Сборка передач, основанных на силе трения

Механические передачи, работа которых основана на силе трения, можно разделить на две группы: ременные – используются в том случае, если взаимодействующие валы находятся на некотором удалении друг от друга, и фрикционные – если валы расположены в непосредственной близости.

В ременных передачах движение передается посредством гибкого, замкнутого в кольцо, ремня, надетого на два шкива. Ремни могут быть плоскими, клиновыми и круглыми.

Плоские ремни изготавливаются из кожи, прорезиненных или хлопчатобумажных тканей, шерсти или шелка. Перед установкой такие ремни подвергают растягиванию в течение 3–5 суток, затем концы ремней соединяют склеиванием, сшиванием или с помощью металлических прижимов. Самый лучший способ соединения – склеивание (кожаные – косым швом, прорезиненные – ступенчатым). Для склеивания кожаных ремней используют мездровый, желатиновый, целлюлозный, рыбный клеи, для прорезиненных – резиновые тиуратовые клеи 1-го и 2-го сортов в равных долях. Концы кожаных ремней перед склеиванием тщательно зачищают, наносят два слоя клея с интервалом в 5–6 минут и накладывают ремни друг на друга. Затем клееный шов зажимают между двумя дощечками, которые стягивают болтами, и выдерживают в течение 5–8 часов.

Концы прорезиненных ремней зачищают ножом, затем напильником делают ступенчатые уступы и обезжиривают бензином, наносят 3–4 слоя клея (перед нанесением последующего слоя предыдущий просушивают), после нанесения последнего слоя (без просушки) концы соединяют, зажимают струбцинами между двумя дощечками и выдерживают при температуре 16–20 °C 24 часа (или при температуре 100 °C – 3–4 часа). Используют плоские ремни в передачах со скоростью вращения до 30 м/с.

Клиновые ремни могут быть кордтканевые или кордшнуровые, с гладким и зубчатым профилем, угол трапецеидальной формы – 40°.

Обладая достаточной гибкостью и большей, по сравнению с плоскими ремнями, прочностью, клиновые ремни используются для передачи мощностей от 0,3 до 75 кВт (в зависимости от профиля и длины ремня). Шкивы для клиноременных передач на ободе имеют канавки клиновидной формы, с углом профиля 34–40°.

Ремни круглого профиля бывают кожаными, хлопчатобумажными, капроновыми или прорезиненными, диаметром от 2 до 20 мм. Область применения та же, что и у плоских ремней. Профиль канавки шкива круглоременной передачи полукруглый, с радиусом, равным радиусу ремня.

Технологический процесс сборки ременной передачи состоит из следующих этапов:

– балансировка шкивов, то есть устранение их неуравновешенности. Она достигается либо путем высверливания части металла из шкива, либо путем нагружения его специальными грузиками;

– установка шкивов на валы. Их напрессовывают и закрепляют шпонкой или шлицем (следует учесть, что для напрессовки шкива на вал нельзя пользоваться ударными инструментами, поэтому ее осуществляют с помощью специальных приспособлений);

– регулирование передачи заключается в создании определенного усилия натяжения ремня. Натяжение проверяют динамометром или гирями, подвешенными за скобу (при воздействии определенной силы от 50 до 100 Н или при определенном весе гирь должен быть такой же прогиб ремня, который задается техническими условиями для каждого конкретного механизма). При слабом натяжении ремень проскальзывает при работе механизма или «бьет» (хлопает), нагревается, что приводит к его быстрому износу; чрезмерное натяжение ремня создает излишнюю нагрузку на подшипники, а также ведет к быстрому износу шеек вала и шкивов. Регулировка натяжения производится перемещением натяжного ролика.

Работоспособность ременной механической передачи характеризуется величиной углов обхвата (угол, образуемый лучами, выходящими из центра шкива и проходящими через крайние точки сопряжения шкива с ремнем). Определяющим является угол обхвата меньшего шкива, он должен быть не менее 120°. Это условие выполняется, если отношение величины диаметра ведущего шкива к величине диаметра ведомого находится в пределах от 1/3 до 3, а межосевое расстояние не меньше удвоенной суммы величин диаметров обоих шкивов. Фрикционные передачи (рис. 67) передают вращательные движения между валами с помощью силы трения.

Рис. 67. Вариант фрикционной передачи: 1 – конический барабан; 2 – винт; 3 – фрикционное колесо; 4 – гайка; 5 – маховик.

 

Самые распространенные механизмы, в которых используются фрикционные передачи, – фрикционные муфты и тормоза.

Фрикционные муфты, в зависимости от назначения, могут быть сцепными (находящимися в постоянном сцеплении, но при необходимости разъединяющимися), например муфта сцепления в автомобиле, или предохранительными – они предохраняют привод от поломок во время перегрузок.

Название тормоза говорит само за себя: это устройство для уменьшения скорости, вплоть до полной остановки машины. Тормоз любого механизма характеризуется двумя показателями: временем торможения и скоростью, при которой начинается торможение.

Время торможения зависит от контакта тормозной колодки или ленты с вращающимися элементами тормоза, поэтому важно плотное прилегание фрикционного материала к колодке или ленте (без складок, выпучиваний и выступаний головок заклепок), а площадь его контакта с поверхностью торможения должна быть не менее 80 %.

Во время работы механизма, то есть при бездействии тормоза, фрикционный материал не должен соприкасаться с вращающимися деталями, для чего предусмотрен определенный зазор.

Однако если зазор будет очень мал, то это неизбежно приведет к нагреванию поверхностей трущихся пар и быстрому их износу.

Основной деталью фрикционной передачи является фрикционное колесо, которое и передает вращательные движения с одного вала на другой (оно может быть текстолитовым, фибровым, кожаным, деревянным или резиновым). Величина передаваемого крутящего момента зависит от коэффициента трения фрикционных пар, а также от усилия прижима друг к другу отдельных единиц фрикционной передачи. Технологический процесс сборки фрикционных передач аналогичен сборке зубчатых колес.