Назначение стандарта и какие передачи он охватывает
ГОСТ 24848.3-81 распространяется на клиновые вариаторные ремни для промышленного оборудования и устанавливает порядок расчета передач и передаваемых мощностей для ремней, изготовляемых по ГОСТ 24848.1-81 и ГОСТ 24848.2-81.
Стандарт применяют при проектировании вариаторов, в которых необходимо определить мощность, передаваемую одним ремнем, выбрать геометрические параметры передачи и учесть влияние режима работы, угла обхвата, скорости ремня и конструктивной схемы вариатора.
Геометрические параметры вариаторных передач
В стандарте приведена схема передачи с основными расчетными параметрами:
- dр1min и dр1max — минимальный и максимальный расчетные диаметры ведущего шкива;
- dр2min и dр2max — минимальный и максимальный расчетные диаметры ведомого шкива;
- β — угол обхвата шкива;
- a — межосевое расстояние;
- x — увеличение межосевого расстояния для натяжения ремня;
- y — уменьшение межосевого расстояния для свободного надевания ремня.
Положение ремня при максимальной скорости ведомого шкива обозначается сплошной линией, а при минимальной скорости — пунктирной. Геометрические параметры вариаторов приведены в табличной форме для малого, среднего и широкого диапазона регулирования.
Основные параметры вариаторов по табл. 1
| Обозначение сечения ремня | Диапазон регулирования | Угол клина канавки шкива | dрmin, мм | dрmax, мм | Отношение dрmax/dрmin | D |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1-В16 | малый | 26° | 23 | 81 | 2,9 | 8,0 |
| 1-В20 | малый | 26° | 36 | 104 | 2,9 | 8,4 |
| 1-В25 | малый / средний / широкий | 26° / 28° / 28° | 45 / 67 / 95 | 132 / 174 / 220 | 2,9 / 1,8 / 3,3 | 8,6 / 4,8 / 3,3 |
| 1-В32 | малый / средний / широкий | 26° / 28° / 28° | 56 / 85 / 120 | 168 / 220 / 288 | 3,0 / 1,8 / 3,3 | 9,0 / 4,9 / 3,3 |
| 1-В40 | малый / средний / широкий | 26° / 28° / 28° | 71 / 106 / 160 | 212 / 288 / 365 | 3,0 / 2,2 / 3,2 | 9,0 / 4,9 / 3,2 |
| 1-В50 | малый / средний / широкий | 26° / 28° / 28° | 90 / 135 / 200 | 269 / 378 / 480 | 3,0 / 2,2 / 3,2 | 9,0 / 4,9 / 3,2 |
| 1-В63 | малый / средний / широкий | 26° / 28° / 28° | 112 / 170 / 270 | 340 / 475 / 580 | 3,0 / 2,2 / 3,2 | 9,0 / 5,0 / 3,2 |
| 1-В80 | средний / широкий | 28° / 28° | 212 / 320 | 580 / — | 1,8 / — | 5,0 / — |
| 2-В25 | средний | 28° | 90 | 164 | 1,8 | 3,3 |
| 2-В32 | средний | 28° | 112 | 210 | 1,8 | 3,5 |
Примечания стандарта уточняют, что для вариаторов малого и среднего диапазона применяют зубчатые ремни, а для вариаторов большого диапазона — ремни без зубьев. Кроме того, ремни шириной 16 мм введены с 01.01.1989.
Передаваемая мощность одного ремня
Расчет мощности вариатора выполняют при:
- минимальной скорости ремня;
- максимальной скорости ремня;
- максимальной передаваемой мощности;
- максимальном окружном усилии.
Расчетная мощность N1, передаваемая одним ремнем в условиях эксплуатации, определяется по формуле:
N1 = N0 × K1 × K2 × K4 / K3
где:
- N0 — номинальная мощность одного ремня при скорости 20 м/с, угле обхвата 180° и спокойном режиме работы;
- K1 — коэффициент, учитывающий угол обхвата шкива на минимальном диаметре;
- K2 — коэффициент, учитывающий скорость ремня;
- K3 — коэффициент, учитывающий характер нагрузки и режим работы;
- K4 — коэффициент, учитывающий конструктивную схему вариатора.
Номинальная мощность N0 по табл. 2
| Сечение ремня | Широкий диапазон: dрmin, мм | Широкий диапазон: N0, кВт | Средний диапазон: dрmin, мм | Средний диапазон: N0, кВт | Низкий диапазон: dрmin, мм | Низкий диапазон: N0, кВт |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1-В16 | 28 | 0,54 | — | — | — | — |
| 1-В20 | 36 | 0,75 | — | — | — | — |
| 1-В25 | 45 | 1,35 | 67 | 1,9 | 95 | 2,9 |
| 1-В32 | 56 | 2,25 | 85 | 3,1 | 120 | 4,6 |
| 1-В40 | 71 | 3,60 | 106 | 5,2 | 160 | 7,8 |
| 1-В50 | 90 | 6,00 | 135 | 9,0 | 200 | 13,5 |
| 1-В63 | 112 | 9,00 | 170 | 13,5 | 270 | 20,0 |
| 1-В80 | — | — | 212 | 20,0 | 320 | 30,0 |
| 2-В25 | — | — | 90 | 3,5 | — | — |
| 2-В32 | — | — | 112 | 5,9 | — | — |
Стандарт дополнительно указывает:
- при увеличении минимальных диаметров обоих шкивов мощность N0 увеличивается пропорционально отношению принятых диаметров к минимальным;
- при увеличении диаметра нерегулируемого шкива у вариаторов с одним регулируемым шкивом мощность N0 увеличивается пропорционально росту диаметра относительно минимального, но не более чем на 25 %.
Поправочные коэффициенты для расчета
Коэффициент K1 по углу обхвата
| Угол обхвата β | 180° | 170° | 160° | 150° | 140° | 130° | 120° | 110° | 100° | 90° | 80° | 70° |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| K1 | 1,00 | 0,98 | 0,95 | 0,92 | 0,89 | 0,86 | 0,82 | 0,78 | 0,73 | 0,68 | 0,62 | 0,56 |
При промежуточных значениях угла обхвата коэффициент K1 определяют методом линейной интерполяции.
Коэффициент K2 по скорости ремня
| Скорость v, м/с | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| K2 | 0,30 | 0,60 | 0,85 | 1,00 | 1,10 | 1,05 |
Для промежуточных значений скорости коэффициент K2 также принимают по линейной интерполяции.
Коэффициент K4 по схеме вариатора
| Конструктивная схема вариатора | K4 |
|---|---|
| Симметричное регулирование обоих шкивов | 1,0 |
| Несимметричное регулирование обоих шкивов | 1,1 |
| Один регулируемый шкив с ведущим шкивом постоянного диаметра | 0,9 |
| Один регулируемый шкив с ведомым шкивом постоянного диаметра | 0,8 |
Для вариаторов с двухступенчатым регулированием коэффициент K4 выбирают отдельно для каждой ступени.
Нагрузки и режимы эксплуатации при выборе K3
Коэффициент K3 учитывает характер нагрузки, тип машины и число смен работы ремня. В стандарте выделены четыре режима работы:
- легкий;
- средний;
- тяжелый;
- очень тяжелый.
Для каждой группы приведены типичные машины и значения коэффициента в зависимости от числа смен. По таблице 5 коэффициент возрастает с увеличением тяжести режима и числа смен.
Характерные диапазоны коэффициента K3
| Режим работы | Характер нагрузки | Число смен 1 | Число смен 2 | Число смен 3 |
|---|---|---|---|---|
| Легкий | Спокойная нагрузка, максимальная кратковременная нагрузка до номинальной | 1,0–1,2 | 1,1–1,4 | 1,3–1,6 |
| Средний | Умеренные колебания нагрузки, кратковременная нагрузка до 150 % номинальной | 1,2–1,4 | 1,3–1,5 | 1,6–1,9 |
| Тяжелый | Значительные колебания нагрузки, кратковременная нагрузка до 200 % номинальной | 1,2–1,5 | 1,3–1,7 | 1,6–1,9 |
| Очень тяжелый | Ударная и переменная нагрузка, кратковременная нагрузка до 300 % номинальной | 1,3–1,5 | 1,5–1,7 | 1,7–2,0 |
В качестве примеров оборудования стандарт приводит станки, вентиляторы, насосы, компрессоры, дробилки, мешалки, каландры, прессы, мельницы, бумажные машины и другое промышленное оборудование. Для окончательного выбора значения K3 следует обращаться к полной таблице стандарта с перечнем машин по группам.
Формулы расчета передачи
Угол обхвата ремнем шкива минимального диаметра
Угол обхвата ремнем шкива с минимальным расчетным диаметром определяют по формулам, приведенным в стандарте, через разность максимального и минимального расчетных диаметров шкивов и межосевое расстояние a. В практическом применении используют расчет для конкретной схемы вариатора по чертежу стандарта.
Окружная скорость ремня
Окружную скорость ремня v, м/с, вычисляют по формуле:
v = π × d1 × n1 / 60 = π × d2 × n2 / 60
где d1 и d2 — расчетные диаметры ведущего и ведомого шкивов, м; n1 и n2 — частоты вращения ведущего и ведомого шкивов, мин−1.
Межосевое расстояние
Межосевое расстояние a, мм, вычисляют по формуле:
a = p + √(p² − q)
где:
- p = 0,25Lp − 0,393(d1 + d2);
- q = 0,125(d1 − d2)².
Расчетная длина ремня
Расчетную длину ремня Lp определяют по формуле:
Lp = 2a + 1,57(d1 + d2) + (d2 − d1)² / 4a
Эти зависимости используют совместно: по заданным диаметрам и диапазону регулирования определяют длину ремня и межосевое расстояние, а затем проверяют мощность, передаваемую одним ремнем.
Условные обозначения и что учитывать при подборе
При выборе ремня и схемы вариатора необходимо учитывать:
- обозначение сечения ремня по ГОСТ 24848.1-81;
- тип диапазона регулирования — малый, средний или широкий;
- минимальные расчетные диаметры шкивов;
- вид ремня — зубчатый или без зубьев;
- режим работы привода и число смен;
- конструктивную схему вариатора.
Если проектируется новая клиноременная передача машины, стандарт отдельно указывает, что правильность выбора размеров ремней для вновь проектируемых передач должна согласовываться с профильным министерством. Для современной практики это следует понимать как необходимость инженерного согласования проектных параметров и проверки соответствия действующим нормативам предприятия и отрасли.
Монтажный запас и компенсация вытяжки ремня
Стандарт требует предусматривать компенсацию возможных отклонений от номинала по длине ремня и его вытяжки в процессе эксплуатации. Для этого должна быть предусмотрена:
- регулировка межосевого расстояния;
- или уменьшение рабочего диапазона регулирования по сравнению с теоретическим.
При расчете рекомендуется учитывать увеличение номинальной расчетной длины ремня на 4 %. Это позволяет компенсировать технологические отклонения и последующую эксплуатационную вытяжку.
Связанные нормативные документы
| Обозначение документа | Наименование | Где упоминается |
|---|---|---|
| ГОСТ 24848.1-81 | Ремни клиновые вариаторные для промышленного оборудования. Основные размеры и методы их контроля | п. 1 |
| ГОСТ 24848.2-81 | Ремни клиновые вариаторные для промышленного оборудования. Технические условия | п. 1 |
Краткие выводы для инженера и снабжения
ГОСТ 24848.3-81 нужен в тех случаях, когда требуется не просто подобрать ремень по размеру, а рассчитать реальную передаваемую мощность в вариаторной передаче с учетом условий эксплуатации. Ключевыми исходными данными являются сечение ремня, диапазон регулирования, минимальные диаметры шкивов, угол обхвата, скорость ремня, режим нагрузки и схема вариатора.
Для корректного подбора ремня стандарт следует применять совместно с ГОСТ 24848.1-81 и ГОСТ 24848.2-81, так как размеры, контроль и технические требования вынесены в отдельные нормативные документы серии.