Převodové mechanismy Převodové mechanismy jsou mezi motorem a výkonným orgánem stroje a slouží k přeměně parametrů pohybu – frekvence otáčení n, krouticí moment Mk tak, aby motory pracovaly v oblasti parametrů pro ně výhodných a tyto parametry byly v převodech upraveny pro správnou funkci výkonného orgánu stroje
Převody jsou o přímé o nepřímé
Převody přímé třecí ozubené
Převody nepřímé řemenové řetězové lanové
Převody mohou transformovat pohyb ( Mki, ni ) s pevným převodovým poměrem nebo se skluzem. Převodový poměr i bývá při běhu konstantní, může však být i periodicky proměnný.
Základní vztahy pro převody s konstantním převodovým poměrem (beze skluzu s [ % ] ) ni+1 = ni . i-1
Mk,i+1 = Mk,i . i . η
Pi+1 = Pi . η
ni+1 = ni . (1 - s / 100 ) . i-1 ( pro převod se skluzem s [%] )
Frekvence otáčení se mění s převodem, krouticí moment a výkon se mění a zmenšují o ztráty (obvykle se otáčky n směrem od motoru zmenšují a krouticí moment Mk roste). V případě skluzu se frekvence otáčení mění o procenta skluzu více než samotným převodem (při převodu „do pomala“ budou otáčky hnaného hřídele menší než v případě beze skluzu).
Převody nepřímé (s vloženým členem) Jako vložený člen vystupuje řemen (např. i ocelový pas), řetěz nebo lano. Musí být dokonale ohebný. V některých případech je obtížné rozlišit řemenový a např. lanový převod. Převody třecími koly mohou být přímé i nepřímé (s vloženým členem). Řemeny i lana přenášejí síly třením a tedy se skluzem, řetězy pracují beze skluzu.
Řemenové převody Používané typy řemenů
ploché (se skluzem) klínové (se skluzem) ozubené (beze skluzu, synchronní)
Velikost řemenu je odvozena od tahové síly v řemenu (namáhání řemenu je dále ovlivněno poloměrem řemenic – ohyb, rychlostí – odstřed. síla aj.). Důležité je tření mezi řemenicí a řemenem – souč. f. Materiál plochých řemenů:
kůže textilie (bavlna, len, konopí, silon, nylon) pryž (s vyztužením textilními příp. skel. či kovovými vlákny aj.) polyuretan (výztuž textilní či ocelová vlákna aj.) plast (polyamid, polyester aj.) ocelový pás
Ploché řemeny Ploché řemeny Je to jeden z převodů, kterým nevadí prašné prostředí. Bombírování řemenic – držení řemene na řemenici. Spojování – lepení, svařování, šití nebo kovové spojky pro kůži. Převodový poměr je dán poměrem průměrů řemenic i = n1 / n2 = D2 / D1 , pozor – skluz -1 zmenšuje účinek převodu i , tj. n2 = n1. i .(1 – s/100).
Ploché řemeny Na povrchu vrstva s vysokým součinitelem tření, uvnitř vlákna zajišťující vysokou pevnost.
Pro přenos síly mezi řemenicí a řemenem nutná velká přítlačná síla (zatížení ložisek).
Klínové řemeny Drážkovým účinkem se zvětší tření mezi řemenem a řemenicí. V provozu může být několik řemenů vedle sebe nebo spojený profil s více drážkami. Používá se především pro vysoké rychlosti řemenu (obvodová rychlost na řemenici). Profil řemenu je lichoběžník nebo kruh. Pro větší ohebnost může být ozubený (bez opření zubů). Materiál řemenů – pryž, polyuretan, textilní výplň, vlákna textilní, ocel. dráty, skelná vl. aj. Pro přenos síly řemenice – řemen nutný tzv. „úhel opásání“ řemene kolem řemenice. převod i = d2 / d1 rychlost řemene
v = π . d . n / 60
obvodová síla v řemenu
F = 2 . Mk / d
výkon přenášený jedním řemenem P1 = F . v výkon přenášený jedním řemenem ovlivní úhel opásání na řemenicích, průměr malé řemenice, rázy v pohonu
Rozměry drážek v řemenicích
Řemenice pro klínové řemeny
řemen se zuby (pro zvýšení ohebnosti)
Profil a složení klínových řemenů 1 vlákna výztuže, 2 pružná výplň, 3 vrstva pro zvýšení tření, 4 pružná výplň
Malá řemenice
drážky v řemenici
Řemeny ozubené (synchronní) Složení
Ozubené řemeny a řemenice Ozubené řemeny
Profily Materiál
Synchronní řemeny rozteč
Pitch [ mm ]
tloušťka
B [ mm ]
výška zubu
T
[ mm ]
převod i = z2 / z1
průměr řetězky
d = P / sin (π / z)
Délka řemene je odstupňována, řemen je vyráběn uzavřený, v určité délce (jako válec), délka odpovídá počtu roztečí (zubů). Řemeny jsou vyráběny také neuzavřené a lze je spojit svařením.
Katalogy řemenů Rozměry
Materiály ozubených řemenů Ozubené řemeny jsou vyráběny z termostálého polyuretanu, polyamidu, neoprénu aj. U silně namáhaných řemenů je třeba vyztužení. Podobně, jako při výrobě pneumatik, se používá kord, většinou ocelový nebo kevlarový. Pro speciální účely se vyrábí řemeny s nerezovými kordy, nebo řemeny se skelným vláknem. Pro nižší hlučnost, menší koeficient tření a větší ochranu polyuretanové části lze na řemeny nanést nylonový povlak. Materiály výplně
Výztužná vlákna
Přírodní kaučuk
NR, NK
Ocelový nerez drát (struna)
Kaučuk acrylnitril-butadienový
NBR
Ocelový pozinkovaný drát
Kaučuk polychloroprenový
CR
Skelná vlákna
Kaučuk etylen-propylenový
EPDM, EPM
Kaučuk etylenoxyd-epichlorhydrinový
ECO
Kaučuk butadienový
BR
Kaučuk styrol - butadienový
SBR
Hydrogenovaný kaučuk akryl-butadienový
HNBR
Akrylátový kaučuk
ACM
Silikonový kaučuk
MQ, MVQ
Probelt Zubří
Fluorosilikonový kaučuk
MFQ
Continental Contitech
Polyuretanový kaučuk
AU
Gates
Fluorový kaučuk
FPM, FKM
Norelem
Butylkaučuk
IIR
TemPo Ningbo International
Uhlíková vlákna Silon Polyamid
Výrobci :
Řetězy Řetězy v převodech jsou: • • • • • •
řetězky (řetězová kola)
svařované článkové Gallovy pouzdrové válečkové Ewartovy dopravníkové aj.
Řetězová kola průměr řetězky
d = p / sin (π / z)
Válečkový řetěz jednořadý
Řetěz Gallův
Řetězy
Řetězová kola (řetězky)
článkový
dvou a třířadý válečkový
Gallův
pouzdrový
řetězka pro článkový ř.
Ewartův ř.
Řetěz podavače
Různé řetězy další
Dopravníkové řetězy
Pouzdrový řetěz
Ozubený oboustranný řetěz
Ozubený řetěz
Řetězy dopravníků
plastový řetěz
Řetězy dopravníků a podavačů
ohyb ve dvou rovinách
Řetězy pro podvěsné dopravníky
Řetězy ohebné ve dvou rovinách
pohybují se ve vedení
Řetěz pro podvěsný dopravník s poddajností ve dvou k sobě kolmých rovinách
Dráha s vedením pro podvěsný dopravník
Lanové převody Lana jsou používána ve zvedacích zařízeních (jeřáby, lanovky, výtahy, dopravníky aj.). Lana se splétají ze spletených pramenů z ocelových drátů (též konopné provazy). Spletení lan – stejnosměrně nebo protisměrně. Duše lana – udržuje mazivo. Ocelové dráty absolvovaly značné tváření za studena – zvýšení pevnosti (σKt = 1600 MPa). Lanové převody = kladkostroje. Ocelová lana: a – protisměrně vinuté lano (pravý smysl vinutí) b – stejnosměrně vinuté lano (levý smysl vinutí) uchycení konce lana zapletením, svěrkami, klínem
Kladkostroje Síla v laně se rovná břemenu dělenému počtem lan, na kterých břemeno visí. Používané kladkostroje jsou obvykle zdvojené – zrcadlově.
Převod je počet lan lomeno 2.
Lano vedené přes kladku kladnice
kladky
ukládání lan na bubnech – vrstvy
mazání a kontrola lan
Lana uzavřená (pro lanovky, těžní lana)
Konce vázacích lan
zapletení konce
Přeseknuté lano
Různá lana
Zapletený konec lana
Řetězový převod kladkostroje
Lanové převody jeřábu
Převody třecí Třecí převod se uskutečňuje valením třecích kol
• přímo • nepřímo přes vložené kolo, prstenec aj.
Pro zvýšení tření jsou kola opatřena obložením, drážkami – sníží se potřebný přítlak. převodový poměr
i = d 2 / d1
pracují se skluzem s [%]
n2 = n1 . (1 – s / 100 ) . i-1
Pro dosažení třecí síly musí být velká přítlačná síla Fn Zvětšení třecí síly přináší použití třecího obložení nebo drážkování.
Přítlačná síla zatěžuje ložiska třecích kotoučů. Vhodným uspořádáním lze účinek přítlačné síly na zatížení ložisek odstranit (vyrovnat).
Třecí převody umožňují snadnou změnu otáčení výstupu – reversaci.
Mk2 = Fn . f . r2 = Mk1 . d2 / d1
reversace
