Наша сеть партнеров Banwar
Питання панів Рабиніна і Новикова, Нижегородська область.
Просимо відповісти, як правильно розрахувати діаметри шківів, щоб ножовий вал деревообробного верстата обертався зі швидкістю 3000 ... 3500 оборотів в хвилину. Частота обертання електричного двигуна 1 410 оборотів в хвилину (двигун трифазний, але буде включений в однофазну мережу (220 В) за допомогою системи конденсаторів. Ремінь клиновий.
Мал. 1. Поперечний перетин клинового ременя: а - ширина ременя найбільша; а1 - ширина ременя найменша; h - висота профілю ременя; АЦТ - ширина ременя на рівні центра ваги перерізу; zцт - відстань центра ваги від верхньої кромки ременя; ф - кут між сторонами клина (кут при вершині кута)
Спочатку кілька слів про клинопасовій передачі - однієї з найпоширеніших систем для передачі обертального руху за допомогою шківів і приводного ременя (таку передачу використовують в широких діапазонах навантажень і швидкостей). У нас випускають приводні ремені двох типів - власне приводні (по ГОСТ 1284) і для автотракторних двигунів (по ГОСТ 5813). Ремені того і іншого типу дещо відрізняються один від одного за розмірами. Характеристики деяких ременів наведені в таблицях 1 і 2, поперечний переріз клинового ременя показано на рис. 1. Обидва типи ременів мають клиноподібну форму з кутом при вершині кута в 40 ° з допуском ± 1 °. Мінімальний діаметр меншого шківа також вказано в таблицях 1 і 2. Однак при виборі мінімального діаметра шківа слід ще враховувати лінійну швидкість руху ременя, яка не повинна перевищувати 25 ... 30 м / с, а краще (для більшої довговічності ременя), щоб ця швидкість перебувала в межах 8 ... 12 м / с.
Таблиця 1. Стандартні приводні клинові ремені
Примітка. Назви тих чи інших параметрів наведені в рисунками написах до рис. 1.
Таблиця 2. Клинові ремені для автотракторних двигунів
Примітка. Назва тих чи інших параметрів наведені в рисунками підписах до рис. 1.
Діаметр шківа, в залежності від частоти обертання валу і лінійної швидкості шківа, визначають за формулою:
D1 = 19000 * V / n,
де D1 - діаметр шківа, мм; V - лінійна швидкість шківа, м / с; n - частота обертання валу, об / хв.
Легко підрахувати, що для шківа на валу електродвигуна з частотою обертання 1400 об / хв, мінімальний діаметр шківа (що підвищує передача) при лінійної швидкості ременя 10 м / с складе близько 136 мм.
Діаметр веденого шківа обчислюють за такою формулою:
D2 = D1x (1 - ε) / (n1 / n2),
де D1 і D2 - діаметри ведучого і веденого шківів, мм; ε - коефіцієнт ковзання ременя, рівний 0,007 ... 0,02; n1 і n2 - частота обертання ведучого і веденого валів, об / хв.
Так як значення коефіцієнта ковзання досить мало, то поправку на ковзання можна і не враховувати, тобто вища формула набуде більш простий вигляд:
D2 = D1 * (n1 / n2)
Мінімальна відстань між осями шківів (мінімальне міжцентрову відстань) становить:
Lmin = 0,5x (D1 + D2) + 3h,
де Lmin - мінімальна міжцентрову відстань, мм; D1 і D2 - діаметри шківів, мм; h - висота профілю ременя.
Чим менше міжцентрову відстань, тим сильніше згинається ремінь при роботі і тим менше термін його служби. Доцільно приймати міжцентрову відстань більше мінімального значення Lmin, причому роблять його тим більше, чим ближче значення передавального відношення до одиниці. Але щоб уникнути надмірної вібрації застосовувати дуже довгі ремені не слід. До речі, максимальне міжцентрову відстань Lmax легко обчислити по формулі:
Lmax <= 2 * (D1 + D2).
Але в будь-якому випадку значення міжцентрової відстані L залежить від параметрів використовуваного ременя:
L = А1 + √ (A12 - А2),
де L - розрахункова міжцентрову відстань, мм; А1 і А2 - додаткові величини, які доведеться обчислювати. Тепер розберемося з величинами А1 і А2. Знаючи діаметри обох шківів і стандартну довжину обраного ременя, визначити значення А1 і А2 зовсім нескладно:
А1 = [Ls - π * (D1 + D2) / 2] / 4, а
А2 = [(D2 - D1) 2] / 8,
де L - стандартна довжина обраного ременя, мм; D1 і D2 - діаметри шківів, мм.
Розмічаючи плиту для установки електродвигуна і що приводиться в обертання пристрою, наприклад, круглої пилки, потрібно передбачити можливість переміщення електродвигуна на плиті. Справа в тому, що розрахунок не дає абсолютно точної відстані між осями двигуна і пили. Крім того, необхідно забезпечити можливість натягу ременя і компенсувати його розтягнення.
Мал. 2. Конфігурація струмка шківа під клиновий ремінь: з - (-) відстань від центра ваги профілю ременя до зовнішньої кромки шківа; Dрас - розрахунковий діаметр шківа; b - ширина струмка шківа по зовнішньому діаметру; Dнар - зовнішній діаметр шківа; е - висота струмка; 2s - товщина шківа по зовнішньому діаметру; ф - кут при вершині струмка
Конфігурація струмка шківа і його розміри наведені на рис. 2. Розміри, позначені на малюнку буквами, є в додатках до відповідних ГОСТам і в довідниках. Але якщо ГОСТів і довідників немає, всі необхідні розміри струмка шківа можна приблизно визначити за розмірами наявного клиновидного ременя (див. Рис. 1), вважаючи, що
е = с + h;
b = АЦТ + 2c * tg (ф / 2) = а;
s = а / 2 + (4 ... 10).
Оскільки нас цікавить випадок пов'язаний з ремінною передачею, передавальне відношення якої не дуже велике, на кут охоплення ременем меншого шківа ми при розрахунку уваги не звертаємо.
Кут конуса струмка шківа залежить від діаметра шківа і марки ременя. Зрозуміло, чим менше діаметр шківа і тонше ремінь, тим сильніше останній деформується при обгинанні шківа. Кути між сторонами струмка шківа, в залежності від марки ременя і діаметра шківа, наведені в таблиці 3.
Таблиця 3. Конфігурація шківа (кут між сторонами струмка) в залежності від його діаметра і від марки ременя
Важливою інформацією при розрахунку пасової передачі є потужність приводу, тому в таблиці 4 наведені відповідні рекомендації по вибору ременя для конкретних умов експлуатації.
Таблиця 4. Рекомендовані типи ременів в залежності від переданої потужності і лінійної швидкості руху ременя
В якості практичних рекомендацій скажімо, що матеріалом для шківів може бути будь-який метал. Додамо також, що для отримання максимальної потужності від трифазного електродвигуна, включеного в однофазну мережу, ємності конденсаторів повинні бути наступними:
Ср = 66Рн і Сп = 2ср = 132Рн,
де Сп - ємність пускового конденсатора, мкФ; Ср - місткість робочого конденсатора, мкФ; Рн - номінальна потужність двигуна, кВт.
Для клиноремінною передачі важливою обставиною, сильно позначається на довговічності ременя, є паралельність осей обертання шківів.