Hihnapyörät edustavat yksinkertaisia koneita, joita käytetään monissa toiminnoissa. Hihnapyöräjärjestelmät on valmistettu kahdesta akselin hihnapyörästä, jotka yhdistävät hihnan. Yksi hihnapyörä on vetopyörä ja toinen on käytettävä hihnapyörä. Hihnapyörät voivat muuttaa nopeutta, antaa vääntömomentin ja muuttaa pyörimissuuntaa. Nopeuden muuttaminen hihnapyörillä tarkoittaa hihnapyörän halkaisijan muuttamista.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Hihnapyöräjärjestelmät käsittävät kaksi hihnapyörää akselilla, joka on liitetty hihnalla. Nämä pyörät ovat kuljettajan ja käyttämiä hihnapyöriä. Nopeutta voidaan muuttaa muuttamalla hihnapyörän halkaisijaa. Pienempi hihnapyörä kääntämällä suurempaa hihnapyörää johtaa siihen, että suurempi liikkuu hitaammin, mutta enemmän akselitehoa.
Nopeussuhde, lähtönopeus ja vääntömomentti
Kahden hihnapyörän järjestelmässä, jossa on erikokoiset pyörät, voidaan laskea kahden hihnapyörän nopeusero. Nopeussuhde saadaan käyttämällä käytetyn hihnapyörän halkaisija jaettuna käyttöpyörän halkaisijalla. Esimerkiksi 150 mm: n käytetyllä hihnapyörällä ja 50 mm: n käyttöpyörällä nopeussuhde on 3. Lähtönopeuden löytäminen edellyttää ottonopeuden ottamista ja jakamista nopeussuhteella. Periaatteessa lähtöpyörän nopeudesta tulee seuraavan vaiheen tulonopeus, ja löydät monipyöräisen käyttölaitteen. Jos tulonopeus on 75 rpm, lähtönopeus on 75 rpm jaettuna 3 tai 25 rpm. Käänteisesti voidaan löytää lähtömomentti käyttöpyörästä käyttämään taljaan kertomalla tulomomentti nopeussuhteella.
Hihnapyörät ja nopeus
Kaksi samankokoisella hihnalla liitettyä hihnapyörää pyörii samalla nopeudella samalla akseliteholla. Pienempi hihnapyörä kääntämällä suurempaa hihnapyörää johtaa siihen, että suurempi liikkuu hitaammin, mutta enemmän akselitehoa. Esimerkkinä voidaan mainita kuorma-auto matalalla vaihteella, moottorin pyöriessä nopeasti, mutta pyörien kääntyessä hitaasti, mutta silti sillä on huomattavaa tehoa alennetulla nopeudella. Vaihtoehtoisesti suurempi hihnapyörä kääntämällä pienempää hihnapyörää johtaa pienempään pyörimään nopeammin, mutta pienemmällä akseliteholla. Esimerkiksi korkealla vaihteella varustetulla kuorma-autolla olisi hitaammin pyörivä moottori, mutta nopeasti pyörivät pyörät, mikä johtaisi kuorma-auton suurempaan nopeuteen. Kytkimet mahdollistavat kuormituksen ja nopeuden hallinnan.
Todellisia esimerkkejä hihnapyöristä
Hihnapyöriä käytetään eri koneiden käyttöhihnoissa. Vyöt itse voivat olla valmistettu synteettisestä materiaalista. Hihnapyörät ja hihnat eivät vaadi voitelua, vaikka hihna voi kulua tai luistaa. Lumikoneessa kytkin koostuu kahdesta hihnapyörästä, jotka on yhdistetty leveällä, erittäin vahvalla ja silti joustavalla hihnalla. Kun moottorikone törmää kuormaan tai vastukseen, moottori hidastuu ja käyttöpyörä hidastuu ja leviää toisistaan. Sitten käytetyn kytkimen jouset työntyvät yhteen. Tämä johtaa pienempään radan nopeuteen, mutta lisää moottoritehoa.
Puhaltimen nopeuden säätämiseen voidaan käyttää säädettävää hihnapyörää. Säädettävissä hihnapyörissä on kaksi kapenevaa, yhdistettyä osaa, joista toinen puoli on käännetty toiselle. Toisiinsa käännettynä hihna pakotetaan hihnapyörän ulkopuolelle ja puhaltimen nopeutta lisätään. Kääntäen, puhaltimen nopeuden pienentäminen merkitsisi hihnapyörän puoliskojen kääntämistä toisistaan ja lyhentäisi hihnan kulkemisen etäisyyttä sen ympäri. Pohjimmiltaan hihnapyörän halkaisijaa muutetaan puhaltimen nopeuden ja siten ilmavirran vähentämiseksi.
Autot käyttävät usein synkronista hihnaa moottorin ajoitusjärjestelmään. Kun käyttöpyörän nopeus kasvaa, samoin hihnan tärinätaajuus. Samoin kun hihnapyörän nopeutta pienennetään, hihnan tärinä vähenee. Tärinän vähentäminen parantaa siirron vakautta.
Materiaalikuljetuksissa, kuten kaivostoiminnassa, käytettävät kuljetinhihnat perustuvat hihnapyöräjärjestelmään. Jotta kuljettimet toimisivat turvallisesti ja tehokkaasti, niiden nopeutta on hallittava. Tätä varten hihnan kireys on säilytettävä, jotta vyö ei roisku ja aiheuta kitkaa. Vetopyöriin kohdistuvia käyttövoimia on hallittava hihnan liukastumisen estämiseksi. Kuljetin voi hidastua käyttöpyörän käyttövoiman huipun jälkeen. Tämä ohjaus estää materiaalin roiskumisen kuljettimelta.
Yksinkertaisen hihnapyörän tekeminen
Yksinkertaisen hihnapyörän esittely voidaan tehdä kotona kuminauhalla ja lankarullailla. Kuminauha edustaa käyttöhihnaa ja kelat edustavat hihnapyöriä. Käyttämällä erikokoisia keloja voidaan osoittaa, kuinka monta kierrosta ajettu puola tarvitsee kääntääkseen kelaa. Kelat osoittavat hihnapyörän nopeuseron.