Pas (mechaniczny) - Belt (mechanical)

Płaski pasek

Napęd z paskiem płaskim w warsztacie mechanicznym w Muzeum Hagley

Pas jest pętlą z elastycznego materiału, z połączenia dwóch lub więcej wirujących wałów mechanicznie, najczęściej równoległe. Pasy mogą być wykorzystywane jako źródło ruchu, do efektywnego przenoszenia mocy lub do śledzenia ruchu względnego. Pasy są nawinięte na koła pasowe i mogą być skręcone między kołami, a wały nie muszą być równoległe.

W układzie z dwoma kołami pas może albo napędzać koła pasowe normalnie w jednym kierunku (tak samo na wałach równoległych), albo pas może być skrzyżowany, tak że kierunek napędzanego wału jest odwrócony (kierunek przeciwny do kierowcy jeśli na wałach równoległych). Jako źródło ruchu przenośnik taśmowy jest jednym z zastosowań, w którym taśma jest przystosowana do ciągłego przenoszenia ładunku między dwoma punktami. Napęd pasowy może być również używany do zmiany prędkości obrotowej, w górę lub w dół, za pomocą kół pasowych o różnych rozmiarach.

Historia

Mechaniczny napęd pasowy, wykorzystujący maszynę krążkową , został po raz pierwszy wspomniany w tekście Słownika wyrażeń lokalnych autorstwa filozofa, poety i polityka Yang Xionga (53-18 pne) z dynastii Han (53-18 pne) w 15 pne, używanym do quillingu , który ranił jedwabne włókna on do szpulek dla tkaczy wahadłowców. Napęd pasowy jest istotnym elementem wynalazku kołowrotka . Napęd pasowy był stosowany nie tylko w technologiach tekstylnych, ale również w mieszku hydraulicznym datowanym na I wiek naszej ery.

Przesył mocy

Pasy są najtańszym narzędziem do przenoszenia mocy pomiędzy wałami, które mogą nie być wyrównane osiowo. Przenoszenie mocy uzyskuje się dzięki specjalnie zaprojektowanym pasom i kołom pasowym. Różnorodność potrzeb w zakresie przenoszenia mocy, które może zaspokoić układ przeniesienia napędu pasowego, jest bardzo duża, co doprowadziło do powstania wielu wariantów tego tematu. Napędy pasowe pracują płynnie i cicho, a także zapewniają amortyzację silników, obciążeń i łożysk, gdy zmienia się potrzebna siła i moc. Wadą napędów pasowych jest to, że przekazują mniej mocy niż napędy zębate lub łańcuchowe. Jednak ulepszenia w inżynierii pasów umożliwiają stosowanie pasów w systemach, które wcześniej dopuszczały tylko napędy łańcuchowe lub przekładnie.

Moc przenoszona pomiędzy pasem a kołem pasowym jest wyrażona jako iloczyn różnicy naciągu i prędkości pasa:

${\displaystyle P=(T_{1}-T_{2})v}$

gdzie T ₁ i T ₂ to odpowiednio naprężenia po stronie napiętej i luzu pasa. Są spokrewnieni jako

${\ Displaystyle {\ Frac {T_ {1}} {T_ {2}}} = e ^ {\ mu \ alfa}}$

gdzie μ jest współczynnikiem tarcia, a α jest kątem (w radianach) zależnym od powierzchni styku w środku koła pasowego.

Plusy i minusy

Napędy pasowe są proste, niedrogie i nie wymagają osiowo ustawionych wałów. Pomagają chronić maszyny przed przeciążeniem i zablokowaniem, a także tłumią i izolują hałas i wibracje. Wahania obciążenia są amortyzowane (amortyzowane). Nie wymagają smarowania i minimalnej konserwacji. Charakteryzują się wysoką sprawnością (90–98%, zwykle 95%), wysoką tolerancją na niewspółosiowość i stosunkowo niskim kosztem, jeśli wały są daleko od siebie. Działanie sprzęgła jest aktywowane przez zwolnienie napięcia paska. Różne prędkości można uzyskać za pomocą kół pasowych stopniowanych lub stożkowych.

Stosunek prędkości kątowej może nie być stały lub równy średnicom kół pasowych z powodu poślizgu i rozciągania. Jednak problem ten został w dużej mierze rozwiązany przez zastosowanie pasów zębatych. Temperatura pracy waha się od -35°C do 85°C. Regulacja rozstawu osi lub dodanie rolki pośredniczącej ma kluczowe znaczenie dla kompensacji zużycia i rozciągnięcia.

Pasy płaskie

Pasek napędowy: służy do przenoszenia mocy z koła zamachowego silnika. Tutaj pokazano prowadzenie młocarni .

Mały fragment szerokiego płaskiego paska wykonanego z warstw skóry z zapięciem na jednym końcu, pokazany na wystawie w Suffolk Mills w Lowell, Massachusetts

Pasy płaskie były szeroko stosowane w XIX i na początku XX wieku w wałach liniowych do przenoszenia mocy w fabrykach. Były również wykorzystywane w niezliczonych zastosowaniach w rolnictwie , górnictwie i pozyskiwaniu drewna , takich jak piły , tartaki , młocarnie , dmuchawy silosów , przenośniki do napełniania szopek kukurydzianych lub stołów na siano , prasy do belowania , pompy wodne (do studni , kopalń lub bagiennych pól uprawnych) oraz generatory elektryczne . Pasy płaskie są nadal używane, choć nie tak często, jak w erze linowo-wałowej. Płaski pas to prosty system przenoszenia mocy, który dobrze nadawał się na ten dzień. Może dostarczać dużą moc przy dużych prędkościach (373 kW przy 51 m/s), w przypadku szerokich pasów i dużych kół pasowych. Ale te napędy z szerokim pasem i dużymi kołami pasowymi są nieporęczne, zajmują dużo miejsca, wymagają dużego naprężenia, co prowadzi do dużych obciążeń i są słabo przystosowane do zastosowań w ciasnych środkach, więc paski klinowe zastąpiły głównie paski płaskie w przypadku zasilania na krótkich dystansach przenoszenie; a przenoszenie mocy na większe odległości zwykle nie odbywa się już za pomocą pasów. Na przykład maszyny fabryczne mają obecnie zwykle indywidualne silniki elektryczne.

Ponieważ płaskie pasy mają tendencję do wspinania się w kierunku wyższej strony koła pasowego, koła pasowe zostały wykonane z lekko wypukłą lub „zakrzywioną” powierzchnią (a nie płaską), aby umożliwić samocentrowanie się paska podczas biegu. Płaskie pasy mają również tendencję do ślizgania się na powierzchni koła pasowego, gdy przykładane są duże obciążenia, i dostępnych było wiele zastrzeżonych opatrunków pasów, które można było nakładać na pasy w celu zwiększenia tarcia, a tym samym przenoszenia mocy.

Płaskie pasy tradycyjnie wykonywano ze skóry lub tkaniny. Obecnie większość jest wykonana z gumy lub syntetycznych polimerów. Chwyt skórzanych pasów jest często lepszy, jeśli są one montowane stroną włosia (strona zewnętrzna) skóry na kole pasowym, chociaż niektóre paski są zamiast tego skręcane w połowie przed połączeniem ich końców (tworząc pasek Möbiusa ), dzięki czemu można je nosić. można go równomiernie rozłożyć po obu stronach paska. Końce pasów łączy się przez splatanie końców ze skórzanym rzemieniem (najstarsza z metod), stalowymi grzebieniami i/lub sznurowaniem lub przez klejenie lub zgrzewanie (w przypadku poliuretanu lub poliestru). Pasy płaskie były tradycyjnie łączone i zwykle są, ale można je również wykonać w konstrukcji bez końca.

Napędy linowe

W połowie XIX wieku brytyjscy młynarze odkryli, że wielorowkowe krążki połączone linami przewyższają krążki płaskie połączone skórzanymi pasami. Sporadycznie używano lin stalowych , ale najszersze zastosowanie miały liny bawełniane , konopne , z konopi manila i lniane . Zazwyczaj lina łącząca dwa krążki z wieloma rowkami w kształcie litery V była spleciona w pojedynczą pętlę, która poruszała się po spiralnej ścieżce, zanim wróciła do pozycji wyjściowej przez krążek napinający, który służył również do utrzymywania napięcia liny. Czasami do przeniesienia mocy z jednego wielorowkowego krążka napędowego na kilka jedno- lub wielorowkowych krążków napędzanych w ten sposób wykorzystywana była pojedyncza lina.

Na ogół, podobnie jak w przypadku pasów płaskich, do połączeń silników stacjonarnych z wałami podnośników i wałów liniowych młynów, a niekiedy z wałów liniowych z maszynami napędowymi, stosowano napędy linowe . Jednak w przeciwieństwie do pasów skórzanych napędy linowe były czasami używane do przenoszenia mocy na stosunkowo duże odległości. Na długich dystansach do podtrzymywania „latającej liny” używano krążków pośrednich, co pod koniec XIX wieku uznano za dość wydajne.

Pasy okrągłe

Pasy okrągłe to pasy o przekroju okrągłym zaprojektowane do pracy w kole pasowym z rowkiem klinowym 60 stopni. Okrągłe rowki są odpowiednie tylko dla luźnych kół pasowych, które prowadzą pasek lub gdy używane są (miękkie) paski typu O-ring. Rowek w kształcie litery V przenosi moment obrotowy poprzez klinowanie, zwiększając w ten sposób tarcie. Niemniej jednak pasy okrągłe są przeznaczone do użytku tylko w sytuacjach, gdy moment obrotowy jest stosunkowo niski i można je kupić w różnych długościach lub przyciąć na długość i połączyć za pomocą zszywek, łącznika metalowego (w przypadku pustego tworzywa sztucznego), klejenia lub spawania (w przypadku przypadku poliuretanu ). Wczesne maszyny do szycia wykorzystywały skórzany pasek, łączony metalową zszywką lub klejony.

Pasy sprężynowe

Dwustopniowa przekładnia z wykorzystaniem pasów sprężynowych w pojeździe zabawkowym

Pasy sprężynowe są podobne do pasów linowych lub okrągłych, ale składają się z długiej stalowej sprężyny śrubowej. Są one powszechnie spotykane w silnikach zabawkowych lub małych modelach, zazwyczaj silnikach parowych napędzających inne zabawki lub modele lub zapewniających przekładnię między wałem korbowym a innymi częściami pojazdu. Główną zaletą w stosunku do pasów gumowych lub innych elastycznych jest to, że wytrzymują znacznie dłużej w słabo kontrolowanych warunkach pracy. Odległość między kołami pasowymi jest również mniej krytyczna. Ich główną wadą jest to, że poślizg jest bardziej prawdopodobny ze względu na niższy współczynnik tarcia. Końce taśmy sprężynowej można łączyć albo przez wygięcie ostatniego zakrętu spirali na każdym końcu o 90 stopni, tworząc haczyki, albo zmniejszając średnicę kilku ostatnich zwojów na jednym końcu tak, aby „wkręcała się” w drugi koniec.

paski klinowe

Paski na okrętowym silniku wysokoprężnym Yanmar 2GM20

Napęd wielorowkowy na sprężarce powietrza

Pasy klinowe (również w stylu pasów klinowych, pasów klinowych lub rzadziej liny klinowej) rozwiązały problem poślizgu i wyrównania. Jest to teraz podstawowy pas do przenoszenia mocy. Zapewniają najlepszą kombinację trakcji, prędkości ruchu, obciążenia łożysk i długiej żywotności. Są one na ogół nieskończone, a ich ogólny kształt przekroju jest z grubsza trapezoidalny (stąd nazwa „V”). Kształt „V” torów pasa w dopasowanym rowku w kole pasowym (lub kole pasowym), dzięki czemu pas nie może się zsunąć. Pasek ma również tendencję do zaklinowania się w rowku wraz ze wzrostem obciążenia — im większe obciążenie, tym większe działanie klinujące — co poprawia przenoszenie momentu obrotowego i sprawia, że ​​pasek klinowy jest skutecznym rozwiązaniem, wymagającym mniejszej szerokości i naprężenia niż paski płaskie. Pasy klinowe przewyższają pasy płaskie dzięki małym odległościom między osiami i wysokim stopniom redukcji. Preferowana odległość osi jest większa niż średnica największego koła pasowego, ale mniejsza niż trzykrotność sumy obu kół pasowych. Optymalny zakres prędkości wynosi 1000–7000 stóp/min (300–2130 m/min). Pasy klinowe wymagają większych kół pasowych ze względu na ich grubszy przekrój niż pasy płaskie.

W przypadku zapotrzebowania na dużą moc dwa lub więcej pasów klinowych można połączyć obok siebie w układzie zwanym multi-V, pracującym na pasujących wielorowkowych kołach pasowych. Jest to znane jako napęd z wieloma paskami klinowymi (lub czasami „klasyczny napęd z paskiem klinowym”).

Pasy klinowe mogą być w całości wykonane z gumy lub polimeru, lub mogą zawierać włókna osadzone w gumie lub polimerze w celu wzmocnienia i wzmocnienia. Włókna mogą być z materiałów tekstylnych, takich jak bawełna, poliamid (taki jak Nylon ) lub poliester lub, dla większej wytrzymałości, ze stali lub aramidu (takiego jak Technora , Twaron lub Kevlar ).

Gdy pas bezkońcowy nie odpowiada potrzebie, można zastosować pasy klinowe z przegubami i ogniwami. Większość modeli oferuje te same wskaźniki mocy i prędkości, co pasy bezkońcowe o równoważnych rozmiarach i nie wymagają do działania specjalnych kół pasowych. Łącznikowy pasek klinowy to szereg łączników z kompozytu poliuretanowo-poliestrowego, które są ze sobą połączone, takie jak PowerTwist firmy Fenner Drives lub Nu-T-Link (z metalowymi kołkami). Zapewniają one łatwą instalację i doskonałą odporność na warunki środowiskowe w porównaniu do pasów gumowych, a ich długość można regulować poprzez demontaż i usunięcie ogniw w razie potrzeby.

Historia pasków klinowych

W dziennikach handlowych na temat pasków klinowych w samochodach z 1916 r. wymieniono skórę jako materiał pasa, a kąt V nie był jeszcze dobrze ujednolicony. Gumowy pasek klinowy bez końca został opracowany w 1917 roku przez Charlesa C. Gatesa z firmy Gates Rubber Company . Napęd z wieloma paskami klinowymi został po raz pierwszy zaaranżowany kilka lat później przez Waltera Geista z korporacji Allis-Chalmers , który został zainspirowany do zastąpienia pojedynczej liny napędów linowych z wielorowkowym krążkiem linowym na wiele pasów klinowych biegnących równolegle. Geist złożył wniosek o patent w 1925 roku, a Allis-Chalmers rozpoczął sprzedaż dysku pod marką „Texrope”; patent został przyznany w 1928 r. ( Patent USA 1 662 511 ). Marka „Texrope” nadal istnieje, chociaż zmieniła właściciela i nie odnosi się już tylko do napędu z wieloma paskami klinowymi.

Pasy wielorowkowe

Pas wielorowkowy, klinowo-żebrowy lub wielorowkowy składa się zwykle z odcinków w kształcie litery „V” o długości od 3 do 24 ułożonych obok siebie. Daje to cieńszy pas dla tej samej powierzchni napędowej, dzięki czemu jest bardziej elastyczny, chociaż często szerszy. Dodatkowa elastyczność zapewnia lepszą wydajność, ponieważ mniej energii jest marnowane na wewnętrzne tarcie przy ciągłym zginaniu taśmy. W praktyce ten wzrost wydajności powoduje zmniejszony efekt nagrzewania taśmy, a taśma o niższej temperaturze działa dłużej w eksploatacji. Pasy są dostępne na rynku w kilku rozmiarach, zwykle z literą „P” (czasami pomijaną) i pojedynczą literą określającą podziałkę między rowkami. Sekcja „PK” o skoku 3,56 mm jest powszechnie stosowana w zastosowaniach motoryzacyjnych.

Kolejną zaletą pasów wielorowkowych, która sprawia, że ​​są popularne, jest to, że mogą przejeżdżać przez koła pasowe na nierowkowanej tylnej części pasa. Chociaż czasami dzieje się to w przypadku pasów klinowych z pojedynczym napinającym kołem pasowym do napinania, pasek wielorowkowy może być owinięty wokół koła pasowego z tyłu wystarczająco ciasno, aby zmienić jego kierunek, a nawet zapewnić niewielką siłę napędową.

Zdolność każdego paska klinowego do napędzania kół pasowych zależy od owinięcia paska wokół koła pasowego pod odpowiednim kątem, aby zapewnić przyczepność. Tam, gdzie pojedynczy pasek klinowy jest ograniczony do prostego wypukłego kształtu, może odpowiednio owijać co najwyżej trzy lub ewentualnie cztery koła pasowe, dzięki czemu może napędzać co najwyżej trzy akcesoria. Tam, gdzie trzeba napędzać więcej, na przykład w nowoczesnych samochodach ze wspomaganiem kierownicy i klimatyzacją, wymagane są pasy wielokrotne. Ponieważ taśma wielorowkowa może być zginana w ścieżki wklęsłe przez zewnętrzne koła napinające, może owijać dowolną liczbę napędzanych kół pasowych, ograniczoną jedynie mocą pasa.

Ta umiejętność zginania pasa zgodnie z kaprysem projektanta pozwala mu obrać złożoną lub „ serpentynową ” ścieżkę. Może to pomóc w zaprojektowaniu kompaktowego układu silnika, w którym akcesoria są montowane bliżej bloku silnika i bez konieczności wykonywania ruchomych regulacji naciągu. Cały pasek może być napinany za pomocą pojedynczego koła pasowego napinającego.

Nieklematury stosowane do rozmiarów pasów różnią się w zależności od regionu i branży. Pasek samochodowy o numerze „740K6” lub „6K740” oznacza pasek o długości 74 cali (187,96 cm), szerokości 6 żeber i skoku żeber 9/64 cala (3,57 mm) (standardowa grubość dla Pasek samochodowy serii K miałby 4,5 mm). Ekwiwalent metryczny byłby zwykle wskazywany przez „6PK1880”, gdzie 6 odnosi się do liczby żeber, PK odnosi się do metrycznej grubości PK i standardu podziałki, a 1880 to długość pasa w milimetrach.

Prążkowany pasek

Pasek żebrowany to pas napędowy z podłużnymi rowkami. Działa poprzez kontakt pomiędzy żebrami paska i rowkami w kole pasowym. Według doniesień, jego jednoczęściowa konstrukcja zapewnia równomierny rozkład naprężeń na całej szerokości koła pasowego, w którym styka się pasek, zakres mocy do 600 kW, wysoki współczynnik prędkości, napędy serpentynowe (możliwość zjazdu z tyłu pasa), długa żywotność, stabilność i jednorodność napięcia napędowego oraz zmniejszone wibracje. Pasek wielorowkowy może być montowany w różnych zastosowaniach: kompresory, rowery fitness, maszyny rolnicze, mieszalniki, pralki, kosiarki itp.

Pasy foliowe

Choć często zgrupowane z płaskimi pasami, w rzeczywistości są innego rodzaju. Składają się z bardzo cienkiego paska (0,5–15 milimetrów lub 100–4000 mikrometrów) paska z tworzywa sztucznego i czasami gumy. Są one zasadniczo przeznaczone do zastosowań o małej mocy (poniżej 10 watów), szybkich zastosowań, co zapewnia wysoką wydajność (do 98%) i długą żywotność. Są one widoczne w maszynach biznesowych, drukarkach, magnetofonach i innych lekkich operacjach.

Paski rozrządu

Pasek rozrządu

Koło zębate z napędem pasowym w rowerze z napędem pasowym

Pasy synchronizujące (znane również jako zębaty , karb , kółko lub synchronicznych pasów) są dodatnie pas przenoszący i można śledzić ruch względny. Pasy te mają zęby pasujące do pasującego koła zębatego. Prawidłowo napięte nie mają poślizgu, pracują ze stałą prędkością i są często używane do przenoszenia bezpośredniego ruchu w celu indeksowania lub pomiaru czasu (stąd ich nazwa). Są one często używane zamiast łańcuchów lub kół zębatych, dzięki czemu hałas jest mniejszy, a kąpiel smarująca nie jest konieczna. Wałki rozrządu samochodów, miniaturowe układy rozrządu i silniki krokowe często wykorzystują te paski. Paski rozrządu wymagają najmniejszego napięcia ze wszystkich pasków i należą do najbardziej wydajnych. Mogą wytrzymać do 200 KM (150 kW) przy prędkości 16 000 stóp/min (4900 m/min).

Dostępne są paski rozrządu o konstrukcji z zębami śrubowo przesuniętymi. Konstrukcja spiralnego przesuniętego zęba tworzy wzór w jodełkę i powoduje stopniowe zazębienie zębów. Wzór w jodełkę jest samonastawny i nie wytwarza hałasu, jaki wytwarzają niektóre paski rozrządu przy określonych prędkościach, i jest bardziej wydajny w przenoszeniu mocy (do 98%).

Wady to stosunkowo wysoki koszt zakupu, potrzeba specjalnie wykonanych kół zębatych, słabsza ochrona przed przeciążeniem, zakleszczeniem i wibracjami ze względu na ich ciągłe linki napinające, brak działania sprzęgła (możliwe tylko w przypadku pasów z napędem ciernym) oraz stałe długości, które nie pozwalają na regulację długości (w przeciwieństwie do pasów klinowych lub łańcuchów).

Pasy specjalistyczne

Pasy zwykle przenoszą moc po stronie naprężonej pętli. Istnieją jednak konstrukcje przekładni bezstopniowych , w których stosuje się paski, które są serią solidnych metalowych bloków, połączonych ze sobą jak w łańcuch, przenoszących moc po stronie ściskanej pętli.

Drogi pofalowane

Taśmy stosowane do toczenia dróg w tunelach aerodynamicznych mogą osiągać prędkość 250 km/h (160 mph).

Normy użytkowania

Otwarty napęd pasowy ma równoległe wały obracające się w tym samym kierunku, podczas gdy napęd z poprzecznym pasem również ma równoległe wały, ale obracają się w przeciwnym kierunku. To pierwsze jest znacznie bardziej powszechne, a drugie nie nadaje się do rozrządu i standardowych pasków klinowych, chyba że pomiędzy każdym kołem występuje skręcenie tak, że koła pasowe stykają się tylko z tą samą powierzchnią paska. Wały nierównoległe można łączyć, jeśli linia środkowa pasa jest wyrównana z płaszczyzną środkową koła pasowego. Pasy przemysłowe są zwykle wzmocnione gumą, ale czasami są skórzane. Nieskórzane, niewzmocnione pasy mogą być używane tylko w lekkich zastosowaniach.

Linia podziału to linia między powierzchnią wewnętrzną i zewnętrzną, która nie podlega naprężeniom (jak powierzchnia zewnętrzna) ani ściskaniu (jak powierzchnia wewnętrzna). Znajduje się on w połowie powierzchni pasów foliowych i płaskich i zależy od kształtu przekroju i rozmiaru pasków rozrządu i klinowych. Standardową średnicę podziałki odniesienia można oszacować, biorąc średnią średnicę wierzchołków zębów kół zębatych i średnicę podstawy zębów kół zębatych. Prędkość kątowa jest odwrotnie proporcjonalna do rozmiaru, więc im większe jedno koło, tym mniejsza prędkość kątowa i na odwrót. Rzeczywiste prędkości kół pasowych są zwykle o 0,5–1% mniejsze niż ogólnie obliczane z powodu poślizgu i rozciągnięcia pasa. W paskach rozrządu zęby paska o odwrotnym przełożeniu przyczyniają się do dokładnego pomiaru. Prędkość pasa to:

Prędkość = obwód w oparciu o średnicę podziałową × prędkość kątowa w obr./min

Kryteria wyboru

Napędy pasowe budowane są przy spełnieniu następujących wymaganych warunków: prędkości i mocy przenoszonej pomiędzy napędem a zespołem napędowym; odpowiednia odległość między wałami; i odpowiednie warunki pracy. Równanie mocy to

moc [kW] = ( moment [ N·m ]) × ( prędkość obrotowa [obr/ min ]) × (2π radiany) / (60 s × 1000 W).

Czynniki regulacji mocy obejmują stosunek prędkości; odległość wału (długa lub krótka); rodzaj jednostki napędowej (silnik elektryczny, silnik spalinowy); środowisko pracy (zaolejone, mokre, zakurzone); napędzane jednostki ładunkowe (szarpnięcie, uderzenie, odwrócenie); i układ pasa (otwarty, skrzyżowany, toczony). Można je znaleźć w podręcznikach inżynierskich i literaturze producenta. Po skorygowaniu moc jest porównywana z mocami znamionowymi standardowych przekrojów pasa przy określonych prędkościach pasa, aby znaleźć szereg układów, które działają najlepiej. Teraz wybierane są średnice kół pasowych. Zazwyczaj wybiera się albo duże średnice, albo duży przekrój, ponieważ, jak stwierdzono wcześniej, większe pasy przekazują tę samą moc przy niskich prędkościach, jak mniejsze pasy przy dużych prędkościach. Aby utrzymać część napędową na jak najmniejszym poziomie, pożądane są koła pasowe o minimalnej średnicy. Minimalne średnice kół pasowych są ograniczone przez wydłużenie zewnętrznych włókien pasa, gdy pas owija się wokół kół pasowych. Małe koła pasowe zwiększają to wydłużenie, znacznie zmniejszając żywotność paska. Minimalne średnice kół pasowych są często podawane z każdym przekrojem i prędkością lub osobno dla przekroju pasa. Po wybraniu najtańszych średnic i przekroju taśmy obliczana jest długość taśmy. Jeśli stosowane są pasy bezkońcowe, wymagane może być dostosowanie rozstawu wałów w celu dopasowania do pasów o standardowej długości. Często bardziej ekonomiczne jest użycie dwóch lub więcej ustawionych obok siebie pasków klinowych niż jednego większego paska.

Przy dużych przełożeniach prędkości lub małych odległościach środkowych kąt styku między pasem a kołem pasowym może być mniejszy niż 180°. W takim przypadku należy dodatkowo zwiększyć moc napędu zgodnie z tabelami producenta i powtórzyć proces doboru. Dzieje się tak, ponieważ moce są oparte na standardzie kąta działania 180°. Mniejsze kąty styku oznaczają mniejszą powierzchnię, na której pas uzyskuje przyczepność, a tym samym pas przenosi mniej mocy.

Tarcie pasa

Napędy pasowe działają na zasadzie tarcia , ale nadmierne tarcie marnuje energię i szybko zużywa pasek. Czynniki wpływające na tarcie paska obejmują napięcie paska, kąt zwilżania oraz materiały użyte do wykonania paska i kół pasowych.

Napięcie pasa

Przenoszenie mocy jest funkcją napięcia paska. Jednak wraz z napięciem wzrasta również naprężenie (obciążenie) paska i łożysk. Idealny pas to taki o najniższym napięciu, który nie ślizga się przy dużych obciążeniach. Naprężenia pasa należy również dostosować do typu pasa, jego rozmiaru, prędkości i średnicy koła pasowego. Naprężenie paska określa się, mierząc siłę ugięcia paska na określoną odległość na cal (lub mm) koła pasowego. Paski rozrządu potrzebują tylko odpowiedniego naprężenia, aby utrzymać pasek w kontakcie z kołem pasowym.

Zużycie paska

Zmęczenie, bardziej niż ścieranie, jest przyczyną większości problemów z paskiem. To zużycie jest spowodowane naprężeniem związanym z toczeniem się kół pasowych. Wysokie napięcie paska; nadmierny poślizg; niekorzystne warunki środowiskowe; a przeciążenia paska spowodowane wstrząsami, wibracjami lub uderzaniem paska przyczyniają się do zmęczenia paska.

Wibracje pasa

Sygnatury wibracji są szeroko stosowane do badania awarii napędu pasowego. Niektóre z typowych usterek lub usterek obejmują skutki naprężenia paska , prędkości, mimośrodu koła pasowego i warunków niewspółosiowości. Wpływ mimośrodu koła pasowego na sygnatury drgań napędu pasowego jest dość znaczący. Chociaż wielkość wibracji niekoniecznie jest przez to zwiększona, spowoduje to silną modulację amplitudy. Kiedy górna część taśmy wpada w rezonans , wibracje maszyny są zwiększone. Jednak wzrost drgań maszyny nie jest znaczący, gdy tylko dolna część taśmy jest w rezonansie. Widmo drgań ma tendencję do przesuwania się do wyższych częstotliwości wraz ze wzrostem siły naciągu paska.

Opatrunek na pasek

Ześlizgiwanie się pasa można rozwiązać na kilka sposobów. Wymiana paska jest rozwiązaniem oczywistym, a ostatecznie obowiązkowym (bo żaden pasek nie trwa wiecznie). Często jednak, przed wykonaniem opcji wymiany, ponowne naprężenie (poprzez regulację osi koła pasowego) lub opatrunek (przy użyciu dowolnej z różnych powłok) może z powodzeniem przedłużyć żywotność paska i opóźnić wymianę. Opatrunki do pasów to zazwyczaj płyny, które są wylewane, szczotkowane, kapane lub rozpylane na powierzchnię pasa i rozprowadzane; mają na celu regenerację powierzchni napędowych pasa i zwiększenie tarcia pomiędzy pasem a kołami pasowymi. Niektóre opatrunki na pasek są ciemne i lepkie, przypominające smołę lub syrop ; niektóre są cienkie i przejrzyste, przypominające spirytus mineralny . Niektóre są sprzedawane publicznie w puszkach aerozolowych w sklepach z częściami samochodowymi; inne są sprzedawane w beczkach wyłącznie użytkownikom przemysłowym.

Specyfikacje

Aby w pełni określić pasek, wymagany jest materiał, długość oraz rozmiar i kształt przekroju. Ponadto paski rozrządu wymagają podania rozmiaru zębów. Długość pasa jest sumą długości środkowej układu po obu stronach, połowy obwodu obu kół pasowych i kwadratu sumy (jeśli się przecina) lub różnicy (jeśli jest otwarty) promieni. Zatem dzieląc przez odległość środkową, można ją zwizualizować jako odległość środkową pomnożoną przez wysokość, która daje tę samą kwadratową wartość różnicy promieni po obu stronach. Dodając do długości każdej strony, długość pasa wzrasta, podobnie jak w twierdzeniu Pitagorasa. Ważną koncepcją do zapamiętania jest to, że gdy D ₁ zbliża się do D _2, zmniejsza się odległość (a zatem zmniejsza się dodawanie długości) aż do osiągnięcia zera.

Z drugiej strony, w napędzie z paskiem skrzyżowanym podstawą obliczania długości jest suma, a nie różnica promieni. Im szerszy jest mały napęd, tym długość paska jest większa.

Profile pasków klinowych

Kąt paska klinowego, profil XPZ i SPZ

Metryczne profile pasów klinowych (zwróć uwagę, że kąty kół pasowych są zmniejszone dla kół pasowych o małym promieniu):

* Powszechnie stosowana konstrukcja koła pasowego ma mieć wyższy kąt pierwszej części otworu, powyżej tak zwanej „linii podziałki”.

Np. linia podziałki dla SPZ może znajdować się 8,5 mm od dołu litery „V”. Innymi słowy, 0-8,5 mm to 34 ° i 38 ° od 8,5 i więcej

Zobacz też

• Gramofon z napędem pasowym
• Rower z napędem pasowym
• Tor pasa
• Przenośnik taśmowy
• Pas Gilmera
• Łańcuch Lariata – wystawa naukowa pokazująca efekty, gdy pas jest prowadzony „zbyt szybko”
• Łańcuch rolkowy
• Pasek rozrządu (wałek rozrządu)

Bibliografia

Linki zewnętrzne

• Kalkulator drgań częstotliwości przechodzenia pasa | RITEC | Biblioteka i narzędzia