Критерии работоспособности и расчет ременной передачи

Основным критерием работоспособности ременных передач является тяговая способность – надежность сцепления ремня со шкивом и долговечность ремня, которая зависит в основном от сопротивления усталостному разрушению.

Тяговая способность ременной передачи оценивается по кривым скольжения и КПД (рисунок 4.5). Эти кривые устанавливают зависимость коэффициента относительного скольжения ε и к.п.д. передачи η от полезной нагрузки, которую выражают через коэффициент тяги ψ.

Рисунок 4.5 – Кривые скольжения и к.п.д. ременной передачи.

Коэффициент тяги показывает, какая часть предварительного натяжения ремня полезно используется для передачи нагрузки:

(4.25)

Кривые скольжения для всех типов ремней получают экспериментальным путем при υ₁ = 10 м/с и α = 180⁰. При постоянном натяжении 2F₀ постепенно повышают полезную нагрузку F_t и, соответственно, коэффициент тяги ψ. При этом на участке I наблюдается упругое скольжение ремня, на участке II – частичное буксование, на участке III – полное буксование. Критический коэффициент тяги ψ₀ соответствует пределу рационального использования ремня и наибольшей нагрузке на ремень

(4.26)

Для плоских ремней коэффициент ψ₀ = 0,4 ÷ 0,5, а для клиновых – ψ₀ = 0,7 ÷ 0,8.

Так же критическому коэффициенту тяги соответствует максимальный к.п.д., который для плоскоременных передач составляет 0,93 ÷ 0,98, а клиноременных – 0,93 ÷ 0,98.

Расчет на долговечность выполняют как проверочный. За основу принято уравнение наклонного участка кривой усталости Велера

(4.27)

где m и С – постоянные, определяемые экспериментально; σ_max – максимальное напряжение цикла; N_E – эквивалентное число циклов нагружения за срок службы ремня

(4.28)

где υ₁ – скорость ремня; z_ш – число шкивов; L_h – ресурс ремня; ζ₁ – коэффициент; L - длина ремня.

Расчет ремней на долговечность требует накопления экспериментальных данных о параметрах кривой усталости для резино-тканиевого материала. В этой связи он применяется не для всех типов ременных передач.

Чаще на практике определяют число пробегов ремня в единицу времени

(4.29)

где [U] – допустимое число пробегов.

Для плоскоременных передач [U] = 3 ÷ 5 с^-1, для клиноременных – [U] = 10 ÷ 15 с^-1. Для большинства ременных передач срок службы составляет 2000 ÷ 3000 часов.