Оборудование / Проект - ТОКАРКА / Шкивы: теория, онлайн калькулятор, практика. / Расчёт диаметров шкивов ремённой передачи для поликлиновидного ремня. Онлайн калькулятор.

Работы по переборке электродвигателя подходят к завершению. Приступаем к расчёту шкивов ремённой передачи станка. Немного терминологии по ремённой передаче.

pulley_01.jpg

Главными исходными данными у нас будут три значения. Первое значение это скорость вращения ротора (вала) электродвигателя 2790 оборотов в секунду. Второе и третье это скорости, которые необходимо получить на вторичном валу. Нас интересует два номинала 1800 и 3500 оборотов в минуту. Следовательно, будем делать шкив двухступенчатый.

Заметка! Для пуска трёхфазного электродвигателя мы будем использовать частотный преобразователь поэтому расчётные скорости вращения будут достоверными. В случае если пуск двигателя осуществляется при помощи конденсаторов, то значения скорости вращения ротора будут отличаться от номинального в меньшую сторону. И на этом этапе есть возможность свести погрешность к минимуму, внеся поправки. Но для этого придётся запустить двигатель, воспользоваться тахометром и замерить текущую скорость вращения вала.

Наши цели определены, переходим выбору типа ремня и к основному расчёту. Для каждого из выпускаемых ремней, не зависимо от типа (клиноременный, поликлиновидный или другой) есть ряд ключевых характеристик. Которые определяют рациональность применения в той или иной конструкции. Идеальным вариантом для большинства проектов будет использование поликлиновидного ремня. Название поликлиновидный получил за счет своей конфигурации, она типа длинных замкнутых борозд, расположенных по всей длине. Названия ремня происходит от греческого слова «поли», что означает множество. Эти борозды ещё называют по другому – рёбра или ручьи. Количество их может быть от трёх до двадцати.

pulley_02.jpg

Поликлиновидный ремень перед клиноременным имеет массу достоинств, таких как:

  • благодаря хорошей гибкости возможна работа на малоразмерных шкивах. В зависимости от ремня минимальный диаметр может начинаться от десяти – двенадцати миллиметров;
  • высокая тяговая способность ремня, следовательно рабочая скорость может достигать до 60 метров в секунду, против 20, максимум 35 метров в секунду у клиноременного;
  • сила сцепления поликлинового ремня с плоским шкивом при угле обхвата свыше 133° приблизительно равна силе сцепления со шкивом с канавками, а с увеличением угла обхвата сила сцепления становится выше. Поэтому для приводов с передаточным отношением свыше трёх и углом обхвата малого шкива от 120° до 150° можно применять плоский (без канавок) больший шкив;
  • благодаря легкому весу ремня уровни вибрации намного меньше.

Принимая во внимание все достоинства поликлиновидных ремней, мы будем использовать именно этот тип в наших конструкциях. Ниже приведена таблица пяти основных сечений самых распространённых поликлиновидных ремней (PH, PJ, PK, PL, PM).

Обозначение PH PJ PK PL PM
Шаг ребер, S, мм 1.6 2.34 3.56 4.7 9.4
Высота ремня, H, мм 2.7 4.0 5.4 9.0 14.2
Нейтральный слой, h0, мм 0.8 1.2 1.5 3.0 4.0
Расстояние до нейтрального слоя, h, мм 1.0 1.1 1.5 1.5 2.0
Минимальный диаметр шкива, db, мм 13 20 45 75 180
Максимальная скорость, Vmax, м/с 60 60 50 40 35
Диапазон длины, L, мм 1140…2404 356…2489 527…2550 991…2235 2286…16764

 

Рисунок схематичного обозначения элементов поликлиновидного ремня в разрезе.

pulley_03.jpg

Как для ремня, так и для ответного шкива имеется соответствующая таблица с характеристиками для изготовления шкивов.

 

Сечение PH PJ PK PL PM
Расстояние между канавками, e, мм 1,60±0,03 2,34±0,03 3,56±0,05 4,70±0,05 9,40±0,08
Суммарная погрешность размера e, мм ±0,3 ±0,3 ±0,3 ±0,3 ±0,3
Расстояние от края шкива fmin, мм 1.3 1.8 2.5 3.3 6.4
Угол клина α, °  40±0,5° 40±0,5° 40±0,5° 40±0,5° 40±0,5°
Радиус ra, мм 0.15 0.2 0.25 0.4 0.75
Радиус ri, мм 0.3 0.4 0.5 0.4 0.75
Минимальный диаметр шкива, db, мм 13 12 45 75 180

 

Минимальный радиус шкива задаётся не спроста, этот параметр регулирует срок службы ремня. Лучше всего будет если немного отступить от минимального диаметра в большую сторону. Для конкретной задачи мы выбрали самый распространённый ремень типа «РК». Минимальный радиус для данного типа ремней составляет 45 миллиметров. Учтя это, мы будем отталкиваться ещё и от диаметров имеющихся заготовок. В нашем случае имеются заготовки диаметром 100 и 80 миллиметров. Под них и будем подгонять диаметры шкивов.

pulley_04.jpg

Начинаем расчёт. Приведём ещё раз наши исходные данные и обозначим цели. Скорость вращения вала электродвигателя 2790 оборотов в минуту. Ремень поликлиновидный типа «РК». Минимальный диаметр шкива, который регламентируется для него, составляет 45 миллиметров, высота нейтрального слоя 1,5 миллиметра. Нам нужно определить оптимальные диаметры шкивов с учётом необходимых скоростей. Первая скорость вторичного вала 1800 оборотов в минуту, вторая скорость 3500 оборотов в минуту. Следовательно, у нас получается две пары шкивов: первая 2790 на 1800 оборотов в минуту, и вторая 2790 на 3500. Первым делом найдём передаточное отношение каждой из пар.

pulley_00.jpg

Формула для определения передаточного отношения:

pulley_05.jpg , где n1 и n2 – скорости вращения валов, D1 и D2 – диаметры шкивов.


Первая пара 2790 / 1800 = 1.55
Вторая пара 2790 / 3500 = 0.797

Далее по следующей формуле определяем диаметр большего шкива:

pulley_06.jpg , где h0 нейтральный слой ремня, параметр из таблицы выше.

D2 = 45x1.55 + 2x1.5x(1.55 – 1) = 71.4 мм

Для удобства расчётов и подбора оптимальных диаметров шкивов можно использовать онлайн калькулятор.

 

Инструкция как пользоваться калькулятором. Для начала определимся с единицами измерений. Все параметры кроме скорости указываем в милиметрах, скорость указываем в оборотах в минуту. В поле «Нейтральный слой ремня» вводим параметр из таблицы выше столбец «PК». Вводим значение h0 равным 1,5 миллиметра. В следующем поле задаём скорость вращения валя электродвигателя 2790 оборотов в минуту. В поле диаметр шкива электродвигателя вводим значение минимально регламентируемое для конкретного типа ремня, в нашем случае это 45 миллиметров. Далее вводим параметр скорости, с которым мы хотим, чтобы вращался ведомый вал. В нашем случае это значение 1800 оборотов в минуту. Теперь остаётся нажать кнопку «Рассчитать». Диаметр ответного шкива мы получим соответствующем в поле, и оно составляет 71.4 миллиметра.

Примечание: Если необходимо выполнить оценочный расчёт для плоского ремня или клиновидного, то значением нейтрального слоя ремня можно пренебречь, выставив в поле «ho» значение «0». 

 

 

Теперь мы можем (если это нужно или требуется) увеличить диаметры шкивов. К примеру, это может понадобится для увеличения срока службы приводного ремня или увеличить коэффициент сцепления пара ремень-шкив. Также большие шкивы иногда делают намеренно для выполнения функции маховика. Но мы сейчас хотим максимально вписаться в заготовки (у нас имеются заготовки диаметром 100 и 80 миллиметров) и соответственно подберём для себя оптимальные размеры шкивов. После нескольких переборов значений мы остановились на следующих диаметрах D1 – 60 миллиметров и D2 – 94,5 миллиметров для первой пары. 

D2 = 60x1.55 + 2x1.5x(1.55 – 1) = 94.65 мм

Для второй пары D1 – 75 миллиметров и D2 – 60 миллиметров.

D2 = 75x0.797 + 2x1.5x(0.797 – 1) = 59.18 мм

Далее мы приступаем к изготовлению шкивов. Всем удачной работы!

Дополнительная информация по шкивам:

Мы начали первые экспиременты и уже подготовили первую часть материала: Тест ремённого привода. Поликлиновидный ремень. Так же выпустили обучающий короткометражный видеофильм.

Расчёт диаметров шкивов ремённой передачи для поликлиновидного ремня. Онлайн калькулятор.

Расчёт диаметров шкивов ремённой передачи с использованием клиновидного ремня. Онлайн калькулятор.

Расчёт диаметров шкивов ремённой передачи с применение плоского ведомого шкива. Онлайн калькулятор.

Расчёт длинны приводного поликлиновидного ремня. Онлайн калькулятор.

Расчёт длинны приводного клиновидного ремня. Онлайн калькулятор.

Расчёт и подбор натяжного ролика для поликлиновидного ремня

Расчёт и подбор натяжного ролика для клиновидного ремня

Точим шкив для поликлиновидного ремня

Тест ремённого привода. Поликлиновидный ремень. Первая передача.

 

Онлайн калькуляторы на все случаи жизни, рекомендуем ознакомиться:

Расчёт количества масла для бензина,

Расчёт масла для топливной смеси - ёмкость без маркировки объёма,

Расчёт шунтирующего сопротивления амперметра,

Онлайн калькулятор - закон Ома (ток, напряжение, сопротивление) + Мощность,

Расчет трансформатора с тороидальным магнитопроводом,

Расчет трансформатора с броневым магнитопроводом.

vinserg
22 марта 2018 / 11:29
Первые тесты: https://www.youtube.com/watch?v=Lb8ii6uodEk
vinserg
28 мая 2018 / 21:37
Прилагаю переписку из канала на ЮТУБЕ, может кому есть что добавить по производительности:
_____________________________________________
Александр Выщекус

Здравствуйте! подскажите пожалуйста такая проблема. Нужно подобрать шкив для двигателя на компрессорной установке СО 7 б. С завода стоит шкив 135мм и обороты 2800 на двигателе. шкив на компрессоре стоит диаметр 360мм. Двигатель 4кВт. Но проблема в том что мне достался компрессор с двигателем 1470 об в минуту и шкив 86мм. Производительности мне не хватает для покраски. Какой шкив мне нужно выточить что бы производительность подогнать к заводсккой? Заранее спасибо! Сейчас такие параметры шкив компрессора 360мм и обороты 330, шкив двигателя диаметр 86мм и обороты составляют 1470.
______________________________________________
wwwAUTOMOTOGARAGEru

Здравствуйте! Чтобы рассчитать, нужно узнать какая частота вращения коленчатого вала требуется для компрессорной установке СО 7 б? Отсюда и найдём диаметр шкива.
_____________________________________________
Александр Выщекус

заводская 1070 оборотов в минуту. И получается что за один оборот компрессор выдает: 500л/ минуту разделить на обороты заводские 1070=0,467 л. правильно получается? но это при заводском моторе 2880оборотов в минуту при мощности 4 кВт , а у меня 1470 оборотов и мощность 4кВт.
_____________________________________________
wwwAUTOMOTOGARAGEru

диаметр шкива компрессора должен быть около 120 мм , по прокачке литража вроде верно, но как себя будет чувствовать двигатель относительно 4 кВт с оборотами 1470 сказать сложно
_____________________________________________
Александр Выщекус

Так непонял немного.... Как посчитать производительность? Я считаю что для того что бы компрессор выдал 1079 оборотов моим двигателем то получилось 265 мм шкив на двигателе нужно делать......так как у меня сейчас 86мм и это обороты компрессора 330, а производительность 150л в минуту. И получается что если в два раза увеличить диаметр шкива на двигателе 86+86=172мм то получим 150+150=300 литров в минуту будет качать компрессор.....Или я неправильно подхожу к расчетам? Подскажите, ато я уже запутался, а нужно дать параметры токарю. Спасибо!
_____________________________________________
VINSerg

Прикладываю расчёт в виде картинки, может так друг друга поймём :) , посмотрите, так?
vinserg
28 мая 2018 / 21:41
Вводимые данные в калькулятор, см. рис.
Александр Выщекус (Гость)
29 мая 2018 / 09:59
Здравствуйте!Верно получается. Значит расчет мой верен? Получается для того что бы вал компрессора вращался с заводской скоростью 1070 об/мин и выдавал производительность 500л /мин нужно на мой двигатель (1470об/мин мощностью4кВт) на вал поставить шкив 260мм? Правильно получается?
Александр Выщекус (Гость)
29 мая 2018 / 10:07
Даже если точно по калькулятору получается 262.04мм должен быть шкив вала двигателя?
vinserg
29 мая 2018 / 10:21
Приветствуем! Вроде всё верно. Для клинового ремня, диаметр шкива электродвигатея будет 262 мм.
Аноним (Гость)
29 мая 2018 / 10:56
Я понял, спасибо! Теперь проблема вторая вылезла!))))Какой максимальный диаметр в моем случае можно поставить на мой вал двигателя что бы он мог преодолеть крутящий мометн шкива компрессора с нагрузкой от сжатия воздуха поршнями, и трением в цилиндрах..... проблема одна не приходит!))))решив одну, тут же появилась другая. Но если развивать тему, то данный шкив 86мм стартует под нагрузкой 10атмосфер без проблем, и обороты при 10атмосферах не падают.
vinserg
29 мая 2018 / 11:05
По крутящему моменту, пока не подскажем (в данном вопросе доскональна не разбирались). Но при достижении максимального давления в ресивере двигателю с шкивом 262 мм будет тяжко.
Александр Выщекус (Гость)
29 мая 2018 / 11:18
Согласен, вот теперь то и думать нужно, или двигатель искать 3000 4кВт и родной диаметр шкива, или изобретать велосипед (подбирать шкив)...
vinserg
29 мая 2018 / 11:33
Конечно надо искать оригинал 3000 4кВт, изобретённый "велик" это как временное решение ...
Юрий (Гость)
7 августа 2018 / 17:18
Здравствуйте, для повышения скорости вращения рабочего колеса, мне было рекомендовано увеличить диаметр шкива электродвигателя. Существующие обороты насоса 940 об/мин,, обороты электродвигателя 1500 об /мин. Диаметр шкива электродвигателя 300 мм, диаметр шкива насоса 475 мм. Скорость вращения рабочего колеса надо увеличить с 940 до 1200 об/мин. Помогите рассчитать диаметр шкива электродвигателя?
vinserg
7 августа 2018 / 17:42
Приветствуем, какой приводной ремень будет ?
Юрий (Гость)
7 августа 2018 / 18:26
Честно сказать не уточнил. Влияет на расчёт?
vinserg
7 августа 2018 / 18:54
Будет немного , тогда прикину для клиновидного.
Юрий (Гость)
7 августа 2018 / 18:59
Да для клиновидного ремня
vinserg
7 августа 2018 / 19:39
При указанных условиях, для достижения 1200 об/мин. диаметр шкива электродвигателя составит 380 мм. См. картинку.
vinserg
7 августа 2018 / 19:42
Но можно и поступить наоборот, уменьшить диаметр шкива насоса, будет тоже самое. См картинку.
Юриц (Гость)
7 августа 2018 / 19:58
Спасибо, Вам не могли бы вы уточнить формулу?
vinserg
7 августа 2018 / 20:21
шкивы вычислил методом подбора, обратную формулу можно вывести из формул выше.
Константин (Гость)
26 октября 2018 / 20:25
Всем привет! По поводу крутящего момента можно попробовать сделать промежуточный двойной шкив разных диаметров, правда придёться вносить изменения в конструкцию, а что поделаешь, либо бежать в магаз за движком по мощней!

Написать комментарий

Максимальный размер загружаемого файла: 5 Мб