Передачи плоским ремнем

Общие сведения. Типы плоских ремней

Общие сведения. Возможны различные схемы передач плоским ремнем. Чаще всего применяют открытую передачу (см. рис. 1), в которой оси валов параллельны, а шкивы вращаются в одном направлении.

В сравнении с другими типами ременных передач эта передача обладает повышенными работоспособностью и долговечностью (в связи с меньшими напряжениями изгиба в плоских ремнях). Ее рекомендуется применять при больших межосевых расстояниях (до 15 м) или высоких скоростях (до 100 м/с).

Типы плоских ремней. Материал плоского приводного ремня должен обладать достаточной прочностью при переменных напряжениях, износостойкостью, эластичностью, должен хорошо сцепляться со шкивами и иметь низкую стоимость. В машиностроении применяют различные типы стандартных плоских ремней.

Резинотканевые ремни (рис. 4) состоят из нескольких слоев технической ткани 1 (прокладок), резиновых прослоек 2 между ними и наружных резиновых обкладок 3, свулканизированных в одно целое.

Рис. 4. Резинотканевый ремень

Тканевые прокладки изготовляют из синтетических (ткани марок ТА-150, ТК-200-2, ТА-300) или комбинированных нитей (нити из комбинации полиэфирного и хлопчатобумажного волокон, например ткань марки БКНЛ-65). Ткань передает основную часть нагрузки, резиновые прослойки повышают гибкость ремней, а резиновые обкладки защищают ткань от повреждений и повышают коэффициент трения. Выпускают ремни и без наружных обкладок.

Ремни изготовляют конечной длины (от рулона отрезают ремень требуемой длины). Концы ремней соединяют внахлестку или встык путем склеивания, сшивания, скрепления.

Резинотканевые ремни (табл. 1) обладают высокой прочностью и гибкостью, их широко применяют в приводах промышленного оборудования.

Кордшнуровые прорезиненные ремни (франц. corde — веревка, шнур) состоят из одного ряда крученых анидных шнуров 1 диаметром 1,1 мм, расположенных в слое резины 2 (рис. 5). Снаружи покрыты тканью 3 для обеспечения прочности конструкции. Прочные, эластичные кордшнуровые ремни применяют для приводов шлифовального оборудования в широком диапазоне мощностей при скоростях v<35 м/с.

Таблица 1. Ремни плоские резинотканевые (выборка)

Техническая характеристика прокладок	Марка материала прокладки
	БКНЛ-65	ТА-150	ТК-200-2	ТА-300
Количество ip прокладок при ширине b ремня, мм:
20, 25, 40	3-5	–	–	–
50, 63, 71	3-5	–	–	3
80, 90, 100, 112	3–6	3–4	–	–
125, 140, 160	3–6	3–4	3–4	—
Толщина одной прокладки с резиновой прослойкой, мм Допускаемая приведенная удельная сила [q ]0, Н/мм	1,2 3	1,3 10	1,4 13	1,5 20

Рис. 5. Кордшнуровой прорезиненный ремень

Ремни выпускают в виде бесконечных лент. При толщине ремня 8 = 2,8 мм и ширине b = 30; 40; 50 или 80 мм расчетную длину L_p ремня принимают из ряда чисел: 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350, 1400, 1450, 1500, 1550, 1600, 1700, 1800, 2000, 2250 мм.

В кордтканевых ремнях несущий слой состоит из двух слоев обре-зиненной ткани. Кордтканевые ремни толщиной  = 3,5 мм применяют для приводов координатно-расточных станков.

Синтетические ремни изготовляют из капроновой ткани просвечивающего переплетения, которую пропитывают полиамидным раствором и покрывают специальной фрикционной пленкой (с нитрильным каучуком), обеспечивающей высокий коэффициент трения (f = 0,5) со шкивами (рис. 6). Нагрузку передают уточные нити ткани.

Ремни изготовляют в виде замкнутой (бесконечной) ленты, толщиной  = 0,5 и 0,7 мм, шириной b = 10...250 мм и длиной L_p = 250...3350 мм. Из-за малой толщины ремни называют пленочными. Они обладают небольшой массой, могут работать на шкивах малых диаметров при скоростях до 100 м/с, весьма перспективны.

Рис. 6. Синтетический ремень: 1 – уток; 2 – основа; 3 – пленка

Синтетические ремни применяют в быстроходных и сверхбыстроходных передачах (например, в приводах внутришлифовальных станков и т. п.).

Текстильные ремни (хлопчатобумажные и шерстяные) обладают низкими тяговой способностью и долговечностью. Применяют в легких быстроходных передачах. Ремни выходят из употребления.

Кожаные ремни изготовляют из кожи, выработанной из шкур крупного рогатого скота. Обладают высокими тяговой способностью и долговечностью. Рекомендуются для передачи малых и средних мощностей в условиях переменных и ударных нагрузок. Из-за дефицитности и дороговизны имеют ограниченное применение.

Передачи клиновым и поликлиновым ремнями

Общие сведения. Типы клиновых и поликлиновых ремней

Общие сведения. В машиностроении преимущественно применяют передачи клиновым или поликлиновым ремнями.

Клиновые ремни имеют трапециевидное поперечное сечение (см. рис. 1, б). Ремни работают на шкивах с канавками соответствующего ремню профиля. Клиновые ремни и канавки шкивов контактируют только по боковым (рабочим) поверхностям ремней и боковым граням канавок шкивов. Между внутренней поверхностью ремня и дном канавки шкива должен быть зазор.

В передаче часто применяют несколько ремней (комплект).

Достоинством этой передачи по сравнению с передачей плоским ремнем является то, что благодаря повышенному (до трех раз) сцеплению ремня со шкивами, обусловленному эффектом клина, она может передавать большую мощность, допускает меньший угол обхвата на малом шкиве (см. рис. 1), а следовательно, и меньшее межосевое расстояние а.

Недостатками являются большие напряжения изгиба из-за значительной высоты ремня, большие потери на внешнее и внутреннее трение, большая стоимость шкивов и неодинаковая работа ремней в комплекте вследствие отклонений в их длине.

Передачи клиновыми ремнями рекомендуются при малых межосевых расстояниях, больших передаточных числах, вертикальном расположении осей валов. Их применяют для мощностей до 200 кВт в приводах станков, промышленных установок, в транспортных, дорожно-строительных и сельскохозяйственных машинах.

Типы ремней. Клиновые ремни (см. рис. 4) состоят из несущего слоя – кордшнура или кордовой ткани, резины и оберточной ткани, свулканизированных в одно целое, поэтому клиновые ремни бывают двух типов: кордтканевые (рис. 7, а) и кордшнуровые (рис. 7,б). В кордтканевых корд состоит из нескольких рядов вискозной, капроновой или лавсановой ткани. В кордшнуровых ремнях корд состоит из одного ряда навитых по спирали шнуров из полиэфирных или полиамидных волокон, для передач с высокой нагрузкой из кевлара.

Кордтканевые ремни работают лучше кордшнуровых при ударной и вибрационной нагрузке, однако кордшнуровые ремни более гибкие и долговечные. Их применяют, в частности, при необходимости шкивов малых диаметров.

Перспективными являются ремни без обертки. Коэффициент трения при этом в два раза выше, чем при наличии обертки, что увеличивает тяговую способность, позволяет уменьшить предварительное натяжение и тем самым повысить долговечность.

Рис. 7. Конструкции клиновых (а, б) и поликлинового (в) ремней

Клиновые ремни выпускают бесконечными.

В зависимости от отношения ширины сечения ремня b₀ к высоте h (рис. 7,б) стандартные клиновые ремни изготовляют нормального (b₀/h =1,6), узкого (b₀/h = 1,2) и широкого (b₀/h = 2...4,5) сечений.

Клиновые ремни нормальных сечений обозначают (в порядке увеличения поперечного сечения): Z, А, В, С, D, Е, ЕО (табл. 2). В зависимости от применяемых материалов и технологии изготовления ремни выпускают четырех классов (в порядке повышения качества): I, II, III и IV.

Таблица 2. Клиновые ремни (выборка)

Тип ремня	Сечение	Размеры сечения, мм (рис. 7,a и б)			Площадь сечения А, мм^2	Расчетная длина Lp, мм
		bp	b0	h
Нормального сечения	Z	8,5	10	6	45	400... 3150
	А	11	13	8	80	560... 4500
	В	14	17	11	132	630... 6300
	С	19	22	14	230	1800... 10000
Узкого сечения	SPZ	8,5	10	8	56	630... 3550
	SPA	11	13	10	94	800... 4500
	SPB	14	17	13	157	1250... 8000
	SPC	19	22	18	266	2000... 8000

Примечания; 1. Размер b₀ относится к нейтральному слою.

2. Стандартный ряд расчетных длин L, мм: 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000 и др.

Из-за большой массы ремней скорость их ограничена (до 30 м/с). Недостатком ремня, ограничивающим долговечность, является его большая высота, что приводит к значительным деформациям сечения при изгибе и неравномерному распределению нормальных давлений в зоне контакта ремня со шкивами.

Клиновые ремни узких сечений изготовляют четырех сечений: SPZ, SPA, SPB, SPC (табл. 2). Они отличаются от ремней нормального сечения кордом повышенной прочности. Благодаря меньшему отношению ширины ремня к высоте происходит более равномерное распределение нагрузки по нитям корда, что повышает их тяговую способность в 1,5...2 раза. Это дает возможность уменьшить число ремней в комплекте и ширину шкива. Узкие ремни хорошо работают при скоростях до 50 м/с.

Узкие вентиляторные ремни применяют для двигателей автомобилей, тракторов и комбайнов.

Широкие клиновые ремни предназначены для вариаторов.

Расчетная длина L_p соответствует длине клинового ремня по нейтральному слою. Допускаемые отклонения длины ремней значительны, поэтому требуется тщательно подбирать комплекты ремней по длине. Например, при L_p = 1250...1800 мм допускают разность длин ремней одного комплекта до 4 мм. При разрушении одного ремня заменяют весь комплект. Использование новых ремней с ремнями, бывшими в употреблении, недопустимо. Ремни, бывшие в употреблении, подбирают отдельным комплектом.

Поликлиновые ремни – бесконечные плоские ремни с высокопрочным полиэфирным кордшнуром и продольными выступами-клиньями, входящими в кольцевые клиновые канавки на шкивах (см. рис. 1, г и 7, в). Изготовляют ремни трех сечений: К, Л и М (табл. 3). Сочетают достоинства ремней плоских (гибкость) и клиновых (высокая тяговая способность). Благодаря большой гибкости допускают применение шкивов малых диаметров. Могут работать при скоростях до 65 м/с.

Таблица 3. Поликлиновые ремни (выборка)

Сечение	Размеры сечения, мм (рис. 7)				Расчетная длина Lp, мм	Число клиньев z рекомендуемое
	p	H	h	t
К Л M	2,4 4,8 9,5	4,0 9,5 16,7	2,35 4,85 10,35	1,0 2,4 3,5	400... 2000 1250...4000 2000...4000	2...36 4...20 4...20

Корд, расположенный в тонкой плоской части, и рабочая поверхность ремня располагаются по всей его ширине, поэтому при одинаковой передаваемой мощности ширина шкивов для поликлиновых ремней меньше ширины шкивов для комплекта клиновых ремней нормальных сечений.

Малая масса ремня способствует снижению уровня его колебаний. Однако передачи поликлиновыми ремнями чувствительны к относительному осевому смещению шкивов и отклонению от параллельности осей валов.

Поликлиновую передачу применяют до 1000 кВт.