Výběr klínových řemenů a řemenic
Klínové řemeny a klínové řemenice jsou základními součástmi řemenových pohonů a používají se v mnoha mechanických systémech v průmyslovém sektoru. Řemenové pohony přenášejí rotační pohyb, točivý moment a výkon z hnacího prvku na poháněný prvek. Na rozdíl od ozubených řemenových pohonů, které přenášejí energii s blokovacím mechanismem, fungují řemenové pohony způsobem založeným na tření. U řemenových pohonů je charakteristické, že zajišťují účinný přenos výkonu založený na tření a delší životnost a současně poskytují jednoduché uspořádání ložisek.
Obecný popis klínových řemenů
Funkce klínového řemene je založena na spojení mezi řemenem a rotačními řemenicemi klínového řemene. Rotační pohyb řemenice hnacího řemenu je přenesen na klínový řemen.
Ve srovnání s plochým řemenovým pohonem zvětšuje konstrukce klínového řemene plochu mezi řemenem a řemenicemi. To zvyšuje třecí spojení a tím i účinnost přenosu síly díky zvýšenému tření. Zúžený tvar klínu také podporuje vycentrování pásu na řemenicích.
Klínový řemen je pružný pás vyrobený z gumy nebo podobného materiálu s průřezem ve tvaru klínu. V řemenovém pohonu je ke každému ze dvou otočných hřídelí připevněna řemenice s klínovým řemenem. Obě hřídele jsou vzájemně spojeny klínovým řemenem, který běží v řemenicích klínového řemenu. Další napínací válec klínového řemene napíná řemen potřebný k přenosu síly.
Funkce klínového řemene
Hlavní funkcí klínových řemenů je přenos rotačního pohybu a točivého momentu z řemenice nebo hnací řemenice na jednu nebo více řemenic nebo kol. Mezi další funkce patří:
- Přenos síly: Klínové řemeny přenášejí mechanickou sílu z jedné řemenice na druhou.
- Poměr otáček: Převodový poměr mezi pohonem a výstupem lze ovládat výběrem řemenic s různými průměry, což umožňuje nastavení otáček a krouticího momentu.
Typy klínových řemenů
V závislosti na aplikaci lze vybrat různé typy klínových řemenů. Klasický klínový řemen s profilem V se široce používá ve vozidlech a průmyslových systémech. Klínové řemeny s proměnlivou rychlostí jsou navrženy tak, aby se mohly měnit v rychlosti jejich posunutím na různé průměry řemenic. Řemenové řemenice mají například nastavitelný nebo kónický tvar, aby se změnila účinná velikost řemenic. Žebrované klínové řemeny jsou směsí plochých pásů a klínových řemenů, přičemž několik V-profilů je uspořádáno vedle sebe na povrchu pásu pro efektivní třecí spojení. Jsou vhodné zejména pro moderní vozidla a klimatizace. Vysoce výkonné klínové řemeny jsou vyztuženy a navrženy pro náročné aplikace a extrémní okolní podmínky. Systém MISUMI pokrývá celou řadu možností s řadou řemenic, napínacích řemenic a klínových řemenů.
Rozdíl mezi ozubenými pásy a žebrovanými klínovými řemeny
Zubové pásy (rovněž: synchronní pásy) jsou hnací řemeny s rovným profilem nebo ozubeným profilem (vroubkované nebo ozubené) uvnitř. Tyto zuby zapadají do odpovídajících drážek na řemenicích. Díky tomu umožňují vzájemný, bezklouzavý přenos rotačního pohybu a přesné polohování poháněných součástí. To znamená, že ozubené pásy se používají v aplikacích, které vyžadují přesnou kontrolu času nebo synchronizaci, jako jsou motory, tiskové stroje nebo CNC stroje.
- Klínový řemen, ozubený
- Klínový žebrovaný řemen
- Úzké klínové řemeny
- Kompozitní klínové řemeny
Přestože klínově žebrované řemeny mají také boky, patří do kategorie řemenových pohonů a přenášejí výkon pomocí třecího zámku. Klínové žebrované řemeny mají na vnější straně plochý příčný profil s několika rovnoběžnými drážkami na vnitřní straně. Díky svému designu jsou plošší a širší než klínové řemeny. Obecně se na klínové žebrované řemeny instaluje rovněž volnoběžná kladka. Klínové žebrované řemeny se často používají v případech, kdy je vyžadován dynamický přenos síly při vysokých rychlostech ve spojení s vysokou příčnou tuhostí.
Měření délky klínového řemene
Rozměry délky a průřezu řemene lze použít k určení požadovaného klínového řemene. Délka pásu je rozdělena do tří délek: Vnější délka, vnitřní délka a účinná délka nebo celková šířka:
Chcete-li změřit délku pásu, umístěte měřicí pásku kolem vnějšího kroužku pro vnější délku a kolem vnitřního kroužku pro vnitřní délku. Pokud je pás roztržený, efektivní délku lze určit změřením celkové délky.
Kromě délky pásu lze měřit průřez (šířku a výšku). Protože čísla jsou specifikována odlišně v závislosti na profilu, jsou k dispozici tabulky klínových řemenů pro převod.
Kolečka s klínovým řemenem a řemenice
Kolečka s klínovým řemenem, také nazývaná řemenice, jsou zodpovědná za efektivní přenos síly a přenos rotačního pohybu ze zdroje pohonu na poháněný prvek.
Funkce klínového řemene
Hlavní funkcí řemenic klínového řemene je přenos pohybu a výkonu z hnací hřídele na klínový řemen a z klínového řemene na poháněný prvek. Jsou navrženy tak, aby bezpečně naváděly klínový řemen a maximalizovaly tření mezi řemenem a řemenicemi. Profil řemenic musí odpovídat profilu klínového řemenu, např. kuželovitě tvarovanému klínu, aby bylo zajištěno spolehlivé třecí spojení.
Výběr správných kol klínového řemenu
Při výběru kol klínového řemenu je třeba vzít v úvahu několik faktorů. Poměr průměru dvou řemenic ovlivňuje převodový poměr a rychlost poháněného prvku. Například větší řemenice na straně pohonu vede k vyšším obvodovým rychlostem pásu. Je rovněž důležité vybrat správný profil řemenice, aby byl zajištěn optimální přenos výkonu. Vysoce kvalitní materiály a povrchová úprava přispívají k odolnosti, zatímco počet řemenových pohonů připojených v sérii ovlivňuje výsledný převodový poměr.
Výpočet vhodné délky klínového řemene pro kola klínového řemene
Výpočet závisí na velikosti řemenic, vzdálenosti mezi řemenicemi a požadovaném napnutí klínového řemenu. Složení je následující:
- C = Vzdálenost mezi řemenicemi
- D1 = Průměr větší řemenice
- D2 = průměr menší řemenice
Výpočet řemenových pohonů
Výpočet řemenových pohonů vyžaduje pochopení různých parametrů a proměnných, které ovlivňují výkon a účinnost hnacího systému:
Přenosné napájení prostřednictvím řemenových pohonů
Přenosný výkon je výkon, který může řemenový pohon bezpečně přenášet bez přetížení. Měří se v kilowattech (kW) nebo koňských silách.
Rychlost řemene (V)
Rychlost dráhy řemenu je rychlost, kterou řemen běží přes řemenice řemenu. Obvykle se měří v metrech za sekundu (m/s). Lze ji vypočítat pomocí následujícího vzorce:
- V = rychlost řemene v m/s
- D = průměr řemenice v metrech
- n = rychlost otáčení řemenice v otáčkách za minutu (1/min)
Napětí řemene
Napnutí řemene je tažná síla, která působí na řemen a je zodpovědná za přenos proudu. Měří se v Newtonech (N) nebo librách (lbf). Napnutí řemenu závisí na přeneseném výkonu, rychlosti řemenu a průměru řemenice. Přesný vzorec se liší v závislosti na typu pásu a lze jej najít v informacích výrobce.
Výběr průměrů řemenice
Volba správného průměru řemenice je zásadní pro dosažení požadovaného převodového poměru a rychlosti. Závisí to na rychlosti otáčení a krouticím momentu pohonu hnací hřídele. Průměry řemenic lze zvolit tak, aby byl zajištěn správný převodový poměr pro dosažení požadovaných otáček a krouticího momentu
Bezpečnostní klínové řemeny
Při výběru a výpočtu řemenových pohonů je důležité vzít v úvahu bezpečnostní faktor, který zahrnuje neočekávané zatížení nebo provozní podmínky do výpočtu. Bezpečnostní faktor udává, o kolik vyšší je zátěžový limit materiálu ve srovnání s vypočtenou zátěží. Čím vyšší je bezpečnostní faktor, tím spolehlivější je složka nebo materiál. Normálně by měla být vyšší než 1.
