4.4. Натяжные устройства ременных передач

В процессе работы любых ременных передач необходимо обеспечить постоянное заданное натяжение ремня. Для этого применяют три типа натяжных устройств: постоянного, периодического и автоматического действия (рис. 4.12…14).

Рис. 4.12. Натяжные устройства постоянного действия

-

Рис. 4.13. Натяжные устройства периодического действия

-

Рис. 4.14. Натяжные устройства автоматического действия

Автоматические натяжные устройства (рис. 4.14) поддерживают заданное усилие натяжения в зависимости от передаваемого вращающего момента.

Специальные регулировочные салазки для установки двигателя выпускаются различных типоразмеров (табл. 4.14).

При монтаже натяжных устройств необходимо выполнять следующие монтажные требования:

1. Максимальный прогиб ремня, мм f = 1,55a/100 под действием прогибающего усилия F, Н на середине межосевого расстояния a:

− для нового ремня F = (1,3F₀+C)/16;

− для работающего ремня F = (F₀+C)/16, где F₀ – предварительное натяжение ремня, Н, С – коэффициент жёсткости ремня в зависимости от его сечения.

Сечение ремня:	О;	А;	Б;	В;	Г;
Коэффициент С:	7;	10;	15;	22;	35.

2. Непараллельность осей шкивов, мм на 100 мм межосевого расстояния:

− для клиновых ремней не более 1 мм;

− для поликлиновых не более 0,5 мм;

− для зубчатых ремней ≤ 0,7 при n < 1500 об/мин, ≤ 0,5 при n > 1500 об/мин.

Таблица 4.15 Размеры салазок для установки электродвигателя, мм
Тип	a	a1	B1	B2	C	d1	d2	h1	h2	h3	l	Масса, кг	Болты крепления двигателя
С-3	16	38	370	440	410	М12	12	15	44	36	42	3,8	М1035
С-4	18	45	430	540	470	М12	14	18	55	45	50	5,3	М1240
С-5	25	65	570	670	620	М16	18	22	67	55	72	12,5	М1655
С-6	25	65	630	770	720	М16	18	26	74	60	75	17,5	М1660
С-7	30	90	770	930	870	М20	24	30	88	70	105	31,0	М2075

3. Смещение рабочих поверхностей шкивов, мм на 100 мм межосевого расстояния:

− для клиновых ремней не более 0,2 мм;

− для поликлиновых не более 0,15 мм.

4.5. Расчёт цепной передачи.

Привод побудителя распределителя щебня и гравия Д-337

Цепная передача (рис. 4.15) состоит из звёздочек и цепи, охватывающей звёздочки и зацепляющейся за их зубья [1, 8, 9]. Цепью можно приводить несколько ведомых звёздочек. Такие передачи устанавливают, в основном, на тихоходной ступени. Для этого применяют цепи с шагом от 8 до 50,8 мм.

По характеру работы различают приводные, тяговые и грузовые цепи. В качестве приводных применяют роликовые, втулочные и зубчатые (рис. 4.16).

Рис. 4.16. Конструкция роликовой, втулочной и зубчатой цепей

Основные характеристики – шаг и ширина, основная силовая характеристика – разрушающая нагрузка. В обозначении роликовых или втулочных цепей указывают: тип, шаг, разрушающую нагрузку и номер стандарта. Например, Цепь ПР-8-4,6 ГОСТ 13568-97, что означает цепь приводная роликовая с шагом 8 мм, усилие разрыва 4,6 КН. У многорядных цепей в начале указывают число рядов, например, Цепь 3ПР-12,7-45,7 ГОСТ 13568-97.

Рассмотрим расчёт роликовой цепной передачи привода побудителя распределителя щебня и гравия Д-337 [3] для вспомогательных ремонтно-дорожных работ (рис. 4.17).

Исходные данные.

Мощность на ведущем валу с учётом потерь в редукторе N₁ = 1,5 кВт.

Частота вращения ведущей звёздочки (двигатель 1000 об/мин и редуктор с передаточным отношением U_ред = 3·3 = 9; n₁ = 1000/9 = 111 об/мин.

Вращающий момент на валу ведущей звёздочки M₁ = 30N₁/(πn₁) = = 30·1500/(π·111) = 128,9 ≈ 130 Нм.

Передаточное отношение цепной передачи U = 2. Угол наклона передачи β = 45°. Работа односменная, пусковая нагрузка до 120 %.

Рис. 4.17. Цепная передача Д-337

В качестве приводной цепи применяем приводную однорядную роликовую цепь по ГОСТ 13568-97 (табл. 4.16). Рассчитываем в следующем порядке.

Минимально допустимое число зубьев малой звёздочки Z₁ = 7, но обычно рекомендуют принимать оптимальное Z₁ = 29 – 2U [1]. В нашем случае Z₁ = 29 − 2·3 = 23. Принимаем Z₁ = 20.

Число зубьев ведомой звёздочки Z₂ = Z₁· U = 20·3 = 60.

Уточняем передаточное отношение U = Z₂/ Z₁ = 60/20 = 3, что находится в пределах допускаемого расхождения (± 5 %).

Ориентировочно определяем шаг цепи по формуле

P = 12,8(М₁/Z₁)^1/3 = 12,8(130/20)^1/3 = 23,87 мм.

Задаёмся рядом стандартных значений шага (табл. 4,16):

P₍₁₎ = 19,05 мм; P₍₂₎ = 25,4 мм; P₍₃₎ = 31,75 мм.

Этим шагам соответствуют разные скорости цепи V=Z₁·P ·n₁/60000;

V ₍₁₎ = 20·19,05·111/60000 = 0,71 м/с;

V ₍₂₎ = 20·25,4·111/60000 = 0,94 м/с;

V ₍₃₎ = 20· 31,75·111/60000 = 1,17 м/с.

Вычисляем окружное усилие в цепи F_t = N₁ · 1000 /V. Выбранным шагам соответствуют окружные усилия: F_t(1) = 1,5 · 1000/0,71 = 2112 Н;

F_t(2) = 1,5 · 1000/0,94 = 1595 Н;

F_t(3) = 1,5 · 1000/1,17 = 1282 Н.

Таблица 4.16 Размеры и параметры приводных роликовых цепей по ГОСТ 13568-97
Обозначение цепи	Шаг цепи р, мм	Диаметр ролика, d, мм	Диаметр валика, d, мм	Расстояние между внутренними пластинами, Ввн, мм	Ширина Пластин h, мм	Расстоя- ние между рядами цепей, h1, мм	Проекция площади шарнира а, мм^2	Разрушающая нагрузка, Fраз, КН	Масса 1м цепи Q, кг
ПР-8-4,6	8,00	5,00	2,31	3,00	7,5	–	11	4,60	0,20
ПР-9,525-9,1	9,525	6,35	3,28	5,72	8,5	–	28	9,10	0,45
ПР-12,7-10-1	12,7	7,75	3,66	2,40	10.0	–	13	9,00	0,35
ПР-12,7-9	12,7	7,75	3,66	3,30	10,0	–	22	9,00	0,35
ПР-12,7-18,2-1	12,7	8,51	4,45	5,40	11,8	–	39	18,2	0,65
ПР-12,7-18,2	12,7	8,51	4,45	7,75	11,8	–	50	18,2	0,75
2ПР-12,7-31,8	12,7	8,51	4,45	7,75	11,8	13,92	100	31,8	1,4
3ПР-12,7-45,7	12,7	8,51	4,45	7,75	11,8	13,92	50	45,4	2,0
ПР-15,875-23-1	15,875	10,16	5,08	6,48	14,8	–	51	23,0	0,8
ПР-15,875-23	15,875	10,16	5,08	9,65	14,8	–	67	23,0	1,0
2ПР-15,875-45,4	15,875	10,16	5,08	9,65	14,8	16,59	134	45,4	1,9
3ПР-15,875-68,1	15,875	10,16	5,08	9,65	14,8	16,59	201	68,1	2,8
ПР-19,05-31,8	19,05	11,91	5,94	12,70	18,2	–	105	31,8	1,9
2ПР-19,05-64	19,05	11,91	5,94	12,70	18,2	22,78	210	64	2,9
3ПР-19,05-96	19,05	11,91	5,94	12,70	18,2	22,78	315	96	4,3
4ПР-19,05-128	19,05	11,91	5,94	12,70	18,2	22,78	420	128	5,8
ПР-25,4-60	25,4	15,88	7,92	15,88	24,2	–	179	60	2,6
2ПР-25,4-114	25,4	15,88	7,92	15,88	24,2	29,29	358	114	5,0
3ПР-25,4-171	25,4	15,88	7,92	15,88	24,2	29,29	537	171	7,5
4ПР-25,4-171	25,4	15,88	7,92	15,88	24,2	29,29	716	228	10,9
ПР-31,75-89	31,75	19,05	9,53	19,05	30,2	–	262	89	3,8
2ПР-31,75-177	31,75	19,05	9,53	19,05	30,2	35,76	524	177	7,3
3ПР-31,75-265,5	31,75	19,05	9,53	19,05	30,2	35,76	786	266	11,0
4ПР-31,75-355	31,75	19,05	9,53	19,05	30,2	35,76	1048	355	14,7
ПР-38,1-127	38,1	22,23	11,10	25,40	36,2	–	394	127	5,5
2ПР-38,1-254	38,1	22,23	11,10	25,40	36,2	45,44	788	254	11,0
3ПР-38,1-381	38,1	22,23	11,10	25,40	36,2	45,44	1182	381	16,5
4ПР-38,1-508	38,1	22,23	11,10	25,40	36,2	45,44	1576	508	22,0
ПР-44,45-172,4	44,45	25,40	12,70	25,40	42,4	–	472	172,4	7,5
2ПР-44,45-344	44,45	25,40	12,70	25,40	42,4	48,87	944	344	14,4
3ПР-44,45-517,2	44,45	25,40	12,70	25,40	42,4	48,87	1416	517	21,7
ПР-50,8-227	50,8	28,58	14,27	31,75	48,3	–	637	227	9,7
2ПР-50,8-453,6	50,8	28,58	14,27	31,75	48,3	58,55	1274	454	19,1
3ПР-50,8-680,4	50,8	28,58	14,27	31,75	48,3	58,55	1911	680	28,3
4ПР-50,8-900	50,8	28,58	14,27	31,75	48,3	58,55	2548	900	38,0
ПР-63,5-354	63,5	39,68	19,84	38,10	60,4	–	1089	354	16,0

Определяем коэффициент, учитывающий условия эксплуатации цепи

К_Э = К₁ · К ₂ · К ₃ · К ₄ · К ₅ · К ₆ · К ₇ ,

где К₁ – коэффициент динамичности нагрузки: при спокойной нагрузке 1; при нагрузке с толчками 1,2 … 1,5; при сильных ударах 1,6…1,9;

К ₂ – коэффициент длины цепи, зависящий от соотношения межосевого расстояния и шага: при А = (30…50)Р принимаем К ₂ = 1; при А < 25 Р принимают ем К ₂ = 1,25; при А = (60…80)Р принимаем К ₂ = 0,8;

К ₃ – коэффициент угла β наклона передачи к горизонту: при β ≤ 45° принимаем К ₃ = 1; при β > 45° принимаем К ₃ = 0,15β^1/2;

К ₄ – коэффициент регулировки цепи: для передач с регулировкой положения одной из звёздочек равен 1; для передач с нерегулируемыми осями звёздочек равен 1,25; для передач с оттяжными или нажимными роликами равен 1,1;

К ₅ – коэффициент характера смазывания (табл. 4.17), зависящий от качества смазывания (табл. 4.18); в условиях дорожно-ремонтных работ при недостаточном качестве смазывания, для скорости цепи менее 4 м/с можно принять К₅ = 1,8;

К ₆ – коэффициент режима работы передачи: при односменной работе 1; при двухсменной работе К ₆ = 1,25; при трёхсменной К ₆ = 1,45;

К ₇ – коэффициент температуры окружающей среды: при 25 °С < t ≤ 150 °С принимаем К ₇ = 1.

Таблица 4.17 Коэффициент характера смазывания, k5
Условия работы	Качество смазывания	Коэффициент k5
Без пыли	I	0,80
	II	1,00
Запылённое	II	1,30
	III	1,80 для V ≤ 4 м/с 3,00 для V ≤ 7 м/с
Грязное	III	3,00 для V ≤ 4 м/с 6,00 для V ≤ 7 м/с
	IV	6,00 для V ≤ 4 м/с

-

Таблица 4.18 Качество смазывания цепных передач
Качество смазывания	Смазывание цепи при различных скоростях
	До 4 м/с	До 7 м/с	До 12 м/с	Свыше 12 м/с
I – хорошее	Капельное, 10 кап/мин	В масляной ванне	Циркуляционное под давлением	Разбрызгиванием
II – удовлетворительное	Смазка густая, внутришарнирная. Пропитка цепи через 120…180 ч	Капельная, 20 кап/мин	В масляной ванне	Циркуляционное под давлением
III – недостаточное	Периодическая через 6…8 часов
IV – без смазки	Допускается при скорости цепи менее 0,1 м/с

−

Итак, для нашей передачи К₁ = 1,5; К ₂ = 1; К ₃ = 1; К ₄ = 1; К ₅ = 1,8; К ₆ = 1; К ₇ = 1. Тогда К_Э = 2,7.

Если коэффициент эксплуатации получается больше трёх, то необходимо изменять условия работы передачи.

Вычисляем ряд удельных давлений, соответствующих выбранным шагам p = F_t · K_Э/(a m_p), где a − проекция опорной поверхности шарнира, мм² (табл. 4.16); коэффициент неравномерности распределения нагрузки по рядам цепи m_p = 3,0 для четырёхрядной, m_p = 2,5 для трёхрядной, m_p = 1,7 для двухрядной и m_p = 1 для однорядной цепи.