EN
Meervoudige wigriem: Een meervoudige wigriem is een riem met een cirkelvormige vorm, met een aantal longitudinale driehoekige wiggen die zijn bevestigd aan een platte riembasis (zie Figuur 1). De werkende oppervlakken bestaan uit de zijden van de wiggen, waardoor het een nieuwe vorm van transmissieriem is. Door de voordelen van zowel vlakke riemen als V-riemen te combineren, maar ook hun nadelen over te nemen, is deze riem de laatste jaren steeds wijdverspreider geworden.
I. Kenmerken van meervoudige V-riemoverbrengingen
1. Ten opzichte van conventionele V-riemoverbrengingen bieden meervoudige V-riemoverbrengingen de volgende voordelen:
(1) Multiv-gordels worden gebruikt om de druk gelijkmatig te verdelen over alle contactoppervlakken door gebruik te maken van de onsamendrukbaarheid van rubber (zie Figuur 2). Het niveau van contactefficiëntie op het wigvormige oppervlak van de gordel en de groef van de katrol is bijna 100%. Als gevolg daarvan kunnen multiv-gordels, met dezelfde breedte als V-gordels, 30–50 procent meer belasting overbrengen dan standaard V-gordels.
(2) Vanwege hun geringe dikte heeft een multiv-gordel slechts een minimale effectieve katrolmiddellijn (demin) die een derde of vijfde is van die van een normale V-gordelkatrol. De constructie is daarom minder omvangrijk en de kosten zijn lager (de demin-waarden staan vermeld in Tabel 2).
(3) Aandrijvingen met multiv-gordels vermijden effectief de beperkingen van aandrijvingen met meerdere V-gordels, zoals trillingen, ongelijke belasting en instabiele transmissieverhoudingen ten gevolge van wijzigingen in de gordellengte.
(4) Multiv-gordels hebben een lage uitrekking en vertonen geen kruipverschijnsel bij overbelasting. Er is minimale relatieve beweging tussen de wigvormige gedeeltes en de groeven van de katrol, waardoor minder warmte wordt opgewekt door wrijving en zowel de levensduur van de gordel als die van de werkende oppervlakken van de katrol lang is.
(5) Multiv-gordels zijn zeer flexibel en licht van gewicht, waardoor er bij de overbrenging geen vermogen verloren gaat door buiging en centrifugale krachten; de overbrengingsefficiëntie is derhalve hoog.
2. Ze hebben dezelfde flexibiliteit als vlakke riemaandrijvingen, wat betekent dat spankatrollen aan de binnen- of buitenzijde van de multiv-gordel kunnen worden geplaatst. In tegenstelling tot vlakke riemen kunnen ze echter tijdens bedrijf niet van de katrol aflopen. Ze moeten worden gebruikt bij snelle overbrenging en kunnen snelheden bereiken van 10.000 omw/min, met een overbrengingsverhouding van 1:10.
3. Meervoudige V-riemschijven zijn ook eenvoudiger te vervaardigen en te bewerken, omdat ze geen speciale gereedschappen of apparatuur vereisen, in tegenstelling tot tandriemaandrijvingen. De installatievereisten zijn lager dan die van tandriemen, waardoor ze gemakkelijk kunnen worden geadopteerd door veel fabrieken. De vervanging van tandriemen door meervoudige V-riemen kan zeer kosteneffectief zijn wanneer de mechanische overbrengingsverhoudingen kleine toleranties toestaan.
II. Inleiding tot meervoudige V-riemen en riemschijfsystemen
1. Modellen meervoudige V-riemen en dwarsdoorsnede-afmetingen
Meervoudige-V-riemden worden ingedeeld op basis van materiaal in rubber en polyurethaan. Rubber V-groefriemden hebben een hogere warmte- en belastingscapaciteit dan polyurethaanvarianten en worden vaker gebruikt. De rubber V-groefriemden vallen onder de classificatie PH volgens ISO/DP9982-1988, zoals weergegeven in Tabel 1. PH-riemden worden voornamelijk gebruikt in kantoorapparatuur en instrumentatietransmissie, met name voor het overbrengen van beweging. PK-riemden hebben een duidelijk omschreven toepassing in de automobielindustrie, bijvoorbeeld voor de aandrijving van de ventilator, de dynamo en de waterpomp. PJ-, PL- en PM-riemden worden veelvuldig gebruikt in algemene industriële machinetransmissiesystemen. De aanduiding van meervoudige-V-riemden in sommige landen, zoals de Verenigde Staten en het Verenigd Koninkrijk, omvat: H, J, K, L en M, waarbij de basisriemafmetingen zeer vergelijkbaar zijn met die in Tabel 1. De meest populaire types zijn de J- en L-varianten. Hoewel er lichte afwijkingen bestaan in de afmetingen van de dwarsdoorsnede tussen verschillende landen, belemmert dit de universele uitwisselbaarheid van de producten niet. Bij M-type meervoudige-V-riemden is de hoek van de wig in alle landen gelijk en bedraagt deze 40 graden, maar de afstand tussen de wigs verschilt. Daardoor werken M-type meervoudige-V-riemden uit verschillende landen niet altijd onderling.
De ISO-markering van de riem bestaat uit het aantal tanden, het type doorsnede van de riem en de effectieve lengte. Als illustratie wordt een PM-riem met 10 tanden en een effectieve lengte van 3550 mm aangeduid als 10PM3550, maar in het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten als 550M10.
Er wordt gebruikgemaakt van gespecialiseerde apparatuur om de effectieve lengte (L) van de riem te meten. Elk riemmodel heeft specifieke waarden voor de effectieve pulleydiameter (d). Belangrijk is dat de effectieve lengte (L), zoals gebruikt door ISO, en de term 'pitch length' (steeklengte), zoals gebruikt in landen als het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten, feitelijk dezelfde lengte aanduiden. Beide termen verwijzen naar de omtrek van de riem bij de effectieve pulleydiameter d. Identieke standaardreeksen voor steeklengte zijn vastgesteld in het Verenigd Koninkrijk, de Verenigde Staten, Japan en andere landen, maar niet in ISO/DP9982.
2. Soorten riemschijven en dwarsdoorsnede-afmetingen
De meervoudige V-riemschijven zijn ingedeeld in vijf typen volgens ISO/DP9982, en hun dwarsdoorsnede-afmetingen staan weergegeven in figuur 4 en tabel 2.
De buitendiameter (da) van de riemschijf kan (zoals gespecificeerd door ISO) gelijk of ongelijk zijn aan de effectieve diameter (d.). In andere landen, zoals het Verenigd Koninkrijk, de Verenigde Staten en Japan, is de buitendiameter van de riemschijf echter volledig vergelijkbaar met de steekcirkeldiameter. Het dient te worden opgemerkt dat de door ISO gespecificeerde effectieve diameter en de steekcirkeldiameter die wordt gebruikt in landen als het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten in feite dezelfde diameter zijn. Zowel wat betreft de effectieve lengte van de riem als de effectieve diameter zijn de omschrijving en specificatie ervan in de ISO-standaard strikt gedefinieerd en nauwkeurig. De reden hiervoor is dat de werkelijke steekcirkeldiameter (dp) van een meervoudige V-riemschijf zich moet bevinden op de positie van de neutrale laag van de riem nadat deze op de riemschijf is aangebracht en correct is aangespannen, zoals weergegeven in figuur 5.
Op basis van figuur 5 kunnen we constateren dat de kracht op de steekcirkeldiameter van de katrol wordt berekend met behulp van de volgende vergelijking:
Tabel 2 geeft het effectieve lijnverschil aan △e in de formule.
De omtrekssnelheid (V) en de overbrengingsverhouding (i) van de riem worden voornamelijk berekend op basis van de steekcirkeldiameter, waarbij de vergelijking luidt:
Waarbij: dp1 de diameter van de steekcirkel van het kleine wiel is, in millimeters; n1 de rotatiesnelheid van het kleine wiel is, in omwentelingen per minuut.
In de vergelijking verwijzen 1 en 2 respectievelijk naar het kleine en het grote wiel.
Om overmatige buigspanningen in de riem tijdens de overbrenging te voorkomen en de levensduur van de riem te minimaliseren, heeft ISO de minimale effectieve diameter (dmin) van elk type riem aangegeven, zoals vermeld in tabel 2.
Bij het bewerken moet, om de diepte van de groef in een meervoudige-V-riemschijf te regelen, de buitendiameter (d₂) van de meetstift (of kogel) die in de groef is geplaatst, worden bepaald zoals weergegeven in figuur 6. De berekeningsformule luidt: d₂ = d + 2K.
Waarbij: k en d₉ van de meetstift (kogel), K en d₉, zijn opgegeven in tabel 2.
Wanneer de riemschijf wordt vervaardigd met dₐ = d, dan geldt: d₂ = dₐ + 2K. De grensafwijking voor d₂ bedraagt ±0,13 mm.
III. Toepassingen van meervoudige-V-riemoverbrengingen
Meervoudige V-riemoverbrengingen worden wereldwijd op grote schaal gebruikt in vele sectoren, zoals de automobielindustrie, textielindustrie, chemische industrie, defensie-industrie, huishoudelijke apparaten en kantoorapparatuur. Meervoudige wigriemoverbrengingen zijn het meest geschikt als vervanging van V-riemoverbrengingen in machines die veel V-riemen gebruiken en zware stootbelastingen kunnen opnemen. Dit omvat onder andere machines voor het snijden van afvalstoffen zoals lapjes, afvalgaren en bovenmateriaal voor schoenen; zware textielmachines en zuigerpompen. Bovendien biedt de vervanging van V-riem- of vlakke-riemoverbrengingen door meervoudige V-riemoverbrengingen bij transmissies waarbij de as van de wielas loodrecht op de grond of half-kruisvormig is, uitzonderlijk sterke voordelen.
De bedrijfsparameters voor meervoudige V-riemoverbrengingen zijn in grote lijnen: rotatiesnelheid n₁ = 200–10.000 t/min; vermogen P₁ = ca. 0,2 kW tot 300 kW; overbrengingsverhouding i ≤ 10; rendement van de overbrenging benadert dat van vlakke riemen, η ≈ 0,97.
De aandrijvingen met meervoudige V-riemen hebben veel hoofdpijn veroorzaakt wat betreft de ontwikkelingsmogelijkheden ervan in China. De vervanging van talloze ouder wordende meervoudige V-riemen van geïmporteerde apparatuur is een bijzonder urgente kwestie. Niet alleen zou de lokale productie van conformerende meervoudige V-riemen het land een grote hoeveelheid deviezen besparen, maar zou het ook bijdragen aan de algemene toepassing van de nieuwe riemaandrijftechnologie in diverse industrieën. Dit zou actief bijdragen aan de groei en ontwikkeling van de riemproductie-industrie in China.