Khả năng kéo và tuổi thọ là những chỉ tiêu cơ bản về khả năng làm việc của bộ truyền đai.
9.5.1.1 Khả năng kéo
+ Khái niệm: Khả năng kéo là khả năng bám của dây đai vào vành bánh đai để truyền tải mà không xảy ra hiện tượng trượt trơn. Khả năng kéo phụ thuộc vào mômen ma sát giữa bánh đai và dây đai đối với tâm của bánh nhỏ.
+ Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng kéo:
1. Hệ số ma sát f giữa dây đai và vành bánh đai. Khi f tăng thì Fms tăng, Tms tăng do đó khả năng kéo tăng.
2. Góc ôm α. α tăng, Tms tăng, khả năng kéo tăng.
3. Đường kính bánh đai d1. d1 tăng, Tms tăng, khả năng kéo tăng
4. Vận tốc chạy của dây đai. Khi v tăng thì lực li tâm tăng, giảm áp lực pháp tuyến Fn, lực ma sát giảm, khả năng kéo giảm.
5. Lực căng ban đầu F0. F0 tăng, khả năng kéo tăng.
Chú ý: Nếu F0 quá lớn thì dây đai nhanh bị dão làm giảm khả năng kéo cho nên ta phải chọn F0 hợp lý. Để có thể lấy F0 hợp lý người ta làm thí nghiệm để xây dựng đường cong trượt và đường cong hiệu suất.
ξ - Hệ số trượt:
1 2 1
v v v −
=
ξ (%)
η - Hiệu suất của bộ truyền:
2 1
P
= P
η (%); (Công suất đầu vào/Công suất đầu ra).
ψ - Hệ số kéo:
0
0 2
2 σ
ψ t σFt F
F =
=
Nhận xét:
+ Khi 0≤ψ ≤ψ0 ⇒Nếu ψ tăng thì ξ tăng chậm và tỷ lệ bậc nhất với tải trọng ⇒ Điều đó chứng tỏ trong vùng đó chỉ có trượt đàn hồi.
+ Khi ψ >ψ0 ⇒Nếu ψ tăng thì ξ tăng nhanh và không tỷ lệ với tải ⇒ Điều đó chứng tỏ trong vùng này có trượt trơn từng phần.
+ Khi ψ =ψmax⇒ξ =100% ⇒ Xảy ra trượt trơn hoàn toàn ⇒ η= 0.
Hiệu suất η đạt max ở lân cận của ψ 0. ψ 0 phụ thuộc vào chất liệu đai.
Kết luận: Phải tính toán thiết kế để bộ truyền làm việc trong lân cận của ψ0 vì:
+ η đạt max.
+ ξ không quá lớn.
+ Khả năng kéo đã đủ lớn.(
1
2 1
d Ft = T ) 9.5.1.2 TUỔI THỌ
Do khi bộ truyền làm việc ứng suất trong đai thay đổi theo chu kỳ cho nên đai bị phá hỏng vì mỏi vì vậy phải tiến hành xác định tuổi thọ của đai.
Cơ sở: Theo phương trình đường cong mỏi.σmaxm .NC =const =σrm.N0
với σr – giới hạn mỏi dài hạn của đai (MPa)
N0 – Số chu kỳ làm việc cơ sở = 107 Bằng thực nghiệm xác định được:
m – chỉ số của đường cong mỏi; m = 5 đối với đai dẹt, m = 8 đối với đai thang
σr = 6 MPa – đai vải cao su cú lớp đệm
σr = 7 MPa – đai vải cao su khụng cú lớp đệm σr = 9 MPa – đai thang
σr = 4..5 MPa – đai sợi bụng
NC - Số chu trình thay đổi ứng suất.
Khi tính toán thiết kế ta xem rằng khi dây đai chạy qua 1 bánh đai thì ứng suất thay đổi một lần.⇒
t u L Z
NC v b h
= ∂1
. . 3600 . .
Trong đó:
v - Vận tốc dây đai.
L - Tổng chiều dài dây đai.
Zb - Số bánh đai trong bộ truyền(Zb = 2).
th - Số giờ làm việc của bộ truyền.
∂u - Hệ số kể đến việc tăng sức bền mỏi khi đai chạy trên bánh lớn có ứng suất uốn giảm.
9.5.2 TÍNH BỘ TRUYỀN ĐAI THANG 9.5.2.1 THEO KHẢ NĂNG KÉO.
Gọi N0 là công suất truyền được của một dây đai thang làm việc trong điều kiện thí nghiệm:
+ u = 1 1 2
0 2
1 = =180 ⇒d =d
⇒α α
+ Làm việc với tải trọng tĩnh; 1 ca/ ngày.
+ Chiều dài dây đai L0 xác định.
Gọi [ ]N là công suất cho phép truyền được của một dây đai thang làm việc trong điều kiện thực tế cần tính toán thiết kế.⇒[ ]N =(N0.Cα.CL +∆Nu).Ct
Trong đó:
Cα- Hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm, nếu α1 =α2 =1800⇒ Cα=1. Khi α1
<1800 ⇒Cα<1.
CL - Hệ số kể đến ảnh hưởng của chiều dài dây đai, phụ thuộc vào tỷ số
L0
L .
Ct - Hệ số kể đến ảnh hưởng của chế độ làm việc phụ thuộc vào tính chất của tải trọng và số ca làm việc trong ngày.
Nu
∆ - Lượng tăng công suất truyền được do kể đến việc giảm ứng suất uốn khi đai chạy trên bánh lớn. Nếu u = 1,0 … 1,02 ⇒ ∆Nu = 0.
Gọi z là số dây đai của bộ truyền cần tính toán. [ ] z t
C N z N
= .
⇒
Trong đó:
Nt - Công suất cần truyền của bộ truyền.
Cz - Hệ số kể đến sự phân bố tải trọng không đều giữa các dây đai, phụ thuộc vào số dây đai.
Chú ý: z được qui tròn lớn lên.
9.5.2.2 TÍNH TUỔI THỌ CỦA BỘ TRUYỀN const
N NC my
m = 0 =
max. σ .
σ
0
max 1 .
. . 3600 . .
. N
t u L Z
v m
y h
b
m σ
σ =
⇒ ∂
3600 . . .
. . .
max
0 b m
m y
h vZ
N u t L
σ
σ ∂
=
⇒
9.5.3 TÍNH TRUYỀN ĐỘNG ĐAI DẸT
Bộ truyền đai dẹt được tính theo khả năng kéo không xác định tuổi thọ( vì chưa có đủ số liệu về tuổi thọ).
Chiều dày dây đai dẹt được tiêu chuẩn hoá, khi tính toán phải xác định chiều rộng b.
Gọi q0 là lực vòng cho phép truyền được ứng với một đơn vị chiều rộng đai làm việc trong điều kiện thí nghiệm( tải tĩnh, v =10m/s, d1 =d2, u =1, bộ truyền đặt nằm ngang).
Gọi [q] là lực vòng truyền được ứng với một đơn vị chiều rộng đai làm việc trong điều kiện thực tế.
[q] = q0.ct.cv.c0.cỏ
Trong đó: ct là hệ số kể đến ảnh hưởng của chế độ làm việc.
cỏ là hệ số kể đến ảnh hưởng của góc ôm ỏ.
cv là hệ số kể đến ảnh hưởng của vận tốc v.
c0 là hệ số kể đến ảnh hưởng của việch điều chỉnh sức căng đai và cách bố trí bộ truyền.
Các hệ số ảnh hưởng trên ta có thể tra ở các bảng tra tương ứng.
Sau khi biết lực vòng cần truyền Ft và lực vòng riêng cho phép [q], ta có thể xác định chiều rộng cần thiết của đai. b = Ft /[q].