Ременные передачи в механизмах и машинах

В ряде случаев для передачи вращения между двумя валами механизма или машины используют шкиво-ременную передачу. В качестве основных элементов такой передачи выступают шкивы, жестко закрепленные на валах, и гибкая связь между ними - приводные ремни. Вращение передается за счет сил трения между приводным ремнем и рабочей поверхностью шкива трения.

Ременная передача имеет простую конструкцию, недорога в изготовлении, надежна, обеспечивает плавную и бесшумную работу, способна компенсировать резкие изменения динамики процесса: толчки, рывки, кратковременные перегрузки и т.д. Приводные ремни могут передавать значительные нагрузки на относительно высоких скоростях, не требовательны в плане технического обслуживания, а коэффициент полезного действия ременной передачи может достигать 98%.

Все ремни приводные можно разделить на категории.

1. Плоские приводные ремни.

Плоские ремни просты по конструкции и являются наиболее «старым» типом ременной передачи. Данный вид использовался еще до появления мануфактур в прядильных машинах, в первых деревообрабатывающих станках и т.д. Первым материалом для их изготовления являлась кожа, сегодня же они изготавливаются из синтетических материалов: лавсана, прорезиненных тканей, вискозной ткани, кордовой и прочих.

По сегодняшний день плоские приводные ремни не уступают позиций своим более «молодым» аналогам и широко применяются в механизмах и узлах различного рода техники - от бытовых приборов до автомобилестроения и сельскохозяйственной техники.

Однако ремни приводные плоского исполнения обладают рядом недостатков, они имеют наименьший КПД из всей группы данных изделий и склонны к проскальзыванию относительно шкива при резком изменении нагрузки.

2. Клиновые приводные ремни.

Когда КПД или надежность плоского ремня недостаточна, применяют приводные ремни клинового исполнения. Клиновой ремень в поперечном сечении имеет форму перевернутой трапеции, а в качестве рабочих поверхностей выступают боковые грани, именно по ним осуществляется контакт со шкивом.

Клиновые ремни приводные передают больший вращающий момент, нежели плоские, способны работать на высоких скоростях при малых диаметрах шкивов. В ряде случаев клиновая ременная передача заменяется поликлиновой, где в работе участвуют группа клиновых ремней. В этом случае, если из строя выходит один, замене подлежит весь комплект гибкой связи. Поликлиновые ремни приводные используются в составе тяжело нагруженного оборудования: в сельскохозяйственной технике, в горнодобывающих машинах, в силовых приводах и т.д.

Ремни приводные клиновые имеют более сложную конструкцию, чем плоские и усложняют конструкцию самого шкива. Если шкив плоской ременной передачи представляет своего рода полированный цилиндр (возможно с ребордами от осевого перемещения ремня), то шкив клиновой передачи имеет достаточно сложный нарезной профиль для размещения ремня на своей рабочей поверхности.

Клиновые ремни в свою очередь делятся на:
- ремни нормального сечения, изготавливаемые по ГОСТ 5813-93 и ГОСТ 1284-80, наиболее часто эксплуатируются в автомобилестроении и сельскохозяйственной технике;
- ремни приводные узкого исполнения в сечении;
- ремни вариаторные - наиболее широкие, предназначены для работы в составе вариаторов (бесступенчатых коробках скоростей). Увеличенная ширина вариаторного ремня обусловлена периодическим возникновением осевой силы, воздействующей на ремень, в связи с чем ремень вариатора должен иметь повышенную жесткость в поперечном сечении. Они могут иметь как клиновое, так и зубчатое исполнение.

3. Зубчатые приводные ремни.

Зубчатые ремни наиболее сложны в конструктивном плане, но имеют наибольший КПД из всей группы ременных передач, передают значительные нагрузки на высоких скоростях, применяются в наиболее ответственных и нагруженных механизмах, а также в ременных передачах, где требуется точное позиционирование рабочего органа (в стеклоподъемниках, в автоматически открываемых дверях, в конвейерных лентах). Ремни зубчатые находят широкое применение в различных сферах: от изготовления бытовой техники до горнорудных машин.

Условно зубчатые приводные ремни можно представить в виде гибкой зубчатой рейки, свернутой в кольцо. Соответственно и шкив такой передачи будет аналогом обычного зубчатого колеса. Приводные ремни зубчатого исполнения могут иметь как внутренний, так и наружный зуб, а также быть двустороннего исполнения одновременно.

При проектировании ременной передачи, прежде чем выбрать тип приводного ремня, нужно четко определиться с условиями работы механизма, с характером и динамикой его нагружения, с ответственностью его работы в составе цепи всего оборудования, с требованиями по надежности и безопасности. Каждый тип ременной передачи рассчитан на свои условия эксплуатации и нагрузки. Необоснованный выбор клинового приводного ремня или зубчатого вместо плоского приведет к удорожанию всего узла. А если применить плоскоременную передачу вместо ременной зубчатой, можно не выйти на требуемые показатели мощности и производительности и т.д.