Сегодня поговорим двух основных типах приводных ремней и сконцентрируемся на отличии клиновых ремней от плоских. А заодно постараемся определить, какой из типов лучше.
Минутка теории
Для начала, просто для справки, дадим основные определения.
Все приводные ремни используются с одной целью – для передачи крутящего момента от двигателя к приводным валам, роликам, шкивам и прочим вращающимся узлам. Они могут иметь разную форму и конструкцию, что сказывается на особенностях установки и эксплуатации, а также на КПД и необходимости периодического обслуживания. Некоторые типы ремней также могут использоваться не только для передачи энергии, но и в качестве замены транспортерной ленты. Они также называются транспортировочными.
Клиновые ремни в поперечном сечении имеют форму трапеции. Для их использования нужны специальные ручейковые шкивы – с углублением, куда ложится клин во время работы. Клиновые ремни достаточно тонкие, и изначально рассчитаны на небольшие нагрузки, но при необходимости можно использовать одновременно несколько ремней, установленных на многоручьевом шкиве. Важный момент: трапеция может иметь разные размеры и форму, и поскольку рабочими, то есть, контактирующими со шкивом, плоскостями являются боковые грани, важно соблюсти соответствие формы ручья и клина.
С плоскими ремнями все гораздо проще. Фактически они представляют собой узкую одно- или многослойную ленту. Устанавливаются на плоский или бочкообразный шкив и передают мощность за счет сцепления плоскости с его поверхностью. К слову, у плоских моделей рабочими могут быть сразу обе поверхности, поэтому их удобно использовать в сложных передачах. Для увеличения мощности используются модели большей ширины.
Конструкция
По конструкции, с поправкой на особенности формы, оба типа схожи. Они имеют слоистую структуру из различных материалов и внутренний корд, препятствующий растяжению под сильной нагрузкой. Клиновые ремни классической конструкции чуть сложнее. В них используется, как минимум, 3 рабочих слоя (включая корд) плюс внешнее покрытие, необходимое для лучшего сцепления со шкивами.
У плоских моделей количество слоев зависит от нагрузки – от 1 до 3, зачастую с использованием разных материалов для внутреннего (тягового) слоя и фрикционных поверхностей. Кроме того, у плоских транспортировочных ремней на рабочую поверхность наносится дополнительное покрытие с необходимыми свойствами.
КПД
КПД у плоских ремней выше. За счет отсутствия эффекта вклинивания и меньшего трения он превышает 98%. Кроме того, благодаря небольшой толщине, их можно использовать на валах малых диаметров, а небольшая собственная масса позволяет работать на высоких оборотах.
Клиновый ремень под нагрузкой вдавливается в ручей шкива, а затем вытягивается из него. Эта нагрузка усиливается соответственно меняющимся трением, что ведет к потерям мощности.
Долговечность
Потери мощности – не единственное отличие клиновых ремней, основанное на трении.
Плоские ремни во время работы испытывают равномерные нагрузки. Самая разрушительная из них – трение о поверхность шкива. Однако оно практически не изнашивает рабочую поверхность, и при правильном подборе толщины и конструкции изделия под диаметр вала и скорость работы срок его службы практически ничем не ограничен.
Клиновый тип за счет постоянного растяжения и сжатия и меняющегося трения изнашивается в разы быстрее. Особенно при работе в пыльной среде, поскольку пыль увеличивает трение боковин о ручей шкива.
Шум
Клиновые ремни во время работы издают характерный свистящий шум из-за втягивания/вытягивания из шкива. Приводы на плоских моделях шумят ощутимо меньше, так как основным источником шума в их паре является воздух, выгоняемый из-под ленты.
Обслуживание и замена
И последний, но не по важности, момент, чем отличаются клиновые ремни от плоских – методика установки и периодичность замены.
Плоские ременные передачи (особенно если говорить о синтетических износостойких моделях) устанавливаются и обслуживаются единожды. При этом установка относительно сложна: она требует правильно предварительного расчета нагрузки и натяжения (около 1-3%). Ремень установлен правильно, если в штатном режиме он стабильно находится на центрах шкивов. Дополнительные регулировки и обслуживание ему не требуются.
Клиновые передачи часто устанавливаются методом приближенной оценки с допустимой погрешностью. По мере собственного износа, а также истирания шкивов вследствие трения, они требуют подтяжки. Общий срок службы у них существенно меньше, кроме того, периодически вместе с ремнями требуется менять и изношенные шкивы.
Резюмируем
Подводя итог, можно уверенно утверждать, что отличия между клиновыми и плоскими ремнями достаточно сильные. Причем последние зачастую показывают себя с лучшей стороны: у них выше КПД (примерно на 4%), меньше уровень шума и выше износостойкость. А еще они не требуют обслуживания, поэтому простой линии по их вине будет существенно меньше. Соответственно, по возможности, в приводе гораздо лучше использовать плоские модели.