Расчет ремней.

Ремни в соответствии с требованиями, предъявляемыми к ним, рассчитывают по тяговой способности и на долговечность. Эти расчеты вполне обеспечивают требуемую прочность рассчитываемых ремней.

Основным расчетом ремней считается расчет по тяговой способности. Расчет ремней на долговечность производится обычно как проверочный. Тяговая способность ремня характеризуется экспериментальными кривыми скольжения (рис. 1), которые строят следующим образом: по оси ординат откладывают относительное скольжение ремня ξ,%, и к. п. д. передачи η, %, а по оси абсцисс - коэффициент тяги передачи φ=Ft/(2F0), который представляет собой относительную нагрузку передачи. С ростом нагрузки упругое скольжение ремня увеличивается по закону прямой линии, при этом значительно увеличивается к. п. д. передачи. Эта закономерность наблюдается до так называемого критического значения коэффициента тяга φк, соответствующего наибольшей допускаемой нагрузке на ремень. С увеличением нагрузки свыше допустимой дополнительно возникает проскальзывание ремня и суммарное скольжение быстро возрастает (появляется частичное буксование), сопровождаясь резким падением к. п. д. передачи. При предельном значении φ=φmax, наступает полное буксование (проскальзывание) ремня. Из кривых скольжения и к. п. д. следует, что наивыгоднейшая тяговая способность ремня соответствует критическому значению коэффициента тяги φк. Экспериментально установлено, что в среднем для плоских ремней φк=0,4...0,6, для клиновых ремней φк=0,7...0,9

.

Расчет плоских ремней по тяговой способности производят по допускаемому полезному напряжению k, которое определяют по кривым скольжения.

Кривые скольжения ремня
Рис. 1

Полезным напряжением ремня k называется отношение полезной нагрузки ремня (окружной силы) Ft к площади поперечного сечения А, т. е. k=Ft/A. Так как

phi_k=F_t/{2F_0}={F_t/A}/{{2F_0}/A}=k/{2 sigma_0}

то следовательно,
k=2 sigma_0 phi_k

Экспериментально установлено, что для открытой плоскоременной передачи при начальном напряжении в ремне σ0=1,8 МПа, скорость v=10 м/с
и угла обхвата шкива α=180° допускаемое (приведенное) полезное напряжение в соответствии с предыдущей формулой

delim {[}{k_0}{]}=a-w(delta/d)

где а и w — коэффициенты, выражаемые в единицах напряжения (см. табл.);
δ — толщина ремня;
d — диаметр меньшего шкива.

Для резинотканевых ремней d=(30...40)δ
Для кожаных ремней d=(25...35)δ
Для хлопчатобумажных ремней d=(25...30)δ
Для шерстяных ремней d=(25...30)δ

При определении по предыдущей формуле [k0] отношением δ/d задаются. Для повышения долговечности ремней следует ориентироваться на большие значения числовых коэффициентов. Чем больше отношение d/δ, тем ремень прочнее и долговечнее (в нем меньше напряжения от изгиба). Поэтому если по расчету ремень получается узким, то его ширину можно увеличить за счет уменьшения толщины δ, т.е. разрешается увеличивать отношение d/δ, сверх указанных значений.

Допускаемые полезные напряжения[k0]для плоских ремней приσ0МПа.
 dmin  20  25  30  35  40  45  50  60  75  100
 Резинотканевых    (2,10)  2,17  2,21  2,25  2,28  2,30  2,33  2,37  2,40
 Кожаных  (1,40)  1,70  1,90  2,04  2,15  2,23  2,30  2,40  2,50  2,60
 Хлопчатобумажных тканых  (1,35)  1,50  1,60  1,67  1,72  1,80  1,85  1,90  1,90  1,95
 Шерстяных  (1,05)  1,20  1,30  1,37  1,42  1,47  1,50  1,55  1,60  1,65

Для тканых полиамидных ремней [k0] можно принимать примерно на 50% больше, чем для резинотканевых. При установке передачи в сыром, или пыльном помещении значения [k0] рекомендуется снижать на 10...30%. Если шкивы деревянные или обода их изготовлены из текстолита и других пластмасс, то [k0] рекомендуется повышать на 20%.

Так как в формуле допускаемые напряжения [k0] соответствуют указанным выше условиям, то для определения расчетного допускаемого полезного напряжения [k] ремня пользуются корректирующими коэффициентами, учитывающими действительные условия работы рассчитываемой передачи. Таким образом, расчетное допускаемое полезное напряжение для плоского ремня

delim {[}{k}{]}=delim {[}{k_0}{]} k_v k_alpha k_b

где kv - скоростной коэффициент, учитывающий ослабление сцепления ремня со шкивом под действием центробежной силы (для передач с автоматическим регулированием натяжения ремня kv в формулу не вводят);
kα - коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата меньшего шкива;
kв - коэффициент, учитывающий вид передачи и ее расположение. Значения коэффициентов kv, kα и kв даны в таблице.

При расчете плоского ремня по тяговой способности площадь поперечного сечения ремня

A=F_t/delim {[}{k}{]}

ее окончательно согласовывают с соответствующим ГОСТом для ремня, откуда принимают толщину δ и ширину b ремня.

Мощность на ведущем шкиве, которую можно передать данным ремнем, вычисляют по формуле см. формулы

F_t={k_d P_1}/v

и
delim {[}{k}{]}=delim {[}{k_0}{]} k_v k_alpha k_b

P_1={delim {[}{k}{]}A v_1}/k_d

где Р1 — в Вт; [k] - в Па; A - в м2 и v - в м/с.

При расчете ремней по тяговой способности требуется проверка их по запасу сцепления со шкивами по формуле

beta=T_{1max}/T_1<=delim {[}{beta}{]}

где T1max - крутящий максимальный момент, передаваемый ведущим шкивом при кратковременной перегрузке;
Т1 - длительно действующий на ведущий шкив крутящий момент при установившемся режиме работы передачи;
β=φmaxk — коэффициент запаса сцепления, характеризующий перегрузку ремня;
[β] - допускаемый коэффициент запаса сцепления;
  • для резинотканевых ремней [β]=1,3...1,5
  • для кожаных к шерстяных [β]=1,35...1,5
  • для хлопчатобумажных [β]=1,25...1,4.

При расчете клиноременной передачи с ремнями нормального сечения в соответствии с ГОСТ 1284.3-80 сечение ремней следует выбирать по (рис. 2). Сечение ремней О следует применять для передаваемых мощностей до 2 кВт, сечение ремней Е - при мощности свыше 200 кВт.

Сечение ремней
Рис. 2

По ГОСТ 1284.3-80 расчет клиновых ремней по тяговой способности рекомендуется производить по допускаемой мощности Р0 на один ремень см. табл.

Для учета действительных условий работы передачи в расчетную формулу для клиновых ремней вводят соответствующие корректирующие коэффициенты:

  • kд — коэффициент динамической нагрузки и режима работы передачи (см. табл.);
  • kα — коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата ремнем меньшего шкива (см. табл.);
  • kj — коэффициент, учитывающий длину ремня (см. табл.);
  • kz — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ремням.

Значения kz в зависимости от числа ремней z
 z  2...3  4...6  6
 kz  0,95  0,9  0,85

Расчет клиновых ремней по тяговой способности заключается в определении требуемого для рассматриваемой передачи количества ремней:

z={k_d P_1}/{P_0 k_alpha k_j k_z}

где Р1 — мощность на ведущем шкиве. Так как клиноременные передачи работают независимо от расположения, то при их расчете в отличие от расчета плоскоременных передач корректирующий коэффициент, учитывающий расположение передачи, не вводят.

Так как пока нет метода расчета ремней на долговечность учитывающего все влияющие на нее факторы, расчет ремней на долговечность обычно ограничивают проверкой частоты пробегов ремня (ремней) на шкивах:
n_n=v/l<=delim {[}{n_n}{]}

где nn - действительная частота пробегов ремня с-1;
[nn] - допускаемая частота пробегов ремня, с-1;
для обыкновенных плоских ремней [nn]≤5 с-1,
для специальных быстроходных плоских и клиновых ремней [nn]≤10 с-1,
и в особых случаях [nn]≤10...20 с-1.






Навигация
Болты
Винты, шпильки, штифты, прокладки
Пружины
Заклепки
Шпонки
Гайки
Резьба
Валы
Муфты
Подшипники
Виды соединений
Передачи
Материал
Дополнительные материалы
Госты метизов
Сварка
Мы в соцсетях
podshipniki.moscow применяемость подшипников
Сортовой металлопрокат: str-steel.ru в Москве с доставкой.