✔ Виды и материалы изготовления шкивов

Шкивы представляют собой фрикционные колеса с канавкой или ободком по окружности, предназначенные для передачи движения ремню или канату. Их изготавливают из разных материалов, таких как чугун, сталь, легкие сплавы, пластмассы и дерево. Шкив состоит из ступицы, которая насаживается на вал, и обода, находящегося на наружной части шкива и устанавливается на ремень или ремни. Обод со ступицей соединяется диском или спицами. Если шкив можно надеть на вал с конца, то он делается неразъемным, а если нельзя, то разъемным. Разъем шкива может быть выполнен как по спицам, так и между ними, но наиболее целесообразно делать его с разъемом по спицам. Обод шкива плоскоременной передачи выполняют цилиндрическим или слегка выпуклым. Если обод выпуклый, то он помогает удерживать ремень в средней плоскости шкива для центрирования ремня, но такое решение может негативно сказаться на долговечности ремня, поэтому обычно лишь один шкив имеет выпуклый обод. Обод шкива клиноременной передачи выполнен с канавками клиновой формы для помещения клиновых ремней.

Чугунные шкивы

Шкивы из чугуна широко используются в различных механизмах и оборудовании. Они имеют разные марки, которые зависят от окружной скорости передачи. Например, при скорости v≤15 м/с используются шкивы из чугуна марки СЧ15, а при v=15…30 м/с — марки СЧ18. Для усиления обода шкивов в плоскости спиц предусматривают ребро. Чугунные шкивы диаметром до 300…350 мм изготавливают с диском, в котором предусматривают отверстия для уменьшения массы и удобства крепления на станке. Шкивы больших диаметров выполняют со спицами в один или два ряда. Спицы обычно изготавливают эллиптического сечения, так как они прочнее и имеют меньшее сопротивление воздуха по сравнению со спицами круглого сечения. При отливке шкивов внутреннюю поверхность обода и наружную поверхность ступицы делают с линейным уклоном для удобства формования.

Разновидности шкивов и их особенности

Для правильного выбора шкива необходимо учитывать его разновидности и технические характеристики. Рассмотрим, какие бывают шкивы:

1. Шкив коленвала — используется для передачи момента от коленвала к навесному оборудованию. Он имеет множество преимуществ, таких как охлаждение ремней, амортизация при вращении, балансировка коленвала и долгий срок использования — более 10 лет.
2. Канатный шкив — применяется для направления канатов в скиповый подъемник доменной печи. Эта модель шкива является одной из самых прочных, поэтому ее установка может потребовать дополнительной помощи.
3. Шкив для клиновых ремней — используется в силовых передачах, которые не требуют точного позиционирования. Главная функция этой модели — обеспечение проскальзывания ремня, поэтому не требуется использование муфты сцепления.
4. Однорядный шкив — имеет небольшую грузоподъемность и изготавливается из прочного чугуна. Масса такого шкива не превышает 500 граммов.

Стальные шкивы: сварные и сборные

Стальные сварные и сборные шкивы подходят для окружной скорости до 60 м/с. Ободы, диски и спицы таких шкивов изготавливаются из низкоуглеродистой стали, например, Ст3. Так как ступицы шкивов подвергаются существенным напряжениям от шпонок, их делают из среднеуглеродистых сталей, а в сборных шкивах иногда используют чугун. Ободы стальных свертных и сборных шкивов плоскоременных передач вальцуются из листовой стали и свариваются встык. Диски изготавливаются из листовой стали, а спицы — из гнутых полос, труб, штампованных заготовок или листовой стали. Если ширина обода B ≤ 350 мм, в шкиве предусматривается один диск или один ряд спиц, а если B > 350 мм, два диска или два ряда спиц. Существуют стальные сборные шкивы плоскоременных передач со спицами из круглых прутков, которые вкручиваются в стальную или чугунную ступицу или заливаются в ступицу из чугуна. Довольно широко применяются стальные сборные шкивы клиноременных передач из стальных тонкостенных штампованных и затем сваренных тарелок. Эти тарелки скрепляются со стальной или чугунной ступицей болтами или заклепками. Шкивы из стального литья редко используются.

Шкивы и натяжные устройства

Шкивы представляют собой важный элемент ременных передач и состоят из нескольких конструктивных элементов: обода, ступицы, диска или спиц. Шкивы могут быть изготовлены из различных материалов, включая чугун, сталь, легкие сплавы, пластмассы и дерево.

Наиболее распространены чугунные шкивы, которые изготавливаются методом отливки и применяются при скоростях до 30 м/с. Для шкивов из модифицированного чугуна возможна более высокая скорость (до 45 м/с). Стальные шкивы могут быть литыми, сварными или точеными и применяются при скоростях до 60 м/с. Шкивы из алюминиевых сплавов имеют наименьшую массу среди металлических шкивов и могут работать при скоростях до 100 м/с. Шкивы из неметаллических материалов, хотя и имеют малую массу и высокий коэффициент трения, обладают более низкой теплопроводностью и износостойкостью, чем металлические шкивы.

Шкивы, работающие со скоростью выше 5 м/с, должны быть статически сбалансированы. Основные размеры, конструктивные особенности и технические условия для шкивов плоскоременных передач регламентированы ГОСТ17383-73, который определяет три типа шкивов с посадочным отверстием двух исполнений: цилиндрического и конического.

Шкивы имеют гладкую поверхность обода для передачи момента на ремень. Однако при окружной скорости свыше 40 м/с на поверхности обода необходимо выполнить кольцевые канавки для выхода воздуха, чтобы избежать образования воздушного клина, который может ухудшить сцепление между ремнем и шкивом. Чтобы предотвратить сползание ремня, один из шкивов делают выпуклым (тип I) или с цилиндрической поверхностью в середине и коническими по краям (тип III). Размер выпуклости обода шкива (h) зависит от диаметра шкива, и она должна увеличиваться вместе с ним. Шкивы могут иметь буртики на ободе и конусность посадочного отверстия 1:5. Для уменьшения износа ремня из-за упругого скольжения поверхность обода шкива не должна превышать Ra= 2,5 мкм. Ширина обода шкива зависит от ширины ремня и определяется таблицами ГОСТа для стандартного ряда ширин ремня (от 16 мм до 250 мм для открытых передач). В приложении к стандарту содержатся рекомендации по сочетанию параметров и размеров шкивов для плоских приводных ремней.

Стандартизованы основные размеры и требования к шкивам для клиноременных передач. Существует три типа конструкций шкивов: монолитные с расчетным диаметром до 100 мм, шкивы с диском с расчетным диаметром от 80 до 400 мм и шкивы со спицами с расчетным диаметром от 180 до 1000 мм. Шкивы могут иметь цилиндрическое или коническое посадочное отверстие, а число канавок не должно превышать 8 у стандартных шкивов. У шкивов со спицами ось шпоночного паза должна совпадать с продольной осью спицы. Для уменьшения износа ремня за счет упругого скольжения на рабочих поверхностях канавок должна быть шероховатость Ra≤2,5 мкм.

Угол α профиля канавок для клиновых ремней зависит от расчетного диаметра шкивов и колеблется в пределах α=34…40°. Это связано с тем, что при огибании шкива ремень изгибается, и напряжения в нем изменяются. Для обеспечения полного прилегания боковых поверхностей ремня к боковым поверхностям канавки шкива соблюдается условие α<φ0, где φ0=40±1° — первоначальное значение угла клина ремня. При уменьшении диаметра шкива, напряжение изгиба и изменение угла клина ремня увеличиваются.

Для нормальной работы ременных передач требуется предварительное натяжение ремня, которое необходимо поддерживать в процессе эксплуатации. Чтобы компенсировать отклонения от длины ремня и удлинение во время работы, а также обеспечить предварительное натяжение для новых ремней, используются натяжные устройства и регулировка межосевого расстояния.

Минимальное значение межосевого расстояния в конструкции передачи должно соответствовать длине ремня, уменьшенной на 2% при длине до 2 м и на 1% при длине свыше 2 м. Максимальное значение устанавливается из расчета длины ремня, увеличенной на 5,5%.

Натяжные устройства могут быть классифицированы как периодического действия, постоянного действия и автоматические. Устройства периодического действия используют винты для регулировки натяжения ремня, в то время как устройства постоянного действия поддерживают натяжение с помощью силы тяжести или упругого элемента. Автоматические устройства обеспечивают регулирование натяжения ремня в зависимости от нагрузки.

Для обеспечения правильной работы ременных передач необходимо поддерживать определенное предварительное натяжение ремня, которое может изменяться в процессе эксплуатации. Для этого применяются натяжные устройства, которые позволяют компенсировать отклонения от номинальной длины ремня, его удлинения и установку новых ремней.

Межосевое расстояние в передачах должно соответствовать длине ремня, уменьшенной на 2% при длине ремня до 2 м и на 1% при длине ремня свыше 2 м. Наибольшее значение устанавливается из расчета длины ремня, увеличенной на 5,5%.

Существует несколько типов натяжных устройств: устройства периодического действия, устройства постоянного действия и автоматические устройства. Устройства периодического действия позволяют регулировать натяжение ремня с помощью винтов, а устройства постоянного действия используют силу тяжести или упругого элемента для поддержания постоянного натяжения. Автоматические устройства регулируют натяжение ремня в зависимости от нагрузки, но они дорогие и сложные в использовании.

Натяжные ролики используются в нереверсивных плоскоременных передачах с большими передаточными числами и малыми межосевыми расстояниями. Они увеличивают угол обхвата малого шкива и тяговую способность передачи, но уменьшают долговечность ремня и повышают требования к соединениям концов ремня.

В клиноременных передачах, где угол обхвата малого шкива меньше, натяжные ролики используются только при невозможности регулировки межосевого расстояния. Рекомендуется устанавливать ролик с внутренней стороны ремня, чтобы избежать изгибания ремня в двух направлениях и необходимости применения ремня шестигранного (сдвоенного клинового) сечения.

Наиболее распространенными пластмассовыми шкивами являются текстолитовые и волокнитовые шкивы (обычно малых диаметров), которые изготавливают из пруткового текстолита или волокнита. Ступицы таких шкивов делают из стали. Масса пластмассовых шкивов меньше, чем у металлических, а коэффициент трения между ремнем и шкивом выше. Это обстоятельство делает их популярными в быстроходных передачах. В станкостроении нормализованы пластмассовые шкивы клиноременных передач диаметром до 250 мм.

Категории шкивов коленвала

Шкивы коленвала для клинового ремня

Этот тип шкивов и ремней можно встретить на автомобилях отечественного и российского производства, а также на некоторых иномарках, таких как Audi. Такие ремни имеют особое клиновидное сечение, а в шкивах коленвала для таких ремней есть соответствующий паз.

Шкивы коленвала для зубчатого ремня

Они устанавливаются на большинстве современных легковых автомобилей. И шкив, и ремень такого типа имеют на своей рабочей поверхности специальные зубья и пазы.

Демпферные шкивы коленвала

Они отличаются от обычных тем, что демпферный шкив состоит как бы из двух колец — меньшего (внутреннего) и большего (внешнего). Между собой эти кольца соединены резиновой прокладкой, которая гасит вибрации и колебания шкива.

Круглоременная передача

Она применяется для передачи небольших мощностей. В таком типе передач используются кожаные, хлопчатобумажные, текстильные или прорезиненные ремни диаметром 4-8 мм. Шкив имеет канавку полукруглой или клиновидной формы с углом 40°. Зубчато-ременная передача применяется при скоростях до 50 м/с и мощности до 100 кВт при передаточном числе n:12 (20). Они изготавливаются из неопрена или полиуретана и армируются металлическим тросом в соответствии с ОСТ 38 05246-81. Зубья ремней имеют трапецеидальную или полукруглую форму. Чтобы избежать схода ремня, шкивы имеют ограничительные диски с обеих сторон, либо малый шкив имеет два диска с обеих сторон.

Шкив коленвала является одной из составляющих коленчатого вала автомобильного двигателя, который крепится на передней выходной части вала (носок) и с помощью специального зубчатого ремня или цепи синхронизирует работу коленчатого и распределительного валов двигателя. Кроме того, шкив коленвала передает крутящее усилие навесному оборудованию автодвигателя, такому как генератор, помпа охлаждающей жидкости двигателя, помпа гидроусилителя руля и кондиционер. Он также выполняет функции амортизации вибраций и толчков коленчатого вала вместе с маховиком и балансирами.

Шкивы коленвала должны быть балансированы в процессе производства. Следует регулярно заменять шкив коленвала в комплекте с ремнем ГРМ и роликом помпы охлаждающей жидкости. Износ ремней ГРМ, шкива коленвала или ролика помпы может привести к нарушению работы двигателя или даже обрыву ремня ГРМ с повреждением кривошипно-шатунной группы двигателя. Рекомендуется серьезно относиться к вопросам регулярного обслуживания и замены ремня ГРМ и шкива коленвала для безопасной и бесперебойной работы автомобильного двигателя. Каждая модель автомобиля имеет определенную периодичность замены шкива коленвала и ремня ГРМ, которая должна соблюдаться автовладельцем.

Ременные передачи обладают рядом преимуществ, включающих: простоту конструкции и доступность по стоимости; возможность передачи вращательного момента на большие расстояния; удобство в эксплуатации и обслуживании; безударность и плавность работы.

Однако ременные передачи имеют и некоторые недостатки, включая: относительно большой размер, что ограничивает их применение в некоторых случаях; недолговечность при использовании в быстроходных механизмах; невозможность обеспечения постоянного передаточного отношения из-за проскальзывания ремня; большие нагрузки на опоры и валы.

Более того, надежность ременных передач ниже, чем у трансмиссий других типов, поскольку ремни могут оборваться или соскакивать со шкивов. Именно поэтому ременные передачи требуют более частого обслуживания и постоянного контроля.

Варианты плоскоременных передач

Плоскоременные передачи делятся на несколько типов в зависимости от расположения осей шкивов и их назначения: открытые передачи, передачи со ступенчатыми шкивами, перекрестные передачи и передачи с натяжным роликом.

Открытые передачи характеризуются параллельными осями шкивов, которые вращаются в одном направлении.

Передачи со ступенчатыми шкивами позволяют изменять угловую скорость вращения ведомого вала при постоянной скорости ведущего вала.

У перекрестных передач шкивы вращаются в противоположных направлениях, а их оси параллельны.

Передачи с натяжным роликом обеспечивают натяжение ремня автоматически и увеличивают угол обхвата шкива с маленьким диаметром.

Плоские ремни могут быть изготовлены из различных материалов, таких как кожа, шерстяные, прорезиненные и хлопчатобумажные ткани, в зависимости от назначения и условий эксплуатации. Ширина ремней может быть различной. Нагрузка, которой подвергается ремень во время эксплуатации передачи, также играет важную роль в выборе подходящего материала.

Плоскоременная передача имеет относительно простую конструкцию и может быть использована для достижения высоких скоростных характеристик и больших расстояний между осями шкивов.

Шкив — что это — типы шкивов, назначение и принцип работы

Шкив – это составляющая ременной или цепной передачи. Он получил широкое применение в разных областях, входит в конструкцию транспорта, оборудования, техники. Рассказываем, какими бывают такие детали, как изготавливаются, из чего состоят и как используются. Также рассмотрим принцип работы.

Что такое шкив

Шкив представляет собой колесо, фиксируемое неподвижно на валу. По его окружности проходит обод, который может иметь углубление. Тут закрепляется ремень, через который передаётся крутящий момент.

Как работает шкив? Его вращает ведущий вал, соединённый с двигателем. Такое движение благодаря возникающей силе трения передаётся второму шкиву, который называется ведомым. Два вала располагаются параллельно. Ремень бесконечный, замкнутый. Назначение любого шкива – передавать с ведущего вала на второй (ведомый) крутящий момент.

Пара таких деталей, сопрягающий их ремень и два вала формируют единую систему, которую называют ременной передачей. Но вместо ремня может использоваться цепь, канат или трос.

Конструкция

Есть две конструктивных части:

1. Ступица. Расположенная внутри часть, непосредственно контактирующая с валом и закрепляемая на нём.


2. Обод. Наружная часть, где находится движущийся ремень. Она бывает плоской, с углублением или зубчатым рельефом (в зависимости от особенностей привода). Обод обычно имеет выступы по бокам, именуемые щеками. Они, во-первых, увеличивают рабочую площадь соприкосновения, во-вторых, препятствуют соскальзыванию.

Шкивы бывают цельнометаллическими и составными. Первые имеют цельную конструкцию. Вторые состоят из нескольких частей, обычно из обода и ступицы, надёжно соединённых друг с другом. Иногда для уменьшения массы в детали создают пустоты с формированием спиц.

Преимущества

Плюсы шкивов:

• Несложная конструкция. В ременной передаче всего пять частей. Каждый элемент устроен относительно просто.


• Вращение с высокой скоростью, доходящей до пятидесяти метров в секунду.


• Достойный диапазон передаваемых мощностей. В современных модификациях значение может достигать четыреста киловатт.


• Плавный, негромкий ход. Детали крутятся равномерно и без рывков, не издают сильного шума.


• Гашение возможных вибраций, предотвращение рывков. Движение передаётся с демпфированием, предупреждающим значительные колебания.


• Защита от вероятных перегрузок. Она обеспечивается за счёт проскальзывания ремня по шкиву при критических скоростях, что является предохранительным механизмом, снижающим риски выхода из строя узла.

Виды шкивов

По назначению выделяют такие типы шкивов:

• Коленвала. Шкив вала коленчатого типа передаёт крутящий момент, например, в ходовую часть транспорта, на навесное оборудование спецтехники. Такие шкивы служат до 8-10 лет при грамотном обслуживании, балансируют коленвал, охлаждают, амортизируют.


• Для ремней: плоских, зубчатых, клиновых, многоручьёвых, круглых, поликлиновых. Шкив ременный по конструкции соответствует сопряжённому с ним ремню, может иметь плоский обод или наружную поверхность с округлым углублением, с клиновидной канавкой, с одним или несколькими ручьями.


• Цепные. Работают с цепями, применяются в транспортировочной, грузоподъёмной технике, в разных производствах, судоходстве.


• Канатные или тросовые. Совмещаются с тросами, канатами. Обычно такие шкивы устанавливаются в подъёмных или других похожих механизмах, например, строительных кранах, лебёдках.

Изделия данной категории используются давно, и за долгие годы было разработано множество вариаций для определённых механизмов, целей. Выделяют разные виды шкивов по их конфигурации. Рассмотрим их отдельно ниже, изучим главные характеристики.

Клиновидные

Другое название – ручейковые. Самая популярная разновидность, работающая с клиновыми ремнями. Обод имеет канавку в виде клина для лучшего сцепления, достижения больших мощностей. Но допускается проскальзывание, защищающее от перегрузок ременную передачу. Для увеличения зоны зацепления и скорости вращательного движения обязательно предусматриваются боковые щёки.

Полезная информация! Клиновидные детали используют в мощных, высокоскоростных приводах.

Для уменьшения размеров и повышения показателя мощности в ободе делают несколько канавок, располагающихся параллельно. По ним запускается несколько небольших ремешков. Этот подвид называется многоручьёвым шкивом. Другой вариант – поликлиновой, при котором применяется единственный ремень, но оснащённый несколькими выступами.

На чертежах указываются наклоны канавок. Если ручьёв несколько, можно отметить один, обозначив общее количество.

Плоскоременные

Они использовались в примитивных передачах. Преимущества: сокращение динамических нагрузок, минимизация вибраций, возможность связывания не соосных элементов и расположенных на расстояниях, малошумная работа. Недостатки: невысокая скорость движения, способность передавать ограниченные крутящие моменты.

Для сопряжения ведущих и ведомых шкивов в разных плоскостях в узлы внедряют дополнительные ролики, которые также позволяют менять направления движения. Этими системами можно заменять червячные, карданные передачи. Щёки могут отсутствовать. Возможен профиль обода с выпуклостью. Его радиус обязательно указывается в чертеже.

Зубчатые

В ободе предусмотрены выступы в виде зубьев, которые сопрягаются с зубцами ремня и соответствуют им по конфигурации и шагу. В зубчато-ременных передачах исключено проскальзывание, а крутящий момент может быть максимальным за счёт хорошей сцепки. Также соблюдается синхронность хода валов, а их угловые положения передаются максимально точно. Благодаря таким особенностям зубчатые шкивы внедряются в газораспределительные механизмы в моторах внутреннего сгорания.

Зубчатые изделия производятся способами обкатки, фрезерования. К минусам относится незащищённость от перегрузок, так как проскальзывание в таких системах невозможно из-за надёжного зацепления.

Чертежи более сложны из-за обилия выступающих частей. Требуется указание не только профиля, но и характеристик зуба: высоты, шага.

Круглоременные

Предусмотрен обод с проточкой полусферического профиля для сопряжения с круглым ремнём. Ременные передачи с подобными шкивами отличаются малыми или средними скоростями вращения. Передаваемая мощность тоже ограничена и невысока. Зато вспомогательными роликами можно, как и при использовании плоскоременных элементов, связывать оси в разных плоскостях, корректировать скорости движения.

Вариаторные

Конструктивно они самые сложные. Обод – это разделенный на две секции конус, оснащенный коническими движущимися щеками. Кольцо может в осевом направлении двигаться по конусу, переходя с меньшего на больший радиус. Конусность другого шкива при этом обратная, также предусмотрены радиусные переходы. С изменением корректируется и передаточное число. Возможно и обратное движение конусовидных щёк двух деталей.

С такой конструкцией можно корректировать передаточное число, не останавливая вращательное движение. Причём корректирование скоростей плавное, бесступенчатое, имеющее определённый диапазон. Элементы в зонах соприкосновения с ремнём не должны иметь даже малейших дефектов.

Полезно знать! Вариаторные шкивы могут иметь фиксированное (постоянное) либо регулируемое, изменяемое межцентровое расстояние.

Классификация по способу размещения

По расположению на валу шкивы делятся на:

• Под расточку. Отверстие в центре изначально маленькое, оно растачивается либо рассверливается с адаптацией под диаметр вала. При поломках такие детали подлежат ремонту.


• Под втулку. Подобрав втулку с нужным внутренним размером, возможно зафиксировать шкив на любом стандартизированном диаметре вала.


• Под постоянный диаметр. Предусматривается проточка. Соответствие диаметров вала и фиксируемого на нём шкива должно быть полным.

Ступицы на валах фиксируются разными способами:

• Со шлицами. На поверхностях валового и шкивного компонентов узла предусматриваются выступающие зубцы и шлицевые пазы. Они совмещаются и обеспечивают надёжное соединение без смещений.


• Со шпонками. Соединение шпоночного типа с пазом в ступице имеет подвижность вдоль продольной оси.


• Посадкой с натягом. Соединение получается условно-разъёмным: одна деталь с натягом вставляется в другую. Достигается плотное прилегание. Этот метод подходит для призматических, конических, эллиптических, цилиндрических поверхностей.

Технологии производства

Для изготовления используют:

• Литьё. Заготовки отливают из расплавленных металлов. Материал нагревается до высоких температур, плавится, в жидком состоянии помещается в формы, потом остывает, твердеет и обретает конечную конфигурацию.


• Ковка. Сырьё нагревается до ковочных температур, далее под давлением, например, с помощью молота пластически деформируется до достижения нужных размеров и геометрии.


• Штамповка. Метод подходит для пластичных, гибких металлов, которые деформируются в специальных штамповочных прессах для придания нужных габаритов и форм.


• 3D-печать. Эта современная технология с применением специальных 3Д-принтеров подходит для отдельных материалов, обладающих нужными свойствами. Трёхмерная модель создаётся послойно.


• Механическая обработка, например, резка металлических плит, кругов, болванок.

Обычно производственный процесс многоэтапный. Первый этап – создание первичной заготовки (колеса или диска). Если его обод должен быть рельефным (клиновидным, зубчатым), то углубления или выступы создаются путём расточки, фрезерования правильно подобранными резцами, долбёжки, протяжки, резки, сверления.

На последнем этапе детали обрабатываются для устранения шероховатостей и дефектов, придания нужной степени гладкости. Выполняется шлифование.

Стандарты и маркировки

Для простой эксплуатации и возможности взаимозаменяемости детали имеют стандартизированные размеры, отвечающие общепринятым требованиям. Они маркируются в соответствии с ГОСТами, распространяющимися на клиновые приводные ремни с нормальными сечениями и цельными одноступенчатыми шкивами (госстандарт под номером 20889-88) и узкие или обычные клиновые ремни, сопрягаемые со шкивами с канавками (государственный стандарт Р 50641-94).

Для удобства выбора изделия имеют маркировки, в которых описываются диаметр, количество предусмотренных ручьёв, втулка и профиль ремня. Пример: 6SPC-400. У такой детали профиль SPC, 400-миллиметровый наружный диаметр и шесть ручейков (ободных канавок).

Какие материалы используют для изготовления

Шкив двигателя или иного механизма может быть изготовлен из:

• Стали. Выдерживает критические динамические нагрузки, резкие температурные колебания.


• Чугуна. Он недорогой, прочный, хорошо обрабатывается, подходит для формирования клиновых деталей.


• Алюминия или сплавов на его основе. Такие материалы не ржавеют, имеют малую массу, используются в лёгких механизмах с умеренными нагрузками.


• Полимеров. Пластмассы (полиэтилен, полипропилен) подходят для небольших приборов с маломощными узлами, средними скоростями.


• Композитов. Их используют в современной, инновационной технике. Композиты стоят дорого, но стойкие к агрессивным средам, динамическим и статическим нагрузкам, коррозии, атмосферным явлениям. Также они относительно лёгкие, но при этом высокопрочные.

Дерево используют редко, обычно для ремонтных временных шкивов, в самодельных конструкциях, музейных экспонатах.

Сферы применения

Применение широкое. Конкретные направления зависят от типов шкивов. Клиновые модели используют в:

• горнодобывающем оборудовании;


• кондиционерах, вентиляторах;


• транспортных механизмах: лифтах, траволаторах, экскаваторах;


• винтовых, поршневых компрессорах;


• строительной, дорожной спецтехнике;


• бытовых приборах для дома;


• технологических промышленных линиях, станках;


• электрическом инструменте, включая ручной;


• сельскохозяйственной, садово-парковой технике.

Зубчатые шкивы не буксуют, работают с хорошим крутящим моментом. Они встречаются в:

• силовых приводах крупногабаритных станков;


• автомобильных ГРМ, узлах двигателей;


• оборудовании для пищевых, химических, фармацевтических производств.

Поликлиновые детали внедряются в серпантинные передачи с извилистыми траекториями, со снабжением энергией нескольких элементов одним ведущим приводом. Это актуально в изготовлении бытовой техники, в машиностроении.

Вариаторные модели применимы там, где нужно корректировать обороты без остановки работы узлов. Это:

• дерево-, металлообрабатывающие станки;


• конвейеры;


• трансмиссии разных транспортных средств: мотоциклов, квадроциклов, автомобилей;


• сельхозтехника.

Плоскоременные вариации передают вращательные движения на значительные, достигающие 8-9 метров расстояния, предотвращают толчки, гасят колебания. Их применяют в:

• приводах лесопильных установок;


• кузнечном оборудовании, в том числе прессовом;


• центробежных насосах;


• текстильных технологических линиях.

Круглоременные приводы подходят для высокоточных устройств, например, электроники, сложной техники.

Подготовка чертежей

Чертёж – основа производственного процесса. С его учётом подбирается технология, настраивается автоматизированное оборудование. К составлению предъявляются стандартные требования. Обязательны обозначения вида, конструкции, способа изготовления, габаритов.

Шкивы на чертежах обычно изображаются с разрезом проходящей через ось секущей плоскостью или сбоку. В последнем случае детально чертят половину изделия, так как предполагается симметрия формы. При наличии спиц можно отметить лишь одну, написав общее число таких конструктивных элементов.

Разрез выстраивается так, чтобы на чертеже изображалась минимум одна спица. Её штриховать не нужно. Штрихованием помечаются только имеющие сплошные плоскости цельные детали.

Любой чертёж включает: радиусы сопряжений, диаметры ступицы и обода, ременной профиль, уклоны углублений, сечения спиц (если они есть). В дополнительном рисунке отмечается зона шпонки. Обозначают также марку сплава или металла и его твёрдость, требуемое итоговое качество поверхностей, метод обработки.

Где можно заказать изготовление шкивов

Заказывать шкивы лучше в профильных компаниях, которые специализируются на изготовлении и обработке металлоизделий. Завод должен оснащаться современным оборудованием. Специалисты должны знать особенности металлов, технологии производства и другие тонкости.

Изготовление на заказ позволит создать детали по индивидуальным чертежам, для стандартных или сложных механизмов. Возможен выпуск любого количества изделий: от единичных образцов до малых, средних и крупных партий.

При выборе компании обращайте внимание на опыт её работы в сфере металлообработки, портфолио (примеры выполненных заказов), техническое оснащение, виды оказываемых услуг, отзывы клиентов, а также расценки.

Заключение

Назначение детали – передавать крутящий момент от двигателя по ремню на ведомый шкив. Такой процесс обеспечивает эффективную, производительную работу разных механизмов, поэтому от качества, точности характеристик и соблюдения технологии производства зависит функционирование автомобилей или другого оборудования.

Закажите изготовление шкивов в Profbau. Это предприятие полного цикла с квалифицированными мастерами, собственными инструментами, производственной площадью и оборудованием.

Мы занимаемся крупно- и мелкосерийным производством, выпускаем единичные образцы. Выполняем заказы «под ключ»: от разработки чертежей и создания заготовок до финишной металлообработки. Гарантируем отличные цены, оперативность, высокое качество, полное соответствие продукции вашим требованиям и максимальное приближение геометрии и размеров готовых изделий к заданным параметрам. Для заказа услуг пишите в чат, оставляйте заявку или звоните.

Простая машина | Определение, типы, примеры, список и факты

простые машины

Просмотреть все материалы

Похожие темы:

винт колесо и ось рычаг шкив наклонная плоскость

См. весь соответствующий контент →

простая машина , любое из нескольких устройств с небольшим количеством движущихся частей или без них, которые используются для изменения движения и величины силы для выполнения работы. Это простейшие известные механизмы, которые могут использовать рычаг (или механическое преимущество) для увеличения силы. К простым машинам относятся наклонная плоскость, рычаг, клин, колесо и ось, шкив и винт.

Наклонная плоскость состоит из наклонной поверхности; он используется для подъема тяжелых тел. Самолет предлагает механическое преимущество в том, что сила, необходимая для перемещения объекта вверх по склону, меньше, чем поднимаемый вес (без учета трения). Чем круче уклон или наклон, тем ближе требуемая сила приближается к фактическому весу. Выражаясь математически, сила F , необходимая для перемещения бруска D вверх по наклонной плоскости без трения, равна его весу W В раз больше синуса угла наклонной плоскости с горизонтом (θ). Уравнение: F = Вт sin θ.

Принцип наклонной плоскости широко используется, например, в пандусах и обратных дорогах, где небольшая сила, действующая на расстоянии вдоль склона, может выполнять большую работу.

Рычаг представляет собой стержень или доску, опирающуюся на опору, называемую точкой опоры. Направленная вниз сила, действующая на один конец рычага, может быть передана и увеличена в направлении вверх на другом конце, позволяя небольшой силе поднять тяжелый вес.

Викторина «Британника»

Машиностроение и производство

Все ранние люди использовали рычаг в той или иной форме, например, для перемещения тяжелых камней или в качестве палки-копалки для обработки земли. Принцип рычага использовался в свапе, или шадуфе, длинном рычаге, поворачивающемся на одном конце, с платформой или емкостью для воды, свисающими с короткого плеча, и противовесами, прикрепленными к длинному плечу. Человек мог поднять вес, в несколько раз превышающий его собственный, потянув за длинную руку. Говорят, что это устройство использовалось в Египте и Индии для подъема воды и подъема солдат через зубчатые стены еще в 1500 году до нашей эры.

Клин — это предмет, сужающийся к тонкому краю. Толкание клина в одном направлении создает силу в боковом направлении. Обычно он сделан из металла или дерева и используется для раскалывания, подъема или затягивания, например, для закрепления головки молотка на рукоятке.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.

Подписаться

В доисторические времена клин использовался для раскалывания бревен и камней; топор тоже клин, как зубья на пиле. С точки зрения его механической функции винт можно рассматривать как клин, обернутый вокруг цилиндра.

Колесо и ось состоят из круглой рамы (колеса), которая вращается на валу или стержне (ось). В своей самой ранней форме он, вероятно, использовался для подъема тяжестей или ведер с водой из колодцев.

Принцип действия лучше всего объяснить на примере устройства с большой и малой шестернями, прикрепленными к одному и тому же валу. Тенденция силы F , приложенной на радиусе R к большой шестерне, чтобы повернуть вал, достаточна для преодоления большей силы W на радиусе r на малой шестерне. Увеличение силы, или механическое преимущество, равно отношению двух сил ( W : F ), а также равно отношению радиусов двух шестерен ( R : r ).

Если большие и малые шестерни заменить барабанами большого и малого диаметра, обмотанными веревками, колесо и ось станут способными поднимать вес. Поднимаемый груз прикрепляется к веревке на маленьком барабане, а оператор тянет веревку на большом барабане. В этом устройстве механическое преимущество равно радиусу большого барабана, деленному на радиус малого барабана. Увеличение механического преимущества может быть получено за счет использования небольшого барабана с двумя радиусами, r ₁ и r ₂ и шкив. Когда к большому барабану прикладывается сила, канат на маленьком барабане наматывается на D и сходит с d.

Мерой усиления силы, обеспечиваемой системой шкива и каната, является отношение скоростей или отношение скорости, с которой сила прикладывается к канату ( V _F ), к скорости при котором поднимается вес ( В _Вт ). Это отношение равно удвоенному радиусу большого барабана, деленному на разность радиусов меньших барабанов D и d. Выражаясь математически, уравнение выглядит следующим образом: 1 2 — r ₁ ). Фактическое механическое преимущество W / F меньше, чем это отношение скоростей, в зависимости от трения. При таком расположении можно получить очень большое механическое преимущество, сделав два меньших барабана D и d почти одинакового радиуса.

Калориметр | Определение, использование, схема и факты

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• В этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.