Przekładnia z paskiem klinowym: obliczenia, zastosowanie. Pasy klinowe

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Współczesny przemysł, inżynieria i inne branże wykorzystują w swojej pracy różnorodne mechanizmy. Zapewniają pracę agregatów, pojazdów, silników itp. Jednym z popularnych, często stosowanych urządzeń jest napęd pasowy.

Zaprezentowany mechanizm obejmuje kilka kategorii struktur. Różnią się parametrami geometrycznymi, przeznaczeniem, podejściem do realizacji zadań przypisanych mechanizmowi. Jakie są prezentowane urządzenia zostaną omówione dalej.

Charakterystyka ogólna

Urządzenie do przenoszenia pasa klinowego polega na zastosowaniu specjalnej metody uruchamiania całego mechanizmu. W tym przypadku wykorzystywana jest energia wytworzona w procesie momentu obrotowego. Zapewnia to napęd pasowy. Wykorzystuje energię mechaniczną, którą następnie przekazuje do innego mechanizmu.

Ten projekt składa się z paska i co najmniej dwóch kół pasowych. Pierwszy z tych elementów konstrukcyjnych jest najczęściej wykonany z gumy. Pasek klinowy jest wykonany zmateriał, który został poddany specjalnej obróbce. Dzięki temu prezentowany element może być odporny na średnie i małe naprężenia mechaniczne, podwyższone temperatury.

Wśród napędów pasowych najbardziej popularny jest pasek klinowy. Ten projekt jest dziś często używany w produkcji samochodów, a także innych typów pojazdów.

Cechy projektu

Konstrukcja prezentowanej odmiany mechanicznego przeniesienia mocy obejmuje koła pasowe klinowe oraz pas. Ostatni z tych elementów ma kształt klina. Koła pasowe wykonane są w postaci metalowych krążków. Mają gałęzie równomiernie rozmieszczone na obwodzie. Utrzymują pas na miejscu na powierzchni kół pasowych.

Taśma może być dwojakiego rodzaju. Może mieć zęby lub mieć całkowicie gładką powierzchnię. Wybór zależy od przeznaczenia mechanizmu. Wcześniej prezentowana konstrukcja była wykorzystywana w wielu systemach różnych kategorii pojazdów.

Obecnie prezentowany rodzaj mechanicznego przenoszenia energii jest stosowany w pompach wodnych i generatorach maszynowych. W ciężkim sprzęcie samochodowym podobny system jest instalowany w celu napędzania wspomagania kierownicy. Ten system ma pompę hydrauliczną. To w nim zastosowano podobny projekt. W sprężarkach powietrznych montowane są również napędy pasowe. Przeznaczone są do wspomagania hamulców pojazdów.

Wymagania dotyczące elementówprojekty

Pasy klinowe mają stosunkowo małą grubość. Pozwala to na znaczne zmniejszenie wymiarów zajmowanych przez system. Fakt ten wymaga jednak specjalnego podejścia do organizacji geometrii koła pasowego. Aby taśma nie odskakiwała, zewnętrzna powierzchnia krążków posiada specjalne rowki. Utrzymują pasek na miejscu.

Rozmiar samego koła pasowego jest wybierany zgodnie z przełożeniem. Jeśli konieczne jest stworzenie przekładni redukcyjnej, napędzane koło pasowe będzie większe niż wiodący element konstrukcyjny. Istnieje również zależność odwrotna.

Do produkcji taśmy do paska używane są specjalne miękkie materiały, które nie powinny tracić swoich właściwości w każdych warunkach pogodowych. W mrozie i upale pasek pozostaje elastyczny. Z tego powodu nie wolno montować innego materiału zamiast specjalnej taśmy. Spowoduje to uszkodzenie urządzenia.

Odmiany

Przekładnia z paskiem klinowym może być wykonana w kilku konfiguracjach. Istnieje kilka popularnych typów prezentowanych mechanizmów. Jednym z najprostszych jest system otwarty. Koła pasowe obracają się w tym samym kierunku, osie poruszają się równolegle.

Jeżeli dyski poruszają się w przeciwnych kierunkach, zachowując równoległość pasów, pojawia się system krzyżowy. Jeśli osie krzyżują się, będzie to odmiana półkrzyżowa.

Jeżeli osie przecinają się, występuje transmisja kątowa. ona aplikujeschodkowe koła pasowe. Taka konstrukcja pozwala wpływać na prędkość pod kątem wału napędzanego. Prędkość koła pasowego napędowego pozostaje stała.

Jałowe koło pasowe umożliwia zatrzymanie ruchu napędzanego koła pasowego, podczas gdy wał napędowy nadal się obraca. Koło pasowe napinacza wspomaga samonapinanie paska.

Pas

Pasy klinowe należą do kategorii trakcyjnych elementów konstrukcyjnych. Musi zapewniać zwrot wymaganej energii bez poślizgu. Taśma musi mieć zwiększoną wytrzymałość, odporność na zużycie. Ostrze powinno dobrze przylegać do zewnętrznej powierzchni dysków.

Szerokość pasków może się znacznie różnić. W produkcji gumowanej bawełny, materiałów wełnianych, skóry. Wybór zależy od warunków pracy sprzętu.

Taśma może być wykonana z tkaniny kordowej lub kordu. Są to najbardziej niezawodne, elastyczne i szybkie odmiany.

Współczesna inżynieria często wykorzystuje paski zębate. Nazywane są również poliamidem. Na ich powierzchni znajdują się 4 występy. Zazębiają się z odpowiednimi elementami na kołach pasowych. Sprawdzają się dobrze w przekładniach szybkobieżnych, w zastosowaniach z małym rozstawem kół pasowych.

Szacowana średnica koła pasowego

Obliczenie przekładni pasowej rozpoczyna się od określenia średnicy koła pasowego. Aby to zrobić, musisz wziąć dwie cylindryczne rolki. Ich średnica wynosi D. Ta wartość jest ustawiana dla każdego rozmiaru przekroju rowka. W takim przypadku kontakt rolekprzechodzi na poziomie średnicy.

Dwie rolki pokazanego typu muszą być umieszczone w rowku. Powierzchnie muszą się stykać. Między płaszczyznami stycznymi, które tworzą rolki, należy zmierzyć odległość. Powinny biec równolegle do bloczka.

Do obliczenia średnicy tarczy używany jest specjalny wzór. Wygląda tak:

D=RK - 2X, gdzie RK jest odległością zmierzoną między rolkami, mm; X to odległość od średnicy tarczy do stycznej pasującej do rolki (biegnie równolegle do osi tarczy).

Obliczanie transferu

Przełożenie paska klinowego jest obliczane zgodnie z ustaloną metodą. W takim przypadku określany jest wskaźnik przesyłanej mocy mechanizmu. Oblicza się go według następującego wzoru:

M=Mnom. K, gdzie Mnom. – moc znamionowa pobierana przez napęd podczas pracy, kW; K to współczynnik obciążenia dynamicznego.

Podczas wykonywania obliczeń brany jest pod uwagę wskaźnik, którego prawdopodobieństwo rozkładu w trybie stacjonarnym nie przekracza 80%. Współczynnik obciążenia i tryb przedstawiono w specjalnych tabelach. W ten sposób można określić prędkość taśmy. Będzie to:

SR=πD1ChV1/6000=πD2ChV2/6000, gdzie D1, D2 to średnice mniejszych i większych kół pasowych (odpowiednio); CV1, CV2 - prędkość obrotowa mniejszego i większego dysku. Średnica mniejszego koła pasowego nie może przekraczać prędkości znamionowej pasa. ona ma 30m/s.

Przykład obliczeń

Aby zrozumieć metodologię obliczeń, konieczne jest rozważenie technologii tego procesu na konkretnym przykładzie. Załóżmy, że konieczne jest określenie przełożenia przekładni pasowej. Jednocześnie wiadomo, że moc dysku napędowego wynosi 4 kW, a jego prędkość (kątowa) 97 rad/s. Jednocześnie napędzane koło pasowe ma ten wskaźnik na poziomie 47,5 rad/s. Średnica mniejszego krążka wynosi 20mm, a większego krążka 25mm.

W celu określenia przełożenia konieczne jest uwzględnienie pasów o normalnym przekroju, wykonanych z tkaniny kordowej (rozmiar A). Obliczenie wygląda tak:

JEŻELI=97/47, 5=2, 04

Określając średnicę kół pasowych z tabeli stwierdzono, że mniejszy wałek ma zalecany rozmiar 125 mm. Większy wał, gdy pas się ślizga 0,02 będzie:

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

Wynik w pełni zgodny z wymaganiami GOST.

Przykład obliczania długości pasów

Długość paska klinowego można również określić na podstawie przedstawionego obliczenia. Najpierw musisz obliczyć odległość między osiami dysków. Aby to zrobić, zastosuj formułę:

R=SD2

С=1, 2

Tutaj możesz znaleźć odległość między wałami:

P=1, 2250=300mm

Następnie możesz określić długość paska:

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

Wewnętrzna długość paska w rozmiarze A według GOST wynosi 118 cm, w tym przypadku szacowana długość taśmy powinna wynosić 121,3 cm.

Obliczanie działania systemu

Określając wymiary przekładni pasowej, konieczne jest obliczenie głównych wskaźników jej działania. Najpierw musisz ustawić prędkość, z jaką będzie się obracać taśma. W tym celu stosuje się pewne obliczenia. Dane do tego zostały podane powyżej.

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

W tym przypadku koła pasowe będą się obracać z różnymi prędkościami. Mniejszy wałek obróci się z tym wskaźnikiem:

CBm=3097 / 3, 14=916 min ^-¹

Na podstawie obliczeń przedstawionych w odpowiednich książkach referencyjnych określa się maksymalną moc, jaka może być przekazywana za pomocą prezentowanego pasa. Ta liczba jest równa 1,5 kW.

Aby przetestować materiał pod kątem trwałości, należy wykonać proste obliczenia:

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

Wynikowy wskaźnik jest akceptowalny przez GOST, według którego wykonany jest prezentowany pas. Jego działanie będzie dość długie.

Wady projektowe

Napęd z paskiem klinowym jest używany w wielu mechanizmach i zespołach. Ten projekt ma wiele zalet. Ma jednak również całą listę niedociągnięć. Są duże. Dlatego prezentowany system nie jest odpowiedni dla wszystkich jednostek.

Jednocześnie napęd pasowy charakteryzuje się niską nośnością. Wpływa to na wydajność całego systemu. Przy zastosowaniu nawet najnowocześniejszych materiałów żywotność paska pozostawia wiele do życzenia. Jest wymazany, rozdarty.

Przełożenie jest wartością zmienną. Wynika to z poślizgu płaskiego pasa. Przy zastosowaniu przedstawionej konstrukcji wały poddawane są dużym uderzeniom mechanicznym. Również ładunek działa na ich podpory. Wynika to z konieczności wstępnego naprężenia paska. W takim przypadku stosowane są dodatkowe elementy w projekcie. Tłumią drgania linii, trzymając pasek na powierzchni kół pasowych.

Pozytywy

Przekładnia z paskiem klinowym ma wiele zalet, dlatego dziś jest dość często stosowana w różnych jednostkach. Taka konstrukcja zapewnia wysoką płynność działania. System działa prawie bezgłośnie.

W przypadku niedokładności w montażu kół pasowych to odchylenie jest kompensowane. Jest to szczególnie widoczne w kącie przecięcia, który jest określany między dyskami. Obciążenie jest kompensowane w procesie poślizgu pasa. Pozwala to nieco przedłużyć żywotność systemu.

Przekładnia pasowa kompensuje pulsacje występujące podczas pracy silnika. Dlatego możesz obejść się bez instalowania elastycznego sprzęgła. Im prostszy projekt, tym lepiej.

Nie jest wymagane smarowanie prezentowanego mechanizmu. Oszczędności przejawiają się brakiem konieczności zakupu materiałów eksploatacyjnych. Koła pasowe i pasek można łatwo wymienić. Koszt prezentowanych przedmiotów pozostaje akceptowalny. Montaż systemu jest prosty.

Podczas korzystania z tego systemu okazuje się, że tworzy regulowane przełożenie. Mechanizm ma możliwość pracy przy dużych prędkościach. Nawet jeśli taśma się zerwiepozostałe elementy systemu pozostają nienaruszone. W takim przypadku wały mogą znajdować się w znacznej odległości od siebie.

Po rozważeniu, czym jest napęd z paskiem klinowym, możemy zauważyć jego wysoką wydajność. Dzięki temu prezentowany system jest dziś stosowany w wielu jednostkach.