Минимальный радиус изгиба ремня ГРМ AT10 и размер натяжного шкива. Справочное руководство.

Предположим, вы раскладываете привод ГРМ АТ10 в упаковочной машине, а на чертеже для возвратного ролика отведено всего 55 мм. Натяжной ролик диаметром 50 мм с гладкой задней частью, кажется, подходит, но если вместо этого натяжной ролик едет по зубьям ремня, в том же месте возникает ожидающая поломка. Ремень должен изгибаться по минимальному радиусу, а размер натяжного шкива — это размер, который создает этот радиус. С практической точки зрения ремень АТ10 со стальными натяжными кордами не следует наматывать на натяжное колесо шириной менее 50 мм на гладкой спине и не менее 120 мм при движении на зубьях. Эти ценности не являются роскошью: они защищают натяжные элементы и соединение зуб-корд от преждевременной усталости. В этом руководстве вы изучите рассуждения, типичные цифры и способы их применения в реальной поездке.

Профиль AT10 и основы минимального радиуса изгиба

AT10 — это трапециевидный ремень ГРМ с шагом 10 мм, обычно используемый в промышленных приводах, которым требуется точная индексация, повторяемость позиционирования и умеренная передача мощности. Шаговая линия — это воображаемый круг внутри ремня, по которому проходят натяжные тросы. Когда ремень изгибается вокруг шкива или натяжного ролика, слой корда вынужден компенсировать разницу между внешней и внутренней поверхностями изгиба. Если радиус изгиба слишком мал, стальные корды испытывают высокую знакопеременную нагрузку каждый раз, когда они проходят через этот элемент.

Минимальный радиус изгиба легче понять, если подумать о простом натяжном ролике. Цилиндрическое натяжное колесо создает радиус изгиба, равный примерно половине диаметра натяжного ролика. Натяжной ролик с гладкой задней частью диаметром 50 мм обеспечивает радиус изгиба 25 мм, а натяжной ролик со стороной зуба диаметром 120 мм обеспечивает радиус изгиба 60 мм. Значение на стороне зуба больше, поскольку основание зуба ремня и соединение корда более чувствительны к изгибающим и защемляющим силам, чем гладкая задняя поверхность.

На этой линейной диаграмме показана взаимосвязь между диаметром натяжных роликов и изгибной нагрузкой натяжных кордов. Кривая резко падает в диапазоне от 20 до 60 мм, что означает, что маленькие шестерни и натяжные ролики создают большие потери от усталости. Выше 100 мм кривая становится более пологой, поэтому натяжное колесо со стороны зубьев AT10 на расстоянии 120 мм уже находится на безопасном плато. Если вы уменьшите натяжное колесо с 50 мм до 40 мм, увеличение деформации будет намного больше, чем предполагает изменение размера конверта. Вот почему в таблицах производителей указан минимальный диаметр натяжных роликов и почему опытные конструкторы рассматривают его как строгий предел. Линейная диаграмма — хороший способ объяснить машиностроителю компромисс между усталостью до того, как прототип будет разрезан.

Многие ремни AT10 производятся из литого полиуретана, поскольку этот материал устойчив к истиранию и сохраняет профиль зубьев при многократном изгибании. Для приводов, которым требуется такое сочетание свойств, обычно рекомендуется использовать полиуретановый ремень AT10.

Литой полиуретановый синхронный ремень AT10 для износостойких приводов Этот полиуретановый ремень AT10 считается распространенным выбором там, где важны устойчивость к истиранию и стабильный профиль зубьев. Его просмотр помогает убедиться, что минимальные значения натяжных роликов, указанные поставщиком, соответствуют характеристикам вашего шнура. Посмотреть продукт →

Когда вы выбираете полимерный корпус, убедитесь, что минимальные значения натяжных роликов поставщика соответствуют спецификации вашего шнура, поскольку именно шнур фактически устанавливает предел изгиба.

Справочные значения размера натяжного шкива AT10

В большинстве таблиц конструкции AT10 указаны три числа: минимальный диаметр зубьев шкива, минимальный диаметр натяжного ролика на гладкой спине и минимальный диаметр натяжного ролика на зубьях ремня. Приведенные ниже значения соответствуют стандартным ремням AT10 со стальным кордом, используемым в промышленных приводах. Они являются безопасной отправной точкой, но не заменяют спецификацию конкретного производителя.

Горизонтальная гистограмма позволяет легко сравнить три предельных диаметра, которые подходят под капот большинства машин. Обратите внимание, что приводной шкив с 15 зубьями лишь немного меньше предельного значения 50 мм для натяжного ролика с плавным задним ходом. Натяжной ролик со стороны зубьев является самым большим ограничением, поэтому обычно именно его размер определяет, сможет ли траектория ремня поместиться в компактный корпус. Если ваша компоновка прошла проверку натяжного ролика со стороны зубьев, натяжной ролик и шкив с гладкой задней частью часто уже приемлемы. Вот почему инженерам рекомендуется нарисовать всю траекторию ремня, включая натяжные ролики, прежде чем заказывать шкивы. Планка шириной 120 мм не является произвольным фактором безопасности; он представляет собой точку, в которой профиль зубьев ремня и соединение корда имеют разумный запас.

Что происходит, когда радиус изгиба слишком мал

Когда ремень АТ10 перемещается по радиусу меньше минимального, первые признаки повреждения часто не видны на поверхности ремня. Стальные корды внутри начинают твердеть и трескаться изнутри, когда их многократно сгибают по резкому изгибу. В то же время корень зуба на ремне агрессивно сгибается и может раскрыться у основания. Ремень также может немного по-другому двигаться на натяжном ролике, создавая шум и вибрацию, которые медленно изнашивают фланец шкива. В производственной машине обычным результатом является ремень, который в пятницу выглядит здоровым, а затем рвется, пропускает зубцы или расслаивается в самый неподходящий момент.

На этой столбчатой диаграмме сравнивается относительный срок службы ремня AT10 при изгибе при трех сценариях натяжных роликов. Уменьшение размера натяжного ролика со стороны зубьев на 20 мм может сократить срок службы ремня почти вдвое по сравнению с более просторной компоновкой. Поддержание натяжного ролика точно на минимальном значении обеспечивает приемлемый срок службы, но при этом остается мало места для изменения длины ремня или смещения. Увеличение размера натяжного ролика на 20 процентов требует немного места, но дает гораздо больший запас прочности. Таблица также объясняет, почему опытные машиностроители не стараются сэкономить 5 мм пространства оболочки за счет уменьшения натяжного ролика со 120 мм до 100 мм. Разница в сроках службы слишком велика, чтобы оправдать небольшой выигрыш в упаковке.

Размеры и правила размещения натяжного шкива

Зная минимальный диаметр, тщательно выбирайте материал натяжного подшипника и шкива. Натяжной ролик, который движется по задней части ремня, должен быть гладким и слегка выпуклым, чтобы облегчить движение ремня без увеличения трения. Натяжной ролик, работающий на зубьях ремня, должен иметь профиль, соответствующий геометрии зубьев АТ10; Плоские натяжные ролики на зубьях могут защемить карманы зубьев и ускорить их износ. Общее эмпирическое правило состоит в том, чтобы диаметр натяжного ролика с гладкой спинкой был как минимум равен диаметру шага ведущего шкива, что для шкива AT10 с 15 зубьями означает около 50 мм.

Синхронный шкив AT10 с вариантами совмещенного профиля зубьев В окружающем тексте объясняется, как выбрать натяжные подшипники и профили шкивов для ремней AT10. Этот шкив актуален, поскольку соответствие геометрии и диаметра его зубьев имеет решающее значение для предотвращения преждевременного износа ремня. Посмотреть продукт →

• Натяжной ролик с гладкой спинкой: диаметром минимум 50 мм, с выпуклой или плоской поверхностью в зависимости от ширины ремня.
• Натяжной ролик со стороны зубьев: диаметр минимум 120 мм, профиль зубьев, совместимый с AT10.
• По возможности размещайте натяжное колесо на провисшем пролете, чтобы оно не добавляло ненужной нагрузки на тугую сторону привода.
• Избегайте установки натяжного ролика непосредственно в точке входа маленького шкива, поскольку общий изгиб может превысить предел материала.
• Проверьте сочетание высоты фланца шкива и ширины ремня, чтобы предотвратить износ кромок и проблемы с отслеживанием движения.

Положение натяжного ролика так же важно, как и размер натяжного ролика. Натяжное роликовое колесо правильного размера в неправильном положении может создать чрезмерную предварительную нагрузку ремня, увеличить нагрузку на подшипники или заставить ремень двигаться по S-образной траектории. Следите за тем, чтобы витки были как можно более чистыми, и дайте ремню достаточно прямой пролет между шкивами, чтобы его гибкость восстановилась.

Выбор материала AT10 и его влияние на пределы изгиба

Ремни AT10 доступны с корпусом из разных материалов, состав которого влияет на жесткость зубьев, стойкость к истиранию и термостойкость. Однако для минимального радиуса изгиба натяжной шнур является основным регулирующим элементом. Лента со стальным кордом ведет себя иначе, чем лента со стеклокордом, даже если профиль зубьев идентичен. Материал корпуса по-прежнему имеет значение, поскольку от него зависит, сможет ли корень зуба выдержать многократное сгибание без растрескивания.

Радарная диаграмма — удобный способ сравнить общие характеристики резиновых и полиуретановых ремней AT10. Полиуретан обычно обладает более высокой стойкостью к истиранию и более жесткими зубьями, что помогает в грязных приводах или приводах с высоким крутящим моментом. Резиновые ремни часто обеспечивают лучшую термостойкость и более тихое сцепление при работе на низких скоростях. Для минимального радиуса изгиба материал корда имеет большее значение, чем состав корпуса, поскольку в обеих конструкциях используются стальные или стеклянные натяжные элементы. Поэтому вам не следует выбирать резиновый ремень только потому, что он кажется более гибким, когда ограничивающим фактором по-прежнему является шнур. Используйте эту таблицу в качестве контрольного списка для выбора, а затем подтвердите окончательный выбор данными поставщика об усталости при изгибе.

Для оборудования, работающего в жарких условиях или там, где важно гашение вибраций, резиновый ремень ГРМ может стать практичной альтернативой полиуретану. Те же самые правила минимального количества шкивов и натяжных роликов по-прежнему применяются, но поставщик должен проверить точные значения для выбранной резиновой смеси.

Резиновый зубчатый ремень для жарких сред и гашения вибраций Для оборудования, работающего в жарких условиях или где важно демпфирование, этот резиновый ремень ГРМ служит практичной альтернативой полиуретану. В тексте отмечается, что правила минимального количества шкивов и натяжных роликов по-прежнему применяются, поэтому проверка поставщика необходима. Посмотреть продукт →

В обоих случаях запросите отчеты об испытаниях, которые показывают усталость при изгибе при динамической нагрузке, а не только статическую прочность на растяжение.

Окончательные проверки проекта и замечания по установке

После того, как траектория ремня будет нарисована на бумаге или в САПР, перед заказом деталей выполните краткий контрольный список. Минимальный радиус изгиба AT10 не является скрытой характеристикой, предназначенной для инженеров, но его необходимо проверять на каждом завернутом элементе привода.

1. Убедитесь, что каждый шкив и натяжное роликовое колесо соответствуют ограничениям по минимальному количеству зубьев и диаметру AT10.
2. Убедитесь, что каждый натяжной ролик касается гладкой задней поверхности или зубьев ремня, и примените правильное минимальное значение.
3. Соблюдайте минимальный радиус изгиба не менее 25 мм на гладкой стороне и не менее 60 мм на зубцах ремня.
4. По возможности размещайте натяжные и натяжные ролики на провисшем пролете, чтобы уменьшить дополнительную нагрузку на ремень.
5. Прежде чем завершить проектирование, проверьте высоту фланца шкива, ширину ремня и межосевое расстояние.

Рекомендации по проектированию синхронно-ременных передач углубитесь в межосевое расстояние, натяжение и выравнивание шкивов. Если конверт правильный, качество установки становится следующим приоритетом.

Несколько миллиметров диаметра натяжного ролика обходятся гораздо дешевле, чем незапланированная остановка линии. Для стандартных ремней AT10 со стальным кордом выберите не менее 15 зубьев шкива, натяжной ролик с гладкой задней частью диаметром 50 мм и натяжной ролик со стороны зубьев диаметром 120 мм. Если начать с этих цифр, привод будет в безопасности, а сверка значений с таблицей данных производителя обеспечит окончательную инженерную уверенность.