Převod klínovým řemenem: výpočet, použití. klínové řemeny

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Moderní průmysl, strojírenství a další průmyslová odvětví využívají při své práci různé mechanismy. Zajišťují chod jednotek, vozidel, motorů atd. Jedním z oblíbených, často používaných zařízení je pohon klínovým řemenem.

Předložený mechanismus zahrnuje několik kategorií struktur. Liší se geometrickými parametry, účelem, přístupem k provádění úkolů přidělených mechanismu. Jaká jsou prezentovaná zařízení, bude dále diskutováno.

Obecné vlastnosti

Převodové zařízení klínovým řemenem zahrnuje použití speciální metody ovládání celého mechanismu. V tomto případě se využívá energie vyrobená v procesu točivého momentu. To zajišťuje řemenový pohon. Využívá mechanickou energii, kterou poté předá jinému mechanismu.

Tato konstrukce se skládá z řemene a minimálně dvou kladek. První z těchto konstrukčních prvků je nejčastěji vyroben z pryže. Hnací řemen klínového řemenu je vyroben zmateriál, který prošel speciálním zpracováním. To umožňuje, aby prezentovaný prvek byl odolný vůči střednímu a malému mechanickému namáhání, zvýšeným teplotám.

Mezi řemenovými pohony je nejoblíbenější klínový řemen. Tento design se dnes často používá při výrobě automobilů, ale i jiných typů vozidel.

Designové prvky

Konstrukce prezentované řady mechanického přenosu síly zahrnuje klínové řemenice a řemen. Poslední z těchto prvků má klínovitý tvar. Kladky jsou vyrobeny ve formě kovových kotoučů. Mají větve rovnoměrně rozmístěné po obvodu. Drží řemen na místě na povrchu kladek.

Páska může být dvou typů. Může mít zuby nebo má zcela hladký povrch. Výběr závisí na účelu mechanismu. Dříve byl prezentovaný design používán v mnoha systémech různých kategorií vozidel.

Dnes se prezentovaný typ mechanického přenosu energie používá ve vodních čerpadlech a strojních generátorech. V těžkých automobilových zařízeních je podobný systém instalován pro pohon posilovače řízení. Tento systém má hydraulické čerpadlo. Právě v něm je použit podobný design. Pohony klínovými řemeny jsou také instalovány v kompresorech vzduchového typu. Jsou určeny pro posilovače brzd vozidel.

Požadavky na prvkydesigny

Klínové řemeny mají relativně malou tloušťku. To umožňuje výrazně zmenšit rozměry zabrané systémem. Tato skutečnost však vyžaduje zvláštní přístup k organizaci geometrie kladky. Aby páska neodskočila, má vnější povrch disků speciální drážky. Drží pás na místě.

Velikost samotné řemenice se volí v souladu s převodovým poměrem. Pokud je nutné vytvořit redukční převod, bude hnaná řemenice větší než přední konstrukční prvek. Existuje také inverzní vztah.

Při výrobě páskové pásky se používají speciální měkké materiály, které by neměly ztrácet svůj výkon za všech povětrnostních podmínek. V mrazu a horku zůstává pás pružný. Z tohoto důvodu není dovoleno instalovat jiný materiál místo speciální pásky. To poškodí jednotku.

Odrůdy

Převod klínovým řemenem lze vyrobit v několika konfiguracích. Existuje několik populárních typů prezentovaných mechanismů. Jedním z nejjednodušších je otevřený systém. Kladky se otáčejí stejným směrem, osy se pohybují paralelně.

Pokud se disky pohybují v opačných směrech při zachování rovnoběžnosti proužků, objeví se křížový typ systému. Pokud se osy zkříží, bude to polokřížená odrůda.

Pokud se osy protínají, dochází k úhlovému přenosu. Přihlašuje sestupňovité kladky. Tato konstrukce umožňuje ovlivňovat otáčky pod úhlem hnaného hřídele. Otáčky hnací řemenice zůstávají konstantní.

Ozubené kolo volnoběžné řemenice umožňuje, aby se hnaná řemenice přestala pohybovat, zatímco hnací hřídel se stále otáčí. Převod napínací kladky podporuje samonapínání řemene.

Pass

Klínové řemeny patří do kategorie trakčních konstrukčních prvků. Musí zajistit návrat potřebné energie bez uklouznutí. Páska musí mít zvýšenou pevnost, odolnost proti opotřebení. Čepel by měla dobře přilnout k vnějšímu povrchu kotoučů.

Šířka popruhů se může značně lišit. Při výrobě pogumované bavlny, vlněných materiálů, kůže. Výběr závisí na provozních podmínkách zařízení.

Páska může být vyrobena ze šňůrové tkaniny nebo šňůrové šňůry. Jedná se o nejspolehlivější, nejflexibilnější a nejrychlejší odrůdy.

Moderní strojírenství dnes často používá ozubené řemeny. Říká se jim také polyamid. Na jejich povrchu jsou 4 výstupky. Zabírají s odpovídajícími prvky na kladkách. Dobře fungují ve vysokorychlostních převodech, aplikacích s malou roztečí řemenic.

Odhadovaný průměr řemenice

Výpočet převodu klínovým řemenem začíná určením průměru řemenice. K tomu je třeba vzít dva válcové válečky. Jejich průměr je D. Tato hodnota se nastavuje pro každou velikost úseku drážky. V tomto případě kontakt válcůprochází na úrovni průměru.

Do drážky musí být umístěny dva válečky uvedeného typu. Povrchy se musí dotýkat. Mezi tečnými rovinami, které tvoří válečky, je nutné změřit vzdálenost. Měly by běžet paralelně s kladkou.

Pro výpočet průměru disku se používá speciální vzorec. Vypadá takhle:

D=RK - 2X, kde RK je vzdálenost měřená mezi válečky, mm; X je vzdálenost od průměru disku k tečně, která se hodí k válci (běží rovnoběžně s osou disku).

Výpočet převodu

Převod klínovým řemenem se vypočítá podle stanovené metody. V tomto případě je určen indikátor přenášeného výkonu mechanismu. Vypočítá se pomocí následujícího vzorce:

M=Mnom. K, kde Mnom. – jmenovitý výkon spotřebovaný měničem během provozu, kW; K je dynamický faktor zatížení.

Při výpočtech se bere v úvahu indikátor, jehož pravděpodobnost distribuce ve stacionárním režimu není větší než 80 %. Faktor zatížení a režim jsou uvedeny ve speciálních tabulkách. Tímto způsobem lze určit rychlost pásu. Bude to:

SR=πD1ChV1/6000=πD2ChV2/6000, kde D1, D2 jsou průměry menší a větší řemenice (v tomto pořadí); CV1, CV2 - rychlost otáčení menšího a většího disku. Průměr menší řemenice nesmí překročit mezní hodnotu jmenovité rychlosti řemene. je jí 30m/s.

Příklad výpočtu

Pro pochopení metodiky výpočtu je nutné zvážit technologii tohoto procesu na konkrétním příkladu. Předpokládejme, že je nutné určit převodový poměr pohonu klínovým řemenem. Přitom je známo, že výkon hnacího disku je 4 kW a jeho rychlost (úhlová) je 97 rad/s. Hnaná řemenice má přitom tento ukazatel na úrovni 47,5 rad/s. Průměr menší kladky je 20 mm a větší kladky 25 mm.

Pro určení převodového poměru je nutné vzít v úvahu řemeny s normálním průřezem, vyrobené z kordové tkaniny (velikost A). Výpočet vypadá takto:

IF=97/47, 5=2, 04

Určením průměru kladek z tabulky bylo zjištěno, že menší hřídel má doporučenou velikost 125 mm. Větší hřídel, když řemen prokluzuje o 0,02, bude:

D2=2,041,25(1-0,02)=250 mm

Výsledek plně vyhovuje požadavkům GOST.

Příklad výpočtu délky pásů

Délku klínového řemene lze také určit pomocí předloženého výpočtu. Nejprve je třeba vypočítat vzdálenost mezi osami disků. Chcete-li to provést, použijte vzorec:

R=SD2

С=1, 2

Zde můžete zjistit vzdálenost mezi hřídelemi:

P=1, 2250=300 mm

Dále můžete určit délku opasku:

D=(2300 + (250-125)²+1,57(250+125))/4300=120,5 cm

Vnitřní délka opasku ve velikosti A podle GOST je 118 cm. V tomto případě by odhadovaná délka pásky měla být 121,3 cm.

Výpočet provozu systému

Při určování rozměrů převodu klínovým řemenem je nutné vypočítat hlavní ukazatele jeho provozu. Nejprve je potřeba nastavit rychlost, jakou se bude páska otáčet. K tomu se používá určitý výpočet. Údaje pro něj byly uvedeny výše.

S=970,125 / 2=6,06 m/s

V tomto případě se budou řemenice otáčet různými rychlostmi. Menší hřídel se otočí s tímto indikátorem:

CBm=3097 / 3, 14=916 min ^-¹

Na základě výpočtů uvedených v příslušných referenčních knihách je určen maximální výkon, který lze přenést pomocí předloženého řemenu. Toto číslo se rovná 1,5 kW.

Abyste otestovali odolnost materiálu, musíte provést jednoduchý výpočet:

E=6, 06/1, 213=5.

Výsledný indikátor je přijatelný společností GOST, podle které je předložený pás vyroben. Jeho provoz bude poměrně dlouhý.

Designové chyby

Pohon klínovým řemenem se používá v mnoha mechanismech a jednotkách. Tento design má mnoho výhod. Má však také celý seznam nedostatků. Jsou velké velikosti. Proto předložený systém není vhodný pro všechny jednotky.

Zároveň se řemenový pohon vyznačuje nízkou únosností. To má vliv na výkon celého systému. Při použití i těch nejmodernějších materiálů ponechává životnost řemene mnoho přání. Je vymazaný, roztrhaný.

Převodový poměr je proměnná hodnota. To je způsobeno prokluzem plochého pásu. Při použití prezentované konstrukce jsou hřídele vystaveny vysokému mechanickému namáhání. Také zatížení působí na jejich podpěry. To je způsobeno nutností předepnutí řemene. V tomto případě se používají další prvky v designu. Tlumí vibrace vedení tím, že drží pás na povrchu kladek.

Pozitivní

Převod klínovým řemenem má spoustu výhod, proto se dnes v různých jednotkách používá poměrně často. Tato konstrukce zajišťuje vysokou plynulost provozu. Systém funguje téměř tiše.

V případě nepřesností v montáži kladek je tato odchylka kompenzována. To je patrné zejména v úhlu křížení, který je určen mezi kotouči. Zatížení je kompenzováno v procesu prokluzu pásu. To vám umožní poněkud prodloužit životnost systému.

Převodovka řemenového typu kompenzuje pulsace, ke kterým dochází během provozu motoru. Proto se můžete obejít bez instalace elastické spojky. Čím jednodušší design, tím lepší.

Předložený mechanismus není nutné mazat. Úspory se projevují při absenci potřeby nákupu spotřebního materiálu. Řemenice a řemen lze snadno vyměnit. Náklady na prezentované položky zůstávají přijatelné. Montáž systému je jednoduchá.

Při použití tohoto systému se ukázalo, že vytváří nastavitelný převodový poměr. Mechanismus má schopnost pracovat při vysokých rychlostech. I když se páska přetrhneostatní prvky systému zůstávají nedotčeny. V tomto případě mohou být hřídele ve značné vzdálenosti od sebe.

Po zvážení toho, co je pohon klínovým řemenem, můžeme konstatovat jeho vysoký výkon. Díky tomu se dnes prezentovaný systém používá v mnoha jednotkách.