Шкивы клиновые: их устройство, разновидности и применение

Особенности устройства шкивов для клиноременных передач 

Цель разработки клиновых ремней заключалась в увеличении площади сцепления с ремнями. В результате появилась возможность передавать нагрузки больших значений при малом осевом расстоянии. При этом увеличилось передаточное число и снизилось давление на опоры. Угол обхвата малых шкивов, передающих вращающие усилия ведомым механизмам, равен 120º. Однако даже при 90º передача работает без сбоев. 

Возможность передавать большие по значениям усилия при малых расстояниях и углах обхвата ведомого шкива обеспечена ободом со своеобразным каналом – бороздой или ручьем. Надежность передачи обеспечена сцеплением бортов канала со смежными плоскостями ремней. Форма и размеры борозды идентичны аналогичным параметрам ремня, по сечению которого подбираются шкивы, задействованные в передаче.  

Центр шкива снабжен ступицей, предназначенной для насаживания на вал. Обод со ступицей соединяется либо монолитным диском, либо радиально расположенными спицами. В крупноразмерных шкивах с монолитными дисками для облегчения детали и обеспечения охлаждения вырезают отверстия. 

Классификация клиновых шкивов по конструктивным признакам, которые декларируют ГОСТ 20889-88, ГОСТ Р 50641-94:  

• Монолитные. В группу входят модели для ремней с профилем Z и А. Для фиксации на валах монолитные шкивы снабжают с одной стороны выступающей ступицей или выточкой, а также изделия с комбинацией выточки и ступицы.

• С диском. В группу включены шкивы для ремней со всеми вариантами обычных сечений Z, А, В, С, D, Е, ЕО и узкими профилями SPZ, SPA, SPB, SPC. Для крепления модели оснащены выступающей или укороченной ступицей. У дисковых шкивов бывает комбинированная ступица. Комбинированное приспособление выступает с одной стороны, с противоположного торца обода оно укорочено.  

• Со спицами. В группу входят шкивы для ремней всех перечисленных в стандарте типов. По расположению ступицы они схожи с дисковыми моделями. 

Монолитные шкивы производят для узлов клиноременной передачи небольших размеров. Расчетный диаметр, который определяется по линии основания канала, у них варьирует в диапазоне от 50 до 90 мм. У изделий с диском величина расчетного диаметра измеряется в пределах от 80 до 400 мм, со спицами – от 180 до 1000 мм. 

Количество борозд для установки клиновых ремней на шкивах варьирует от 1 до 10 штук. Чтобы сократить износ ремней, контактирующие с ними стенки каналов в ряде изделий полируют.  

Варианты соединения ступицы с осями, валами  

Для сопряжения клиновых шкивов с вращающимися валами и осями ступицы снабжают специализированными приспособлениями, которые по конфигурации и способу фиксации подразделяются на 3 варианта:

• Под втулки. Узел крепления изготавливается по зажимные приспособления RCK или под Taper Bush. Широкий сортамент втулок предоставляет возможность подобрать модель для прочного крепления клинового шкива на валах с разными диаметрами. Интервал диаметров: 8-125 мм.  

• Под расточку. Изделия производят с изначально малым посадочным отверстием, которое растачивают для установки в соответствии с фактическими размерами вала. 

• С выточкой. В ступице вытачивают отверстие с конкретными размерами. Диаметр посадочного гнезда должен соответствовать размеру вала. 

По типу установки ступиц на валы клиновые шкивы делятся на изделия со шпоночным и шлицевым сопряжением. Первые используются, если рабочая ось оснащена пазом, в который загоняется шпонка в качестве ограничителя. Шпоночное соединение может смещаться вдоль вала. Детали со шлицевым соединением применяются, если у вала имеется зуб или зубья. У моделей со шлицевым сопряжением нет резерва для перемещения. 

Материалы для производства шкивов  

В изготовлении шкивов, предназначенных для работы в клиноременных передачах, используются следующие материалы:

• Чугун. Клиновые шкивы, отлитые из серого чугуна, наиболее востребованы. Их используют в передачах, работающих на скорости до 30 м/с. Изделия из модифицированных марок чугуна могут использоваться в узлах с вращением до 45 м/с.  

• Стальные сплавы. Фрикционные колеса, выполненные из стальных сплавов, бывают сварными, литыми, точеными. Стальные изделия используются в передачах, развивающих скорости от 45 до 60 м/с. 

• Алюминиевые сплавы. Детали отличаются минимальным весом. Алюминиевые шкивы характеризуются сниженными центробежными нагрузками, потому могут использоваться в узлах, вращающихся со скоростью до 100 м/с. 

• Полимеры. Пластиковые шкивы мало весят, создают приоритетное трение ремня о канавки, но уступают металлической продукции по износостойкости и параметрам теплопроводности. 

• Бронза. Приспособления применяют, если есть вероятность контакта с агрессивной средой, а также при высокой влажности в окружающем пространстве. 

Все разновидности шкивов, которые вращаются со скоростью от 5 м/с и свыше, проходят статическую балансировку.  

Области применения 

Шкивы для клиноременных передач востребованы в автомобилестроении и в производстве станков. Ими снабжают сельскохозяйственные машины, бытовое и садово-парковое оборудование. Клиновыми шкивами оснащают горнодобывающие установки, транспортные и лифтовые механизмы, компрессоры, строительную и дорожную спецтехнику.