x х СИСМ.

Специализация клиновых ремней диктует необходимость применения или неприменения отдельных из указанных коэффициентов. Так, для многоручьевых и поликлиновых ремней коэффициент числа ремней в комплекте привода С, не применяется, так как различия в длинах ремней, работающих параллельно, и в модулях упругости у отдельных ремней или ребер (у поликлиновых ремней) сводятся к минимуму. Отсутствует такой коэффициент и в расчете вариаторных ремней, поскольку вариаторные передачи в основном одноручьевые. Необходи­мость применения коэффициента С, вызвана неравномерной нагрузкой отдельных ремней в комплекте клиноременной передачи из-за техноло­гического разброса их длин и модулей упругости.

Коэффициент типа передачи Ст используется при расчете только вариаторных передач, он отражает их конструктивные особенности, которые ужесточают или облегчают условия работы ремня в сравнении с оптимальной конструктивной схемой, обеспечивающей симметричное регулирование обоих шкивов.

Влияние установки натяжного ролика в передачах сельскохозяйствен­ных машин учитывается поправкой к коэффициенту Ср-режима работы. Ее величина зависит от числа дополнительных перегибов ремня в процессе работы. Необходимость применения натяжных роликов обусловлена особенностями конструкции сельскохозяйственных машин, у которых в основном не предусмотрено регулирование межцентрового расстояния передач и натяжение ремней осуществляется с помощью натяжных роликов.

В передачах с узкими клиновыми ремнями коэффициентом См вводится поправка на вид материала тягового слоя. Ранее указывалось, что от вида материала зависят тяговые свойства ремня, поэтому коэффициент См вводят при расчетах ремней, для тягового слоя которых используют кордшнуры на основе различных волокон (полиэфирных, полиамидных и т. п.).

Остальные коэффициенты в том или ином виде входят в расчет всех видов клиноременных передач.

При отклонении скорости от стандартной вводится соответствую­щий коэффициент С. Для вариаторных ремней он приведен в стандар­тах отдельной таблицей, для остальных видов клиновых ремней-в таблицах мощности.

Зависимость между длиной ремня и его способностью долговремен­но передавать мощность устанавливается коэффициентом CL. Увеличе­ние или уменьшение длины в сравнении с длиной для клинового ремня данного сечения, принятого в стандарте за единицу, увеличивает или уменьшает число пробегов ремня по шкивам в единицу времени, что соответственно сказывается на его долговечности. Например, для ремней сечения «А» за единицу длины принят ремень А-1700, для сечения «Г»-ремень Г-6000.

В стандарте на вентиляторные ремни влияние длины ремня учиты­вается непосредственно коэффициентом числа изгибов в секунду.

Существенное влияние на ресурс ремней оказывает режим их работы-наличие перегрузок по мощности, наличие ударных нагрузок, вибраций и т.д., что приводит к необходимости корректировать допустимую мощность коэффициентом Ср.

Значения всех коэффициентов приведены в таблицах стандартов наряду с таблицами номинальной мощности.

Таблицы мощностей в отечественных стандартах базируются на экспериментальных данных, полученных на основе анализа тяговых характеристик ремней, результатов определения их наработки на стендах при разных режимах и испытаний ремней в эксплуатации.

Другим подходом к расчету мощности является расчет максималь­ных напряжений в слоях ремня, складывающихся из напряжения растяжения, сжатия, изгиба и влияния центробежных сил при заданном условном ресурсе.

Зарубежные фирмы, которые пользуются этой формулой, в расчетах ресурс ремней принимают равным 24000 ч. Однако следует иметь в виду, что указанный ресурс является условной величиной. Фактический ресурс ремней в зависимости от условий их работы существенно отли­чается от принятого (24000 ч) в меньшую сторону. Метод расчета, базирующийся на определении тяговых характеристик и наработки ремней, на наш взгляд, дает более приемлемые для практики результаты. Недостатком метода является необходимость при переходе от принятых конструкций ремней и материалов к другим повторять трудоемкие эксперименты. Теории расчета ременных передач на основе характери­стик материалов, из которых изготавливаются ремни, до настоящего времени не создано, хотя, в этом направлении ведется интенсивный поиск.

При расчете клиноременных передач вначале производится предва­рительный выбор поперечного сечения клиновых ремней, который ре­комендуется производить по диаграммам.

Из всех возможных сечений, подобранных по диаграмме, следует выбрать минимальное. Если число ремней слишком велико (обыч­но не рекомендуется принимать число ремней более 6-8), то сечение увеличивают и вновь рассчитывают количество ремней. В приводах с двухшкивной передачей корректирующие коэффициенты выбирают из соответствующих таблиц ГОСТ 12843-80, ориентируясь на шкив мень­шего диаметра. В приводах с тремя и более шкивами расчет ведут по ведущему шкиву и проверяют сначала по шкиву с минимальным диаметром, а затем дополнительно по шкиву с минимальным углом обхвата ремнем.

В приводах сельскохозяйственных машин минимальное межцентро­вое расстояние amin зависит от расположения привода в пространстве.

При геометрическом расчете ременных передач важным показателем является длина контура передачи, так как в. процентах от длины контура вычисляется необходимая величина перемещения шкивов, обеспечиваю­щая компенсацию вытяжки ремней и свободное их надевание на шкивы при монтаже передачи. Величина перемещения шкивов указывается в соответствующих стандартах на ремни.

В зависимости от расположения шкивов в пространстве в ГОСТ 10286-75 приведены формулы расчета межцентрового расстояния для двухшкивной передачи. Для многошкивной передачи расчет длины контура можно выполнять по методике, приведенной в начале гл. 6.

Выбор необходимого числа ремней для приводов сельскохозяйствен­ных машин отличается от выбора ремней общепромышленного обору­дования и проводится с учетом меньшего числа факторов, усложняющих работу ремней. Число ремней Z в клиноременном приводе сельскохозяй­ственных машин определяется после ориентировочного выбора сечения ремня по диаграмме. Формула, по которой рассчитывается Z, учитывает только угол обхвата меньшего шкива (с помощью коэффициента Са) и условия работы передачи (с помощью коэффициента Ср). Коэффициент Ср корректируется на величину Ср = 0,1 при наличии в передаче натяж­ного ролика на ведущей ветви внутри контура или на ведомой ветви снаружи контура и на С’р = 0,2 при наружном их расположении на ведущей ветви.

При выборе допустимой мощности N0 по ГОСТ 10286-75 необходи­мо в случае использования несущего слоя на основе синтетических материалов увеличивать на 10% значение JV0, указанное в ГОСТ для искусственных материалов.

Выбор числа клиновых ремней нормального и узкого поперечных сечений по ГОСТ 5813 76, используемых в приводах вентиляторов и других вспомогательных агрегатов двигателей автомобилей, тракторов и комбайнов, производят аналогично ремням нормального сечения по ГОСТ 12843-80 при номинальном режиме их работы, т.е. при наличии перегрузок не более 50% от номинальной мощности. Отличительной особенностью является введение коэффициента числа изгибов в единицу времени вместо коэффициента длины ремней.

Определение числа ремней в режимах с перегрузкой 50-150% требует проверки по формуле максимального режима.

В случае перегрузки более 150% расчет ведут по указанной формуле, в которой влияние коэффициентов числа циклов и условий работы учтены величиной 1,2, введенной в знаменатель. Выбор числа ремней узкого сечения для общепромышленных установок проводится анало­гичным образом. Расчетная формула дополнена в знаменателе только коэффициентом материала тягового слоя.

При выборе ремней любого сечения следует стремиться к тому, чтобы шкивы имели диаметры не менее минимально допустимых, указанных в стандартах для каждого типа ремня.

Следует отметить, что изложенные подходы к расчету ременных передач легко переводятся на язык понятий ЭВМ. В отечественной инженерной практике, уже начиная с использования вычислительных машин типа «Минск-22», разрабатывались программы как проектных, так и проверочных расчетов клиноременных передач, что существенно снижало время расчетов и повышало их точность. Ошибки при проек­тировании ременных передач приводят либо к неоправданному пере­расходу ремней, либо к снижению их среднего ресурса, что в конечном итоге, снижая надежность приводов, также приводит к перерасходу ремней.

При проведении проверочного расчета с помощью ЭВМ для клино­вых ремней сельскохозяйственных машин (ГОСТ 10286-75) используют­ся следующие входные данные: частота вращения ведущего вала; на­правление вращения в соответствии со схемой передачи (по часовой стрелке или против часовой стрелки); тип передачи (плоская, перекрест­ная, полуперекрестная); сечение ремня; длина ремня; тип корда несущего слоя (тканевый, шнуровой, тканевый синтетический, шнуровой синтети­ческий); число ремней в передаче; диаметры шкивов; координаты осей шкивов и возможности их регулирования; профиль шкива; расположение шкива (внутри контура, вне контура).

К выходным данным программы относятся: скорость ремня; коэф­фициент условий работы; номер шкива, на котором реализуется макси­мум нагрузки; коэффициент угла обхвата; требуемое число ремней; перегрузка ремней; возможность регулирования длины контура в заданных пределах; диаметры шкивов (меньше допустимого, не­стандартный, не рекомендуемый); межцентровое расстояние пары.

Источник

Какое максимальное число клиновых ремней допускается использовать в клиноременных передачах

РЕМНИ ПРИВОДНЫЕ КЛИНОВЫЕ НОРМАЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ

V-belts of standard cross-sections.
Transmitted powers

Дата введения 1998-01-01

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «Научно-исследовательский институт резиновой промышленности» (АО «НИИРП»), ТК 80

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 Принят Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 9-96 от 12 апреля 1996 г.)

За принятие проголосовали:

Наименование национального органа по стандартизации

Госстандарт Республики Казахстан

Таджикский государственный центр по стандартизации, метрологии и сертификации

3 Настоящий стандарт соответствует международному стандарту ИСО 5292-80 «Передачи клиноременные промышленные. Расчет номинальной мощности» в части расчета номинальной мощности

4 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 4 сентября 1996 г. N 557 межгосударственный стандарт ГОСТ 1284.3-96 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1998 г.

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на бесконечные резинотканевые приводные клиновые ремни нормальных сечений по ГОСТ 1284.1 и ГОСТ 1284.2.

2 ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

3 ЗАВИСИМОСТЬ ПЕРЕДАВАЕМОЙ МОЩНОСТИ ОТ СЕЧЕНИЙ РЕМНЕЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕННОЙ ЧАСТОТЕ ВРАЩЕНИЯ

3.1.1 Расчетную передаваемую мощность в киловаттах вычисляют по формуле

, (1)

— коэффициент динамичности нагрузки и режима работы.

Номинальной считают нагрузку, вероятность распределения которой на стационарных режимах не превышает 80%.

3.2 Коэффициент динамичности нагрузки и режима работы определяют по таблицам 1 и 2.

при числе смен работы ремней

Электро-
двигатель переменного тока общепро-
мышленного применения, электро-
двигатель постоянного тока шунтовой, турбины

Электро-
двигатель постоянного тока компаундный, двигатель внутреннего сгорания с частотой вращения свыше 600 мин

Электро-
двигатель переменного тока с повышенным пусковым моментом; электро-
двигатель постоянного тока сериесный; двигатель внутреннего сгорания с частотой вращения ниже 600 мин

Станки с непрерывным процессом резания: токарные, сверлильные, шлифовальные, легкие вентиляторы, насосы и компрессоры центробежные и ротационные, ленточные конвейеры, веялки, сепараторы, легкие грохоты, машины для очистки и погрузки зерна и др.

Спокойная. Максимальная кратковременная нагрузка до 120% от номинальной

Станки фрезерные, зубофрезерные и револьверные, полиграфические машины, электрические генераторы; поршневые насосы и компрессоры с тремя и более цилиндрами, вентиляторы и воздуходувки, цепные транспортеры, элеваторы, дисковые пилы для дерева, трансмиссии прядильные, бумажные, пищевые машины, тяжелые грохоты, вращающиеся печи, станки скоростного шлифования и др.

Умеренные колебания нагрузки. Максимальная кратковременная нагрузка до 150% от номинальной

Станки строгальные, долбежные, зубодолбежные и деревообрабатывающие, насосы и компрессоры поршневые с одним или двумя цилиндрами, вентиляторы и воздуходувки тяжелого типа, конвейеры винтовые, скребковые, дезинтеграторы, прессы винтовые с относительно тяжелым маховиком, ткацкие машины, хлопкоочистительные машины, машины для прессования и брикетирования кормов и др.

Значительное колебание нагрузки. Максимальная кратковременная нагрузка до 200% от номинальной

Подъемники, экскаваторы, драги, прессы винтовые и эксцентриковые с относительно легким маховиком, ножницы, молоты, бегуны, глиномялки, мельницы шаровые, жерновые, вальцовые, дробилки, лесопильные рамы и др.

Ударная и резконеравномерная нагрузка. Максимальная кратковременная нагрузка до 300% от номинальной

Тип машины и агрегата сельхозмашин

при числе смен работы ремней

Электродвигатель переменного
и постоянного тока

Двигатель внутреннего сгорания

Равномерно вращающиеся роторы, ленточные и цепочнопланчатые элеваторы, клавишные соломотрясы, шнековые питатели, подборщики стеблей, вентиляторы очистки, гидронасосы, погрузчики тюков, плющилки травы, стеклоподъемники

Спокойная. Кратковременная перегрузка до 120% номинальной

Мотовило, шнеки жаток, грохоты, гидростатическая передача, питающие транспортеры, легкие ротационные почвообрабатывающие органы; приводы ходовой части самоходных машин

Умеренная колебательная. Кратковременная перегрузка до 150% номинальной

Молотильные барабаны, режущие аппараты, измельчители стеблей, вентиляторы измельченной массы, прессы для соломы (сена), разбрасыватели удобрений, тяжелые грохоты и ротационные почвообрабатывающие органы

Значительные колебательные. Кратковременная перегрузка до 200% номинальной

3.3. Схема расчета двухшкивной клиноременной передачи приведена на рисунке 2.

3.3.1 Линейную скорость ремня в метрах в секунду вычисляют по формуле

, (2)

— частота вращения меньшего шкива, мин ;

— расчетный диаметр большего шкива, мм;

3.3.2 Расчетные диаметры шкивов выбирают в соответствии с требованиями ГОСТ 20889. Диаметр меньшего шкива передачи следует брать возможно большего значения, но не более предельно допустимой скорости ремня 30 м/с. Для сельскохозяйственных машин допускается применять шкивы по нормативной документации.

3.3.3 Расчетный диаметр большего шкива вычисляют по формуле

(3)

3.3.4 Передаточное число вычисляют по формуле

. (4)

3.3.5 Угол обхвата ремнем меньшего шкива в градусах вычисляют по формулам:

при , (5)

при , (6)

Минимальный угол обхвата ремня шкивом рекомендуется брать не менее 90°.

3.3.6 Межцентровое расстояние определяется конструктивными особенностями привода. Рекомендуемое межцентровое расстояние вычисляют по формуле

. (7)

3.3.7 В зависимости от выбранного межцентрового расстояния расчетную длину ремня в миллиметрах вычисляют по формулам:

; (8)

Источник

Клиноременная передача

31. Нормы точности статической балансировки
шкивов для клиновых ремней

Окружная скорость
шкива,
м/с

Допустимый
дисбаланс, r·м

Средний ресурс шкивов в эксплуатации для среднего режима работы устанавливается не менее 63000 ч до капитального ремонта: установленный ресурс — не менее 30 000 ч до капитального ремонта.
Нерабочие поверхности металлических шкивов должны быть окрашены по ГОСТ 9.032-74 и ГОСТ 12.4.026-76.
На нерабочей поверхности каждого шкива должны быть четко нанесены краской: условное обозначение сечения ремня, расчетный диаметр, диаметр посадочного отверстия, марка материала и обозначение стандарта.
Методы проверки а, Ь и d_p. Угол канавки а контролируют предельными угловыми калибрами по рис.7 и 8.
Верхний и нижний пределы угловых калибров должны соответствовать углу канавки шкива с учетом наибольшего и наименьшего допусков.
Угол канавки можно контролировать глубиномером (рис. 9).
Расчетный диаметр определяют методом А или Б в зависимости от формы наружной поверхности шкива.
Метод А применяют при цилиндрической наружной поверхности шкива.
Для определения расчетного диаметра шкива измеряют наружный диаметр, d_e и глубину канавки Ь над расчетной шириной. Глубину канавки измеряют глубиномером, как показано на рис. 9.
Расчетный диаметр шкива, мм,
d_p=d-2b
Метод Б применяют, если цилиндричность наружной поверхности шкива не установлена.
Для определения расчетного диаметра шкива используют два цилиндрических

Рис.7. Предельный угловой калибр для канавки шкива

Рис. 8. Положение предельного углового калибра в канавке шкива

Рис. 9. Глубиномер для контроля угла канавки:

32. Диаметры цилиндрических роликов d и размеры X, мм

Обозначение
сечения
ремня

Номинальный
диаметр
ролика d

Предельное
отклонение
диаметра
ролика Ari

Источник

Клиноременные передачи и виды клиновых ремней

Клиноременная передача состоит из ремней трапецие­видного сечения и шкивов. Каждый шкив (в передаче их два и более) имеет одну или несколько канавок соответ­ственно для передачи вращения одним или несколькими ремнями одного и того же размера.

Передача мощности происходит благодаря силе тре­ния, возникающей между поверхностями канавок шкива и боковыми (рабочими) поверхностями ремня, находя­щегося под натяжением. Величина передаваемой мощ­ности обусловлена коэффициентом трения, зависящим от материала ремня и угла его клина. Рассмотрим силы, действующие на ремень, находящийся в канавке шкива (рис. 1.1). Согласно разложению сил по правилу парал­лелограмма составляющая радиального усилия, обеспе­чивающего прижатие ремня к поверхности шкива, Q бу­дет равна

где Nр — радиальное усилие, создаваемое натяжением ремня;

Ф — угол клина канавки шкива.

Следовательно, чем больше натяжение и чем меньше угол клина ремня (и соответственно канавки шкива),^ тем большую мощность может передать ремень. Выбор натяжения и угла клина ремня определяется рядом фак­торов, о которых будет сказано далее.

Как следует из приведенного выше выражения, уси­лие Q, создающее прижатие ремня к поверхности канав­ки шкива, всегда больше радиального усилия N_v.

Так, например, при ф=40° величина Q равна

У плоских ремней сила прижатия ремня равна радиаль­ному усилию. Поэтому при одних и тех же натяжении и коэффициенте трения клиновые ремни благодаря тра­пециевидной форме сечения и клинообразной форме ка­навок передают мощность, примерно в 3 раза большую, чем плоские ремни. Это обусловливает большую долго­вечность передачи, так как чем меньше натяжение, тем меньше изнашиваются валы и ремни.

Другими преимуществами клиновых ремней является компактность передачи, возможность применять большие передаточные числа, большая амортизирующая способность (поглощение вибраций между ве­домым и ведущим шкивами пере­дачи), универсальность передачи (валы можно располагать в лю­бой плоскости), возможность бес­ступенчатого регулирования ско­рости при соответствующей кон­струкции шкивов.

Все это обусловило широкое применение клиноременной пере­дачи и рост объема производства клиновых ремней.

Однако в ряде случаев кли­новые ремни применять нецелесообразно. Так, они не­пригодны для синхронных передач вследствие проскаль­зывания и вытяжки в процессе эксплуатации. Кроме того, клиновые ремни рекомендуется применять только в интервале скоростей 5—35 м/с.

Для некоторых типов ремней возможно повышение верхнего предела до 50 м/с, для других — снижение ско­рости до 2 м/с.

Источник