Клиновые шкивы spz: размеры и расчёт передачи

Приводные клиновые шкивы SPZ применяются в станках, компрессорах, вентиляционных установках и иной промышленной технике. Символ Z указывает на номинальную ширину ремня 10 мм при верхней ширине 9,7 мм, угол профиля 40°. Посадочный конус рассчитан под втулки Taper Lock либо под расточку.

Маркировка и размеры

Каталог DIN 2211-1 включает номинальные диаметры от 63 до 400 мм с шагом 5 мм до 125 мм и 10 мм выше. Обозначение 2/SPZ 160-TL1210 расшифровывается так: две канавки, профиль SPZ, наружный диаметр 160 мм, посадочная втулка 1210. Минимальное значение диаметра для одного ручья равно 63 мм, для двух — 90 мм, для трёх — 112 мм. Максимальный ряд допускает восемь канавок при наружном диаметре 400 мм. Погрешность исполнения по ГОСТ 20889 — класс 7.

Расчёт передачи

Передаточное число i определяется отношением окружных диаметров: i = D₂⁄D₁, где D₁ — диаметр меньшего шкива, D₂ — большего. Коэффициент скольжения для формулы берётся 1,02–1,05, потому корректировка проводится через приведение к эффективному диаметру: De = (D − h), где h — глубина ручья 1,6 мм. При необходимости иной точности применяется итерационное уточнение с учётом проскальзывания ремня и упругого растяжения. Общее натяжение S складывается из сил на ведущей и ведомой ветви: S = (P k) ⁄ v, где P — мощность, v — скорость ремня, k — коэффициент запаса 1,3–1,5. Допустимая периферийная скорость для SPZ ограничена 40 м/с.

Подбор шкива

Первый шаг — укрупнённая выборка по мощности привода и предполагаемой скорости ремня. Таблица допустимых мощностей для SPS показывает, что один расчётный ремень передаёт до 1,6 кВт при 1500 об/мин на шкиве 80 мм. При нагрузке 4 кВт берётся два ручья, при 6 кВт — три. Диапазон температур −30…+90 °C. Чугунные шкивы поставляются в состоянии динамической балансировки классов G6.3 или G2.5 по ISO 21940, при частоте вращения свыше 3600 об/мин выбирают класс G2.5. Защита от коррозии обеспечивается фосфатированием либо порошковым окрашиванием. Для втулки Taper Lock указывают посадку H7 на валу, при расточке под шпонку применяют допуск P9. Завершающая проверка включает расчёт натяжения, смещения валов, частоты собственных колебаний ремня. Требования к монтажу: совпадение осей шкивов в пределах 0,2 мм⁄100 мм длины ремня, момент затяжки болтов втулки — по таблице производителя.

Шкивы профиля SPZ применяются в компактных ременных передачах промышленного оборудования с диапазоном мощностей до 15 кВт и частот вращения до 14 000 об/мин. Символ SPZ указывает на верхнюю ширину 9,7 мм, высоту 8 мм и угол профиля 40°. Узкий профиль снижает объём вращающейся массы, повышает окружную скорость и отдачу привода.

Геометрия регламентирована DIN 2211 и ISO 4183. Каталог охватывает одинарные, двухканавочные и многоканавочные шкивы с наружным диаметром 63-500 мм. Посадочные размеры для ступиц Taper-Lock или под шпонку соответствуют ISO R773.

Основные параметры

Ключевые параметры включают наружный диаметр D, диаметр по пасу d₁, трассовую ширину b, угловую скорость ω, массу m, момент инерции J, статическую и динамическую несущую способность. Диаметр по пасу вычисляется как D − 1,6 мм, значение отражает положение нейтрального слоя ремня.

Минимальный нормативный диаметр зависит от частоты Fp и категории ремня. Для SPS норматив DIN задаёт 63 мм при числе рёбер до четырёх, при большом числе используется 90 мм. Допуск на биение по ISO 254 диаметра до 250 мм равен 0,25 мм.

Масса шкива равняется ρ·V, где ρ — плотность материала, V — объём. При сером чугуне ρ≈7100 кг/м³. Балансировка производится по ISO 21940-1, класс 6.3 при линейной скорости выше 30 м/с.

Формулы расчёта

Передаваемая мощность определяется выражением P = (T·ω)/1000, где T — двигатель-ный крутящий момент, ω — угловая скорость. T = 9550·Pₙ/n, Pₙ — номинальная мощность двигателя, n — обороты в минуту. Коэффициент нагрузки K берут по таблице циклов, итоговый момент M = K·T.

Число ремней z округляется вверх: z = M / (M₁·φ), где M₁ — расчётный момент на один ремень, φ — поправка длины ветви. M₁ выбирают из графика каталога под контур SPZ.

Общее передаточное отношение i = n₁/n₂ = d₂/d₁. Для SPZ стандарт допускает i = 1–6 на одну ступень. Различие диаметров рассчитывается с учётом допуска на растяжение ремня, чтобы натяжение ветви оставалось стабильно.

Проверка на окружную скорость: v = π·D·n/60 000. Ограничение 40 м/с для чугуна, 55 м/с для динамически сбалансированного алюминия. При v > 30 м/с используют расточенные посадочные поверхности класса Ra 1,6 мкм.

Критерии выбора

Ключевое требование — совместимость с профилем ремня и допустимая мощность при заданных оборотах. Обозначение формируется как 2-SPZ-180-TL2517, где первая цифра — число канавок, 180 — наружный диаметр, TL2517 — тип втулки Taper-Lock.

Материал шкива подбирают по температуре и массе системы. Чугун стабилен при +70 °C, сталь подходит при ударной нагрузке, алюминий снижает инерцию быстроходных шпинделей.

Защитная обработка поверхности включает фосфатирование и окраска эпоксидным грунтом. Для коррозионной среды используют шкивы из нержавеющей стали с кассацией.

Натяжное устройство размещается на ведомой стороне. Допуск на прогиб ветви e = (L/100) мм, где L — межосевое расстояние. Для контроля применяют тензометры частоты вибрации ремня.

При подборе ступицы учитывают крутящий момент и допуск посадки. Втулки TL используют конус 8°, что ускоряет монтаж. Момент затяжки винтов Mz согласован с ISO 898-1 класс 10.9.

После монтажа проверяют биение бегомером: значение не превышаетт 0,1 мм при диаметре до 200 мм. Ремень запускают плавно, повторная проверка проводится через 8 часов работы.