Приводной ремень¶
Приводной ремень — это гибкая замкнутая передаточная деталь, предназначенная для передачи механической энергии от ведущего вала (двигателя, шкива) к ведомому валу или механизму. Ремень охватывает два и более шкива и передаёт вращение за счёт силы трения между своей рабочей поверхностью и поверхностью шкивов (в клиновых и поликлиновых ремнях — дополнительно за счёт упора в стенки канавки шкива). Приводные ремени широко применяются в автомобилях, промышленном оборудовании, сельскохозяйственной технике, бытовой технике и различных трансмиссиях.
¶Принцип работы
Приводной ремень работает как элемент фрикционной передачи. Ведущий шкив, связанный с источником мощности, создаёт в ремне натяжение и за счёт трения приводит его в движение. Далее ремень, охватывая ведомый шкив, передаёт ему вращение. Для обеспечения нормальной работы ремня необходимо его предварительное натяжение — без него ремень проскальзывает, быстро изнашивается и не может передавать крутящий момент.
Различают две основные схемы привода:
- открытая — шкивы вращаются в одном направлении, ремень натянут на внешние поверхности шкивов;
- перекрёстная — ремень перекрещивается, шкивы вращаются в противоположных направлениях.
Также применяются схемы с натяжными и направляющими роликами, позволяющими менять направление обгона ремня, увеличивать угол охвата и поддерживать натяжение.
¶Виды приводных ремней
По поперечному сечию и конструкции приводные ремни подразделяются на несколько основных типов.
¶Плоские ремни
Имеют прямоугольное сечение и работают за счёт трения о гладкие шкивы. Применялись в ранних машинах и промышленных установках, в настоящее время используются реже — в основном там, где важна простота и возможность работы на больших межосевых расстояниях.
¶Клиновые ремни (V-ремни)
Имеют трапециевидное сечение и работают в канавках шкивов. Благодаря клиновидной форме усилие зажима стенками канавки увеличивает передаваемое усилие трения. Клиновые ремни получили широчайшее распространение в двигателях внутреннего сгорания (привод генератора, помпы, компрессора кондиционера, вентилятора), в станках и промышленном оборудовании. Стандартные профили клиновых ремней регулируются международными стандартами (например, ISO 4184), профили обозначаются буквами: Z, A, B, C, D, E (по возрастанию сечения).
¶Поликлиновые ремни
Имеют несколько продольных клиновидных рёбер на внутренней рабочей поверхности. Совмещают достоинства клинового и плоского ремней: работают на малых шкивах, допускают изгиб вокруг шкивов малого диаметра, обеспечивают высокую гибкость и передачу большого усилия. В современных автомобилях поликлиновой ремень (его часто называют «ремень привода вспомогательных агрегатов» или «ремень навесного оборудования») заменил отдельные клиновые ремни.
¶Зубчатые ремни
Имеют поперечные зубья на внутренней поверхности, которые входят в зацепление с зубчатыми шкивами. Работают как зубчатая передача, а не как фрикционная, поэтому не проскальзывают и обеспечивают точную синхронизацию вращения валов. Применяются для привода распределительных валов двигателей (ГРМ), в механиках синхронизации, в приборах и станках.
¶Круглые и вязальные ремни
Имеют круглое сечение, применяются в лёгких механизмах, приборах, бытовой технике.
¶Материалы и конструкция
Приводные ремни изготавливают из эластомеров — обычно на основе хлоропренового каучука (неопрена), EPDM-каучука (этилен-пропилен-диенового мономера), полиуретана, реже — натурального каучука. Внутри корпуса ремня размещают силовой каркас из нейлоновых, полиэфирных, кевларовых или стальных нитей, воспринимающих растягивающие нагрузки. Рабочая поверхность армирована тканевой обмоткой. Зубчатые ремни имеют прочную резиновую основу с зубьями и нейлоновым покрытием.
¶Приводной ремень в автомобиле
В конструкции автомобиля приводной ремень выполняет несколько функций одновременно. Классическая схема предусматривает ремень (или ремни) привода вспомогательных агрегатов: генератора, компрессора кондиционера, гидроусилителя руля (или насоса ГУР), помпы системы охлаждения. Отдельно устанавливается зубчатый ремень привода механизма газораспределения (ГРМ), синхронизирующий коленчатый и распределительный валы.
Ресурс приводных ремней зависит от условий эксплуатации и материала: клиновые ремни служат, как правило, 30–60 тыс. км, поликлиновые — 60–150 тыс. км, зубчатые ремни ГРМ — 60–120 тыс. км (условия конкретного двигателя указаны в руководстве по эксплуатации). Разрыв зубчатого ремня на интерферентных двигателях приводит к контакту поршней с клапанами и серьёзному повреждению двигателя, поэтому замена ремня ГРМ выполняется строго по регламенту.
¶Обслуживание и неисправности
Основные признаки износа приводного ремня: трещины на рабочей поверхности, расслоение, потёртости, ослабление натяжения, проскальзывание, появление постороннего шума (писка) при работе. Для поддержания натяжения применяют натяжные ролики (механические или автоматические пружинные), направляющие ролики и регулируемые кронштейны.
При установке нового ремня необходимо проверить состояние шкивов и роликов, правильность трассы обгона и усилие натяжения. Ремень устанавливают на снятые (частично ослабленные) шкивы, после чего натяжение доводят до нормы.
¶Применение вне автотехники
Приводные ремни применяются в промышленных станках, приводах вентиляторов и насосов, конвейерных линиях (там используются транспортёрные ленты — родственный вид изделий), сельскохозяйственных машинах, бытовой технике (стиральные машины, пылесосы), велосипедах (цепной привод — отдельный случай) и различных механизмах, где требуется простая, надёжная и бесшумная передача вращения на расстояние.
Источники:
- ГОСТ 1284.1-89. Ремни приводные клиновые. Конструкция
- ISO 4184 — клиновые ремни и канавки шкивов
- Классические учебники по деталям машин (под ред. И. А. Бирджера)
- Руководства по эксплуатации автомобилей ведущих производителей