Влияние составляющих напряжений на долговечность ремня

σ ^m_экв ∙ N_Е = σ ^m _Б∙ N _Б.    N_Е = N _Бσ ^m _Б/ σ ^m _экв.

N _E – эквивалентное число циклов напряжений, N _E = 2∙3600 h λ.

Здесь h – долговечность ремня, ч.

λ = 10³ V/ L – число пробегов ремня в секунду;

λ< 5 для плоских ремней; λ< 10 для клиновых ремней;

σ _Б – базовый предел выносливости материала ремня.

Для резинотканевых ремней σ_Б = 7 МПа. N _Б = 10⁷. m= 6.

Параметры цикла напряжений .

Обозначим σ _экв= σ _V+ψ _σ∙σ _m

σ _m = (σ_max + σ_min)/2 = [(σ₀ + σ_t/2+ σ_и1экв+ σ _v)+(σ₀ + σ _v – σ_t/2)]/2=

=σ₀ + σ _v + 0.5 σ_и1экв.   σ_и1экв= Е ∙δ/(D∙С _U); С _U= 1,14 – 0,14/ u ^3,8

σ _V = (σ_max – σ_min)/2 = [(σ₀ + σ_и1+ σ _v + σ_t/2) – (σ₀ + σ _v – σ_t/2)]/2=0.5(σ_t+ σ_и1экв).

σ _экв= σ _V+ψ _σ∙σ _m= 0.5(σ_t+ σ_и1экв)+0.25(σ₀ + σ _v + 0.5 σ_и1экв).

Для примера рассмотрим ремень с хлопчатобумажным кордом.

σ _t = 2 МПа; С учетом коэффициента значимости 0.5σ_t = 1 МПа.

Напряжение предварительного натяжения σ₀ =1,5 МПа,

С учетом коэффициента значимости 0.25σ₀ = 0,25∙1,5= 0,327 МПа.

Напряжение от центробежных сил σ _v = ρ V ²:

 

V м/с	σ v МПа
10	0,1
20	0,4
40	1,6

Для V= 20 м/с σ _v= 0,4.

С учетом коэффициента значимости 0.25 σ _v = 0,25∙0,4= 1 МПа.

Напряжение от изгиба ремня σ_и1экв= Е ∙δ/(D∙С _U); Е=100 МПа:

D/ δ	σи МПа
200	0,5
100	1
50	2
25	4

Для D/ δ = 25 σ_и= 4. С _U= 1,14 – 0,14/ u ^3,8. С _U ≈ 1,12.σ_и1экв= 4∙1,12=4,48   

С учетом коэффициента значимости 0.625 σ _v = 0,625∙4,48 = 2,8 МПа.

Итак, значимость факторов на сокращение долговечности ремня:

Изгиб ремня – 2,8

Скорость ремня – 1

Полезное напряжение σ_t – 1

Напряжение предварительного натяжения – 0,327

Расчет плоских ремней на долговечность ( h часов работы)

Здесь λ = 10³ V/ L – число пробегов ремня в секунду

Рекомендуемая долговечность не менее 2000 ч.

Если условие h ≥ 2000 ч не выполняется, то следует по критерию тяговой способности выбрать другой ремень и повторить расчет на долговечность.

КЛИНОРЕМЕННАЯ ПЕРЕДАЧА

Клиновые ремни и ребра поликлиновых ремней имеют трапецеидальное сечение, боковые стороны которого взаимодействуют с канавками на шкивах. Благодаря этому клиновые и поликлиновые ремни лучшее сцепляются со шкивами и обладают более высокой тяговой способностью, чем плоские ремни.

Для плоского ремня F _тр= f ∙ R. Для клинового ремня  

Отсюда для клинового ремня с углом клина φ = 40º F _тр = 3 f R = 3 F _тр.

Итак, при одинаковом усилии предварительного натяжения в клиноременной передаче силы трения 3 раза больше, чем в плоскоременной.  

Клиновые ремни бывают нормального, узкого и широкого сечений.

Ремни нормального и широкого сечения – при V ≤30 м/с; узкого – при V ≤40 м/с.

Состоят из корда или шнура, оберточного тканевого материала и резины.

Корд– из капрона, лавсана, вискозы. Для шнуров – полиамидные и полиэфирные волокна или кеврал. Ремни из кеврала более прочны и не вытягиваются.

Поликлиновые – при V ≤40 м/с.

Выбор клиновых ремней

Расчет клиновых ремней

Расчетное число Z ремней определяют по формуле

,

где F_t – окружное усилие;

[σ_t] – допускаемое напряжение;

A – площадь поперечного сечения одного ремня;

С z – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между ремнями.

 

Методика расчета клиноременной передачи

1. Выбирается тип ремня по графику (А,В,С...)