Тяговая способность и КПД ременных передач
Основными критериямиработоспособности ременных передач являются: тяговая способность (надежность сцепления ремня со шкивом) и долговечность ремня (его свойство сопротивляться усталостному разрушению).
Расчет по тяговой способности является основным расчетом ременных передач, обеспечивающим требуемую прочность ремней и передачу ими требуемой нагрузки.
Расчет на долговечность выполняют как проверочный.
Тяговая способность ременной передачи обусловлена сцеплением ремня со шкивами. Экспериментально исследуя тяговую способность, строят графики — кривые скольжения и КПД(рис. 22.8); на их базе разработан метод расчета ременных передач.
При постоянной силе F0 предварительного натяжения кривые скольжения устанавливают связь между окружной силой Ft (тягой) и относительным скольжением ξ. По оси абсцисс графика откладывают относительную нагрузку, выраженную через коэффициент тяги φ:
по оси ординат — коэффициент скольжения ξ, и КПД η передачи. При испытании постепенно увеличивают полезную нагрузку Ft (коэффициент тяги φ), сохраняя постоянным предварительное натяжение F1 + F2 = 2F0 , замеряют окружные скорости шкивов и вычисляют коэффициенты скольжения; далее определяют КПД передачи.
При возрастании коэффициента тяги от нуля до критического значения φkнаблюдается только упругое скольжение ремня по шкиву.
В этой зоне упругие деформации ремня приближенно подчиняются закону Гука, поэтому кривая скольжения близка к прямой.
Этот участок кривой характеризует устойчивую работу ремня. При дальнейшем увеличении коэффициента тяги от φk до φmах наблюдают как упругое скольжение, так и частичное пробуксовывание, которое по мере увеличения φ растет. Работа передачи становится неустойчивой. При φmах окружная сила Fτ достигает значения максимальной силы трения, дуга покоя полностью исчезает, а дуга скольжения ac1 (рис. 22.5) распространяется на весь угол обхвата а1 — наступает полное буксование ремня на ведущем шкиве, ведомый шкив останавливается.
Согласно кривой скольжения передаваемую силу Fτ следует принимать вблизи значения φk, которому соответствует ηmax. Работу передачи при φ > φk следует допускать только при кратковременных перегрузках, например в период пуска. Значения φk установлены экспериментально для каждого типа ремня.
Таким образом, кривая скольжения отражает явления, происходящие в ременной передаче, и совместно с кривой КПД характеризует ее работу в данных условиях.
Критерием рациональной работы ремня служит коэффициент тяги φk, значение которого определяет допускаемую окружную силу [F]t K. Из формулы (22.18)
[F]t K =2φk F0. (22.19)
Для плоских ремней φk =0,4...0,5; для клиновых и поликлиновых φk = 0.7...0,8.
КПД ременных передачзависит от степени загруженности передачи, от потерь на скольжение ремня по шкивам, на сопротивление воздуха движению ремня и шкивов, на трение в подшипниках. Наибольшая же доля потерь приходится на внутреннее трение в ремне при изгибе, особенно для клиноременных передач. Эти потери не зависят от нагрузки. Поэтому КПД передач при малых нагрузках невысок (велики относительные потери). Он достигает максимума цтзх в зоне критического значения φk (см. рис. 22.8). При нормальных условиях работы принимают: для передачи плоским ремнем ц = 0,95...0,97; для передачи клиновым и поликлиновым ремнями т) = 0,92...0,96.