2. Определение усилия натяжения ремня

Натяжение клиновидных ремней должно быть умеренным. Когда ремни сильно натянуты, возрастают нагрузка на оси и упругая деформация валов, в результате чего ускоряется износ подшипников, поломка валов в результате усталостного износа и более интенсивно растягиваются ремни. Слабо натянутые ремни проскальзывают по канавкам шкивов, сильно нагреваются, в результате быстрее изнашиваются и поверхности канавок, и ремни.

Усилие предварительного натяжения ремня должно быть достаточным для передачи крутящего момента и определяется по формуле

, (4)

где S_o – усилие предварительного натяжения ремня, Н;

М_к – крутящий момент, передаваемый одним ремнем, Н·м;

d – диаметр ведущего шкива, м;

К – коэффициент запаса (К = 1,5).

Крутящий момент, передаваемый одним ремнем, определяется по передаваемой мощности, частоте вращения и числу ремней по формуле

, (5)

где Р – потребляемая мощность, кВт;

ω – угловая скорость вала, рад/с;

n – частота вращения вала, мин ^-1,

z – число ремней в передаче.

Усилие предварительного натяжения проверяется по допустимому напряжению в сечении ремня по формуле

, (6)

где σ_о – допустимое напряжение в сечении ремня от предварительного натяжения (для клинового ремня σ_о = 1,5 МПа, для плоского ремня σ_о = 1,8 МПа);

F_р – площадь поперечного сечения ремня (см. табл. 1), мм².

Таблица 1

Площадь поперечного сечения клиновых ремней F_р

Обозначение сечения	Z (О)	А	B (Б)	C (B)	D (Г)
Площадь сечения Fр, мм 2	47	81	138	230	476

Усилие предварительного натяжения S_o измеряется по величине деформации ветви ремня при приложении к её середине нагрузки с помощью пружинного динамометра. Нагрузка прикладывается по нормали к ветви и не должна превышать 50 Н.

Схема определения величины предварительного натяжения ремня S_o представлена на рис. 5.

Рис. 5. Схема определения предварительного натяжения ремня

Зависимость между деформацией h и усилием натяжения S_o устанавливается из подобия треугольника ABC и треугольника сил A¹B¹C¹ (рис.5)

, (7)

так как угол BAC мал при приложении маленькой нагрузки (≤ 50 Н).

После подстановки значений ВС = h; АВ = l/2; B¹C¹ = Q/2; A¹C¹ = S_o в формулу (7) получим

, (8)

где Q – нагрузка в середине длины ветви ремня, Н;

l – расстояние между точками контакта ремня со шкивом, мм;

h – деформация ветви ремня в точке приложения нагрузки Q, мм.

Усилие предварительного натяжения ремня может быть определено с помощью динамометра (гири), поверочной линейки и измерительной слесарной линейки или с помощью приспособления, показанного на рис. 6.

Рис. 6. Приспособление для контроля натяжения ремней

При использовании приспособления для контроля натяжения ремней, отводят установочное кольцо 2 в исходное положение — до упора в планку 1. Затем приспособление прикладывают бортиками 10 к ветви ремня 9, располагая примерно посередине длины между осями валов. Нагружают ветвь силой Q посредством колпачка 5 с защитной насадкой 4, пружины 6 и стержня 3.

Прикладывая нагрузку, следят, чтобы торец колпачка совмещался с определенным значением (кгс) на шкале 7. При этом стержень, перемещаясь в отверстии планки 1, образует стрелу прогиба ветви ремня x, по которой судят о состоянии натяжения. Высоту стрелы прогиба определяют в мм по показанию на шкале 8, на котором остановилось кольцо 2 при нагружении ветви. Если стрела прогиба менее нормы, натяжение ослабляют и, наоборот, при большей стреле прогиба натяжение увеличивают.

Численное значение величины предварительного натяжения ремня S_o можно рассчитать по формуле (8), где l=200 мм, h=x

.

Фирма ”Weinig” для контроля силы натяжения плоских ремней привода шпинделей рекомендует нанести на еще не натянутый ремень две метки на расстоянии 200 мм друг от друга. Затем натягивать ремень, контролируя по меткам его удлинение. Например, для ремня NE 22, передающего мощность 5,5 кВт, удлинение ремня должно быть 1,0…1,4 мм.

Существуют и другие методы, и приборы для контроля натяжения ремней. Например, приборы, которые измеряют частоту колебаний натянутого ремня. По известной частоте колебаний и геометрическим размерам ременной передачи (сечение ремня, диаметр шкивов и межосевое расстояние) по таблицам определяют предварительное натяжение ремня S_o.