Справочник

Шкивы плоскоременных и клиноременных передач

1. Шкивы плоскоременных передач

Основные конструктивные элементы шкива:

  • обод, несущий ремень;
  • ступица, насаживаемая на вал;
  • диск или спицы, соединяющие обод со ступицей.

Материалами для шкивов плоскоременных передач могут быть:

  • чугун,
  • сталь,
  • легкие сплавы,
  • пластмассы.

Чугунные шкивы наиболее распространены; они изготовляются из серого чугуна методом отливки марок СЧ15 и СЧ18 при окружных скоростях υ=15 ÷ 25 м/с; СЧ20 и СЧ25 при окружных скоростях υ=30 ÷ 35 м/с; для сбалансированных шкивов из модифицированного чугуна эта скорость может быть выше (до 45 м/с).

Стальные шкивы могут быть литыми, сварными или точеными. Стальное литье может применяться при окружных скоростях до 45 м/с; сварные шкивы допускают скорость до 60 м/с.

Шкивы из алюминиевых сплавов имеют среди металлических шкивов минимальную массу и могут использоваться при скоростях до 100 м/с, так как малая плотность этих сплавов значительно снижает центробежные нагрузки.

Неметаллические шкивы имеют малую массу, высокий коэффициент трения ремня о шкив, но теплопроводность и износостойкость их ниже, чем у металлических шкивов.

Шкивы плоскоременных передач могут быть с посадочным отверстием – цилиндрическим или коническим (рис. 1; а, б).

Конструкция шкивов

Рис. 1. Конструкция шкивов

Посадочные отверстия под вал должны иметь шероховатость не выше Ra =1,25 ÷ 2,5 мкм, остальные обработанные поверхности Rz=40 мкм. Необработанные поверхности шкивов должны быть окрашены.

При шпоночном соединении и цилиндрическом сопряжении назначают посадки: в случае нереверсивной спокойной нагрузки – Н7/к6; нереверсивной нагрузки с умеренными толчками и ударами – Н7/m6; нереверсивной нагрузки с большими толчками и ударами – H7/p6.

Шкивы имеют гладкую рабочую поверхность обода. На поверхности обода шкивов, работающих с окружной скоростью свыше 40 м/с, должны быть проточены треугольного или прямоугольного профиля кольцевые канавки (рис. 1, в), обеспечивающие выход воздуха из-под ремня, для исключения образования воздушного клина, ухудшающего сцепление между ремнем и шкивом.

Для того, чтобы при работе не происходило сползание плоского ремня со шкивов, что может быть вызвано непараллельностью осей шкивов или формы поверхности обода, один из них делают цилиндрическим, а другой шкив (обычно ведомый) – выпуклым в осевом сечении на величину е, которая образуется дугой окружности (рис. 2, а), или делают цилиндрическую поверхность по середине шкива и конические поверхности по краям (рис. 2, б), или делают шкив выпуклым с ребордой (рис. 2, в). Обычно выпуклость предусматривается на большем шкиве. При υ>25 м/с выпуклыми должны быть оба шкива.

Конструкция обода шкивов

Рис. 2. Конструкция обода шкивов

Для уменьшения износа ремня в результате упругого скольжения шероховатость поверхности обода шкива не должна превышать Ra =1,25 ÷ 2,5 мкм.

Чугунные шкивы диаметром до 300 ÷ 350 мм изготовляют с диском. В дисках предусматривают отверстия круглой или контурной формы для облегчения шкива и транспортировки.

Шкивы диаметром свыше 300 мм выполняют со спицами в один ряд при ширине обода до 300 мм и в два ряда при ширине обода свыше 300 мм (рис. 3). При диаметре шкива до 500 мм ставят четыре спицы, до 1600 мм – 6 спиц.

Шкивы со спицами используют при окружной скорости υ<25 м/с, если скорость выше, применяют шкивы с диском.

Шкив со спицами

Рис. 3. Шкив со спицами

У литых шкивов спицы выполняют эллиптического сечения. Отношение малой оси сечения спицы к большой – a/h=0,4 ÷ 0,5.

У шкивов со спицами обод (а также ступицу) делают с ребрами в плоскости расположения спиц для более равномерного охлаждения и уменьшения внутренних напряжений в местах соединения спицы с ободом, а также для увеличения жесткости обода.

Посадочное отверстие под вал должно иметь шероховатость не выше Ra =1,25 ÷ 2,5 мкм, остальные обработанные поверхности Rz=40 мкм, необработанные литые поверхности Rz=40 мкм. Необработанные поверхности шкивов должны быть окрашены.

Шкивы в сборе с валами, работающие с окружной скоростью 5≤υ≤35 м/с, проверяются на наличие дисбаланса при статической балансировке.

Значения допускаемого дисбаланса приведены в табл. 1.

Таблица 1. Значения допускаемого дисбаланса

Окружная скорость υ, м/с 5÷10 10÷15 15÷20 20÷25 25÷30 40
Дисбаланс, г·см, не более 6 4 2 1,6 1,0 0,5

Шкивы быстроходных передач, при скорости υ≥З5 м/с, необходимо подвергать динамической балансировке.

2. Шкивы клиноременных передач

В отличие от рассмотренных шкивов плоскоременных передач рабочей поверхностью клиноременных шкивов являются боковые стороны клиновых канавок (рис. 4; а, б). Размеры и углы профиля канавок, толщину обода шкива принимают в зависимости от типа ремня. Рабочую поверхность канавок желательно полировать, шкивы должны быть хорошо сбалансированы. Размеры и число канавок определяются профилем ремня и числом ремней. Ремень при изгибе на шкиве деформируется, и угол его сечения уменьшается тем больше, чем меньше диаметр шкива.

Профили канавок шкивов

Рис. 4. Профили канавок шкивов: а, б – клиноременного; в – поликлинового

Шкивы изготовляют сварными или штампованными и литыми из чугуна СЧ15, СЧ18 (υ≤30 м/с), модифицированного чугуна и стали 25Л и из легированной стали (υ≤45 м/с). Шкивы из алюминиевых сплавов, а также сварно-штампованные шкивы имеют минимальную массу и могут быть использованы при υ≤80…100 м/с.

Шкивы из неметаллических материалов отличаются повышенным трением.

Форма канавки шкива должна быть такой, чтобы между шкивом и ремнем постоянно был гарантированный радиальный зазор р (рис. 4, б).

Рабочие поверхности канавок должны иметь шероховатость не более Ra=2,5 мкм, а при малых диаметрах шкивов – не более Ra=1,25 мкм.

Конструкция шкива определяется его диаметром, типом выбранного ремня и числом ремней. Шкивы диаметров dp – 63 ÷ 100 мм выполняют монолитными, точеными с выступающей односторонней ступицей или без нее. Шкивы диаметром dp – 80 ÷ 400 мм изготовляют с диском, в котором могут быть отверстия, и укороченной или удлиненной ступицей. Шкивы диаметром dp>180 мм изготовляют со спицами. Шкивы из пластмасс (рис. 5, в) изготовляют с металлическими ступицами.

Шкивы для клиновых ремней

Рис. 5. Шкивы для клиновых ремней: а – ведущий шкив; б – ведомый шкив; в – шкив из пластмассы

Ступица шкива может быть расположена симметрично или несимметрично относительно обода. На вал ее устанавливают с натягом.

Ширина ступицы l назначается в зависимости от диаметра вала d, под который производится расточка шкива.

Предельные отклонения длины ступицы с коническим посадочным отверстием – не более h13.

Радиальное и торцовое биение обода шкивов приведены в табл. 2.

Шкивы должны быть статически сбалансированы. Значения допускаемого дисбаланса приведены в табл. 1.

Таблица 2. Радиальное и торцовое биение обода шкивов

Радиальное биение Торцовое биение
диаметр De , мм биение, мкм диаметр De , мм биение, мкм
От 50 до 120 100 От 60 до 160 100
От 120 до 260 120 От 160 до 400 160
От 260 до 500 160 От 400 до 1000 250
От 500 до 800 200

Внутренние отверстия ступиц под вал должны иметь шероховатость не более Ra=2,5 мкм, остальные обработанные поверхности (наружный диаметр, торцы обода и ступицы – Ra=40 мкм; необработанное литье – Rz=40 мкм) должны быть окрашены.

Для нормальной эксплуатации ременной передачи непараллельность осей шкивов не должна превышать 1 мм на длине 100 мм; смещение рабочих поверхностей шкивов – не более 2 мм на 1 м межосевого расстояния.

Передача крутящего момента осуществляется шпоночным или шлицевым соединением. При шпоночном соединении и цилиндрическом сопряжении назначают следующие посадки: в случае нереверсивной спокойной нагрузки – Н7/к6; нереверсивной нагрузки с умеренными толчками и ударами – Н7/m6; реверсивной нагрузки с большими толчками и ударами – Н7/р6.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *