EN
Багаторучейовий клиновий ремінь — це ремінь круглої форми з кількома поздовжніми трикутними ручейками, прикріпленими до плоскої ремінної основи (див. рис. 1). Робочою поверхнею такого ременя є бокові поверхні ручейків, що робить його новим типом передавального ременя. Поєднуючи переваги як плоских, так і класичних клинових ременів, а також усуваючи їх недоліки, багаторучейові клинові ремені останнім часом набувають все більшого поширення.
І. Характеристики багаторучьевих клинових передач
1. Порівняно з традиційними клиновими передачами багаторучейові клинові передачі мають такі переваги:
(1) Многоручьевые клинові ремені використовуються для рівномірного розподілу навантаження по всіх контактних поверхнях за рахунок нестисливості резини як рідини (див. рис. 2). Рівень ефективності контакту на клиноподібній поверхні ременя та пазі шківа наближається до 100 %. Внаслідок цього многоручьеві клинові ремені такої самої ширини, що й звичайні клінові ремені, можуть передавати на 30–50 % більше навантаження порівняно зі стандартними кліновими ременями.
(2) Через свою невелику товщину многоручьевий клиновий ремінь може мати мінімальний ефективний діаметр шківа (demin), що становить одну третину або одну п’яту від діаметра шківа звичайного клінового ременя. Тому його конструкція менш громіздка, а вартість нижча (значення demin наведено в таблиці 2).
(3) Приводи з многоручьевими клиновими ременями ефективно усувають обмеження приводів з кількома кліновими ременями, зокрема вібрацію, нерівномірне навантаження та нестабільні передавальні відношення через зміну довжини ременів.
(4) Многоручьевые ремені мають низьку подовженість і не повзають при перевантаженні. Відносне переміщення між клинами та пазами шківів мінімальне, тому тертям утворюється менше тепла, а робочі поверхні ременя й шківа мають тривалий термін служби.
(5) Многоручьеві ремені дуже гнучкі й легкі, тому потужність не втрачається на згинання та відцентрові сили під час передачі, отже, ККД передачі є високим.
2. Вони мають таку саму гнучкість, як і плоскі ремінні передачі, тобто натяжні шківи можна розміщувати як з внутрішнього, так і з зовнішнього боку многоручьевого ременя. Однак, на відміну від плоских ременів, вони не злітають зі шківа під час роботи. Їх слід використовувати в передачах високої швидкості, які можуть досягати 10 000 об/хв із передавальним відношенням 1:10.
3. Багаторучйові клінові шківи також простіші у виготовленні та обробці, оскільки для них не потрібні спеціальні інструменти чи обладнання, на відміну від синхронних ремінних передач. Вимоги до монтажу менші, ніж у синхронних ременів, що спрощує їх впровадження на багатьох підприємствах. Заміна синхронних ременів на багаторучйові клінові може бути дуже економічно вигідною там, де механічні передавальні відношення допускають невеликі похибки.
II. Огляд багаторучйових клінових ременів та шківних систем
1. Моделі багаторучйових клінових ременів та їх поперечні розміри
Многоручьеві ремені класифікуються за матеріалом виготовлення на гумові та поліуретанові. Гумові многоручьеві ремені мають більшу теплову та навантажувальну стійкість порівняно з поліуретановими варіантами й використовуються частіше. Гумові многоручьеві ремені відповідають класифікації PH згідно з ISO/DP9982-1988, як показано в таблиці 1. Ремені типу PH використовуються переважно в офісній техніці та приладах для передачі руху. Ремені типу PK мають чітко визначене призначення в автомобільних застосуваннях — наприклад, для приводу вентилятора, генератора та водяного насоса. Ремені типів PJ, PL і PM широко використовуються в загальних промислових системах передачі. У деяких країнах, зокрема у Сполучених Штатах Америки та Сполученому Королівстві, позначення многоручьевих ременів включає літери H, J, K, L, M, а базові розміри ременів дуже схожі на наведені в таблиці 1. Найпоширенішими серед них є типи J і L. Хоча існують незначні розбіжності в розмірах поперечного перерізу в різних країнах, це не заважає універсальній взаємозамінності продуктів. У випадку многоручьевих ременів типу M кут клина однаковий у всіх країнах і становить 40°, проте відстань між клинами відрізняється. Тому многоручьеві ремені типу M різних країн не завжди сумісні між собою.
Маркування ременя за стандартом ISO складається з номера клина, типу поперечного перерізу ременя та його ефективної довжини. Наприклад, ремінь типу PM, що має 10 клинів і ефективну довжину 3550 мм, маркується як 10PM3550, а у Сполученому Королівстві та США — як 550M10.
Для вимірювання ефективної довжини (L) ременя використовується спеціалізоване обладнання. Кожна модель ременя має певні значення ефективного діаметра шківа (d), які визначаються під час вимірювання. Важливо зазначити, що ефективна довжина (L), яку використовує ISO, і термін «довжина по кроку» (Pitch Length), що застосовується в таких країнах, як Сполучене Королівство та США, насправді означають одну й ту саму величину — це довжина окружності ременя за ефективним діаметром шківа d. Однакові стандарти рядів довжин по кроку були встановлені у Сполученому Королівстві, США, Японії та інших країнах, але не в ISO/DP9982.
2. Типи шківів та їх поперечні розміри
Шківи для багаторучкових клінових ременів класифікуються на п’ять типів згідно з ISO/DP9982, а їхні поперечні розміри наведено на Рисунку 4 та в Таблиці 2.
Зовнішній діаметр (da) шківа може бути (як передбачено стандартом ISO) рівним або нерівним ефективному діаметру (d.). Однак у інших країнах, зокрема у Великобританії, США та Японії, зовнішній діаметр шківа повністю співпадає з діаметром посередині зубців (pitch diameter). Слід зазначити, що ефективний діаметр, визначений стандартом ISO, та діаметр посередині зубців, що використовується в таких країнах, як Великобританія та США, фактично є одним і тим самим діаметром. Щодо ефективної довжини ременя чи ефективного діаметра, їхнє визначення та специфікації в стандарті ISO строго регламентовані й точні. Це пов’язано з тим, що фактичний діаметр посередині зубців (dp) шківа для багаторучкового клінового ременя має знаходитися в нейтральному шарі ременя після його встановлення на шків і правильного натягу, як показано на Рисунку 5.
На основі рисунка 5 можна побачити, що силу, що діє на діаметр похилого кола шківа, обчислюють за такою формулою:
У таблиці 2 наведено ефективну лінійну різницю △e у формулі.
Окружну швидкість (V) та передатне відношення (i) ременя обчислюють переважно на основі діаметра похилого кола, де формула має вигляд:
Де: dp1 — діаметр похилого кола малого колеса, у міліметрах; n1 — частота обертання малого колеса, у обертах на хвилину.
У цій формулі індекси 1 і 2 відповідно стосуються малого та великого коліс.
Щоб уникнути надмірних згинальних напружень у ремені під час передачі та зменшити термін його служби, стандарт ISO встановив мінімальний ефективний діаметр (dmin) для кожного типу ременя, як показано в таблиці 2.
Під час обробки для регулювання глибини паза у шківі з багато-К-ремінним приводом необхідно визначити зовнішній діаметр (d₂) вимірювального стрижня (або кульки), вставленого в паз, як показано на рисунку 6. Формула розрахунку: d₂ = d + 2K.
Де: k і d₉ — відповідно радіус і діаметр вимірювального стрижня (кульки), K і d₉ наведені в таблиці 2.
Якщо шків виготовлено з dₐ = d, тоді d₂ = dₐ + 2K. Граничне відхилення для d₂ становить ±0,13 мм.
III. Застосування багато-К-ремінних приводів
Багаторучьеві ремінні передачі широко використовуються в багатьох галузях промисловості за кордоном, зокрема в автомобільній, текстильній, хімічній, оборонній, побутовій техніці та офісному обладнанні. Багаторучьеві клинові ремінні передачі є найбільш доцільними для заміни класичних клинових ремінних передач у обладнанні, де використовується багато окремих клинових ременів і яке піддається значним ударним навантаженням. До такого обладнання належать машини для різання відходів (тканини для верхньої частини взуття, старі тканини, відходи пряжі); важкі текстильні верстати та поршневі насоси. Крім того, у передачах, де вісь валу колеса розташована перпендикулярно до поверхні землі або під кутом (напівперехресно), заміна класичних клинових або плоских ремінних передач на багаторучьеві клинові ремінні передачі забезпечує надзвичайно високі експлуатаційні переваги.
Експлуатаційні параметри багаторучьевих клинових ремінних передач загалом такі: частота обертання n₁ = 200–10 000 хв⁻¹; потужність P₁ ≈ 0,2 кВт – 300 кВт; передатне відношення i ≤ 10; ККД передачі наближається до ККД плоских ремінних передач і становить n ≈ 0,97.
Багаторучьеві клинові ремені викликали багато проблем щодо перспектив їх розвитку в Китаї. Заміна багатьох зношених багаторучьевих клинових ременів імпортного обладнання є особливо гострою проблемою. Виробництво відповідних багаторучьевих клинових ременів у країні не лише зекономить велику суму іноземної валюти, а й сприятиме загальному впровадженню нової технології ремінних передач у різних галузях промисловості. Це активно сприятиме зростанню та розвитку галузі виробництва ременів у Китаї.