Шкив: назначение, типы, материалы для изготовления

Каким бывает шкив?

Для того, чтобы сделать правильный выбор шкива, стоит рассмотреть его разновидности и технические особенности функционирования. Итак, каким же бывает шкив?

• Шкив коленвала. Он необходим для того, чтобы участвовать в передаче момента от коленного вала навесному оборудованию. У этой модели есть множество преимуществ: охлаждение ремней, амортизация при вращении, балансировка коленвала и многое другое. Срок использования такого шкива рассчитан более чем на 10 лет;
• Шкив канатный.  Применяется для направления канатов скипового подъемника доменной печи. Данная модель шкива является одной из наиболее прочных, поэтому его установка может потребовать дополнительной помощи;
• Шкив для клиновых ремней. Данная модель используется в силовых передачах, которые не требуют точного позиционирования. Основное предназначение данной модели – обеспечивать проскальзывание ремня. В этом случае можно не использовать муфту сцепления;
• Однорядный шкив. Эта модель имеет сравнительно небольшую грузоподъемность и выполнена из прочного чугуна. Масса такого шкива не более 500 г.

Типы и конструктивные особенности шкивов коленвала

В двигателях используется два основных типа шкивов коленвалов, которые отличаются конструкцией и назначением:

— Ручейковые шкивы под клиноременную передачу;— Зубчатые шкивы под зубчатый ремень.

Ручейковые шкивы — это классическое решение, которое используется на двигателях внутреннего сгорания с самого их появления. Внешняя поверхность такого шкива имеет один или несколько ручьев V-образной формы, в которые входит ремень соответствующей формы (клиновый или поликлиновый). Такие шкивы используются только в клиноременных передачах, в которых нет необходимости точной установки коленвала и агрегатов друг относительно друга. К таким передачам относятся привод водяной помпы, генератора, компрессора кондиционера, воздушного компрессора, вентилятора и насоса ГРМ.

Зубчатые шкивы — это современное решение, которое находит применение на двигателях последние два-три десятка лет. Такие шкивы используются в передачах с зубчатыми ремнями, которые заменяют цепной привод ГРМ. Зубчатые шкивы коленвала и агрегатов и соединяющий их зубчатый ремень обеспечивает определенное положение агрегатов друг относительно друга. В большинстве случаев зубчатый шкив используется для привода ГРМ и водяной помпы, а привод остальных агрегатов осуществляется отдельной клиноременной передачей.

Также существуют комбинированные шкивы, который представляют собой конструкцию из зубчатого и клинового (либо поликлинового) шкивов. Такие шкивы используются для привода ГРМ и ряда вспомогательных агрегатов двигателя. Клиновых/поликлиновых шкивов в такой конструкции может быть несколько (до четырех).

Все указанные шкивы по конструкции делятся на два типа:

— Цельнолитые/фрезерованные;— Составные демпфированные.

Шкивы первого типа — это цельные детали, отлитые или выточенные из одного куска металла (чугуна или стали). Такие шкивы наиболее просты и дешевы, однако передают на агрегаты все колебания, возникающие при вращении коленчатого вала.

Шкивы второго тип являются составными, они состоят из ступицы и венца, соединенных через резиновое кольцо. За счет наличия резинового кольца осуществляется развязка ступицы и венца, поэтому возникающие при вращении коленвала колебания и вибрации ослабляются. Такие шкивы более тяжелы, сложны и дороги, однако это окупается лучшей надежностью и долговечностью всего ременного привода.

Также шкивы делятся на две группы по типу крепления:

— Крепление с помощью центрального болта и шпонки;— Крепление на несколько (2-6) болтов.

В современных двигателях шкив коленчатого вала, особенно в случае ременного привода ГРМ, чаще всего крепится на одном болте, а удерживается от проворачивания с помощью шпонки. Вспомогательные шкивы могут крепиться с помощью нескольких болтов, причем монтаж выполняется на ступицу, которая является либо продолжением звездочки цепного привода ГРМ, либо отлита на носке коленвала, либо является самостоятельной деталью с шпоночным креплением на носке вала.

На шкивах современных двигателей помимо ручейков или зубцов под ремень может быть выполнен зубчатый венец для работы датчика положения коленчатого вала (ДПКВ). Венец является так называемым задающим диском датчика коленвала, он может быть отлитым вместе со шкивом, либо выполняться в виде отдельной детали с креплением на болтах.

Любой шкив коленвала при изготовлении подвергается балансировке для устранения колебаний и биений. Для удаления излишков металла в шкиве высверливаются небольшие углубления.

Изображение шкива на чертежах

Из чертежа изделия должно быть полностью понятно его устройство, размеры и способ изготовления. Для стандартных изделий на чертеже обязательно наносится обозначение шкивов.

Чтобы правильно и точно изготовить нестандартный шкив, чертеж его должен соответствовать определенным требованиям. Правильно выбрать угол канавки шкива можно, если воспользоваться для чертежа стандартным рядом уклонов.

Шкив обычно изображается на чертежах в двух видах:

• разрез секущей плоскостью, проходящей через ось вращения;
• вид сбоку.

Вид сбоку, как и для других деталей с осевой симметрией, приводят не полностью, а в половину. Для шкивов, имеющих в своей конструкции спицы, допустимо не изображать все, а привести чертеж одной детали с указанием их количества.

Разрез требуется строить так, чтобы в его плоскости находилась хотя бы одна спица. Спицы на разрезе штриховать не требуется. Если же деталь выполнена сплошной, плоскость разреза штрихуется, как обычно на чертеже.

Основные размеры и параметры, такие, как:

• диаметр обода и ступицы;
• профиль клинового ремня;
• радиусы сопряжения;
• уклоны канавки и т. п., наносятся на разрезе.

На дополнительном виде чертежа изображают сечение спицы. Если форма его переменная, то делают несколько дополнительных видов чертежа.

Изображение места крепления под шпонку с размерами и указанием качества поверхности также выносится на дополнительный вид чертежа.

Если вместо спиц для облегчения конструкции в теле детали предусмотрено несколько отверстий, их число и размеры указываются на разрезе, а вид сбоку на чертеже допустимо не строить.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Шкивы для клиновых ремней: назначение и особенности изготовления

Шкив- металлическое колесо, обладающее канавкой либо ободом, используемое для передачи вращения от одного узла к другому. Размер канавки шкива определяется размером габаритными параметрами ремня в определенном механизме.

Телефон для связи : WhatsApp.

Шкивы для клиновых ремней изготавливаются на специальном токарном станке. Материалом исполнения для таких изделий выступает металл. Чаще всего для этих целей применяют чугун, алюминий, сталь, текстолит и капролон. Несмотря на простоту детали ее изготовление требует не только наличие специализированного и оборудования, но и определенных навыков мастера. Именно по этим причинам даже при наличии оснащения лучше заказать изготовления данной детали у специалиста.

При корректном изготовлении шкива удается продлить эксплуатационный срок не только ремня, но и приводных механизмов и узлов.

Методы изготовления шкивов для клиновых ремней

Способ и материал изготовления шкивов для клиновых ремней напрямую зависит от скорости вращения ремня.

• При максимальной скорости ремня до 30 м/с используется литой чугун СЧ20;
• При скорости вращения ремня до 40 м/с применяется сталь 25Л. Деталь производится литьевым методом и точится на токарном станке;
• Скорость вращения до 60 м/с. В этом случае используются сборные либо литые шкивы, выполненные из стали 30;
• При максимальной скорости вращения до 80 м/с. В данной ситуации обычно применяются литые шкивы, изготовленные из различных сплавов металла АЛ-3 МЛ-5;
• При скорости вращения до 100 м/с. В таком случае может использоваться поковка либо литье , с последующей токарной обработкой. В первом случае используется хромистая сталь, во втором дюралюминий.

Стоимость и выбор шкива зависит от скорости и силы вращения, передаваемого от одного узла к другому с помощью ремня. Цена такого изделия зависит от материла, способа изготовления и его размерных параметров.

Понятие шкива

Он предназначен для передачи крутящего момента с ведущего вала на ведомый. Для работы такого привода оба вала располагают параллельно. На каждый вал надевают и закрепляют плоское колесо, их располагают в одной плоскости. Колеса соединяют бесконечным гибким приводным ремнем. При вращении приводного шкива сила трения заставляет двигаться ремень, облегающий часть его поверхности. Это движение передается ведомому шкиву, заставляя его вращаться.

Ременная передача распространена среди бытовой техники, механизмов станков малой и средней мощности, в различных двигателях внутреннего сгорания.

Она обладает следующими достоинствами:

• простое устройство;
• возможность передачи значительной мощности, современные клиноременные пары транслируют до 400 квт;
• высокая скорость вращения, до 50 м/с;
• плавный и малошумный ход;
• демпфирование вибраций и рывков приводного вала при передаче вращения;
• проскальзывание при перегрузках срабатывает как предохранительный механизм.

Сам шкив – это диск на валу. Он состоит из двух основных частей: обода и ступицы. Обод- это внешняя часть детали. Она входит в зацепление с ремнем и в зависимости от типа привода может быть плоской или иметь углубление по форме ремня. Боковые выступы над ободом называют щеками. Они удерживают ремень от соскальзывания. Если привод клиновой, то щеки делают наклонными, они несут дополнительную функцию- увеличивают площадь зацепления.

Если используется зубчатый привод, то на поверхности обода делают зубья соответствующей формы.

Если используется параллельно несколько ручьев, на ободе делают несколько канавок.

Ступица- внутренняя част шкива. Он имеет отверстие для крепления на валу. Часто обод и ступица отливаются, вытачиваются или фрезеруются в виде единой детали.

Для снижения веса изделия в теле шкива оставляют пустоты, формируя спицы. При изготовлении из дерева наличие спиц обуславливалось технологией изготовления.

Для обеспечения взаимозаменяемости шкивов их типоразмеры, технологические требования, маркировка стандартизованы. Они описаны в ГОСТ 20889-94. «Шкивы для приводных клиновых ремней» и в ГОСТ Р 50641-94 (ИСО 4183-89).

Скачать ГОСТ 20889-88

Скачать ГОСТ 50641-94

В стандартную маркировку входят следующие параметры:

• число ручьев;
• профиль используемого приводного ремня;
• диаметр (считается по корду);
• обозначение втулки.

Так, маркировка 8 SPC 500 обозначает восьмиручьевый шкив под профиль SPC с диаметром 500 мм.

Стандартизованы также и правила изображения шкивов на чертеже. Чертеж должен быть построен так, чтобы изделие можно было изготовить, точно соблюдая форму и размер.

Виды шкивов для коленвала

Практически все механизмы для работы используют энергию, получаемую от вращения коленвала. Если вращение колес обеспечивается целой системой, то для приведение в работу ГРМ и других важных элементов используется шкив коленвала. Существует несколько видов таких устройств:

• Коленвал со шкивом под клиновый ремень;
• Зубчатый шкив;
• Депмферный шкив.

Ременной передачей оснащены отечественные марки автомобилей. Шкив под такой ремень имеет цельную конструкции, а сам паз полностью повторяет конфигурацию клинового ремня. В зубчатой конструкции используется не цепь, а ремень. Она используется на большинстве современных автомобилях. На микроавтобусах и транспорте небольшой грузоподъемности  применяется шкив с резиновой прослойкой (демпфером).

Определение слова «Шкив» по БСЭ:

Шкив (от голл. schijf)вращающаяся деталь ремённой передачи или канатной передачи, выполненная в виде колеса, охватываемого гибкой связью. Передающие вращающий момент рабочие Ш. (ведущий и ведомый) закрепляют на валах посредством шпоночных соединений, зубчатых соединений и пр. Не передающие вращающего момента Ш. (холостые Ш., натяжные ролики) свободно вращаются на валах или осях.Конструкции Ш. отличаются большим разнообразием. Ш. малых диаметров выполняют монолитными (рис., а), Ш. средних и больших диаметров (рис., б) имеют ступицу 1 и обод 2, связанные диском 3 или спицами. Крупные Ш. иногда выполняют из двух половин, соединённых болтами. Изготовляют Ш. из чугуна, стали (рис., в), лёгкого сплава, пластмассы, иногда дерева.Ш. под плоские ремни (рис., а) имеют цилиндрическую или слегка выпуклую рабочую поверхность для предохранения ремня от сбегания, с той же целью Ш. иногда снабжаются ребордами 4. Ш. под клиновые и поликлиновые ремни имеют канавки трапецеидального профиля (рис., б). Ш. под ремень круглого сечения снабжают канавкой со скруглённым дном. Ш. зубчаторемённых передач имеют зубья, идущие в осевом направлении, и реборды. Ступенчатые Ш. (рис., г) применяют в передачах с регулированием передаточного отношения путём перевода ремня с одной ступени на другую. Раздвижные конические Ш. в бесступенчатых передачах с широким клиновым ремнем выполняют с одним или обоими подпружиненными передвижными конусами, а также с принудит. перемещением одного или обоих конусов.Н. Я. Ниберг.Шкивы: а — монолитный. б — со ступицей. в — штампованный. г — ступенчатый.

Применение шкивов

Клиновые приводы – одни из самых широко используемых в самых различных механизмах и устройствах с высоким крутящим моментом и угловой скоростью. Прежде всего- это двигатели внутреннего сгорания. Кроме того, клиноременные пары применяются в таких областях, как:

• вентиляторы и кондиционеры;
• компрессорные установки, как поршневых, так и винтовых;
• транспортные системы зданий: лифты, эскалаторы, травелаторы;
• сельхозмашины;
• дорожно-строительная техника;
• горные машины;
• промышленные технологические установки;
• станки;
• бытовая техника;
• ручной электроинструмент;

и во многих других отраслях.

Зубчатые передачи используются в тех случаях, когда требуется передать значительный крутящий момент без пробуксовок. Зубчатоременной привод не требует сильного натяжения для хорошего сцепления. Он дает существенно меньшую радиальную нагрузку на ось, чем другие ременные передачи.

Применяются такие приводы в:

• автомобильных моторах, для механизма газораспределения;
• силовых приводах станков и промышленных механизмов;
• в технологических установках пищевой, фармацевтической, химической отрасли.

Поликлиновые шкивы отлично справляются в так называемых серпантинных передачах, когда один привод снабжает энергией вращения много потребителей, и при этом следует по весьма извилистой траектории. Поликлиновые передачи позволяют передавать значительные моменты и достигать больших оборотов без увеличения габаритов.

Их используют как в тяжелом машиностроении, так и в производстве бытовой техники.

Вариаторные приводные колеса применяются везде, где необходимо без остановки вращения и снятия нагрузки плавно изменять обороты и крутящий момент. Они популярны в таких сферах, как:

• трансмиссии автомобилей, мотоциклов, другого колесного транспорта;
• конвейеры;
• точные станки для обработки металла, дерева и других материалов;
• сельхозмашины.

Современный вариатор превосходит по своим эксплуатационным характеристикам и ручные, и гидравлические трансмиссии.

Плоскоременные приводы используются там, где требуется передать вращение на значительные расстояния (до 7-9 м) и погасить удары, толчки и другие динамические нагрузки, передаваемые от ведущего вала к ведомому (или в обратном направлении). Они применяются:

• в прессовом и другом кузнечном оборудовании;
• в приводах лесопилок;
• в технологическом оборудовании текстильной промышленности;
• в мощных центробежных насосах.

Круглоременные приводы используются для малонагруженных передач в точных приборах, бытовой электронике и технике.

Они также легко перекрещиваются и, при посредстве дополнительных пассивных шкивов позволяют связывать ведомый и ведущий валы, находящиеся в разных плоскостях и под углом друг к другу, а также изменять направление вращения.

Материалы шкивов

Для стационарного оборудования в ременных передачах для шкивов продолжается использование классических недорогих материалов — серого СЧ и ковкого КЧ чугунов. Существенная масса деталей, как правило, тут не играет роли, поскольку массивные шкивы позволяют отказаться в механизме от маховика. Заменителем могут служить стальные штампованные шкивы

Для механизмов с переменной частотой вращения, для транспортных машин, где важно снижение массы и момента инерции используют шкивы из алюминиевых сплавов. И наконец, шкивы высокоответственных агрегатов могут выполняться из магния или титана

В последнее время широко внедряются шкивы из пластмасс (например, капралон) с возможностью рециклинга, особенно в бытовой технике.

Вопросы замены и ремонта шкива коленвала

Шкив коленвала — деталь надежная и долговечная, однако со временем возможно его повреждение и выход из строя. При обнаружении износа зубчатого шкива, а также в случае появления трещин, сломов, деформаций и иных повреждений шкив следует демонтировать и заменить на новый. Демонтаж шкива также может потребоваться и при выполнении ремонтных работ на двигателе.

Процесс замены шкива коленвала зависит от типа его крепления. Наиболее просто снять шкив на болтах — достаточно выкрутить болты, при этом следует зафиксировать коленчатый вал, не допуская его проворачивания. Демонтаж зубчатого шкива на одном болте несколько сложнее и в общем случае выглядит следующим образом:

1. Зафиксировать автомобиль, подложив под колеса упоры, в случае бензинового двигателя снять с катушки зажигания разъем (для того, чтобы стартер проворачивался, но двигатель не запустился), в случае дизельного двигателя снять разъем с клапана подачи топлива ТНВД;
2. Обработать болт каким-либо средством, которое поможет сорвать крепеж с места без его поломки;
3. Надеть на болт ключ с длинной рукояткой, она должна доставать до пола, либо дополнительно использовать трубу;
4. Прокрутить стартером двигатель — в этом случае болт должен провернуться. Если не получится с первого раза, то можно повторить;
5. Выкрутить болт;
6. С помощью специального съемника демонтировать шкив с носка коленчатого вала.

Следует заметить, что для доступа к шкиву в автомобилях с продольным расположением двигателя лучше воспользоваться смотровой ямой, а в автомобилях с поперечным расположением двигателя придется демонтировать правое колесо.

При срыве болта следует соблюдать осторожность — он ввернут с большим усилием, поэтому довольно высок риск его поломки. Снимать шкив с коленвала рекомендуется с помощью специального съемника, хотя можно воспользоваться и простой монтажной лопаткой, но в этом случае также следует соблюдать осторожность

На некоторых шкивах предусмотрены специальные резьбовые отверстия, в которые можно ввернуть болты и снять шкив. Однако в этом случае под вворачиваемые болты следует подкладывать стальной лист, так как болт может продавить переднюю стенку блока двигателя или другие расположенные под ним детали.

Монтаж шкива коленчатого вала осуществляется в обратном порядке. Однако здесь может возникнуть сложность, так как шкив плотно устанавливается на носок коленвала, что требует больших физических усилий. Место посадки шкива для облегчения его монтажа можно обработать консистентной смазкой.

При правильной замене шкива коленчатого вала все агрегаты двигателя будут работать нормально, обеспечивая надежное функционирование всего силового агрегата.

Еще в этом разделе

Черт.4

Черт.4

Вариаторные:

Имеют тот же принцип, что и ременная передача. Т.е. передают движение от двигателя к узлу с помощью ремня. Это механическая передача, которая имеет бесступенчатую регулировку.

Кроме этого есть еще плоские и поликлиновые шкивы. Они используются менее, чем другие. В любом случае, перед тем как продать любой шкив, он проходит отбалансировку. Используя шкивы, ощутимо экономятся средства на обслуживание и ремонт оборудования.

«Мир Привода» в своем ассортименте имеет различные виды шкивов. Все они отличного качества и имеют все надлежащие сертификаты. Покупайте только лицензированное оборудование у официального дилера.