Оценка фрикционных передач
Материалы
Основные требования к материалам:
- износостойкость и контактная прочность;
- высокий коэффициент трения;
- высокий модуль упругости, чтобы не возникала значительная деформация площадки контакта и не увеличивались потери на трение.
Сочетание закаленная сталь — закаленная сталь обеспечивает небольшие габаритные размеры передачи и высокий КПД; используют шарикоподшипниковые стали с закалкой до 60 HRC.
Сочетание чугун — чугун или чугун — сталь позволяет работать со смазкой и без нее (всухую).
Сочетание сталь — текстолит позволяет работать без смазки, коэффициент трения специальных пластмасс достигает 0,5.
Применяют тела качения, покрытые кожей или резиной. Эти материалы обеспечивают высокий коэффициент трения, но он зависит от влажности воздуха. Такие колеса обладают малой контактной прочностью. Иногда используют покрытие из дерева.
Надежны передачи, у которых ведущий шкив выполнен из менее твердого материала.
Достоинства фрикционных передач:
- простота конструкции;
- бесшумность и плавность работы;
- возможность бесступенчатого регулирования передаточного числа.
Недостатки фрикционных передач:
- значительное давление на валы и опоры, ограничивающее величину передаваемой мощности;
- скольжение в передаче, вызывающее непостоянство передаточного числа даже при тщательном изготовлении и монтаже передачи.
Виды разрушений и критерии работоспособности передачи:
- усталостное выкрашивание рабочих поверхностей;
- заедание в тяжелонагруженных быстроходных передачах, работающих со смазкой;
- при разрыве масляной пленки образуются приваренные частицы, задирающие поверхность в направлении скольжения;
- изнашивание поверхности, часто неравномерное.
Повышенное изнашивание наблюдается в открытых передачах.
Для фрикционных передач с металлическими катками основным критерием работоспособности является контактная прочность.
Прочность и долговечность фрикционных передач оцениваются по контактным напряжениям — напряжениям смятия поверхности на площадке контакта.