Разбираемся в приводных ремнях - как выбрать приводной ремень

Ременные передачи в системах привода. Отличия конструкции, достоинства и недостатки применения.

Ременная передача известна человечеству очень давно. Она применялась в первых мельницах, приводимых в движение лошадьми. Быстро совершенствовалась с появлением двигателя внутреннего сгорания. Ремни прошли путь от полоски сыромятной кожи, сшитой в кольцо, до поликлинового и зубчатого форматов. Сегодня в различных системах привода используются самые разнообразные изделия. Свойства ремней отличаются в зависимости от конструкции, предлагая как снижение нагрузки на валах, так и возможность передавать высокий крутящий момент.

Определение

Ремень - это бесконечная лента, выполняющая передачу мощности от ведущего к одному или нескольким ведомым валам. Система работает на следующих принципах:

• ремень располагается на шкивах;
• передача мощности, формирование крутящего момента происходит благодаря действию сил трения;
• для эффективной работы ременной передачи нужно обеспечить натяжение рабочего элемента.

Зубчатые типы приводных ремней передают крутящий момент не только силами трения, но и зацеплением выступающих элементов за выступы на колесе шкива. Каждый из используемых в настоящее время элементов передачи имеет свой список достоинств и недостатков.

Виды ремней, плюсы и минусы их использования в системах привода

Ременная передача может передавать момент вращения между валами, расположенными на значительном расстоянии. Однако в современных условиях можно выбрать оптимальные характеристики и тип рабочего органа для качественного решения поставленных перед инженером задач. Используемые в различных механизмах и машинах ремни отличаются по конструкции, характеру формирования усилия, воздействию на ведущий и ведомый валы.

Плоскоременная передача

Плоскоременная передача представляет собой самую старую схему передачи крутящего момента. В установках используются:

• шкивы в виде гладких цилиндров;
• тонкие ленты, сечение которых представляет собой прямоугольник.

В древности незаменимым материалом для изготовления элементов передачи выступала сырая кожа. Сегодня плоские ремни делаются из нескольких слоев резины. Для увеличения прочности внутрь структуры помещается корд из текстильной нити или нейлона.

Плоскоременная передача имеет несколько достоинств. Во-первых, она позволяет достаточно просто организовать передачу момента не только между параллельными, но и пересекающимися под любыми углами валами. Во-вторых, конструкция шкивных колес предельно проста. В третьих, плоская лента при малой толщине обладает высокой гибкостью и испытывает малые напряжения при изгибах и деформациях

Но есть в применении такой передачи и существенные недостатки. Главный заключается в необходимости обеспечивать значительное усилие натяжения для формирования силы трения. В результате снижается срок эксплуатации ленты. Кроме этого, под значительной нагрузкой работают ведущий и ведомый валы, подшипниковые блоки имеют значительный износ.

Сегодня для изготовления плоского ремня используется резина с армированием из белтингового тканевого материала, полимерами, металлическим кордом. В системах приводов используются прорезиненные тканевые ленты. Применяются нарезные элементы с прослойками из резины, завернутые послойно или спирально.

Клиноременная передача

Сечение клинового ремня представляет собой трапецию. Ее форма стандартизирована. На территории России конфигурация стандартного клина описывается требованиями ГОСТ 1281.1-89, 1281.2-89, 1281.4-89. Узкопрофильные изделия стандартизируются согласно ТУ 38-40534-75, 38-105161-84.

Клиновые ремни обладают массой достоинств.

1. Площадь поверхности соприкосновения со шкивом, в сравнении с шириной изделия - огромна. Обеспечивается хорошее сцепление и формирование значительных сил трения.
2. Для передачи момента не требуется создавать большого натяжения, уменьшается нагрузка на валы и опоры.
3. Расстояние между валами может быть как угодно малым, что ценно в современных машинах и механизмах.
4. Обеспечивается стабильная передача мощности, лента не имеет сшивок. Это ценное свойство в приводах с большой точностью.

Для регулировки клиноременной передачи достаточно сдвинуть двигатель на специальных салазках. Кроме этого, в системе привода можно установить несколько ремней для распределения общей нагрузки между ними.

Есть у передачи данного типа ряд недостатков. Во-первых, клиновый профиль создает высокую жесткость. Срок службы изделия ограничен, особенно при бросках нагрузки на ведомом валу. Во-вторых, нужна особая механика установки ремня на шкивы. Вдобавок, нет универсальности использования. Конкретная группа механизмов использует только определенный тип элемента с клиновым профилем.

Поликлиновая ременная передача

Как следует из названия, поликлиновая лента имеет несколько зубьев трапецеидального сечения. Они называются ручьи. Поликлиновые ремни приводные предлагают:

• обширную поверхность контакта со шкивом;
• возникновение значительных сил трения;
• повышение КПД при передаче мощности на ведомый вал;
• повышение КПД при передаче мощности на ведомый вал;

Если сравнивать с обычным клиновым, многоручьевой ремень обеспечивает высокую быстроходность до 50 м/с, работу с большими передаточными отношениями. Открывается и возможность использования шкивов меньших диаметров.

По сравнению с клиновым, при той же нагрузочной способности, поликлиновый ремень имеет в 1.5-2 раза меньшую ширину. Ремень с несколькими трапецеидальными ручьями имеет сложную структуру. Она состоит из плоского армированного основания, изготовленного из прорезиненной ткани. Профильная часть делается целиком из резины.

Поликлиновый ремень имеет недостаток. Он крайне чувствителен к распараллеливанию между ведомым и ведущим валом, а также смещению шкивных колес вдоль оси. В этом случае в структуре изделия возникают механические нагрузки, неравномерно распределенные по структуре. Как результат - ремень быстро разрушается.

Зубчатый ремень

Зубчатый ремень еще называют синхронным. Он передает момент вращения не только благодаря силам трения, но и усилиями, образующимися при зацеплении с элементами шкивного колеса. При применении зубчатого ремня достигается:

• снижение шумов при работе;
• достаточно высокая жесткость передачи, типичная для зубчатых колес;
• синхронность вращения ведущего и ведомого валов;
• высокий КПД при передаче мощности;
• снижение нагрузки на подшипниковые узлы ведущего и ведомого валов.

Зубчатые ремни применяются в широком списке механизмов. Их можно встретить в автомобилях, насосном оборудовании, системах высокой точности с применением дизельных и бензиновых двигателей. Технология изготовления зубчатого ремня практически аналогична процессу производства клиноременного. Различия наблюдаются только в структуре слоев, режимах вулканизации резины, конфигурации среза (зубцы могут иметь как трапецеидальную, так и скругленную форму поверхности).

К несомненным достоинствам зубчатоременной передачи относится возможность транспорта значительной мощности при высоких крутящих моментах. Ремень данного класса обладает значительной гибкостью. Это дает возможность передавать момент от одного ведущего к нескольким ведомым валам, формировать системы с их разнонаправленным вращением. И все это можно сделать при малых межосевых расстояниях при снижении общих габаритов узла или системы привода в целом.

Зубчатоременная передача требует сложной регулировки. От показателей натяжения зависит срок службы рабочего элемента. Так как изделие довольно дорогое, его обрыв неизбежно вызывает расходы. Регулировка системы привода с использованием зубчатоременной передачи включает измерение силы натяжения ленты и положения шкивных колес.

Применение ременных элементов в различных условиях

Сегодня все современные ременные элементы для систем приводов предлагаются в различных исполнениях для работы в определенных условиях. В частности, можно приобрести изделия, допускающие постоянный контакт с маслами, сделанные из синтетических эластомеров. Не составит труда купить ремень, рассчитанный на эксплуатацию при отрицательных температурах. Есть изделия, выдерживающие значительные нагрузки и предлагающие длительный срок эксплуатации.

Одно стоит понять правильно. В системах современного привода должны использоваться только те типы ременных элементов узла, которые предусмотрены производителем. Они обязательно правильно натягиваются в соответствии с инструкциями к установкам, проверяются и обслуживаются. Без соблюдения этих простых правил невозможно гарантировать отсутствие неожиданных аварий оборудования или повышения расходов на покупку новых ремней на замену изношенным.