Wybór pasków klinowych i kół pasowych
Pasy klinowe i koła pasowe klinowe są podstawowymi elementami napędów pasowych i są stosowane w wielu systemach mechanicznych w sektorze przemysłowym. Napędy pasowe przenoszą ruch obrotowy, moment obrotowy i moc z elementu napędowego na element napędzany. W przeciwieństwie do napędów z paskiem zębatym, które przenoszą moc za pomocą mechanizmu blokującego, napędy pasowe działają w sposób blokujący tarcie. Cechą charakterystyczną napędów pasowych jest to, że zapewniają one wydajny transfer mocy oparty na tarciu i dłuższą żywotność, a jednocześnie zapewniają prosty układ łożysk.
Ogólny opis pasków klinowych
Działanie paska klinowego opiera się na połączeniu blokującym tarcie między paskiem a obracającymi się kołami pasowymi. Ruch obrotowy napędzanego koła pasowego jest przenoszony na pasek klinowy.
W porównaniu z płaskim paskiem napędowym, klinowa konstrukcja paska klinowego zwiększa powierzchnię między paskiem a kołami pasowymi. Zwiększa to połączenie cierne, a tym samym wydajność przenoszenia siły poprzez zwiększone tarcie. Stożkowy kształt klina wspomaga również centrowanie paska na kołach pasowych.
Pasek klinowy to elastyczna taśma wykonana z gumy lub podobnego materiału o przekroju w kształcie klina. W napędzie pasowym koło pasowe jest przymocowane do każdego z dwóch obracających się wałów. Oba wałki są połączone ze sobą paskiem klinowym biegnącym w kołach pasowych. Dodatkowa rolka napinająca pasek klinowy wywiera napięcie na pasek wymagane do przeniesienia siły.
Funkcja paska klinowego
Główną funkcją pasków klinowych jest przenoszenie ruchu obrotowego i momentu obrotowego z koła pasowego lub koła napędowego na jedno lub więcej kół pasowych lub kół. Inne funkcje to:
- Przeniesienie siły: Paski klinowe przenoszą siłę mechaniczną z jednego koła pasowego do drugiego.
- Stosunek prędkości: Przełożenie między napędem a wyjściem można kontrolować, wybierając koła pasowe o różnych średnicach, co pozwala na regulację prędkości i momentu obrotowego.
Typy pasków klinowych
Występują różne rodzaje pasków klinowych, które można wybrać w zależności od zastosowania. Klasyczny pasek klinowy z profilem klinowym jest szeroko stosowany w pojazdach i systemach przemysłowych. Paski klinowe o zmiennej prędkości są zaprojektowane tak, aby mogły zmieniać prędkość poprzez przenoszenie ich na koła pasowe o różnych średnicach. Koła pasowe mają na przykład regulowany lub stożkowy kształt, aby zmienić efektywny rozmiar kół pasowych. Pasy klinowe są połączeniem pasów płaskich i klinowych, w których kilka profili klinowych jest ułożonych obok siebie na powierzchni pasa w celu zapewnienia skutecznego połączenia ciernego. Są one szczególnie odpowiednie dla nowoczesnych pojazdów i klimatyzatorów. Wysokowydajne paski klinowe są wzmocnione i zaprojektowane do wymagających zastosowań i ekstremalnych warunków otoczenia. MISUMI oferuje szeroką gamę kół pasowych, kół pasowych zębatych i pasów klinowych.
Różnica między paskami zębatymi a paskami klinowymi
Paski zębate (również: pasy synchroniczne) to pasy napędowe o profilu prostym lub zębatym (ząbkowanym lub ząbkowanym) od wewnątrz. Zęby te wchodzą w odpowiednie rowki na kołach pasowych. W rezultacie umożliwiają one zazębianie się, bezpoślizgowe przenoszenie ruchu obrotowego i precyzyjne pozycjonowanie napędzanych komponentów. Oznacza to, że paski zębate są wykorzystywane w aplikacjach wymagających precyzyjnej kontroli czasu lub synchronizacji, takich jak silniki, maszyny drukarskie lub maszyny CNC.
- Pasek zębaty klinowy
- Pasek żebrowany klinowy
- Wąskie paski klinowe
- Kompozytowe paski klinowe
Chociaż paski klinowe również mają boki, należą one do kategorii napędów pasowych i przenoszą moc za pomocą blokady ciernej. Paski klinowe żebrowane mają płaski profil poprzeczny na zewnątrz i kilka równoległych rowków wewnątrz. Ze względu na swoją konstrukcję są one bardziej płaskie i szersze niż paski klinowe. Ogólnie rzecz biorąc, koło pasowe pośrednie jest również instalowane na paskach klinowych. Paski klinowe są często używane, gdy wymagane jest dynamiczne przenoszenie siły przy dużych prędkościach w połączeniu z wysoką sztywnością poprzeczną.
Pomiar długości paska klinowego
Wymiary długości i przekroju paska można wykorzystać do określenia wymaganego paska klinowego. Długość paska jest podzielona na trzy długości: Długość zewnętrzna, długość wewnętrzna i długość efektywna lub szerokość całkowita:
Aby zmierzyć długość paska, należy umieścić taśmę mierniczą wokół zewnętrznego pierścienia, aby uzyskać długość zewnętrzną, oraz wokół wewnętrznego pierścienia, aby uzyskać długość wewnętrzną. Jeśli pasek jest rozerwany, efektywną długość można określić mierząc jego całkowitą długość.
Oprócz długości paska można zmierzyć jego przekrój poprzeczny (szerokość i wysokość). Ponieważ liczby są określane w różny sposób w zależności od profilu, występują tabele pasków klinowych do konwersji.
Koła pasowe klinowe i koła pasowe
Koła pasowe klinowe, zwane również kołami pasowymi, są odpowiedzialne za efektywne przenoszenie siły i przenoszenie ruchu obrotowego ze źródła napędu na element napędzany.
Funkcja paska klinowego
Główną funkcją kół pasowych klinowych jest przenoszenie ruchu i mocy z wału napędowego na pasek klinowy oraz z paska klinowego na element napędzany. Zostały one zaprojektowane do bezpiecznego prowadzenia paska klinowego i maksymalizacji tarcia między paskiem a kołami pasowymi. Profil kół pasowych musi odpowiadać profilowi paska klinowego, np. w kształcie klina, aby zapewnić niezawodne połączenie cierne.
Wybór odpowiednich kół paska klinowego
Przy wyborze kół pasowych należy wziąć pod uwagę kilka czynników. Stosunek średnic dwóch kół pasowych wpływa na przełożenie i prędkość napędzanego elementu. Na przykład większe koło pasowe po stronie napędu prowadzi do wyższych prędkości obwodowych paska. Ważne jest również, aby wybrać odpowiedni profil koła pasowego, aby zapewnić optymalne przenoszenie mocy. Wysokiej jakości materiały i wykończenie powierzchni przyczyniają się do trwałości, a liczba napędów pasowych połączonych szeregowo wpływa na wynikowe przełożenie.
Obliczanie odpowiedniej długości paska klinowego dla kół z paskiem klinowym
Obliczenia zależą od rozmiaru kół pasowych, odległości między kołami pasowymi i pożądanego napięcia paska klinowego. Formuła jest następująca:
- C = odległość między kołami pasowymi
- D1 = średnica większego koła pasowego
- D1 = średnica mniejszego koła pasowego
Obliczanie napędów pasowych
Obliczanie napędów pasowych wymaga zrozumienia różnych parametrów i zmiennych, które wpływają na wydajność i sprawność układu napędowego:
Przenoszona moc dzięki napędom pasowym
Przenoszona moc to moc, którą napęd pasowy może bezpiecznie przenieść bez przeciążenia. Jest ona mierzona w kilowatach (kW) lub koniach mechanicznych.
Prędkość paska (V)
Prędkość przesuwu paska to prędkość, z jaką pasek przesuwa się po kołach pasowych. Jest ona zazwyczaj mierzona w metrach na sekundę (m/s). Można ją obliczyć przy użyciu następującego wzoru:
- V = prędkość paska w m/s
- D = średnica koła pasowego w metrach
- n = prędkość obrotowa koła pasowego w obrotach na minutę (1/min)
Naprężenie paska
Naprężenie paska to siła rozciągająca, która działa na pasek i jest odpowiedzialna za przenoszenie mocy. Mierzona jest w niutonach (N) lub funtach (lbf). Napięcie paska zależy od przenoszonej mocy, prędkości paska i średnicy koła pasowego. Dokładna formuła różni się w zależności od typu paska i można ją znaleźć w informacjach producenta.
Wybór średnicy koła pasowego
Wybór odpowiedniej średnicy koła pasowego ma kluczowe znaczenie dla uzyskania pożądanego przełożenia i prędkości. Zależy to od prędkości obrotowej i momentu obrotowego napędzanego wału. Średnice kół pasowych można dobrać tak, aby zapewnić odpowiednie przełożenie w celu uzyskania żądanej prędkości i momentu obrotowego
Bezpieczeństwo dzięki paskom klinowym
Przy wyborze i obliczaniu napędów pasowych ważne jest uwzględnienie współczynnika bezpieczeństwa w celu uwzględnienia w obliczeniach nieoczekiwanych obciążeń lub warunków pracy. Współczynnik bezpieczeństwa wskazuje, o ile wyższy jest limit obciążenia materiału w porównaniu do obliczonych obciążeń. Im wyższy współczynnik bezpieczeństwa, tym bardziej niezawodny jest komponent lub materiał. Zazwyczaj powinien on wynosić powyżej 1.
