Cos'è una trasmissione a cinghia? Calcolo del trasferimento del nastro
La trasmissione a cinghia è un meccanismo di trasferimento dell'energia che utilizza una cinghia di trasmissione che utilizza forze d'attrito o ingranaggi. La grandezza del carico trasmesso dipende dalla tensione, dall'angolo della circonferenza e coefficiente di attrito. Le cinghie girano attorno alle pulegge, una delle quali è in testa e l'altra guidata.
Punti di forza e debolezza
La trasmissione a cinghia ha le seguenti proprietà positive:
- funzionamento silenzioso e silenzioso;
- la produzione di alta precisione non è richiesta;
- overshoot slippage e smoothing delle vibrazioni;
- nessuna necessità di lubrificazione;
- basso costo;
- la possibilità di sostituzione manuale del trasferimento;
- facilità di installazione;
- nessuna rottura del motore in caso di rottura della cinghia.
svantaggi:
- pulegge di grandi dimensioni;
- carico di alberi;
- violazione del rapporto di trasmissione quando la cinghia scivola;
- piccola potenza.
A seconda del tipo di cintura è piatta, cuneo, tondo e dentato. Questo elemento di una trasmissione a cinghia può combinare i vantaggi di diversi tipi, ad esempio le nervature.
Aree di utilizzo
- Una trasmissione a cinghia con una cinghia piatta viene utilizzata su macchine utensili, banchi di seghe elettriche, generatori, ventilatori e ovunque sia richiesta maggiore flessibilità e slittamento. I materiali sintetici sono utilizzati per le alte velocità, i tessuti corde o gommati sono usati per quelli più piccoli.
- Trasmissione a cinghia con Cinghie trapezoidali utilizzato per macchine agricole e autovetture (ventilatori), per impieghi gravosi e ad alta velocità (sezione stretta e normale).
- I CVT sono necessari laddove la velocità di rotazione delle macchine industriali è regolata in modo continuo.
- Gli azionamenti con cinghie dentate offrono le migliori prestazioni nel settore e negli elettrodomestici, dove sono richiesti durata e affidabilità.
- Applicazioni round-time per bassa potenza.
materiale
I materiali sono abbinati alle condizioni operative in cui carico e tipo sono di primaria importanza. Sono come segue:
- piatto - cuoio, gommato con cuciture, interamente in tessuto di lana, cotone o sintetico;
- cuneo - strato di rinforzo al centro con un nucleo di gomma e nastro adesivo esterno;
- ingranaggio - lo strato portante di un cavo metallico, una corda in poliammide o fibra di vetro in base alla gomma o alla plastica.
Le superfici delle cinghie sono coperte con tessuti impregnati per aumentare la resistenza all'usura.
Cinture piatte per cinture
I tipi di attrezzi sono i seguenti:
- Aperto: con assi paralleli e rotazione delle pulegge in una direzione.
- Pulegge con gradini - è possibile modificare la velocità dell'albero condotto, mentre al comando sono permanenti.
- Croce, quando gli assi sono paralleli e la rotazione avviene in direzioni diverse.
- Mezzo asse a croce si intersecano.
- Con rullo tenditore, che aumenta l'angolo di avvolgimento di una puleggia di diametro ridotto.
La trasmissione a cinghia aperta viene utilizzata per lavorare ad alta velocità e con grande interasse. Alta efficienza, capacità di carico e lunga durata ne consentono l'impiego nell'industria, in particolare per macchine agricole.
Trasmissione a cinghia trapezoidale
La trasmissione è caratterizzata da una sezione trasversale trapezoidale della cinghia e dalle superfici delle pulegge a contatto con essa. Gli sforzi trasmessi possono essere significativi, ma la sua efficienza è piccola. La trasmissione a cinghia trapezoidale presenta una piccola distanza tra gli assi e un elevato rapporto di trasmissione.
Cinghie dentate
La trasmissione è utilizzata per l'alta velocità con una piccola distanza tra gli assi. Presenta entrambi i vantaggi delle trasmissioni a cinghia e catena: lavora con carichi elevati e costante rapporto di trasmissione. La potenza 100 kW può fornire principalmente una trasmissione a cinghia dentata. I giri sono molto alti allo stesso tempo - la velocità del nastro raggiunge 50 m / s.
pulegge
La puleggia di trasmissione a cinghia può essere colata, saldata o assemblata. Il materiale viene scelto in base alla velocità. Se è fatto di PCB o plastica, la velocità non supera i 25 m / s. Se supera i 5 m / s, è necessario il bilanciamento statico e, per le trasmissioni ad alta velocità, dinamico.
Durante il lavoro, i cerchi sulle pulegge con cinghie piatte si logorano sul cerchio a causa di slittamenti, rotture, incrinature, rotture dei raggi. Nelle scanalature di trasmissione delle cinghie trapezoidali sulle superfici di lavoro si consumano, le spalle si rompono, si verifica uno squilibrio.
Se viene prodotto un alesaggio del mozzo, viene forato e quindi viene premuta la boccola. Per una maggiore affidabilità, è realizzato simultaneamente con le chiavette interne ed esterne. Manicotto a parete sottile montato sulla colla e imbullonato attraverso la flangia.
Fessure e attorcigliamenti, per cui la puleggia viene prima riscaldata per eliminare le tensioni residue.
Quando si ruota il cerchione sotto la cinghia a V, si presume che la velocità di rotazione possa variare fino al 5% del valore nominale.
Calcolo del cambio
Tutti i calcoli per tutti i tipi di cinghie si basano sulla determinazione di parametri geometrici, capacità di trazione e durata.
1. Determinazione delle caratteristiche geometriche e dei carichi. Il calcolo della trasmissione a cinghia è utile per prendere in considerazione un esempio specifico. Sia necessario determinare i parametri di una trasmissione a cinghia da un motore elettrico da 3 kW a un tornio. Le velocità di rotazione dell'albero sono, rispettivamente, n 1 = 1410 min -1 e n 2 = 700 min -1 .
La cintura a V stretta viene solitamente scelta come la più comune. Il momento nominale sulla puleggia principale fa:
T1 = 9550P 1 : n 1 = 9550 x 3 x 1000: 1410 = 20,3 Nm.
Dalle tabelle di riferimento, viene selezionato il diametro della puleggia motrice d 1 = 63 mm con il profilo SPZ.
La velocità del nastro è determinata come segue:
V = 3,14 d 1 n 1 : (60 x 1000) = 3,14 x 63 x 1410: (60 x 1000) = 4,55 m / s.
Non supera l'ammissibile, che è 40 m / s per il tipo selezionato. Il diametro della grande puleggia sarà:
d2 = d 1 u x (1 - e y ) = 63 x 1410 x (1-0.01): 700 = 125,6 mm.
Il risultato è ridotto al valore vicino dalla serie standard: d 2 = 125 mm.
La distanza tra gli assi e la lunghezza della cintura si trova dalle seguenti formule:
a = 1,2 d 2 = 1,2 x 125 = 150 mm;
L = 2a + 3,14d cp + Δ 2 : a = 2 x 150 + 3,14 x (63 + 125): 2 + (125 - 63) 2 : (4 x 150) = 601,7 mm.
Dopo l'arrotondamento al valore più vicino, il risultato finale è ottenuto dalla serie standard: L = 630 mm.
La distanza centrale cambierà e potrà essere ricalcolata nuovamente utilizzando una formula più precisa:
a = (L - 3.14d cp ): 4 + 1: 4 x ((L - 3.14d cp ) 2 - 8Δ 2 ) 1/2 = 164.4 mm.
Per condizioni tipiche, la potenza trasmessa da una cinghia è determinata da nomogrammi ed è 1 kW. Per una situazione reale, dovrebbe essere chiarito usando la formula:
[P] = P 0 K a K p K L K u .
Dopo aver determinato i coefficienti nelle tabelle, otteniamo:
[P] = 1 x 0,946 x 1 x 0,856 x 1,13 = 0,92 kW.
Il numero richiesto di cinghie è determinato dividendo la potenza del motore per la potenza che può essere trasmessa da una cinghia, ma viene anche inserito il coefficiente C z = 0,9:
z = P 1 : ([P] C z ) = 3: (0,92 x 0,9) = 3,62 ≈ 4.
La forza di tensione della cinghia è: F 0 = σ 0 A = 3 x 56 = 168 H, dove la sezione A si trova secondo la tabella di riferimento.
Infine, il carico sugli alberi di tutte e quattro le cinghie sarà: F somma = 2F 0 z cos (2Δ / a) = 1650 H.
2. Durata Il calcolo della trasmissione a cinghia include anche la definizione di durabilità. Dipende dalla resistenza a fatica determinata dall'entità delle sollecitazioni nel nastro e dalla frequenza dei loro cicli (il numero di pieghe per unità di tempo). Le deformazioni e l'attrito risultanti all'interno della cintura provocano la distruzione della fatica - lacrime e crepe.
Un ciclo di carico si manifesta come una variazione quadrupla degli sforzi nella cinghia. La frequenza delle corse è determinata dalla seguente relazione: U = V: l <U d ,
dove V è la velocità, m / s; l - lunghezza, m; U d - frequenza consentita (<= 10 - 20 per cinghie trapezoidali).
3. Calcolo delle cinghie dentate. Il parametro principale è il modulo: m = p: n, dove p è l'intonazione distrettuale.
La grandezza del modulo dipende da velocità angolare e potenza: m = 1,65 x 10-3 x (P 1 : w 1 ) 1/3 .
Poiché è standardizzato, il valore calcolato viene ridotto al valore più vicino della serie. Per velocità elevate, vengono presi valori elevati.
Il numero di denti della puleggia condotta è determinato dal rapporto di trasmissione: z 2 = uz 1 .
La distanza centrale dipende dai diametri delle pulegge: a = (0,5 ... 2) x (d 1 + d 2 ).
Alla cintura, il numero di denti sarà: z p = L: (3,14 m), dove L è la lunghezza stimata stimata della cintura.
Dopo aver scelto il numero standard di denti vicino, quindi determinare la lunghezza esatta della cintura dall'ultima relazione.
È anche necessario determinare la larghezza della cinghia: b = F t : q, dove F t è la forza circonferenziale, q è la tensione specifica della cinghia, modulo selezionato.
Il carico sugli alberi sarà: R = (1 ... 1.2) x F t .
conclusione
L'efficienza della trasmissione della cinghia dipende dal tipo di cinghie e dalle loro condizioni operative. Il calcolo corretto ti consentirà di scegliere un'unità affidabile e duratura.