Témata
Reklama

Klínové řemeny pro vysoké teploty

04. 09. 2014

Přestože trvá trend používání přímých nebo synchronních převodů a přenos výkonu je stále méně uskutečňován plochými nebo klínovými řemeny, stále zbývá velké množství aplikací, strojů a zařízení, které klínové řemeny nenahradí. A jsou pro to dobré důvody. Zde uvedeme hlavní výhody a zároveň i některá omezení převodu klínovými řemeny a zaměříme se na pryžové řemeny vyráběné na základě EPDM (etylen-propylen-dien-monomer) směsí.

Materiál pryže EPDM se v posledních letech používá v širokém spektru výrobků od pneumatik a střešních krytin až po těsnění a stále více také při výrobě klínových řemenů. Řemenové pohony v automobilech, drážkované řemeny profilu PK pro složité serpentinové převody či jednoduší řemeny profilu AVX 10 a 13 pohánějící alternátor či ventilátor jsou zpravidla vystaveny vyšším teplotám, a proto se v těchto případech velmi často používají řemeny z EPDM pryže. V běžném průmyslu je jejich použití velmi široké – jak v prvovýrobě, tak při optimalizaci stávajících převodů.

Reklama
Reklama
Pohon mlýnu na mouku je optimalizován řemeny QPIII, pouze dva řemeny namísto čtyř.

Stoletá historie pryžových řemenů

Mezi hlavní výhody klínových řemenů zajisté patří snadná konstrukce převodů i pro větší osové vzdálenosti hřídelí, tichý chod, jednoduchá instalace a ve srovnání s jinými převody i celkem nízké náklady. Z historického hlediska byly klínové řemeny zaváděny jako výkonnostně lepší alternativa zprvu kožených, později pryžových plochých řemenů. Přenášení krouticího momentu z jedné řemenice na druhou se u klínových řemenů děje třením. Efekt klínu umožňující vedení a přenos většího krouticího momentu na menším zástavbovém prostoru při menším předepnutí postupně vytěsnil ploché řemeny. Zanedlouho tomu bude 100 let od doby, co Charles Gates patentoval první pryžový klínový řemen. Ford pak převod plochým řemenem na vodní pumpě automobilu Ford T nahradil převodem s řemenem klínovým. Od té doby vývoj klínových řemenů probíhal souběžně ve Spojených státech a v Evropě, a proto se i dnes (i přes unifikaci ISO normou) stále setkáváme s řemeny vyráběnými podle standardu RMA (vydávaného v USA, Rubber Manufacturers Association) a standardu DIN.

Označení ISO a RMA vroubkovaných klínových řemenů.

Rozdíly RMA a DIN

Tyto dva standardy se především liší v měrných jednotkách a také ve značení profilů, tolerancí rozměrů řemenů, způsobu zkoušení apod. V praxi bývají problematické rozdíly u řemenů násobných, které ve stručnosti popíšeme jako dva či více řemenů jednotlivých, které jsou shora spojeny gumovým pásem do řemene násobného. Rozteče jednotlivých klínů u násobných řemenů podle RMA a DIN či ISO standardu jsou různé a nelze je kombinovat. Celkem univerzální řemenice profilů SPZ, SPC, SPB a SPC jsou vhodné pro jednotlivé klínové řemeny všech standardů, ale ne vždy pro násobné.

Klínové řemeny a vibrace

Vibrace jsou záležitostí, kterou je vždy třeba řešit při konstrukci strojů s proměnlivými otáčkami. Řemeny přenesou krouticí moment, ale částečně i tlumí vibrace systému z jedné hřídele na druhou. To platí pokud nejde o otáčky v rezonančním pásmu, kde se vibrace klínovými řemeny umocňují a je třeba se tomuto pásmu vyhnout či změnit poměry převodu a rezonanční pásmo přesunout. Již bylo zmíněno, že se převody klínovými řemeny vyznačují tichým chodem. Není tomu ale úplně tak – klínové řemeny vytvářejí hluk kmitáním způsobeným tažnou silou, která vtlačuje řemen do klínu řemenice a následovně jej při výstupu vytahuje. Při oběhu řemen třením předá energii, krouticí moment, na další hřídel. Toto kmitání způsobuje nemalý hluk, naštěstí frekvence tohoto hluku je nízká a lidskému uchu neslyšitelná. Dalo by se říct, že je to tak v pořádku a dobře nastavené. Nicméně toto kmitání může způsobit potíže u citlivých měřicích zařízení či u přesných obráběcích strojů apod.

Profil projektor, ověřování přesnosti broušení profilu klínového řemene

Dobré výsledky a nejmenší vibrace mají klínové řemeny tzv. řezané, neobalované, které jsou, až na výjimky, vyráběny jako řemeny vroubkované. U vroubkovaných řemenů lze zvolit řemeny přesně broušené a řemeny s vyztužením tažné vrstvy, kordů, zpravidla z polyesterových vláken. Vyztužení, podpěra kordů, zvyšuje příčnou tuhost řemene a zlepšuje výkonnost a přesnost profilu řemene při provozu. Právě tato skupina řemenů se v posledních letech vyrábí z EPDM pryže a patří k nejvýkonnějším klínovým převodům do délky řemenu 5 metrů. Toto omezení délky je dáno technologií výroby, vulkanizace ve formách, jejichž maximální velikost je v současnosti pouze do 5 m délky. Běžně používané označení vroubkovaných řemenů podle profilu bývá XPZ, XPA, XPB, XPC následované referenční délkou v milimetrech. Písmeno X značí vroubkovaný řemen, kdežto PZ až PC je profil řemene a ten určí vhodné profily řemenice SPZ až SPC. Krajní písmena Z, A, B, C jsou kódy roztečných šířek řemenic, 10, 13, 16 a 22 mm.

Použití EPDM řemenů za vysokých teplot

Průmyslové klínové řemeny z EPDM pryže zavedla jako první firma Gates v roce 2009, a to jednotlivé QuadPower III řemeny. V letošním roce byly zavedeny i EPDM řemeny násobné, které jsou díky zvýšené hustotě přenášeného výkonu a malým vibracím velmi vhodné pro převody s oscilujícími hřídelemi.

Násobný EPDM řemen

U strojů, kde motor a hnaná hřídel nejsou uložené na stejné základně, dochází ke změnám osové vzdálenosti hřídele za provozu. Příkladem jsou autobusy a nákladní vozidla. Dalšími jsou obráběcí stroje, u kterých je nutné při obrábění měnit osovou vzdálenost hřídelí v řádu několika mm. Bývá to za účelem přísunu do záběru již opotřebeného obráběcího nástroje apod. Hlavními výhodami EPDM řemenů je dlouhodobá bezúdržbovost, odolnost na těžké provozní podmínky a na provoz při vysokých teplotách až do 130 °C. Velmi přesné broušené boky řemene v kombinaci s úzkou a neměnnou tolerancí řemenů jsou výhodou při použití řemenů v sadách či u řemenů násobných. Běžné klínové řemeny jsou použitelné do teplot kolem 90 °C, nicméně již nad 60 °C dochází ke zrychlenému stárnutí pryže a chceme-li dosáhnout stejné životnosti a výkonnosti převodu, pak při vyšších teplotách musíme převod značně předimenzovat. Za každých 10 stupňů nad 60 °C bychom měli předimenzovat o 50 %. To znamená, že pro pracovní teplotu kolem 90 °C bychom potřebovali 3,375krát více řemenů. EPDM řemeny oproti tomu mají stálou výkonnost od –40 °C do 110 °C a použitelnost i nad 130 °C.

Rozsah pracovních teplot pro provoz bez poklesu výkonnosti a životnosti

Pro návrhy převodů nad 110 °C a pod –40 °C je vhodné kontaktovat výrobce EPDM řemenů. Pro standardní návrhy jsou k dispozici volně stažitelné výpočtové programy, např. DesignFlex Pro.

Elastické řemeny

Samostatnou kapitolou jsou EPDM řemeny určené pro převody s pevnými osovými vzdálenosti hřídelí, bez jakékoliv možnosti dopínání, řemeny sloužící k přenosu výkonu blízko zdroje tepla nebo řemeny ve velmi omezeném prostoru. Tyto převody jsou řešeny drážkovanými řemeny profilu PJ či PK, které lze použít pro velké převodové poměry (1:20), vysoké otáčky a malé řemenice. Nazýváme je řemeny elastické a zpravidla jsou navrhované a vyráběné na zakázku, šité na míru geometrii a dynamickému zatížení určitého převodu stroje. Vzhledem k zakázkové výrobě se používají u sériově vyráběných strojů, kde v závislosti na velikosti bývá množství od několika stovek kusů po statisíce.

Nenechte se nachytat

Díky jedinečným vlastnostem řemenů z EPDM pryže stále více evropských výrobců nabízí řemeny v tomto provedení jako své prémiové výrobky.

QuadPower III EPDM řemen

Vždy jde o technicky vyspělý výrobek, který je jednou z odpovědí na sílící tlak na cenu řemene, hlavně ze strany asijských výrobců. Bohužel čím dál víc relativně známých značek přenechává starost o výrobu řemenů na čínských dodavatelích a díky značce podepřené zajímavou cenou prodávají podprůměrný výrobek, jehož výrobu a kvalitu neovlivňují. Tento nešvar způsobuje zklamání zákazníků a další orientaci na cenu, poněvadž se značkový, čti dražší, řemen také neosvědčil. Pokud jde o řemeny určené pro přenos výkonu, je vždy vhodné požadovat výpočet převodu obsahující životnost a všechny technické parametry – pak je rozhodování mnohém snazší.

Sasha Kolouch

www.Gates.eu

Reklama
Vydání #9
Kód článku: 140938
Datum: 04. 09. 2014
Rubrika: Trendy / MSV 2014
Autor:
Firmy
Související články
Nové komponenty pro stavbu strojů

Tým fluidní techniky divize Lin-Tech společnosti Hennlich i v letošním roce představí na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně řadu novinek.

Místo převodovky řemenové pohony

Synchronní řemeny se v mnoha průmyslových odvětvích prosazují jako nejlepší volba.

Lineární vedení NSK s vylepšeným těsněním

Společnost NSK představila na veletrhu EMO 2019 optimalizovanou řadu válečkového vedení RA s vylepšeným těsněním. Lineární vedení RA jsou vybavena novými těsněními V1 a vylepšeným krytem, které pomáhají prodloužit životnost a spolehlivost obráběcích strojů.

Související články
Modulární lisovací systémy

Od univerzálních standardních lisů až po jednoúčelové speciální lisy - firma TOX Pressotechnik je díky svému modulárnímu systému lisů a pohonů schopna realizovat speciální a úsporná řešení v krátkém čase. Lisy ecoLine je možné sestavit v online konfigurátoru.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Kuličkové šrouby, ložiska a lineární vedení pro obráběcí stroje

Mezi exponáty z bohaté nabídky firmy NSK na letošním veletrhu EMO 2019 v Hannoveru se objeví mnoho špičkových produktů určených pro obráběcí stroje, včetně nedávno uvedené řady kuličkových šroubů podle normy DIN a nové řady vysoce odolných a přesných kuličkových šroubů.

Elektricky a bez softwaru? Jde to!

Software je fenomén současné techniky. Elektrické pohony nejsou výjimkou, ale jedním z nových směrů v jejich vývoji je stále jednodušší použití a z toho vyplývající menší náklady. Pomocí elektrických pohonů tak můžete řešit mnohem více úkolů, a to i těch jednoduchých.

Doživotní přesnost servopohonů s dutou hřídelí

Požadavky, se kterými se obor pohonné techniky dlouhodobě setkává, jsou velmi různorodé. Kompaktnost a velký výkon se jako klíčové atributy staly standardem v mnoha aplikacích. Zástavbový prostor, který je k dispozici, je stále zmenšován, avšak požadavky na výkon zůstávají buď stejné, nebo se zvyšují. Stále rostoucí globální konkurence vyžaduje trvalou optimalizaci výkonu.

Řešení pro logistiku letecké nákladní dopravy

Když byl na jaře roku 2018 uveden do provozu nový nákladní terminál na letišti Helsinki-Vantaa, posílila největší finská letecká společnost - jedna z předních, které zajišťují leteckou dopravu mezi Evropou a Asií - své vedoucí postavení leteckého přepravce v severském regionu. Zásadním rozhodnutím pro budoucí rozvoj bylo rozšíření flotily o 19 nových Airbusů A350, z nichž 11 již bylo dodáno. Investice do pozemní infrastruktury i do letadel vytvářejí základnu pro posílení objemu přepravy pasažérů a nákladu v rámci evropských a mezikontinentálních destinací. Řešení pro kompletní tok materiálu pochází od společnosti Lödige Systems z Warburgu a pohonná technika od firmy Lenze.

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Monitoring stavu ložisek zlepšuje proces broušení

Sledování stavu ložisek není jen způsob, jak včas zjistit potřebu jejich výměny, ale také způsob, jak si udělat obrázek o stavu celého stroje nebo zařízení. Pro ilustraci výhod služby CMS (Condition Monitoring Service) od firmy NSK budou uvedeny dva příklady jejího využití pro brousicí stroje.

Nová koncepce dvoupotrubních centrálních mazacích systémů

Oproti jiným typům ztrátových centrálních mazacích systémů, dále jen CMS, mají dvoupotrubní mazací systémy zásadní přednost v tom, že dávkovače jsou plněny novým mazivem přetlakově. To je předpoklad pro spolehlivé mazání strojů a strojních zařízení.

Řemenové převody přinášejí dynamiku do intralogistiky

Na hannoverském veletrhu se mohli návštěvníci seznámit s inovativními řešeními pro skladovou logistiku, jež vyvinula společnost Continental. Jedná se například o ozubené řemeny Conti Synchrodrive, které nacházejí uplatnění u sloupových zakladačů vysokoregálových skladů, ploché pásy Conti Polyflat pro zdvihací a závěsné systémy či drážkové řemeny Conti Multirib, které se používají v pohonu válečkových tratí.

Kompaktní pohony s dutou hřídelí

Kompaktní, robustní, cenově výhodné… Jsou-li stanoveny požadavky na stroje, musí zareagovat i poskytovatelé řídicí a pohonné techniky. Jejich inovace jsou důležité pro vývoj konstrukcí strojů.

Ready made lineární osy s ozubeným řemenem

Pomocí lineární osy je realizován pohyb v přímém směru a jedná se tak o výborný výchozí konstrukční prvek pro stavbu strojů, automatizačních linek a polohovacích zařízení s potřebou přesného lineárního pohybu ve více osách (typicky například CNC stroje). V posledních letech došlo navíc k výraznému snížení cen a lineární osy se tak stávají dostupné i pro dosud zapovězené oblasti. V neposlední řadě je podstatnou výhodou u tzv. ready made produktů dodávka již smontovaného dílu připraveného k okamžitému použití v zákaznické aplikaci.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit