Предварительное натяжение ремня

Для создания трения между ремнем и шкивами ремню, после установки на передачу создают предварительное натяжение силой F₀. Чем больше сила F₀, тем выше тяговая способность передачи и ее КПД, но меньше долговечность ремня.
В состоянии покоя или холостого хода передачи каждая ветвь ремня натянута одинаково с силой F₀ (см. рис. 1а).

Натяжение ремня в передачах осуществляют регулировочными устройствами, позволяющими перемещать шкивы относительно друг друга, при помощи пружин или сил тяжести узлов, натяжными роликами, установкой двигателя на качающуюся плиту, а также устройствами, позволяющими автоматически изменять натяжение ремня в зависимости от нагрузки в передаче.

При приложении рабочего вращающего момента Т₁ происходит перераспределение сил натяжения в ветвях ремня: ведущая ветвь дополнительно натягивается до силы F₁, а натяжение ведомой ветви уменьшается до силы F₂ (см. рис. 1б). Из условия равенства моментов относительно оси вращения получим уравнение:

- Т₁ + F₁d₁/2 – F₂d₁/2 = 0 или F₁ – F₂ = F_t, (1)

где F_t = 2×10³Т₁/d₁ – окружная сила на шкиве, Н. Здесь Т₁ – в Н×м; d – в мм.

Общая геометрическая длина ремня не зависит от нагрузки и во время работы передачи остается неизменной. Дополнительное удлинение ведущей ветви компенсируется равным сокращением ведомой ветви. Следовательно, насколько возрастает сила натяжения ведущей ветви ремня, на столько же снижается сила натяжения ведомой ветви, т. е.

F₁ = F₀ + ΔF и F₂ = F₀ – ΔF, или F₁ + F₂ = 2F₀. (2)

Решая совместно уравнения (1) и (2), получаем:

При обегании ремнем шкивов на него действует центробежная сила F_v:

где: А – площадь сечения ремня, м², ρ – плотность материала ремня, кг/м³, v – скорость ремня, м/сек.

Сила F_v отбрасывает ремень от шкива, понижая тем самым силы трения и нагрузочную способность передачи.

Таким образом, силы натяжения ведущей и ведомой ветвей ремня будут равны:
- при работе передачи: (F₁ + F_v) и (F₂ + F_v);
- на холостом ходу: (F₀ + F_v).

Нагрузка на валы и подшипники в ременной передаче

Силы натяжения ветвей ремня нагружают валы и подшипники. Из треугольника Оab (см. рис. 2) суммарная сила F_n, действующая на валы в неработающей передаче,

Направление силы F_n принимают по линии центров шкивов передачи. Обычно F_n в 2…3 раза больше окружной силы F_t, что является существенным недостатком ременных передач.

В ременной передаче различают два вида скольжения ремня: упругое скольжение и буксование.

В процессе обегания ведущего шкива ремнем сила его натяжения уменьшается от F₁ до F₂ (см. рис.3). А так как деформация ремня пропорциональна силе натяжения, то при уменьшении последней ремень под действием силы упругости укорачивается, преодолевая сопротивления силы трения в контакте ремня со шкивом.
При этом ремень отстает от шкива – возникает упругое скольжение ремня по шкиву.
На ведомом шкиве также происходит скольжение, но здесь сила натяжения возрастает от F₂ до F₁, ремень удлиняется и опережает шкив.

Упругое скольжение происходит не на всей дуге обхвата α, а лишь на части ее – дуге скольжения α_c, которая всегда расположена со стороны сбегания ремня со шкива.
Длину дуги скольжения определяет условие равновесия сил трения на этой дуге и разность сил натяжения ветвей, т. е. окружная сила F_t = F₁ – F₂.
При нормальной работе ременной передачи α_c1 = (0,5…0,7) α.

Со стороны набегания ремня на шкив имеется дуга покоя α_n, на которой сила в ремне не меняется, оставаясь равной силе натяжения набегающей ветви, а сам ремень движется совместно со шкивом без скольжения. Сумма дуг α_c и α_n равна дуге обхвата α.

Скорости прямолинейных ветвей v₁ и v₂ равны окружным скоростям шкивов, на которые они набегают. Потерю скорости (v₁ - v₂) определяет скольжение на ведущем шкиве, где направление скольжения не совпадает с направлением движения шкива (см. рис. 3).

Таким образом, упругое скольжение ремня неизбежно в ременной передаче, оно возникает в результате разности сил F₁ и F₂, нагружающих ведущую и ведомую ветви ремня. Упругое скольжение приводит к снижению скорости и, следовательно, к потере части мощности, а также вызывает электризацию, нагревание и изнашивание ремня, сокращая его долговечность.

Упругое скольжение ремня характеризуется коэффициентом скольжения ξ:

где v₁ и v₂ – окружные скорости ведущего и ведомого шкивов.

При нормальном режиме работы обычно ξ = 0,01…0,02.

По мере роста окружной силы F_t = F₁ – F₂ уменьшается дуга покоя α_n1, следовательно, уменьшается и запас сил трения.
При значительной перегрузке дуга скольжения α_c1 достигает значения дуги обхвата α₁ и ремень скользит по всей поверхности касания с ведущим шкивом, т. е. буксует. При буксовании ремня на ведущем шкиве ведомый шкив останавливается – передача становится неработоспособной.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: