Шиномонтажный станок

 

 

 2. Технологический раздел

 

2.1 Ременная передача

 

Ременная передача относится к передачам трением с гибкой связью. Состоит из ведущего и ведомого шкивов, огибаемых ремнем рис.1. Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивом и ремнем вследствие натяжения последнего.

 
 
Рисунок 1. Геометрические параметры ременной передачи

 

 Область применения  ременных передач.

Ременные передачи применяют в большинстве случаев для передачи движения от электродвигателя, когда по конструктивным соображениям межосевое расстояние а должно быть достаточно большим, а передаточное число и не строго постоянным (в приводах станков, транспортеров, дорожных и строительных машин и т. п.). 
Мощность, передаваемая ременной передачей, обычно до 50 кВт и в редких случаях достигает 1500 кВт. Скорость ремня u = 5...50 м/с, a в сверхскоростных передачах может доходить до 100 м/с. 
Ограничение мощности и нижнего предела скорости вызвано большими габаритами передачи. В сочетании с другими передачами ременную передачу применяют на быстроходных ступенях привода.

В зависимости от применяемых материалов и технологии изготовления ремни выпускают классов 0; I; II; III; IVпо ГОСТ 1284.2-89.

 Классификация ремённых передач

В зависимости от формы поперечного сечения ремня передачи (рис.2) бывают:  
1) плоскоременные (рис.2.а),  
2) клиноременные (рис.2.б),  
3) круглоременные (рис.2.в),  
4) поликлиноременные (рис.2.г).  
 
В современном машиностроении наибольшее применение имеют клиновые и поликлиновые ремни. Передача с круглым ремнем имеет ограниченное применение (швейные машины, настольные станки, приборы).

 
 
Рисунок 2 Формы поперечного сечения ремня

 
По расположению валов в пространстве: 
1) передачи с параллельными валами: открытые рис.3.а, перекрёстные рис.3.б; 
2) передачи со скрещивающимися валами – полуперекрёстные рис.3.в; 
3) передачи с пересекающимися осями валов – угловые рис.3.г. 
Разновидностью ременной передачи является зубчатоременная, передающая нагрузку путем зацепления ремня со шкивами. 
 

 
 
Рисунок 3 Схемы расположения валов ременных передач

 

Условием работы ременных передач трением является наличие натяжения ремня, которое можно осуществить следующими способами:

1) предварительным упругим растяжением  ремня;

2) перемещением одного из шкивов  относительно другого;

3) натяжным роликом;

4) автоматическим устройством, обеспечивающим  регулирование натяжения в зависимости  от передаваемой нагрузки.

При первом способе натяжение назначается по наибольшей нагрузке с запасом на вытяжку ремня, при втором и третьем способах запас на вытяжку

 

выбирают меньше, при четвертом — натяжение изменяется автоматически в

 

зависимости от нагрузки, что обеспечивает наилучшие условия для работы

ремня.

 

Достоинства ременных передач   

- возможность расположения ведущего и ведомого шкивов на больших расстояниях (более 15 метров) (что важно, например, для сельскохозяйственного машиностроения);    

- плавность хода, бесшумность  работы передачи, обусловленные эластичностью  ремня;       

- малая чувствительность к толчкам  и ударам, а также к перегрузкам, способность пробуксовывать;   

- возможность работы  с большими угловыми  скоростями;   

- предохранение механизмов от  резких колебаний нагрузки вследствие  упругости ремня;   

- возможность работы  при высоких оборотах;    

- простота конструкции  и дешевизна.    

Недостатки ременных передач:   

- непостоянство   передаточного   числа   вследствие   проскальзывания ремней;   

- постепенное вытягивание  ремней, их недолговечность;    

- необходимость постоянного  ухода (установка  и натяжение ремней, их перешивка и  замена при обрыве  и т. п.);   

- сравнительно большие  габаритные размеры  передачи;   

- высокие нагрузки  на валы и опоры  из-за натяжения  ремня;   

- опасность попадания  масла на ремень;    

- малая долговечность  при больших скоростях  (в пределах от 1000 до 5000 ч);   

- необходимость натяжного  устройства.

 

2.2 Шкивы ременной передачи.

 

Для ременных передач изготовляются литыми, сварными или сборными. Материал и способ изготовления шкивов определяются максимальной скоростью ремня. Шкивы изготовляют из чугуна марки СЧ10, СЧ15, СЧ25 и др. Шкив сварных конструкций изготовляют из стали марок Ст1, Ст2 и др. Для шкивов облегченных конструкций используют алюминиевые сплавы, текстолиты.

 Получают распространение шкивы  из пластмассы и текстолита (при  скорости вращения менее 25 м/с). Шкивы, работающие со скоростью более 5 м/с, подвергаются статической балансировке, а шкивы быстропроходных передач, особенно при значительной ширине - динамической балансировке.

 

Шкивы изготовляют из чугуна марки СЧ10, СЧ15, СЧ25 и др. Шкив сварных конструкций изготовляют из стали марок Ст1, Ст2 и др. Для шкивов облегченных конструкций используют алюминиевые сплавы, текстолиты.

 

2.3 Типы ремней

 

Материалы ремней должны обладать достаточной прочностью, износостойкостью, эластичностью, долговечностью и иметь низкую стоимость.

Плоскоременная передача

Имеет простую конструкцию и вследствие большой гибкости ремня обладает повышенной долговечностью. Плоские ремни в поперечном сечении имеют форму прямоугольника шириной, значительно превосходящей толщину. Чем тоньше ремень, тем он гибче. Обычно выпускаются в виде лент. Эта передача рекомендуется при больших межосевых расстояниях до 15м и высоких скоростях до 100 м/с. Для плоскоременной передачи применяют следующие ремни: 
1) кордошнуровые прорезиненные (рис.4) – большой диапазон мощностей и   ;

 
 
Рисунок 4 Кордошнуровый прорезиненный ремень

 
2) синтетические тканые (рис.5) (из  капроновой ткани, покрытой полиамидной  пленкой с высоким коэффициентом  трения) – в быстроходных и  сверхбыстроходных передачах из-за  малой массы при   ;

 
 
Рисунок 5 Синтетический тканый ремень

 
4) текстильные ремни - хлопчатобумажные  и шерстяные – обладают низкой  тяговой способностью и долговечностью, поэтому не находят широкого применения; 
5) кожаные - обладают высокой тяговой способностью и долговечностью.

Их применяют для передачи переменных и ударных нагрузках, дефицитны. Концы ремней соединяют путем склеивания, сшивания, скрепления.

 
Прорезиненные ремни самые распространенные. Их изготавливают трех

типов: А,Б,В из бельтинговой ткани, свернутой слоями. Ширина прорезиненных ремней 20...1200, число прокладок 2...9, δ=1,25…2 мм. Прорезиненные ремни выпускают в виде длинных лент. Наибольшее

распространение получили ремни типа А, как более гибкие. 
Передаточное число плоскими ремнями: U≤5. 
Допускаемая скорость V=50…60. м/с.

К достоинствам плоскоременной передачи относятся: простота и низкая стоимость конструкции; плавность хода, способность смягчать удары (благодаря эластичности ремня) и предохранять приводимые в движение механизмы от поломок при внезапных перегрузках (за счет пробуксовывания ремня); возможность передачи мощности при значительных расстояниях между осями ведущего и ведомого валов; бесшумность работы (по сравнению с зубчатой передачей); простота ухода и обслуживания.

Недостатками передачи являются: непостоянство передаточного отношения; сравнительно большие габариты; вытягивание ремня, что вызывает необходимость перешивки его при постоянном межцентровом расстоянии или применения натяжного приспособления.

 

2.3.1 Поликлиновые  передачи

 

Приводные поликлиновые ремни изготавливаются по отечественным Техническим Условиям ТУ 38-105763-89 либо же в соответствии с международными стандартами DIN 7867 и ISO 9982. Применяются для передачи крутящего момента между валами механизмов и машин посредством профильных шкивов трения. Условно поликлиновой ремень представляет собой конструктивное сочетание одного плоского ремня и нескольких клиновых (от 3 ручьев до 20). Поликлиновые ремни работоспособны в районах с любыми климатическими условиями.

 

Поликлиновые ремни - плоские ремни с продольными клиновыми выступами - ребрами на рабочей поверхности, входящими в клиновые канавки шкивов. Эти ремни сочетают достоинства плоских ремней (U≤15, V≤80м/с) - гибкость и клиновых - повышенную сцепляемость со шкивами.

 

Конструкция ремня

Конструктивно поликлиновой приводной ремень состоит из трех элементов:  
- несущего слоя на основе композитных нерастяжимых нитей (корда), равномерно расположенных по ширине ремня и прочно сцепленных с основой;  
- основы, представляющей ряд выпуклых V-образных ребер (клиньев), где боковые стенки – рабочие поверхности приводного ремня;  
- гибкого износостойкого внешнего покрытия, обеспечивающего защиту основы от повреждений механического характера, что в свою очередь позволяет использовать дополнительные натяжные ролики в поликлиновой передаче.

Такая конструкция ремня обеспечивает прочное сцепление его рабочих поверхностей со шкивами трения, стабильность длины при значительных растягивающих усилиях и возможность работы с высокими нагрузками.

Международные стандарты устанавливают пять типовых сечений поликлиновых ремней: РН, РJ, РК, РL и РМ. 

Преимущества поликлиновой передачи

Ремень поликлиновой имеет ряд преимуществ перед прочими приводными ремнями:  
- сочетание гибкости и монолитности плоского ремня с высоким коэффициентом сцепления клинового ремня;  
- высокая несущая способность (передаваемая мощность может достигать 20 кВт на одно ребро);  
- возможность работы на высоких скоростях;  
- передаточные отношения - до 40;  
- безинерционность (отсутствие проскальзывания при пуске-остановке механизма);  
- меньшая ширина шкивов поликлиновой ременной передачи в сравнении с традиционными клиновыми ремнями, следовательно, меньшие габариты механизма, меньшая масса вращающихся частей, меньший дисбаланс и т.д.);  
- возможность использования в передачах с непараллельными валами;  
- низкие шумовые характеристики;  
- высокий коэффициент полезного действия (до 98%).

Недостатки :

К недостаткам поликлиновых передач нужно отнести их чувствительность к не параллельности валов и осевому смещению шкивов, так как это нарушает нормальный контакт рабочих поверхностей ремня со шкивами и резко снижает срок службы ремня.

 
2.3.2 Зубчато-ременные передачи.

 
Зубчатые ремни (рис.8) представляют собой ленту с зубьями на внутренней поверхности. Они состоят из стальных тросов и эластичного материала – резины или пластмассы. Зубья ремня имеют форму трапеции. Передача движения происходит не за счет силы трения, а зацеплением зубьев. Поэтому в зубчато-ременных передачах отсутствует скольжение ремня, и обеспечивается постоянство передаточного отношения. В такой передаче уменьшается влияние межосевого расстояния на тяговую способность, что снижает габариты передачи. Мощность, передаваемая зубчатым ремнем до 100кВт,  .

 

 
Рисунок 8 Передача зубчатым ремнем

 

Конструкция зубчатого  ремня

 

Зубчатые ремни изготовляют из маслостойких искусственных материалов, из резины на основе хлоропреновых каучуков, из вулкалана, которые армируют стальными проволочными тросами , воспринимающими нагрузку на ремень. Для особо легких условий работы (в контрольно – измерительной аппаратуре) вместо стальных тросов применяют полиамидный корд. Такие ремни могут работать в масле. Для повышения износостойкости зубчатые ремни иногда покрывают нейлоновой тканью. Зубчатые ремни устанавливают без предварительного натяжения; они работают без скольжения и бесшумно.

Зубчатые ремни выпускается со стандартными величинами шага согласно ISO5296 : MXL, XL, L,H, XH, XXH; HTD 3M, HTD 5M,  HTD 8M, HTD 14M, HTD 20M

Зубчатые (полиамидные) ремни сочетают в своей конструкции все преимущества плоских ремней и зубчатых зацеплений На рабочей поверхности ремней  имеются выступы, которые входят в зацепление в выступами на шкивах . Полиамидные ремни пригодны для высокоскоростных передач, а также для передач с небольшим межосевым расстоянием. Они допускают значительные перегрузки, очень надежны и прочны. Зубчатые ремни  изготавливают  из армированного стальным канатом неопрена, полиуретана, стекловолокна или полиамидного шнура. Эти ремни способны передавать вращающий момент при условии постоянства передаточного числа (проскальзывание ремня исключено) с высокими окружными скоростями (до 80 м/с); их применяют в кинематических механизмах станков.

Преимущество зубчатого ремня

-несущая способность до 1000 кВт

-не проскальзывает. Зубья ремней  точно сцепляются с пазами  шкивов, снижая тем самым погрешности  в передачи скорости.

- широкий диапазон скоростей

- экономичность работы. Отсутствие необходимости смазки и повторного натяжения из-за растягивания и износа

- высокая механическая эффективность. Данная конструкция ремня позволяет свести к минимуму выделение тепла, а также уменьшить натяжение ремня, поскольку для передачи нагрузки не требуется трения.

- Неизменность скоростей вращения ведомых шкивов

- Длительный срок безотказной службы ( благодаря превосходной устойчивости к истиранию) во многих системах привода, где металлические компоненты, такие как цепи и зубчатые колеса, полностью изнашивайся в считанные месяцы.

- КПД достигает 99%

плавность работы;

бесшумность;

компенсация перегрузок (за счет проскальзывания);

компенсация неточности установки шкивов редуктора;

сглаживание пульсаций как от двигателя (особенно ДВС), так и от нагрузки, поэтому упругая муфта в приводе может быть необязательна;

низкая стоимость;

лёгкий монтаж;

возможность работы на высоких окружных скоростях;