Застосування приводних ременів

Хочете спростити та вдосконалити свої програми з ремінним приводом? Відповіді на поширені запитання спростять вибір найкращого накопичувача для програми та отримання найкращої продуктивності накопичувача

Хоча застосування ремінних приводів може здатися звичним, деякі сфери часто неправильно розуміють, про що свідчать численні запитання, що надходять до виробників ременів. Щоб поставити вас на правильний шлях, ось відповіді на найпоширеніші запитання про ремінні передачі.

З: Яка максимальна швидкість, яку може безпечно справити приводний ремінь?
А. Для більшості приводів швидкість обертання шківа є обмежуючим фактором, а не ременем. Ця гранична швидкість залежить від матеріалу шківа та конструкції, Таблиця 1 і Фігура 1.

Основні шківи із заліза статично збалансовані при швидкості обертання до 6500 об/хв. Шків, що працює зі швидкістю понад 6500 об/хв, може спричинити вібрацію, шум, низький термін служби підшипника та високі втомні напруги. Отже, шківи, що перевищують 6500 об/хв, повинні бути динамічно збалансовані, як описано в бюлетені № SPB-86 Асоціації механічних енергетичних передач (MPTA). У деяких випадках, залежно від розміру шківа або вимог до застосування, може знадобитися динамічне балансування для шківів, що працюють менше 6500 кадрів в хвилину. Якщо швидкість перевищує норму, зверніться до виробника.

З: Що спричиняє вібрацію ремінного приводу та як це можна виправити?
А. Приводні ремені відчувають як вертикальну, так і бічну вібрацію, коли їх власні частоти збігаються з резонансними частотами підключеного обладнання.

Натяг ременя може вплинути на амплітуду цієї вібрації. Тому, щоб виправити проблему, спочатку перевірте на правильність натягу. Поширений метод контролю вертикальної вібрації використовує обмежувальний пристрій (металевий стрижень або неробочий шків), розміщений перпендикулярно прольоту ременя і близько або легко торкаючись ременя. Цей пристрій слід розташовувати приблизно на 1/3 відстані прольоту від більшого шківа.

Якщо це не допомогло, розгляньте можливість зміни інших параметрів приводу, щоб зменшити амплітуду вібрації або змінити її частоту. Такі параметри включають довжину прольоту, тип ременя, неспіввісність, інерційність приводного або керованого обладнання, діаметр та вагу шківа (інерційність), швидкість та кількість ременів. У деяких випадках (коли оригінальний блок був негабаритним), можливо, можна зменшити розмір приводу, зменшивши кількість ременів або ширину ременя, і збільшивши статичний натяг, щоб змінити власну частоту ременя, щоб вона не збігалася з частотою збудження техніки. Коли це можна зробити безпечно, бажано зменшити статичне натяг, щоб утримувати натяг робочого ременя нижче природного діапазону частот.

Щоб зменшити бічну вібрацію, збільште жорсткість на згинання в бічному напрямку. Цього можна досягти за допомогою з’єднаних ременів, Малюнок 2, які складаються з двох або більше ременів, утримуваних разом з високоміцною стрічкою, яка запобігає згинанню ременів убік і утримує їх прямим руху в канавках шківа навіть при сильних пульсуючих або ударних навантаженнях. Ширший синхронний ремінь може збільшити бічну жорсткість, але його слід напружувати обережно. Ненапруження може спричинити стрибок зубців синхронного ременя (храповик).

З. Що спричиняє писк ременя?
А. Писк клинового ременя, як правило, викликаний ковзанням ременя, часто через надмірне напруження. Коли новий ремінь замінює один ремінь у багатополосному приводі, новий ремінь може бути правильно натягнутий, але всі старі затягнуті. Щоб уникнути цієї проблеми, замініть одночасно всі ремені в багатоременному приводі та ремені тієї ж конструкції від того ж виробника. Пояси різних виробників, хоча ідентифікуються як подібні, можуть бути не однакового розміру або конструкції.

Замініть зношені снопи, що може призвести до шуму та перекидання ременя, а також зношені або пошкоджені ремені.

Раптові, високі моменти запуску або пікові навантаження також спричиняють ковзання ременя. Зазвичай такий стан триває лише кілька секунд. Але це може призвести до накопичення тепла, Малюнок 3, що зменшує термін служби ременя. Якщо є підозра на ковзання ременя та накопичення тепла, вимкніть привід і покладіть руку на ремінь у рукавичці, щоб відчути, чи ремінь занадто гарячий.

Пісок, олія або жир призводять до ковзання ременів. Тому підтримуйте компоненти приводу в чистоті. І не використовуйте пов’язку на пояс. Це лише маскує справжню проблему неадекватної напруги. (Також див. Наступне питання щодо різання рідин.)

Продовжуйте на Сторінці 2

Широкі синхронні приводи з великим кроком можуть створювати шум на високих швидкостях. Це може бути спричинено занадто високим або занадто низьким натягом ременя, або неправильним вирівнюванням, що заважає зубцям ременя плавно входити або виходити з канавок зірочок. Через це вимоги до вирівнювання жорсткіші для синхронних ременів, ніж стандартні клинові ремені.

Нагадування: перевіряючи проблемний диск, перегляньте всі компоненти. Шум можуть спричиняти джерела, не пов’язані з ременями, такі як підшипники, захисні вібрації та вільні кріплення.

З. Чи впливають ріжучі рідини або масло на ремені?
А. Епізодичне розбризкування маслом або жиром зазвичай не впливає негативно на стандартні ремені. Але велика кількість масла або жиру на клиновому або клиновому ремені призведе до його ковзання. У такому випадку захистіть ремінь від масла або жиру, або використовуйте синхронний ремінь. На ці ремені впливає менше, і вони можуть працювати в таких умовах.

Широкий вплив нафтопродуктів також призводить до набухання каучуку і руйнування адгезії між компонентами стрічки.

Усі стрічкові ремені, вироблені членами Асоціації виробників гуми (RMA), є досить стійкими до масла та хімічних речовин. Оцінюючи стійкість стрічки до хімічних речовин, враховуйте тип хімічної речовини, концентрацію, час впливу, тип стрічки, температуру та вологість. Деякі ремені, що містять поліуретанові сполуки, демонструють кращу стійкість до багатьох хімічних речовин.

З. Яка правильна процедура натягування приводу?
А. По-перше, розглянемо ще одне питання: чому необхідна правильна напруга? Для передачі потужності клинові ремені використовують тертя між боковими стінками ременя та боками шкива. На відміну від цього, синхронні ремені використовують зачеплення зубів для передачі потужності.

Надмірне натягування клинового або синхронного ременів призводить до надмірного навантаження на підшипники, зменшення терміну служби ременя та надмірного зносу шківа. Ненатягування клинового ременя спричиняє ковзання ременя, тоді як недостатнє натягування синхронного ременя може призвести до сильного зносу зубів і навіть до трещин (стрибки зубів).

Щоб натягнути клиновий ремінь, прикладіть найменший натяг, який запобігає ковзанню ременя при повному навантаженні. Для синхронного ременя потрібно правильно встановити ремінь у зірочку. Щоб забезпечити належний натяг, будь-який тип ременя повинен бути «обкатним». Цей процес складається з запуску приводу під повним навантаженням, потім зупинки, перевірки натягу та перенапруження його до рекомендованих значень навантаження. Запуск ременя при повному навантаженні дозволяє йому сісти в канавки шківа. Під час початкового бігу рівень натягу зменшуватиметься (зменшуватиметься) через кріплення ременя та початкове подовження. Час обкатки, необхідний для того, щоб забезпечити більший спад напруги, коливається від 15 хв до 48 год, залежно від тяжкості застосування. Більш суворе застосування вимагає менше часу на обкатку.

Виробники публікують таблиці для спрощених методів натягу на основі геометрії, швидкості та типу ременя для важких приводів. Старіші методи використовують риб’ячу луску за допомогою лінійки, щоб прикласти навантаження до пояса і виміряти його прогин. Багато датчиків забезпечують точне натягування, такі як датчики прямого зчитування, які вимірюють статичний натяг ременя шляхом вимірювання сили при заданому відхиленні прольоту ременя, Малюнок 4. Інші датчики визначають статичний натяг стрічки, вимірюючи гармонічну частоту пояса при наборі.

З. Як визначається статична провідність стрічки і чому вона важлива?
A. Бюлетень RMA IP 3-3 пояснює, як перевірити статичну провідність, пропускаючи електричний струм заданої напруги через ділянку ременя, вимірюючи опір стрічки для проведення струму. Опір 6 М½ або менше запобігає вимірюванню накопичення статичної напруги, тим самим запобігаючи потенційно небезпечному статичному розряду.

Клінові ремені, як правило, виготовляються відповідно до цього бюлетеня, але, безумовно, отримуйте належну статичну провідність від виробника.

Продовжуйте на Сторінці 3

Бюлетень RMA стосується нових, чистих ременів. Однак старші ремені можуть збирати сміття або ставати зношеними та пошкодженими, що може надати поясу нескінченний опір. Ця умова дозволяє накопичувати статичний заряд. Таким чином, в небезпечному середовищі рекомендується додатковий захист, наприклад, заземлення всієї системи для забезпечення від випадкових статичних іскрових розрядів. Крім того, статична провідна щітка або подібний пристрій буде виділяти статичні накопичення на ремені.

З. Який звичайний термін придатності приводного ременя?
A. Коли ремені належним чином зберігаються, згідно з бюлетенем RMA IP 3-4, не слід виявляти значних змін у характеристиках протягом 8 років. Правильне зберігання, як описано в цьому бюлетені, означає, що ремінь повинен бути захищений від вологи, перепадів температури, прямих сонячних променів та високого рівня озону. Ремінь слід зберігати в оригінальній упаковці, уникаючи різких вигинів або обтискань, які можуть пошкодити його. Крім того, ремені не слід згинати або підвішувати ні до чого з діаметром, меншим за найменший рекомендований діаметр шківа для цього перерізу.

Машини, що використовують ремінні приводи, іноді простоюють тривалий час (6 місяців або довше). Натяг на таких ременях слід послабити під час простою, а обладнання слід зберігати в середовищі, яке відповідає вимогам щодо зберігання ременів. Якщо це неможливо, наприклад, з обладнанням, що зберігається на відкритому повітрі в холодному середовищі, ремені слід зняти та зберігати окремо.

З. Який допустимий діапазон температур для більшості приводних ременів?
А. Не існує чітко визначеного обмеження температури, яке забезпечує задовільну роботу. Однак правильно застосований ремінь зазвичай забезпечує прийнятну експлуатацію в діапазоні температур навколишнього середовища від 230 до 140 F, як зазначено в бюлетені RMA IP 3-1.

Коли гумовий ремінь працює з надмірно високими внутрішніми температурами, зчеплення між компонентами ременя руйнується, що спричинює передчасне руйнування. На внутрішню температуру ременя впливають температура навколишнього середовища, час впливу та вентиляція, а також конструкція приводу. Тести показують, що на кожні 36 ° F підвищення температури навколишнього середовища термін служби клинового ременя скорочується вдвічі. І при кожному підвищенні температури навколишнього середовища на 2 F відбувається збільшення внутрішньої робочої температури ременя на 1 F. Таким чином, кожне підвищення внутрішньої температури ременя на 18 F скорочує термін служби ременя вдвічі.

Для приводів, що працюють при температурі навколишнього середовища вище 140 F, зверніться до виробника для отримання рекомендацій. Спеціально складені ремені можна використовувати при високих або низьких температурах навколишнього середовища. Але якщо виробник використовує компаунд для підвищення верхньої межі температури, нижня також піднімається, і навпаки. Пояси, що містять поліуретанові сполуки, задовільно працюють при температурі навколишнього середовища між 265 і 185 F.

З. Які основні причини накопичення тепла в приводних ременях?
А. Як внутрішнє, так і зовнішнє тепло виробляється при роботі ремінної передачі. Внутрішнє нагрівання (всередині ременя) спричинене згинанням ременя під час руху навколо шківів. Зовнішнє тепло створюється при ковзанні між, наприклад, клиновим ременем і шкивом.

Параметри, що впливають на робочу температуру ременя, включають діаметр шківа, навантаження, згинання ременя, тип ременя, технічне обслуговування, температуру навколишнього середовища та охолодження повітря. Для протидії негативному впливу на температуру ременя застосовуйте ці вказівки:

• Використовуйте найбільший можливий діаметр шківа. Це зменшує внутрішнє накопичення тепла через вигин малого радіусу. Крім того, це зменшує натяг ременя та навантаження на підшипники, збільшує потік повітря та збільшує площу контакту ременя, що мінімізує ковзання ременя та накопичення тепла.

• Дотримуйтесь належних процедур встановлення. Клінові ремені вимагають періоду обкатки та повторного натягу, щоб забезпечити належне сидіння та запобігти ковзанню, яке може генерувати зовнішнє тепло.

• Встановіть кожух ременя, що забезпечує хорошу вентиляцію. Якщо необхідні додаткові заходи, використовуйте примусову вентиляцію або ребра ребра для розсіювання тепла та зменшення накопичення тепла.

• Виберіть гнучкий тип ременя, щоб зменшити накопичення тепла. Синхронні, V-подібні та формовані зубчасті клинові ремені можуть забезпечити хороші рішення для підвищення температури, особливо для шківів малого діаметра.

• Якщо є підозра на нагрівання, використовуйте шківи зі сталі та подібних матеріалів, які проводять тепло від ременя. Уникайте пластикових матеріалів, які не проводять тепло.

Продовжуйте на Сторінці 4

З: Що визначає відповідність набору ременів?
А. Вимоги до кінських сил у багатьох додатках вимагають багаторемінного приводу. Стандарти RMA IP-20 та IP-22 визначають допустимі зміни довжини, Таблиця 2, для набору класичних або вузьких промислових ременів безпеки. Наприклад, усі ремені довжиною до 63 дюймів у наборі не повинні варіюватися більше 0,15 дюйма від найдовшого до найкоротшого ременя. Якщо вони перевищать цю межу, навантаження не буде розподілятися рівномірно, а ремені швидше зношуватимуться.

Протягом останніх 10-12 років лідери галузі вдосконалили свої виробничі процеси, завдяки чому класичні, вузькі та формовані зубчасті ремені тепер мають жорсткіші допуски, ніж RMA. Так, наприклад, будь-який ремінь V80 V80 із заданим позначенням довжини буде працювати з будь-яким іншим ременем V80 такого ж перерізу та конструкції. Деякі типи поясів все ще згруповані за старою системою збігів чисел, в якій цифри друкуються на окремих поясах; кожне число являє собою виміряний діапазон довжини смуги. Ці числа згруповані в послідовному порядку для узгодження відповідно до довжини.

З. Як можна підвищити ефективність ремінного приводу?
A. Клінові ремені працюють з ефективністю від 95 до 98% при правильному застосуванні та догляді. Але втрати крутного моменту та швидкості знижують ефективність ременя.

Втрати крутного моменту спричинені напруженнями на вигин та втратами на тертя на межі розділу ременя.

Втрати швидкості спричинені ковзанням та повзанням навколо снопа. Недостатній натяг ременя дозволяє ковзанню ковзати, що знижує ефективність руху на 10%. І навпаки, надмірне натягнення ременя може зменшити термін служби ременя, а також його ефективність. Варіації натягу ременя навколо веденого снопа призводять до повзання ременя навколо снопа, зменшуючи швидкість веденого вала.

Ефективність формованих зубчастих ременів (типів AX, BX та CX) дещо краща, ніж класичних ременів (A, B та C). Коли зубчастий ремінь обходить сноп, формовані вирізи по нижній частині ременя зменшують стискаючі напруги в нижній частині ременя. Це дозволяє легше згинати навколо шкива, що підвищує ефективність, коли діаметр шпунта менший ніж мінімально рекомендовані значення RMA. Над рекомендованим мінімальним діаметром зубчасті ремені покращують ефективність менше 1%.

Через більшу гнучкість і менший переріз синхронні ремені працюють з малим діаметром зірочок. Ці ремені пропонують трохи вищий коефіцієнт корисної дії, від 97 до 99%, оскільки втрати швидкості через ковзання відсутні.

Правильне технічне обслуговування допомагає більше, ніж будь-що інше, поліпшити ефективність приводу клинового ременя Як було сказано раніше, замініть усі ремені на багатоременних приводах одночасно ременями одного виробника та прикладіть натяг відповідно до рекомендацій виробника. Перевірте та замініть зношені снопи, щоб уникнути нерівномірного завантаження або перекидання. Крім того, виправте надмірне зміщення і забезпечте належну вентиляцію, щоб уникнути накопичення тепла.

З якою невідповідністю може справитись привід?
А. Розбіжність призводить до нестабільності ременя, помилки відстеження, нерівномірного зносу ременя та потенційного руйнування ременя на розтяг. До основних видів зсуву належать паралельне та кутове. Паралельне відхилення відбувається, коли ведучий і ведений вали паралельні, але два шківи лежать в різних площинах. Кутове зміщення відбувається, коли два вали не паралельні. Потрібно виміряти кутові та паралельні відхилення, виміряти кількісно, скласти їх і підсумувати порівняно з рекомендацією виробника.

Тоді як клинові ремені працюють при зміщенні до 6 градусів без перекидання (пізня нестабільність), зміщення не повинно перевищувати ½ град (1/10 дюймів на фут фута) для оптимального терміну служби ременя. Ремінь, що з’єднується, повинен мати не більше ніж ½ градусів зміщення для найкращої роботи і повинен бути ретельно вирівняний. Синхронні, клиноподібні та з’єднані уретанові клинові ремені (Polyflex) повинні мати відхилення не більше ніж ¼ (1/16 дюйма на фут фута).

Берні Белсер є інженером з додатків у The Gates Rubber Co., Денвер.