Шкив: понятие, виды, применение, размеры шкивов

Содержание детали в надлежащем виде

Для долгосрочной службы шкивов на мотоблоке необходимо выполнять некоторые простые правила:

своевременно проверять прочность крепления посадочного места на оси двигателя для предотвращения разбалтывания детали и выхода ее из строя;
не забывать проверять защитные кожухи, которые защищают деталь от попадания грязи и крупных предметов;
выполнять проверку натяжения ремня во избежание пробуксовки;
визуально осматривать данный узел на предмет выявления сколов, трещин и т. п.;
соблюдать необходимую технику безопасности.

Самодельное изделие прослужит вам очень долго, не нуждаясь в ремонте. По мере окончания срока эксплуатации можно изготовить деталь повторно.

Общие рекомендации

Покупные шкивы, изготовленные на заводах, чаще всего отлиты или выточены из металлических сплавов. Для маломощных двигателей выпускают пластмассовые изделия.

В домашних условиях, без литейного оборудования или точных токарных станков, изготовить приводное колесо из этих материалов сложно.

Многие эксперты считают, что шкив из дерева, фанеры или пластика, который удалось изготовить в домашней мастерской, ненадежен, недолговечен, сразу перегреется и развалится.

Это совсем не так. Если не пытаться заменить им колесо кузнечного молота усилием в 6000 тонн, а использовать на настольном станке с ограниченной мощностью и числом оборотов, то тщательно сделанная деталь сможет заменять штатную достаточно долго.

Если изготовить деталь из алюминия, она будет существенно прочнее, сможет передавать больший крутящий момент, вращаться с большей скоростью. Придется освоить литейный процесс, пусть в самом простом варианте. Изготовление шкива методом литья потребует обеспечения пожарной безопасности, использования средств индивидуальной защиты.

https://youtube.com/watch?v=ZYmKyDXePNY

Колесо можно выточить на токарном станке, если он есть в домашней мастерской.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Шкивы для приводных клиновых ремней должны быть изготовлены в соответствии с требованиями настоящего стандарта по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.

2.2. Номинальные расчетные диаметры шкивов должны соответствовать указанному ряду: 50; (53); 56; (60); 63; (67); 71; (75); 80; (85); 90; (95); 100; (106); 112; (118); 125; (132); 140; (150); 160; (170); 180; (190); 200; (212); 224; (236); 250; (265); 280; (300); 315; (335); 355; (375); 400; (425); 450; 475; 500; (530); 560; (600); (620), 630; (670); 710; (750); 800; (850); 900; (950); 1000; (1060); 1120; (1180); 1250; (1320); 1400; (1500); 1600; (1700); 1800; (1900) 2000; (2120); 2240; (2360); 2500; (2650); (2800); (3000); (3150); (3550); (3750); (4000) мм. Примечание. Размеры, указанные в скобках, применяются в технически обоснованных случаях.

2.3. Расчетный диаметр меньшего шкива передачи должен быть не менее значений, указанных в табл.1

Таблица 1

Обозначение сечения ремня	Расчетный диаметр меньшего шкива, мм
Z	63 (50)
А	90 (75)
В	125
С	200
D	315
Е	500
ЕО	800

Примечание. Размеры, указанные в скобках, применяются в технически обоснованных случаях.

2.4. Размеры профиля канавок шкивов должны соответствовать указанным на черт.10 и в табл.2.

Изготовление – шкив

Коэффициенты / С и, учета материала сфер и цилиндров.

Изготовление шкивов, зубчатых колес осуществляют с применением армирующих металлических втулок. На рис. 107 приведена номограмма для определения удельных давлений в сопряжении вала со ступицей и крутящих моментов, передаваемых посадкой с натягом.

Для изготовления шкивов обычно используют чугунное или стальное литье. В быстроходных передачах для снижения центробежных нагрузок применяют легкие сплавы. Все шкивы, вращающиеся с окружной скоростью более 5 м / с, подвергаются статической балансировке.

При изготовлении шкивов из неметаллических материалов соответствие шкивов эксплуатационным требованиям должно быть гарантировано заводом-изготовителем шкивов.

При изготовлении шкивов особенно важно обеспечить минимальные различия в расчетных диаметрах отдельных канавок. В противном случае 3) измерением с помощью двух ро-передаточные числа отдельных ручьев ликов и скобы размера f D 4 – 2x оказываются различными, возникает ( фиг

. При изготовлении шкивов особенно важно обеспечить минимальные различия в расчетных диаметрах отдельных канавок.

При изготовлении шкивов особенно важно обеспечить минимальные различия в расчетных диаметрах отдельных канавок. . При изготовлении шкивов из неметаллических материалов соответствие шкивов эксплуатационным требованиям должно быть гарантировано заводом-изготовителем шкивоз

При изготовлении шкивов из неметаллических материалов соответствие шкивов эксплуатационным требованиям должно быть гарантировано заводом-изготовителем шкивоз.

При изготовлении шкивов из неметаллических материалов соответствие шкивов эксплуатационным требованиям должно быть гарантировано заводом – изготовителем шкивов.

Основные размеры шкивов ( по ОСТ 1655.

Конструирование и изготовление шкивов должны обеспечивать возможно более легкую конструкцию, отсутствие значительных внутренних напряжений при отливке и сварке, центрированное расположение всех масс, равномерное распределение материала и надежное восприятие окружных и центробежных сил.

Биметаллические втулки.

Технологический процесс изготовления шкивов и маховиков диаметром до 400 мм осуществляется по первому типовому маршруту изготовления втулок. Первая операция выполняется на токарных, револьверных станках и на полуавтоматах, вторая операция – на токарных или многорезцовых.

Технологический процесс изготовления шкивов зависит от масштаба производства и габаритов шкивов.

Расширение области применения полимеров для изготовления шкивов клиноременных передач обусловливает необходимость разработки аналитических методов расчета шкивов на прочность, что особенно важно при проектировании крупных шкивов быстроходных клиноременных передач, поскольку эмпирический подход к разработке конструкции шкива, игнорирование специфики полимерных материалов может привести не только к ничем не оправданной дискредитации новых прогрессивных синтетических конструкционных материалов, но и к тяжелым авариям.

Виды приводных ремней

Видов ремней достаточно много, так как используются они в разных условиях. Где-то нужно передать очень большую мощность так, чтобы ремень не порвался и не растянулся. Где-то ремень не должен проскальзывать. Где-то ремень должен крутиться очень-очень быстро и мало изнашиваться со временем. А где-то нужно передать вращение на большое расстояние и под углом.

Очень распространенная классификация ремней – по поперечному сечению или форме. Основные виды: 1 — плоские ремни, 2 – клиновые ремни, 3 – ремни круглого сечения (пассики), 4 – многоручьевые ремни (или поликлиновые), 5 – зубчатые ремни.

Рис. 12. Виды приводных ремней

В крупной промышленной технике самые распространенные ремни – клиновые и поликлиновые. Они достаточно толстые по сечению и имеют увеличенную за счет боковой поверхности площадь сцепления со шкивами.

В небольших электронных устройствах чаще используются плоские ремни и пассики (ремни с круглым сечением).

Рис. 13. Четыре прядильные машины приводятся в движение от плоских приводных ремней с линейного вала. Лейпциг , Германия, около 1925 года

Плоские ремни широко использовались в 19-м и начале 20 века на фабриках для передачи движения на несколько машин с одного линейного вала (англ. line shaft). Они широко применялись и применяются в лесопильных станках, молотилках, электрогенераторах.

В станках с ЧПУ (3D-принтерах, плоттерах, лазерных станках) используются зубчатые ремни, так-так они сохраняют постоянное передаточное отношение и не проскальзывают.

Материалы шкивов

Для стационарного оборудования в ременных передачах для шкивов продолжается использование классических недорогих материалов — серого СЧ и ковкого КЧ чугунов. Существенная масса деталей, как правило, тут не играет роли, поскольку массивные шкивы позволяют отказаться в механизме от маховика. Заменителем могут служить стальные штампованные шкивы

Для механизмов с переменной частотой вращения, для транспортных машин, где важно снижение массы и момента инерции используют шкивы из алюминиевых сплавов. И наконец, шкивы высокоответственных агрегатов могут выполняться из магния или титана

В последнее время широко внедряются шкивы из пластмасс (например, капралон) с возможностью рециклинга, особенно в бытовой технике.

Самодельные варианты, или можно ли сделать шкив собственными руками?

Существует два основных способа, как изготовить шкив 19 мм для мотоблока или шкив 20 мм для редуктора мотоблока. В частности:

из фанеры;
по заготовке на токарном станке.

В первом случае из фанеры вырезается диск, выпиливается лобзиком, фиксируется саморезами на верстаке. Измеряется диаметр посадочного места и выпиливается отверстие нужного диаметра. Во втором случае — подбирается заготовка и на станке происходит вытачка детали (по нужному размеру).

Проще всего изготовить изделие на токарном станке. Схема работы предельно простая. Сначала подбирается нужного масштаба «полупродукт», потом по размеру вытачивается компонент. Если нет своего токарного станка, можно обратиться за помощью к станочнику. Ведомые шкивы достаточно громоздкие. Поэтому, найти заготовку для вытачки нужных габаритов достаточно проблематично. Вот почему лучше всего сделать самостоятельно заготовку. Фанеру же можно заказать.

Можно поступить иначе. В этом случае для изготовления детали нужна будет фанера — ее толщина должна быть, самое меньшее, двадцать миллиметров. Также необходимо будет запастись дрелью, лобзиком и ручными фрезерами.

В первую очередь из фанеры вырезается нужного параметра диск. Циркулем рисуется круг, в центре круга проделывается отверстие. Лобзиком выпиливается диск

При этом важно оставлять запас – не менее двух-трех миллиметров от границы. Чтобы кружок был идеально ровной окружности, посредством гаек и болтов через центральное отверстие он зажимается в электродрели

Потом его нужно отшлифовать, используя «шлифовальную шкурку». Это поможет убрать неравномерности. Затем делается посадочное место для ремня.

В этом случае используется ручной фрезер. На верстачке посредством саморезов фиксируется диск, выбирается нужная фреза и канавка для ремня. Остается только измерить посадочный диаметральный объем шкива на двигательной оси и аккуратно высверлить дырку. Все — для мотоблока шкив ведомый полностью готов. Изделия фиксируются на двигательной оси посредством фланца.

Шкив коленвала: все, что нужно о нем знать?

Шкив коленвала – это деталь, которая на первый взгляд, может показаться несущественной для автомобиля. На самом же деле, это устройство играет важнейшую роль в обеспечении работоспособности многих систем транспортного средства. Сам по себе ни один вал не способен функционировать. Для этого в автомобиле предусмотрены специальные элементы, которые передают крутящий момент на другие узлы. Шкив коленвала, как раз и является одним из таких звеньев. В процессе эксплуатации с ним, как и с любым другим элементом могут случиться неполадки. В рамках данного материала рассмотрим виды шкивов, где они установлены и как их заменить.

Неисправности шкивов и проверка их состояния

Шкив и ременные передачи работают за счет силы трения между контактными поверхностями, поэтому распространенная причина для замены шкива — выработка рабочей плоскости. От динамических нагрузок металл шкивов трескается, скалывается.

Еще одна типичная болезнь для таких деталей — это люфты шпонки в шпоночном пазе коленчатого вала. Причина этому износ плоскостей посадки шкива с валом. Крепеж шкива с такой неисправностью от вибраций постепенно откручивается, все больше увеличивая люфт.

Длительная работа коленвала с «люфтящим» шкивом приведет к выработке и повреждению самого шпоночного паза, откручиванию шкива коленвала. Далее весь узел проворачивает на посадочном месте, разрушая шпоночное соединение, корпус шкива и сам коленчатый вал. Если на вашем моторе сорвало шкив коленвала, высока вероятность что весь коленчатый вал подлежит замене.

Сильно поврежденный шкив коленвала

Для того чтобы определить состояние шкива коленчатого вала, необходимо:

снять ремни шкива, осмотреть его кромки и корпус на предмет повреждения трещин, износа;
пошатать шкив, при наличии критичных люфтов узел необходимо разобрать, осмотреть на предмет выработки и повреждений;
обычно в инструкциях по ремонту есть размеры допустимого износа деталей, расстояния до ближайших узлов двигателя. Проверка таких размеров поможет определить пригодность шкивов к дальнейшей эксплуатации.

Понятие шкива

Он предназначен для передачи крутящего момента с ведущего вала на ведомый. Для работы такого привода оба вала располагают параллельно. На каждый вал надевают и закрепляют плоское колесо, их располагают в одной плоскости. Колеса соединяют бесконечным гибким приводным ремнем. При вращении приводного шкива сила трения заставляет двигаться ремень, облегающий часть его поверхности. Это движение передается ведомому шкиву, заставляя его вращаться.

Ременная передача распространена среди бытовой техники, механизмов станков малой и средней мощности, в различных двигателях внутреннего сгорания.

Она обладает следующими достоинствами:

простое устройство;
возможность передачи значительной мощности, современные клиноременные пары транслируют до 400 квт;
высокая скорость вращения, до 50 м/с;
плавный и малошумный ход;
демпфирование вибраций и рывков приводного вала при передаче вращения;
проскальзывание при перегрузках срабатывает как предохранительный механизм.

Сам шкив – это диск на валу. Он состоит из двух основных частей: обода и ступицы. Обод- это внешняя часть детали. Она входит в зацепление с ремнем и в зависимости от типа привода может быть плоской или иметь углубление по форме ремня. Боковые выступы над ободом называют щеками. Они удерживают ремень от соскальзывания. Если привод клиновой, то щеки делают наклонными, они несут дополнительную функцию- увеличивают площадь зацепления.

Если используется зубчатый привод, то на поверхности обода делают зубья соответствующей формы.

Если используется параллельно несколько ручьев, на ободе делают несколько канавок.

Ступица- внутренняя част шкива. Он имеет отверстие для крепления на валу. Часто обод и ступица отливаются, вытачиваются или фрезеруются в виде единой детали.

Для снижения веса изделия в теле шкива оставляют пустоты, формируя спицы. При изготовлении из дерева наличие спиц обуславливалось технологией изготовления.

Для обеспечения взаимозаменяемости шкивов их типоразмеры, технологические требования, маркировка стандартизованы. Они описаны в ГОСТ 20889-94. «Шкивы для приводных клиновых ремней» и в ГОСТ Р 50641-94 (ИСО 4183-89).

В стандартную маркировку входят следующие параметры:

число ручьев;
профиль используемого приводного ремня;
диаметр (считается по корду);
обозначение втулки.

Так, маркировка 8 SPC 500 обозначает восьмиручьевый шкив под профиль SPC с диаметром 500 мм.

Стандартизованы также и правила изображения шкивов на чертеже. Чертеж должен быть построен так, чтобы изделие можно было изготовить, точно соблюдая форму и размер.

Виды шкивов

За тысячелетия применения конструкторы разработали множество конструкций шкивов ременных передач. Их классификация проводится по различным признакам.

По типу применяемого ремня различают:

Клиновидные

Самый распространенный вид изделия. Применяются с клиновидными ремнями. Боковые щеки дают дополнительную площадь зацепления, увеличивая возможности передачи по крутящему моменту и скорости вращения.

Наклон канавки обязательно указывается на чертеже детали.

Для того, чтобы снизить габариты передачи или повысить ее мощность, параллельно запускают несколько ручьев. Такие шкивы называются многоручьевыми, они имеют соответствующее количество канавок. Иногда на такой шкив надевают единый ремень с несколькими клиновидными выступами. Это поликлиновая передача.

На чертеже допустимо дать подробно изображение одной канавки и указать их количество. Детализация остальных на чертеже не требуется

При аварийном превышении допустимой нагрузки начинается проскальзывание, защищающее оборудование от повреждения.

Клиноременные передачи позволяют передавать наибольший крутящий момент.

Зубчатые

На внутренней поверхности ремня имеются зубчатые выступы, соответствующие их по шагу зубья сделаны и на поверхности обода. Зубчатоременные пары не проскальзывают и могут передавать больший крутящий момент. Они отличаются также точностью передачи углового положения вала, поэтому применяются в газораспределительных механизмах двигателей внутреннего сгорания. Оборотной стороной является отсутствие защитной функции от перегрузок. Обод изготавливается путем фрезерования. Встречается и изготовление методом обкатки. На чертеже детали обязательно следует указать точные параметры зуба, его шаг, высоту, профиль.

Плоскоременные

Классическая конструкция, применявшаяся в самых первых передачах. Гасит вибрацию и динамические нагрузки от ведущего вала. Отличаются низкой шумностью, ограниченным моментом и скоростью вращения.

С помощью дополнительных роликов можно связывать ведомые и ведущие валы, находящиеся в разных плоскостях, не соосные, изменять направление вращения. Таким образом можно заменить карданные и червячные передачи. Чертеж такого изделия наиболее простой, однако на нем следует указать радиусы сопряжения обода и щечек, если они предусмотрены. Иногда щек не предусматривают, а профиль обода делают выпуклым. В этом случае на чертеже следует указывать его радиус.

Круглоременные

Проточка в ободе имеет полукруглый профиль. Такие ременные передачи используют при небольших предаваемых моментах и скоростях вращения. Они также позволяют изменят направление вращения и связывать оси, находящиеся в разных плоскостях. На чертежах таких деталей указывается лишь радиус проточки канавки.

Вариаторные

Это наиболее сложные по конструкции устройства. обод выполнен в виде конуса с конической перемещающейся щекой. Клиноременное кольцо имеет возможность перемещаться по конусу в осевом направлении, с меньшего радиуса на больший. Второй шкив имеет обратную конусность, и привод при этом на нем перемещается с меньшего радиуса на больший. При этом передаточное число передачи меняется. Щеки обеих шкивов могут двигаться и в обратном направлении, меняя передаточное число в обратную сторону.

Преимущество конструкции заключается в том, что передаточное число можно менять без остановки вращения и не снимая с привода нагрузки. По чертежу бывает сложно понять принцип действия устройства. Трехмерное моделирование позволяет дополнять модели кинематическими симуляциями, наглядно демонстрирующими взаимодействие деталей механизма.

Источник

Устройство ременной передачи

Ведущее и ведомое колесо – это шкивы. Их соединяет приводной ремень. Ведущий шкив — тот, который крутит мотор или другая внешняя сила, а ведомый – следующий за ним. Часто для предотвращения соскакивания ремня на ободе шкива делают канавку или бортики.

Чтобы ремень не проскальзывал, его нужно хорошо натянуть. Кто ездил на велосипеде хорошо знает проблему, что плохо натянутая цепь так и норовит слететь со звездочки, а если перетянешь – трудно ехать и она легко порвется. Для натяжения ремня или устранения его колебаний могут использоваться натяжные и прижимные ролики.

Диаметр ведущего шкива мы обозначим английской буквой d1, а ведомого — буквой d2. Нам это понадобится при расчетах.

Рис. 4. Общая схема устройства ремённой передачи

Ремень является самым дешевым устройством в данном механизме. Но за счет него ремённая передача обеспечивает плавность хода и снижение шума. Такая передача способна амортизировать рывки и снижать нагрузку на мотор. Так, если на циркулярном станке резко заклинит диск при распиливании дубовой доски, электромотор остановится не сразу, а с задержкой за счет упругости ремня и его проскальзывания.

Рассмотрим следующую схему.

Рис. 5. Общая схема устройства ремённой передачи

Ведущая ветвь ремня — та, которая набегает на ведущий шкив. Она при работе передачи испытывает растяжение.

Ведомая ветвь ремня — та, которая сходит с ведущего ремня и набегает на ведомый. Она при работе сжимается и расслабляется.

Сжатие и растяжение двух ветвей компенсируется. Иначе ремень рвется. При переходе с одной ветви на другую ремень упруго сжимается или растягивается. В этих зонах на шкиве происходит упругое скольжение ремня. Из-за изменения величины упругого скольжения передаточное отношение ремённой передачи непостоянное и может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от нагрузки. При очень большой нагрузке ремень может упруго скользить по всей поверхности шкива.

Также важно знать про угол обхвата ремнём шкива. Чем больше угол обхвата, тем больше площадь контакта, тем больше полезная сила трения

При большой разнице в диаметрах шкивов этот угол может быть очень маленьким. Ремень при этом может проскальзывать. Чтобы увеличить угол обхвата без увеличения межосевого расстояния можно использовать прижимной ролик (смотри картинку ниже). В таком случае устанавливают ролик на ведомую ветвь, которая расслаблена, иначе ведущая ветвь растянется еще сильнее и износ ремня значительно вырастет.

Рис. 6. Увеличение угла обхвата с помощью прижимного ролика.

Ведомый шкив

Коробка отбора мощности крана К-67 ( а и ее кинематическая схема ( б.

Ведомый шкив закреплен на валу генератора, установленного на специальной плите на кронштейнах нижней рамы.

Ведомый шкив располагают на одном валу с рабочим органом, захватывающим заготовки. Шкив сидит на валу свободно или на шпонке в зависимости от конструкции механизма регулирования переполнения. Шкивы применяют двух типов: для плоского и круглого ремня. Предпочтение отдают плоскому ремню.

Конструктивное оформление элементов передач от электродвигателя к ведущему валу привода.

Ведомый шкив 3 монтируется на подшипниках на втулке 4, прикрепленной к корпусу, которая и воспринимает натяжение ременной передачи.

Ведомый шкив сажают на вал, Затем колцами из пеньковой ( смазанной жиром) или асбестовой набивки ( а при работе на буром угле и техническим войлоком) набивают сальниковые камеры, укладывая кольца стыками в разбежку. Крышки сальников затягивают не очень туго, чтобы вал не был слишком зажат набивкой и проворачивался вручную. Проверяют, расположены ли ручьи на шкивах в одной вертикальной плоскости. Надевают клиновидные ремни и устанавливают ограждение.

Ведомый шкив 3 этой ременной передачи закреплен шпонкой на валу / /, на котором также закреплена шпонкой ведущая зубчатая шестерня 5 цилиндрической зубчатой передачи. Ведомое зубчатое колесо 6, установленное на шпонке на валу / / /, передает вращающий момент эксцентрику 7, закрепленному шпонкой на том же валу. Шатун 9 сообщает ползуну 8 возвратно-поступательное движение. Последний приводит в движение режущие ножи пилоштампа.

Ведомый шкив должен быть особенно широким, так как сбегающий конец ремня движется по нему взад и вперед.

Кривые усталостной.

Ведомый шкив соединен с натяжным устройством и может перемещаться по мере вытягивания ремня, создавая постоянное натяжение. Скорость вращения, натяжение и диаметры шкивов задаются условиями испытания. Испытания на изгиб проводят при строго регламентированных и при переменных параметрах испытания.

Ведомый шкив бабки вращается на отдельных шарикоподшипниках, а шпиндель-на подшипниках скольжения. Этот же рычаг служит для пуска и останов. Подача осуществляется от прежней бабки. Описанное устройство позволяет подачу на 1 оборот шпинделя новой бабки выбрать любой малой величины.

Ведомый шкив вариатора имеет постоянный диаметр.

Обороты ведомого шкива снижаются, когда уменьшается диаметр ведущего шкива, и увеличиваются при уменьшении диаметра самого ведомого шкива.

Обод ведомого шкива выполняется обычно выпуклым, что не дает ремню соскальзывать.

Шкив: назначение, типы, материалы для изготовления