✅ как шкивами увеличить обороты

Шкивы тонкостенные клиноременных передач

Задача уменьшения массы и моментов инерции клиноременных шкивов решается изготовлением этих шкивов из тонкой листовой стали штамповкой и сваркой. Подобные шкивы (сварные и сборные) (рис. 11…16) получили в настоящее время широкое распространение. Конструкция сварного шкива дана также в разделе сварных соединений. Конструкция сборного шкива (рис. 14) позволяет изменением числа проставок (дисков) менять диаметр.

Соседние страницы

Натяжные устройства ременных передач
Натяжные ролики ременных передач
Ремни плоские приводные резинотканевые по ГОСТ 23831-79
Шкивы плоскоременных передач
Ремни приводные клиновые нормальных сечений по ГОСТ 1284.1-80 (СТ СЭВ 4481-84)
Ремни клиновые вариаторные
Раздвижные шкивы

Начальная сила натяжения ремня.

Начальная сила натяжения ремня (рис. 2, а)

Силы натяжения ведущей F₁ и ведомой F₂ ветвей ремня в нагруженной передаче можно определить из условия равновесия шкива (рис. 2, б) T₁=0,5d₁(F₁-F₂)=0,5d₁F_t, откуда

Так как сумма сил натяжения ветвей ремня постоянна (независимо от того, нагружена передача или нет), то

Из выражений следует:

Помимо рассмотренного способа определения сил в ветвях ремня при работе передачи существует способ, основанный на рассмотрении условия равновесия гибкой нерастяжимой нити, охватывающей негладкий барабан (шкив). При этом учитывают влияние центробежных сил, создающих дополнительное натяжение ветвей ремня.

Выделим из работающего ремня в пределах охвата им малого шкива элемент, соответствующий центральному углу d_a (рис 2, в). При движении ремня с постоянной скоростью этот элемент ремня можно считать находящимся в состоянии равновесия, если к фактически действующим на него силам добавить его центробежную силу инерции. Итак, на выделенный элемент ремня действуют (рис. 2, г) силыF и F+dF, возникающие в торцовых поперечных сечениях элемента,dC – центробежная сила, приложенная к центру тяжести элемента и направленная по радиусу от оси вращения; dN – нормальная реакция шкива;dF_ƒ — сила трения между шкивом и элементом.

Центробежная сила dC, как известно из теоретической механики, равна произведению массы dm элемента на центростремительное ускорение а_n, т. е.

qgr

Проецируя все силы на биссектрису угла d_αa, получаем 2Fsin(dα/2)+dF sin (dα/2)-dC-dN=О, откуда

Так как угол dα бесконечно мал, то примем, что sin(dα/2)=dα/2, и так как dFsin(dα/2) представляет собой величину бесконечно малую второго порядка, то отбрасываем ее. Тогда из формулы с учетом выражения получим

Сила трения dF_f между шкивом и элементом ремня dF_f=fdN, или

Проецируя все силы на направление касательной к поверхности шкива, т. е. на направление силы dF_f, получаем (F+dF)-F-dF_f=О, откуда

Из формул f(F-qv2/g)dα=dF, или dF/(F-qv2/g)=fdα. Интегрируя последнее уравнение в пределах изменения F от F₂ до F₁ и α от до α, получаем

Из формул окончательно получаем

В этих формулах величина qv2/g представляет собой постоянную по всей длине ремня силу дополнительного натяжения, обусловленную влиянием центробежных сил. Бели центробежные силы не учитывать, то вместо предыдущих двух формул можно пользоваться формулами

Из предыдущих двух формул следует, что

Данная зависимость носит название формулы Эйлера и представляет собой соотношение натяжений концов гибкой, невесомой, нерастяжимой нити, охватывающей неподвижный негладкий барабан при ее равновесии. Строго говоря, к ременной передаче формула Эйлера неприменима (ремень не является нерастяжимой и невесомой нитью) и в современной расчетной практике для определения натяжений ветвей ремня пользуются зависимостями. В то же время формула Эйлера дает верную качественную характеристику влияния коэффициента трения и угла обхвата ремнем малого шкива на работу передачи. Чем больше f и α, тем больше отношение F₁:F₂, следовательно, тем больше и разность этих сил, представляющая собой окружную силу F_t передачи, а значит, больше передаваемый момент; Иными словами, лучше (полнее) используются силы предварительного натяжения ремня. При расчетах ременных передач формулу Эйлера применяют сравнительно редко. Ее применяют при расчетах ленточных транспортеров, ленточных тормозов, шпилей (кабестанов), лентопротяжных механизмов, аэрофотоаппаратов и т. д.

Среднее значение коэффициента трения для чугунных и стальных шкивов можно принимать: для резинотканевых ремней f=0,35, для кожаных ремней f=0,22 и для хлопчатобумажных и шерстяных ремней f=0,3.

При определении сил F₁ и F₂ в клиноременной передаче в формулы вместо коэффициента – трения f надо подставлять приведенный коэффициент трения для клиновых ремней f₁ =f/sin(φ/2), где φ — угол клиновых ремней.

Сила давления Q на вал шкива равна геометрической сумме сил натяжений ветвей ремня (рис. 3, а). Из параллелограмма сил следует

αF₁+F₂F

Рис. 3

Коэффициент полезного действия η, при нормальных условиях работы в среднем для плоскоременной передачи равен 0,96, а для клиноременной – 0,95. При неблагоприятных условиях работы, например при малых диаметрах шкивов, предельных скоростях ремней и т. п., он может снижаться до 0,85.

Устройство ременной передачи, ее характеристики

Ременная передача представляет собой пару шкивов, соединенных бесконечным закольцованным ремнем. Эти приводные колеса, как правило, располагают в одной плоскости, а оси делают параллельными, при этом приводные колеса вращаются в одном направлении. Плоские (или круглые) ремни позволяют изменять направление вращения за счет перекрещивания, а взаимное расположение осей- за счет использования дополнительных пассивных роликов. При этом теряется часть мощности.

Для расчета привода важны следующие основные параметры:

число оборотов ведущего вала;
мощность, передаваемую приводом;
потребное число оборотов ведомого вала;
профиль ремня, его толщина и длина;
расчетный, наружный, внутренний диаметр колеса;
профиль канавки (для клиноременного);
шаг передачи (для зубчатоременного)
межосевое расстояние;

Вычисления обычно проводят в несколько этапов.

Относительное скольжение ремня.

Относительное скольжение ремня ξ равно разности относительных удлинений ведущей ε1 и ведомой ε2 ветвей:

В соответствии с формулой

окружные скорости ведущего v1 и ведомого v2 шкивов (рис. 1): и

Вследствие упругого скольжения ремня на шкивах v2. Зависимость между этими скоростями

Из трех предыдущих формул следует, что передаточное отношение ременной передачи

Значения относительного скольжения ξ в зависимости от типа ремня:

Резинотканевые и шерстяные ремни………..0,01
Кожаные ремни……………………………………0,015
Кордтканевые клиновые ремни……………….0,02
Кордшнуровые клиновые ремни……………..0,01

Так как значение относительного скольжения очень мало, то для расчетов достаточной точностью вместо предыдущей формулы можно пользоваться формулой:

Передаточное отношение рекомендуют принимать: для открытой, ременной передачи i≤6, для плоскоременной передачи с натяжным роликом и клиноременной передачи i≤10. В большинстве случаев передаточное отношение ременной передачи i≤4.

Недостатки конструкции

Привод клиноременной передачи применяется во многих механизмах и агрегатах. Эта конструкция имеет массу достоинств. Однако у нее есть и целый перечень недостатков. Они отличаются большими размерами. Поэтому не для всех агрегатов подходит представленная система.

При этом ременная передача отмечена малой несущей способностью. Это влияет на эксплуатационные характеристики всей системы. При использовании даже самых современных материалов срок эксплуатации ремня оставляет желать лучшего. Он стирается, разрывается.

Передаточное число является величиной непостоянной. Это связано со скольжением ремня плоской формы. На валы при использовании представленной конструкции оказывается высокое механическое воздействие. Также нагрузка действует на их опоры. Это обусловлено необходимостью натягивать предварительно ремень. При этом применяются дополнительные элементы в конструкции. Они гасят колебания линии, удерживая полосу на поверхности шкивов.

Области использования

Привод ременной передачи с плоским ремнем применяется на станках, пилорамах, генераторах, вентиляторах, а также везде, где требуется повышенная гибкость и допускается проскальзывание. Для высоких скоростей используются синтетические материалы, для меньших — кордтканевые или прорезиненные.
Ременная передача с клиновыми ремнями применяется для сельскохозяйственной техники и автомобилей (вентиляторная), в тяжелонагруженных и высокоскоростных приводах (узкая и нормального сечения).
Вариаторы нужны там, где скорость вращения промышленных машин регулируется бесступенчато.
Приводы с зубчатыми ремнями обеспечивают наилучшие характеристики передач в промышленности и в бытовой технике, где требуются долговечность и надежность.
Круглоременные применяются для малых мощностей.

Плоские ремни ременных передач

Типы передач бывают следующими:

Открытые — с параллельными осями и вращением шкивов в одном направлении.
Шкивы со ступенями — можно изменить обороты ведомого вала, при этом у ведущего они постоянные.
Перекрестные, когда оси параллельны, а вращение происходит в разных направлениях.
Полуперекрестные — оси валов скрещиваются.
С натяжным роликом, увеличивающим угол обхвата шкива меньшего диаметра.

Ременная передача открытого типа применяется для работы при высокой скорости и с большим межосевым расстоянием. Высокие КПД, нагрузочная способность и долговечность позволяют использовать ее в промышленности, в частности для сельскохозяйственных машин.

Синхронные и асинхронные электромашины

Двигатели переменного напряжения есть трёх типов: синхронные, угловая скорость ротора которых совпадает с угловой частотой магнитного поля статора; асинхронные – в них вращение ротора отстаёт от вращения поля; коллекторные, конструкция и принцип действия которых аналогичны двигателям постоянного напряжения.

Синхронная скорость

Скорость вращения электромашины переменного тока зависит от угловой частоты магнитного поля статора. Эта скорость называется синхронной. В синхронных двигателях вал вращается с той же быстротой, что является преимуществом этих электромашин.

Для этого в роторе машин большой мощности есть обмотка, на которую подаётся постоянное напряжение, создающее магнитное поле. В устройствах малой мощности в ротор вставлены постоянные магниты, или есть явно выраженные полюса.

Скольжение

В асинхронных машинах число оборотов вала меньше синхронной угловой частоты. Эта разница называется скольжение «S». Благодаря скольжению в роторе наводится электрический ток, и вал вращается. Чем больше S, тем выше вращающий момент и меньше скорость. Однако при превышении скольжения выше определённой величины электродвигатель останавливается, начинает перегреваться и может выйти из строя. Частота вращения таких устройств рассчитывается по формуле на рисунке ниже, где:

n – число оборотов в минуту,
f – частота сети,
p – число пар полюсов,
s – скольжение.

Такие устройства есть двух типов:

С короткозамкнутым ротором. Обмотка в нём отливается из алюминия в процессе изготовления;
С фазным ротором. Обмотки выполнены из провода и подключаются к дополнительным сопротивлениям.

Регулировка частоты вращения

В процессе работы появляется необходимость регулировки числа оборотов электрических машин. Она осуществляется тремя способами:

Увеличение добавочного сопротивления в цепи ротора электродвигателей с фазным ротором. При необходимости сильно понизить обороты допускается подключение не трёх, а двух сопротивлений;
Подключение дополнительных сопротивлений в цепи статора. Применяется для запуска электрических машин большой мощности и для регулировки скорости маленьких электродвигателей. Например, число оборотов настольного вентилятора можно уменьшить, включив последовательно с ним лампу накаливания или конденсатор. Такой же результат даёт уменьшение питающего напряжения;
Изменение частоты сети. Подходит для синхронных и асинхронных двигателей.

Внимание!

Скорость вращения коллекторных электродвигателей, работающих от сети переменного тока, не зависит от частоты сети.

Устройство ременной передачи, ее характеристики

Для расчета привода важны следующие основные параметры:

число оборотов ведущего вала;
мощность, передаваемую приводом;
потребное число оборотов ведомого вала;
профиль ремня, его толщина и длина;
расчетный, наружный, внутренний диаметр колеса;
профиль канавки (для клиноременного);
шаг передачи (для зубчатоременного)
межосевое расстояние;

Вычисления обычно проводят в несколько этапов.

Увеличение – диаметр – шкив

Диаметр шкивов талевой системы должен быть в 38 – 42 раза больше диаметра каната. Увеличение диаметров шкивов способствует снижению потерь на трение и улучшению условий работы каната.

Для ременных передач ( рис. 47) требуются круглые, плоские и клиновидные ремни. При увеличении диаметра шкива ведущего вала увеличивается число оборотов ведомого вала, и, наоборот, если диаметр шкива ведущего вала уменьшить, то число оборотов ведомого вала также уменьшится.

Циклически изменяющееся напряжение, возникающее в прямолинейном ленточном тяговом органе, во многом определяется величиной изгибного напряжения, которое появляется в ленте при перекатывании ее по шкивам и бобинам. Величина изгибного напряжения может быть уменьшена за счет толщины ленты или увеличения диаметра шкива. Однако толщина ленты имеет минимальный предел, а увеличение диаметра шкива нежелательно вследствие значительного возрастания веса органа навивки и общей стоимости подъемной установки.

НеобходимЬе предварительное натяжение канатов определяется в зависимости от их состояния: различают новый канат и канат, к-рый уже вытянулся под нагрузкой. При работе передачи канаты постепенно удлиняются и провес их увеличивается. При этом уменьшение напряжения т, обусловленное предварительным натяжением каната, частично заменяется увеличением натяжения от увеличения веса провисающей части каната и в тем большей степени, чем значительнее провес каната. Более благоприятные условия для работы каната создаются путем увеличения диаметров шкивов и применения эластичных канатов. При устройстве передачи на расстояния 25 – 30 м устанавливают промежуточные шкивы ( фиг. Применение опорных шкивов, как уже было сказано, ведет к понижению кпд передачи.

вопросы какие то дурные шкив на мотор ставится в зависимости от потребителя определяешь сколько у него должно быть оборотов и подбираешь соответсвующие шкива

например если на двигателе 2950 оборотов то, если шкив на потребителе в два раза больше то у него будет 1475 оборотов

в школе учиться надо было мощность двигателя зависит активного и реактивного сопротивления(то что на шильдике двигателя обозначается cosфи)

она не зависит от размера шкива. когда на двигатель подается нагрузка он потребляет одну мощность, в режиме холостого хода другую. двигатель 200кВт может потреблять в рабочем режиме 160кВт, а может 220 и то и то для него стандартный режим работы

Ременная передача передает крутящий момент с ведущего вала на ведомый. В зависимости от передаточного числа она может повышать или понижать обороты. Передаточное число зависит от соотношения диаметров шкивов — приводных колес, связанных ремнем. При расчете параметров привода нужно также учитывать мощность на ведущем валу, скорость его вращения и общие габариты устройства.

От сети

Однофазные электродвигатели переменного тока также позволяют регулировать вращение ротора.

Коллекторные машины

Такие моторы стоят на электродрелях, электролобзиках и другом инструменте. Чтобы уменьшить или увеличить обороты, достаточно, как и в предыдущих случаях, изменять напряжение питания. Для этой цели также есть свои решения.

Конструкция подключается непосредственно к сети. Регулировочный элемент — симистор, управление которого осуществляется динистором. Симистор ставится на теплоотвод, максимальная мощность нагрузки — 600 Вт.

Если есть подходящий ЛАТР, можно все это делать при помощи его.

Двухфазный двигатель

Аппарат, имеющий две обмотки — пусковую и рабочую, по своему принципу является двухфазным. В отличие от трехфазного имеет возможность менять скорость ротора. Характеристика крутящегося магнитного поля у него не круговая, а эллиптическая, что обусловлено его устройством.

Есть две возможности контролирования числа оборотов:

Менять амплитуду напряжения питания (Uy);
Фазное — меняем емкость конденсатора.

Такие агрегаты широко распространены в быту и на производстве.

Обычные асинхронники

Электрические машины трехфазного тока, несмотря на простоту в эксплуатации, обладают рядом характеристик, которые нужно учитывать. Если просто изменять питающее напряжение, будет в небольших пределах меняться момент, но не более. Чтобы в широких пределах регулировать обороты, необходимо довольно сложное оборудование, которое просто так собрать и наладить сложно и дорого.

Для этой цели промышленностью налажен выпуск частотных преобразователей, помогающих менять обороты электродвигателя в нужном диапазоне.

Асинхронник набирает обороты в согласии с выставленными на частотнике параметрами, которые можно менять в широком диапазоне. Преобразователь — самое лучшее решение для таких двигателей.

Общая характеристика

Устройство клиноременной передачи предполагает использование особого способа приведения в действие всего механизма. При этом применяется энергия, производимая в процессе вращательного момента. Это обеспечивает ременная передача. Она использует механическую энергию, которую впоследствии передает другому механизму.

Такая конструкция состоит из ремня и минимум двух шкивов. Первый из названных конструкционных элементов изготавливается чаще всего из резины. Ремень клиноременной передачи изготавливается из материала, который прошел специальную обработку. Это позволяет представленному элементу быть устойчивым к средним и небольшим механическим воздействиям, повышенным температурам.

Среди ременных передач клиноременная является самой востребованной. Эту конструкцию сегодня достаточно часто применяют при производстве автомобилей, а также прочих разновидностей транспортных средств.

Понятие шкива

Он предназначен для передачи крутящего момента с ведущего вала на ведомый. Для работы такого привода оба вала располагают параллельно. На каждый вал надевают и закрепляют плоское колесо, их располагают в одной плоскости. Колеса соединяют бесконечным гибким приводным ремнем. При вращении приводного шкива сила трения заставляет двигаться ремень, облегающий часть его поверхности. Это движение передается ведомому шкиву, заставляя его вращаться.

Ременная передача распространена среди бытовой техники, механизмов станков малой и средней мощности, в различных двигателях внутреннего сгорания.

Она обладает следующими достоинствами:

простое устройство;
возможность передачи значительной мощности, современные клиноременные пары транслируют до 400 квт;
высокая скорость вращения, до 50 м/с;
плавный и малошумный ход;
демпфирование вибраций и рывков приводного вала при передаче вращения;
проскальзывание при перегрузках срабатывает как предохранительный механизм.

Сам шкив – это диск на валу. Он состоит из двух основных частей: обода и ступицы. Обод- это внешняя часть детали. Она входит в зацепление с ремнем и в зависимости от типа привода может быть плоской или иметь углубление по форме ремня. Боковые выступы над ободом называют щеками. Они удерживают ремень от соскальзывания. Если привод клиновой, то щеки делают наклонными, они несут дополнительную функцию- увеличивают площадь зацепления.

Если используется зубчатый привод, то на поверхности обода делают зубья соответствующей формы.

Если используется параллельно несколько ручьев, на ободе делают несколько канавок.

Ступица- внутренняя част шкива. Он имеет отверстие для крепления на валу. Часто обод и ступица отливаются, вытачиваются или фрезеруются в виде единой детали.

Для снижения веса изделия в теле шкива оставляют пустоты, формируя спицы. При изготовлении из дерева наличие спиц обуславливалось технологией изготовления.

Для обеспечения взаимозаменяемости шкивов их типоразмеры, технологические требования, маркировка стандартизованы. Они описаны в ГОСТ 20889-94. «Шкивы для приводных клиновых ремней» и в ГОСТ Р 50641-94 (ИСО 4183-89).

В стандартную маркировку входят следующие параметры:

число ручьев;
профиль используемого приводного ремня;
диаметр (считается по корду);
обозначение втулки.

Так, маркировка 8 SPC 500 обозначает восьмиручьевый шкив под профиль SPC с диаметром 500 мм.

Стандартизованы также и правила изображения шкивов на чертеже. Чертеж должен быть построен так, чтобы изделие можно было изготовить, точно соблюдая форму и размер.

Определения

Эти термины важно запомнить. Ведущая ветвь ремня — набегает на ведущий шкив

При работе передачи растягивается

Ведущая ветвь ремня — набегает на ведущий шкив. При работе передачи растягивается.

Ведомая ветвь ремня — сходит с ведущего ремня и набегает на ведомый. При работе передачи расслабляется.

Межосевое (межцентровое) расстояние – кратчайшее расстояние между осями шкивов.

Натяжной ролик (леникс, от нем. lenix, lenixrolle — натяжной ролик) – элемент ремённой или цепной передачи; свободно вращающееся на оси колесо (шкив, звездочка, ролик), которое используется для регулирования натяжения ремня или цепи. Например, используется в тракторах для натяжения гусениц или в двигателе автомобиля для натяжения ремня ГРМ (газораспределительного механизма).

Пассик (от польского pasek — ремешок) – исторически вошедшее в наш оборот название приводного ремня круглого сечения. Слово «пассик» имеет польское происхождение. Его появление в русском словаре связывают с 80-ми годах 20-го века, когда им называли соответствующий элемент в импортном польском магнитофоне. Пассик, как правило, выполнен из резины или других полимерных материалов. Пассики использовались в устройстве протяжного механизма магнитной ленты старого кассетного магнитофона – он хорошо сглаживал рывки от электромотора и предохранял от искажений звука. «Пассики» входят в комплект конструктора Lego WeDo или ресурсного набора Lego MINDSTORMS Education EV3. В общем, всякий пассик — приводной ремень, но не каждый приводной ремень – пассик.

Приводной ремень – гибкий замкнутый элемент (ремень) для передачи вращения между двумя шкивами. Вращение передается за счет силы трения (гладкий ремень) или силы зацепления (ремень с зубчиками). Может иметь разную форму: бывают плоские ремни, зубчатые ремни, клиновидные ремни.

Ремённая передача (англ. belt drive)– механизм, предназначенный для передачи вращательного движения с помощью силы трения или зубчатого зацепления замкнутой гибкой связи (ремня) с помощью колес (шкивов), закрепленных на входном и выходном вале.

Угол обхвата – угол прилегания ремня к шкиву.

Шкив – фрикционное (англ. friction — трение) колесо с ободом или канавкой по окружности. Передает или принимает движение от приводного ремня. В отличие от блока, который имеет похожую форму, шкив всегда передавет усилие с оси на ремень, либо принимает усилие с ремня на ось. Блок же всегда свободно вращается на оси и обеспечивает изменение направления движения каната/троса, а также изменяет прикладываемую силу.