Скольжение ремня по шкивам

Напряжения в ремне.

Напряжения по длине ремня распределены неравномерно. Различают виды напряжений:

3.1. Напряжение от силы предварительного натяжения – σ_o.В состоянии покоя или при холостом ходу каждая ветвь ремня натянута силой F_o, следовательно

σ_o = F_o/А,

где А – площадь поперечного сечения ремня.

3.2 Полезное напряжение - σ_t - является разностью напряжений в ведущей и ведомой ветвях: σ_t = F_t/A

F_t = F₁ – F₂ Напряжения в ведущей и ведомой ветвях от этих сил

σ_t = σ₁ – σ₂ σ₁ = F₁/А = F_o/А + 0,5F_t/А = σ_о + σ_t/2;

σ₂ = F₂/А = F_o/А – 0,5F_t/А = σ_о - σ_t/2

3.3.Напряжение изгиба σ_и – возникают в ремне при огибании им шкивов. По закону Гука – σ_и = ε Е, где ε = 2y_max/d – относительное удлинение волокон на наружной стороне ремня при изгибе.

Тогда σ_и = 2 y_maxЕ/d, где Е – модуль упругости материала ремня,

y_max – расстояние от нейтральной линии до опасных волокон, с которых начинается разрушение ремня, d – расчетный диаметр (для передачи с плоским ремнем принимают диаметр наружной поверхности шкива; для других ремней – диаметр окружности по нейтральной линии ремня).

Напряжение изгиба является главной причиной усталостного разрушения ремня. На тяговую способность передачи не влияет.

3.4. Напряжение от центробежной силы – σ_ц = F_ц/А. Влияние на работоспособность ременной передачи при х< 25м/с несущественно.

3.5.Н а и б о л ь ш е е н а п р я ж е н е.

σ_max= σ_и1 + σ₁ + σ_ц = σ_и1 + σ_о +σ_t/2 +σ_ц

Напряжение изгиба обычно значительно превышает все другие составляющие наибольшего напряжения. Максимальное напряжение действует в поперечном сечении ремня в месте его набегания на малый шкив и сохраняет свою величину по всей дуге покоя.

В ременной передаче разделяют два вида скольжения:

- упругое скольжение – в процессе обегания ремнем ведущего шкива сила его натяжения уменьшается от F₁ до F₂. А так как деформация ремня пропорциональна силе натяжения, то при уменьшении силы натяжения ремень под действием силы упругости укорачивается, преодолевая сопротивление силы трения в контуре ремня со шкивом. На ведомом шкиве происходит увеличение силы натяжения от F₂ до F₁, ремень удлиняется и опережает шкив. Скольжение происходит не по всей дуге обхвата, а по ее части – дуге скольжения β, величину дуги определяет условие равновесия сил трения и окружная сила - F_t = F₁ – F₂.

При нормальной работе β₁ = (0,5…0,7)α₁. Упругое скольжение ремня характеризуется коэффициентом скольжения: ζ = (ν₁ – ν₂)/ν₁ или ν₂ = ν₁(1 – ζ), где при нормальной работе ζ= 0,01…0,02.

-буксование – при значительной перегрузке дуга скольжения β₁ достигает значения дуги обхвата α₁ и ремень скользит по всей поверхности касания с ведущим шкивом, т.е. буксует.

Передаточное число. Окружные скорости шкивов передачи:

ν ₁ = πd₁n₁/60000; ν ₂ = πd₂n₂/60000,

передаточное число: u = n₁/n_{2 =} ν₁d₂/ν₂d₁ = d₂/[d₁(1 – ξ)].

Р екомендуется для передач с плоским ремнем u <5, клиновым u< 7, поликлиновым u<8, зубчатым u<12.

Долговечность ремня.

Под влиянием циклического деформирования в ремне возникают усталостные разрушения - трещины, надрывы, расслаивание ремня.Снижению сопротивления усталости способствует нагрев ремня от внутреннего трения и от скольжения его по шкивам. Для достижения средней долговечности в 2000 …3000 ч. рекомендуется ограничить частоту пробегов, которая является показателем долговечности ремня, принимая для ремней:

- плоских (прорезиненых- синтетических) [ν]<10 – 50с^-1

- клиновых [ν]< 20 с^-1

- поликлиновых [ν]<30 с^-1

Число пробегов ремня (число циклов нагружения) пропорционально частоте пробегов:

ν = υ/L_р < [ν].

Дата добавления: 2014-01-20