Рукава высокого давления, ремни и конвейерные ленты: основные виды

Подробная информация есть по ссылке remen.ru

Рукава высокого давления: конструкция и подключение

Рукава высокого давления (РВД) применяются в гидравлических системах, где необходимо передать рабочую жидкость под давлением от насоса к исполнительному механизму. Подбор конкретного рукава определяется параметрами системы: номинальным давлением, внутренним диаметром, типом рабочей среды и условиями окружающей среды. В отличие от жестких трубопроводов, рукава обеспечивают возможность изгибов и компенсируют вибрации, однако их конструкция накладывает ограничения на минимальный радиус изгиба и температуру эксплуатации. Сведения о свойствах различных типов рукавов и фитингов приводятся в технической документации производителей и в справочниках по гидравлическому оборудованию.

Из чего состоит рукав высокого давления

Типовой рукав высокого давления представляет собой многослойную конструкцию. Внутренний резиновый слой, контактирующий с рабочей жидкостью, изготавливается из маслостойкой синтетической резины. Он должен быть гладким и плотным, чтобы исключить попадание частиц в поток и снизить гидравлическое сопротивление. Материал внутренней обкладки подбирается в зависимости от типа жидкости: для минеральных масел, водомасляных эмульсий, воды или специальных гидравлических жидкостей. Силовой каркас воспринимает внутреннее давление. Для его изготовления используются стальная проволока или синтетические нити. По способу наложения армирования рукава делятся на оплеточные и навивные. Оплетка представляет собой переплетение проволочных прядей вокруг внутреннего слоя. Навивка выполняется путем укладки проволоки по спирали под определенным углом. Увеличение числа слоев армирования повышает рабочее давление. Например, рукава с одной оплеткой из стальной проволоки рассчитаны на давление до 25 МПа, с двумя оплетками — до 40 МПа, с четырьмя навивными слоями — до 100 МПа. Наружная резиновая обкладка защищает каркас от механических повреждений, атмосферных воздействий, масел и абразивных частиц. Диаметр рукава влияет на скорость потока жидкости. Для давления до 25 МПа скорость в напорной магистрали обычно ограничивают значением 6 м/с, для всасывающей линии — не более 1,5 м/с. Внутренний диаметр подбирается по требуемому расходу с учетом этих скоростей. Также учитывается минимальный радиус изгиба, который указывается для каждого типоразмера.

Типы фитингов и способы соединения

Для подключения рукава к гидравлическим элементам применяются фитинги — соединительные детали, которые закрепляются на конце рукава. Основной способ закрепления — обжимной. Гильза фитинга надевается на рукав, затем обжимается специальным прессом по посадочному месту. В результате создается неразъемное соединение, которое выдерживает давление, близкое к разрывному для данного рукава. Обжимной способ считается надежным для стационарных и передвижных гидросистем. По присоединительной части фитинги делятся на резьбовые, фланцевые и быстроразъемные. Резьбовые фитинги имеют наружную или внутреннюю резьбу. Распространены следующие типы резьб: метрическая, трубная цилиндрическая (BSP), дюймовая конусная (NPT), а также дюймовая с уплотнением по конусу (JIC). Угол штуцера изменяется от 0 до 90 градусов, что позволяет направить линию под нужным углом. Фланцевые соединения применяются на рукавах большого диаметра при давлениях от 40 МПа и выше. Быстроразъемные муфты обеспечивают быстрое подсоединение без ключа, но требуют регулярного обслуживания уплотнений. При выборе фитинга учитывается материал: углеродистая сталь с защитным покрытием для обычных условий, нержавеющая сталь для агрессивных сред и пищевого производства, латунь для воды и воздуха. Тип фитинга должен соответствовать стандарту рукава, иначе в месте обжима возможно деформирование арматуры.

Зубчатые ремни: параметры и применение

Зубчатые ремни относятся к категории приводных ремней, в которых передача усилия происходит за счет зацепления выступов ремня с впадинами шкива. Такой принцип исключает проскальзывание и обеспечивает синхронность вращения ведущего и ведомого валов. Зубчатые ремни применяются в механизмах газораспределения двигателей, в станках с ЧПУ, в приводах вентиляторов, в конвейерах, требующих точного позиционирования.

Шаг и профиль зуба

Основным параметром зубчатого ремня является шаг — расстояние между осями соседних зубьев. Метрические ремни маркируются с шагом в миллиметрах, например T5, T10, T20. Ремни с трапециевидным профилем зуба используются для общих передач. Для более равномерного распределения нагрузки разработаны ремни с полукруглым профилем — серии HTD (5M, 8M, 14M) и с улучшенным криволинейным профилем — серии STD (S5M, S8M, S14M). Угол профиля, высота зуба и радиус впадины регламентируются международными стандартами ISO 5296 и DIN 7721. Материал корда (натяжного слоя) определяет прочность ремня. Стеклокорд обладает низким удлинением при нагреве, стальной корд применяется для тяжелых условий нагрузок, арамидный корд имеет высокую прочность при малой массе. Ширина ремня подбирается по передаваемой мощности и допускаемому усилию на зуб. При выборе учитывается также число зубьев в зацеплении, которое зависит от диаметра шкива и межосевого расстояния.

Отличие зубчатого ремня от клинового

Зубчатый и клиновой ремни передают крутящий момент разными способами. Клиновой ремень работает за счет силы трения между боковыми поверхностями ремня и канавкой шкива. Для передачи достаточного усилия необходимо высокое натяжение, при этом в перегрузочных режимах возможна пробуксовка. Зубчатый ремень передает усилие механическим зацеплением зубьев, поэтому не требует большого предварительного натяжения. Это снижает нагрузку на опоры валов. Обратной стороной является то, что зубчатый ремень чувствителен к перекосу валов и износу зубчатого профиля. Если в клиновой передаче допускается незначительное проскальзывание как защитный фактор, то зубчатый ремень при перегрузке может сломаться или перескочить через зуб, что вызывает сбой фаз газораспределения в двигателе. Вследствие этого зубчатые ремни применяют там, где важна точность, а клиновые — в передачах с переменными ударными нагрузками.

Клиновые и плоские ремни: особенности передачи

Клиновые и плоские ремни относятся к фрикционным передачам. Они передают усилие за счет сцепления, поэтому эффективность передачи зависит от коэффициента трения, натяжения и площади контакта со шкивом. Разница в форме поперечного сечения предопределяет их поведение при работе на высоких скоростях и при повышенных нагрузках.

Сечения клиновых ремней и их подбор

Клиновой ремень имеет трапециевидное сечение. Боковые стороны ремня входят в клиновидные канавки шкива, благодаря чему увеличивается сцепление с боковой поверхностью. Стандартные сечения по DIN 2215: Z (10 мм), A (13 мм), B (17 мм), C (22 мм), D (32 мм), E (40 мм) — числовые значения соответствуют ширине верхней части ремня. В международной классификации RMA применяются сечения 3V, 5V, 8V, с соответствующими размерами. Подбор сечения осуществляется по передаваемой мощности и частоте вращения ведущего шкива. Для мощности до 2 кВт достаточно сечения Z, до 7 кВт — A, до 20 кВт — B, до 50 кВт — C. Узкие клиновые ремни сечений SPZ, SPA, SPB, SPC позволяют передавать большую мощность при том же межосевом расстоянии. Длина ремня определяется расчетной длиной по нейтральной линии, которая не меняется при изгибе. Несоответствие длины приводит к неравномерному натяжению и вибрации.

Плоские ремни в высокоскоростных передачах

Плоский ремень имеет прямоугольное поперечное сечение. Передача усилия происходит по всей ширине шкива, а не по боковым граням, как у клинового. Плоские ремни обладают высокой гибкостью, что позволяет работать на малых диаметрах шкивов. Обычно они изготавливаются из полиуретана с одним или несколькими слоями полиэфирного корда. Рабочая скорость плоского ремня может достигать 60 м/с, что превышает допустимые скорости для клиновых ремней. Высокая гибкость и малая масса ремня обеспечивают низкий уровень вибраций и шума. В высокоскоростных передачах, например, в приводах шлифовальных и балансировочных станков, плоские ремни требуют точного выравнивания шкивов и стабильного натяжения. Из-за отсутствия клинового эффекта, натяжение плоского ремня должно быть выше для предотвращения пробуксовки. Применяются также плоские ремни с импрегнированным покрытием для увеличения коэффициента трения, например, с каучуковой или полиуретановой поверхностью.

Приводные ремни: натяжение и износ

Правильное натяжение приводного ремня определяет ресурс как самого ремня, так и подшипников узлов. Слабое натяжение вызывает проскальзывание, которое разогревает ремень и ускоряет его истирание. Чрезмерное натяжение перегружает подшипники и может привести к разрыву корда или деформации валов.

Контроль натяжения ремня

Контроль натяжения производится через стрелу прогиба ремня при приложении заданного усилия в средней точке между шкивами. Усилие, необходимое для прогиба на заданную величину, зависит от типа ремня и его сечения. Для клиновых ремней эталонные значения приводятся в таблицах в зависимости от длины и сечения. Измерения проводятся при остановленном приводе. Также существуют электронные приборы, которые определяют натяжение по собственной частоте колебаний ремня. Для клиновых ремней частота колебаний должна находиться в пределах, указанных в инструкции изготовителя. В процессе работы ремень вытягивается, особенно в начальный период эксплуатации. Поэтому контроль натяжения выполняют регулярно, например, после первых часов работы, а затем через определенные интервалы. В гидравлических приводах с ограниченным доступом применяются автоматические натяжные устройства: пружинные ролики, гидравлические подпружиненные механизмы.

Признаки износа и замена

Типичные признаки износа клинового ремня: продольные трещины по внутренней поверхности, отслоение обкладки, блеск на боковых сторонах вследствие пробуксовки, увеличение шума при работе, следы абразивного износа. Для зубчатого ремня такими признаками являются выкрашивание зубьев, трещины в основании зубьев и обрыв корда. Плоский ремень изнашивается преимущественно по рабочей поверхности, что проявляется в появлении трещин и снижении коэффициента трения. Замену ремня выполняют при обнаружении любого из указанных дефектов. Если в приводе используется несколько одинаковых ремней, они должны заменяться одновременно, поскольку бывшие в употреблении ремни имеют разную остаточную длину. Снятие и установка ремня производятся после ослабления натяжного ролика. Перед установкой нового ремня необходимо выровнять шкивы по осевой линии с помощью линейки или лазерного устройства.

Конвейерные ленты: конструкция и эксплуатация

Конвейерные ленты используются для транспортирования насыпных и штучных грузов. Они эксплуатируются в горной промышленности, металлургии, на обогатительных фабриках, в портах и на складах. Конструкция ленты выбирается исходя из типа груза, его характеристик, длины трассы и условий окружающей среды.

Слоистость и типы тканей

Конвейерная лента, как правило, состоит из тягового каркаса и резиновых обкладок. Тяговый каркас обеспечивает прочность и воспринимает продольные нагрузки. Каркас изготавливается из нескольких тканевых прокладок, пропитанных резиновой смесью. Число прокладок определяет прочность ленты. Для лент средней ширины (800–1200 мм) число прокладок обычно составляет 3–5. Для широких лент (до 2000 мм) и при транспортировании тяжелых крупнокусковых грузов количество прокладок увеличивается до 7–8. Синтетические ткани с высокой прочностью на разрыв включают полиэстер в основе и полиамид в утке. Такие ткани обозначаются аббревиатурой EP/EE или EP. Прочность ткани характеризуется разрывным усилием, например, 1000 Н/мм или 1600 Н/мм. Резиновые обкладки размещаются сверху и снизу каркаса. Верхняя обкладка подвергается износу со стороны груза, поэтому ее толщина больше нижней. Для абразивных материалов, таких как руда или щебень, толщина верхней обкладки составляет не менее 8–10 мм. Для легких сыпучих грузов применяется обкладка 4–6 мм. В зависимости от условий эксплуатации используется огнестойкая, маслостойкая, морозостойкая или теплостойкая резиновая обкладка. Рабочая температура для стандартной резиновой смеси находится в пределах от -25°C до +60°C.

Способы соединения концов ленты

При монтаже ленты на конвейере необходимо соединить два конца в бесконечную ленту. Наиболее распространены два способа: механическое соединение и горячая вулканизация. Механическое соединение выполняется с помощью металлических замков, которые пластически деформируются и соединяют концы ленты между собой. Такое соединение монтируется быстро, не требует специального оборудования, однако снижает прочность ленты в зоне стыка на 60–70% и увеличивает шум при прохождении роликов. Механическое соединение применяются на лентах с небольшим натяжением и как временное решение. Горячая вулканизация обеспечивает более прочное стыковое соединение, которое сохраняет разрывную прочность до 90–95%. Концы ленты разделываются по слоям, склеиваются клеем и подвергаются вулканизационному прессованию при температуре 140–160°C в течение нескольких часов. Вулканизация может выполняться на месте монтажа с использованием переносного оборудования. Недостатком является трудоемкость и большая продолжительность процесса, что останавливает работу конвейера на длительный период.

Соединение конвейерной ленты должно быть выполнено без перекоса, поскольку смещение стыка вызывает биение ленты и ускоряет износ роликов и барабанов.

Таблица ниже обобщает отличия приводных ремней по принципу передачи усилия.

Для продления срока службы резинотехнических изделий важно соблюдать несколько условий:

• Исключить соприкосновение рукавов и ремней с маслами, агрессивными жидкостями и солнечными лучами;
• Соблюдать минимальные радиусы изгиба, указанные для рукавов;
• Регулярно проводить контроль натяжения ремней и замену изношенных элементов;
• Следить за чистотой шкивов, канавок и роликов от налипания грязи;
• Не допускать работу конвейерной ленты при заклинивании груза на ленте.

Порядок контроля натяжения клинового ремня можно представить следующим образом:

1. Остановить привод и убедиться в отсутствии вращения.
2. Измерить расстояние между внешними поверхностями шкивов.
3. Приложить усилие к средней точке ветви ремня.
4. Измерить стрелу прогиба с помощью линейки или индикатора.
5. Сравнить полученное значение с допусками для конкретного типа ремня.
6. Отрегулировать натяжение в случае отклонения.

Правильно подобранные параметры РВД, ремней и конвейерных лент позволяют обеспечить работоспособность привода и гидросистемы в пределах заявленных нагрузок. Учет среды, температурного режима и свойств передаваемого вещества определяет ресурс этих изделий.

Видео