Шкивы представляют собой простые машины, используемые для многих операций. Шкивные системы состоят из двух шкивных колес на валу с соединяющим их ремнем. Один шкив - это ведущий шкив, а другой - ведомый шкив. Шкивы могут изменять скорость, обеспечивать крутящий момент и изменять направление вращения. Изменение скорости с помощью шкивов влечет за собой изменение диаметра колеса шкива.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Системы шкивов включают в себя два колеса шкива на валу, соединенных ремнем. Эти колеса представляют собой ведущий и ведомый шкивы. Изменяя диаметр роликового колеса, можно изменять скорость. Шкив меньшего размера, поворачивающий шкив большего размера, приводит к тому, что больший шкив движется медленнее, но с большей мощностью на валу.
Соотношение скоростей, выходная скорость и крутящий момент
В системе с двумя шкивами и колесами разного размера можно рассчитать разницу в скорости между двумя колесами шкива. Коэффициент скорости определяется путем деления диаметра ведомого шкива на диаметр ведущего шкива. Например, для ведомого шкива 150 мм и ведущего шкива 50 мм соотношение скоростей равно 3. Чтобы найти выходную скорость, нужно взять входную скорость и разделить ее на соотношение скоростей. В основном скорость выходного шкива становится входной скоростью для следующего этапа, и вы можете найти привод с несколькими шкивами. Если входная скорость составляет 75 об / мин, выходная скорость равна 75 об / мин, разделенным на 3 или 25 об / мин. В свою очередь, можно найти выходной крутящий момент от ведущего шкива к ведомому шкиву, умножив входной крутящий момент на отношение скоростей.
Шкивы и скорость
Два шкива, соединенных ремнем одинакового размера, будут вращаться с одинаковой скоростью при одинаковой мощности на валу. Шкив меньшего размера, поворачивающий шкив большего размера, приводит к тому, что больший шкив движется медленнее, но с большей мощностью на валу. Примером может служить грузовик, работающий на низкой передаче, его двигатель вращается быстро, но колеса вращаются медленно, но при этом он имеет значительную мощность на пониженной скорости. В качестве альтернативы, больший шкив, поворачивающий меньший шкив, приводит к тому, что меньший шкив вращается быстрее, но с меньшей мощностью на валу. Например, грузовик с высокой передачей будет иметь более медленно вращающийся двигатель, но быстро вращающиеся колеса, что приведет к большей скорости грузовика. Муфты обеспечивают контроль нагрузки и скорости.
Примеры шкивов из реального мира
Шкивы используются в приводных ремнях для различных машин. Сами ремни могут быть изготовлены из синтетического материала. Шкивы и ремни не требуют смазки, хотя ремень может изнашиваться или проскальзывать. В снегоходе сцепление состоит из двух шкивов, соединенных широким ремнем, который очень прочный и в то же время гибкий. Когда снегоход встречает нагрузку или сопротивление, двигатель замедляется, а ведущий шкив замедляется и расширяется. Затем пружины ведомого сцепления сжимаются. Это приводит к снижению скорости гусеницы, но большей мощности снегохода.
Для регулировки скорости вентилятора можно использовать регулируемый шкив. Регулируемые шкивы имеют две конические соединенные секции, одна половина которых обращена друг к другу. Когда они повернуты друг к другу, их ремень выходит за пределы шкива, и скорость вентилятора увеличивается. И наоборот, уменьшение скорости вентилятора повлечет за собой разворот половин шкива в стороны и сокращение расстояния, на которое ремень проходит вокруг него. По сути, диаметр шкива изменяется, чтобы уменьшить скорость вентилятора и, следовательно, воздушный поток.
В автомобилях часто используется синхронный ремень для системы привода газораспределения двигателя. С увеличением скорости ведущего шкива увеличивается и частота вибрации ремня. Точно так же при уменьшении скорости ведущего шкива вибрация ремня уменьшается. Снижение вибрации улучшает стабильность трансмиссии.
Ленточные конвейеры, используемые при транспортировке материалов, например в горнодобывающей промышленности, используют шкивную систему. Чтобы конвейеры работали безопасно и эффективно, их скорость необходимо контролировать. Для этого необходимо поддерживать натяжение ремня, чтобы ремень не провисал и не создавал трение. Движущие силы, действующие на ведущие шкивы, необходимо контролировать, чтобы предотвратить проскальзывание ремня. Конвейер может замедляться после пика движущей силы на ведущем шкиве. Этот контроль предотвращает просыпание материала с конвейера.
Изготовление простого шкива
Продемонстрировать простой шкив можно дома с помощью резинки и катушек с нитками. Резинка представляет собой приводной ремень, а катушки - шкивы. Используя катушки различных размеров, можно продемонстрировать количество оборотов, которое необходимо ведомой катушке для поворота ведущей катушки. Золотники демонстрируют разницу в скорости вращения шкивов.
