Шкив: типы, области применения и материалы изготовления

Шкив — деталь, которая применяется для ременной передачи. Этот простой, но эффективный механизм активно задействован в работе транспорта, различного производственного оборудования и бытовой техники. Позволяет передавать крутящий момент на значительные расстояния.

Мы расскажем все о шкивах: что это за детали, из чего изготавливаются, какие функции выполняют и в каких сферах применяются. Также перечислим разновидности элементов по типу конструкции, способу установки и другим характеристикам.

Что такое шкив

Это колесо, которое фиксируется на валу. На его внешней стороне есть канавка или обод по всей окружности, куда помещается ремень от электродвигателя. Задача этой детали — передавать движение.

Чертеж зубчатого шкива с ребордами

Для передачи используются шкивы двух видов: ведущий и ведомый. Они устанавливаются на соответствующих валах. Соединенный с мотором ведущий вал вращает шкив, а он приводит в движение ремень. Это заставляет вращаться ведомую деталь и, соответственно, ведомый вал. Таким образом и происходит ременная передача. Вместо ремня механизм может работать с тросом или канатом.

Конструкция шкива состоит из следующих частей:

• ступицы — центральной части с отверстием для насадки на вал или ось;
• обода — наружной части, на которой фиксируется ремень.

В зависимости от вида шкива обод может быть плоский, с углублением или зубчатый. Об особенностях деталей каждого типа мы рассказываем здесь. Также у обода обычно есть боковые выступы — щеки. Они позволяют увеличить контактную площадь и предотвратить соскальзывание ремня.

Конструкция детали может быть цельнометаллической, когда обод и ступица представляют собой единое изделие. Также есть составные модели, собранные из отдельных элементов.

Шкивы способны вращаться с высокой скоростью и передавать мощность до 400 кВт. Они крутятся равномерно и плавно, без рывков и шума. Движение передается с демпфированием, что предупреждает слишком сильные колебания.

Применение

Шкивы имеют широкую область применения. Используются в сельскохозяйственной технике, в оборудовании нефтегазовой и горнодобывающей промышленности, на производственных линиях пищевых, химических, фармацевтических предприятий.

Следующие виды оборудования работают с использованием ременной передачи со шкивом:

• кондиционеры и вентиляторы;
• винтовые и поршневые компрессоры и насосы;
• автомобильные двигатели (механизм ГРМ, трансмиссия и другие узлы);
• лифты, траволаторы, экскаваторы;
• электротехнический инструмент и бытовые электроприборы;
• конвейерные линии.

Также вращающиеся детали нужны и в других механизмах, где задействована ременная, тросовая или цепная передачи. Подходят для использования как в крупногабаритном производственном оборудовании, так и в миниатюрных высокоточных устройствах, например, в электронике и сложной технике.

Из каких материалов делают шкивы

В зависимости от материалов шкивы могут быть:

• Стальными. Очень прочные, выдерживают сильные динамические нагрузки, устойчивы к перепадам температуры. Модели из нержавеющей стали не подвержены коррозии.
• Чугунными. Недорогие, но обладают прочностью и устойчивостью к высоким нагрузкам

Шкив клиновой под втулку тапербуш ISKRA

• Алюминиевыми. Устойчивы к воздействию влаги, не ржавеют. Имеют малый вес и применяются в основном в облегченных механизмах с умеренной нагрузкой.

Шкив зубчатый под расточку из алюминия ISKRA


• Пластмассовыми. Выполнены из прочных полимеров: полиэтилена и полипропилена. Используются в оборудовании, которое работает на малой мощности и средних скоростях.
• Композитными. Обладают повышенной устойчивостью к агрессивным веществам, высокой динамической или статической нагрузке, коррозии, воздействию влаги. Это самый дорогостоящий вариант шкивов. Применяется в инновационной технике.

Также для производства шкивов используют дерево. Деревянные модели недолговечные и непрочные. Применяются для самодельных конструкций или в качестве временного ремонтного варианта детали.

Виды шкивов

Плоскоременные 

Эти шкивы появились одними из первых. Имеют самое простое строение: их обод гладкий, щеки могут отсутствовать. Передают крутящий момент на расстояние 9 м. Плоскоременные детали работают на невысоких скоростях и довольно ограничены в мощностях. Используются в оборудовании средней и малой мощности: в лесопильных установках, кузнечных инструментах, центробежных насосах, в технологических линиях текстильного производства.

Шкивы обладают рядом достоинств: сокращают динамические нагрузки и вибрации, минимизируют уровень шума при работе. Кроме того, они способны соединять несоосные элементы, расположенные на расстоянии. С помощью дополнительных роликов можно связать между собой валы, находящиеся в разных плоскостях, направлять их вращение в нужную сторону и корректировать скорость.

Круглоременные

Обладают более надежной конструкцией, чем плоскоременные модели. Обод имеет проточку в виде полукруга (полукруглый профиль) для сопряжения с ремнем, у которого круглое сечение. Это предотвращает сползание. Детали применяют для передачи небольших крутящих моментов на малой и средней скорости. Как и плоскоременные модели, при использовании вспомогательных роликов позволяют связывать валы в разных плоскостях и корректировать скорость и направление их движения.

Клиновидные (ручейковые)

Этот вид шкивов предусмотрен для клиновых ремней. Он самый популярный. Используется в мощных и высокоскоростных приводах в горнодобывающей технике, оборудовании для дорожных и строительных работ, кондиционерах, компрессорах, в приборах для бытового применения.

В ободе есть канавка в виде клина, которая обеспечивает лучшее сцепление и более мощную передачу. Для улучшения показателя мощности предусмотрена многоручьевая модель оборудования, где есть несколько канавок, расположенных параллельно. По ним запускают сразу несколько ремней.

За счет проскальзывания, которое допускается при движении шкива, механизм ременной передачи защищается от перегруза.

Зубчатые

Применяются в механизмах ДВС для распределения газа, в силовых приводах крупногабаритных станков, в узлах моторов автомобилей и другом оборудовании, где необходима жесткая синхронизация движения и редукторов.

На ободе шкивов есть многочисленные выступы (зубья). При вращении они состыковываются с зубцами ремня, которые соответствуют им по размеру и шагу. Создается надежная сцепка, что исключает проскальзывание ремня и обеспечивает высокий крутящий момент. Также механизм позволяет максимально точно синхронизировать ход валов и их угловые положения.

У зубчатых шкивов есть и недостаток: отсутствие защиты механизма от перегруза, так как крепкая сцепка исключает проскальзывание при вращении.

Вариаторные

Самые конструкционно сложные модели. Представляют собой две секции с коническими ободами и с перемещающейся конической щекой. Клиноременное кольцо двигается по конусу в осевом направлении от малого радиуса к большому. Со сменой вращения изменяется и передаточное число. Также возможно и обратное движение конусовидных щек.

Механизм позволяет изменять передаточное число без перебоев во вращении и не снимая нагрузки с привода. Корректировка скоростей происходит плавно, бесступенчато и в определенном диапазоне.

Вариаторные шкивы применяются в системах передачи дерево- и металлообрабатывающих станков, конвейерных линий, трансмиссии мотоциклов, квадроциклов, автомобилей, сельскохозяйственной техники.

Шкив зубчатый под расточку из алюминия ISKRA

Другие разновидности деталей

В зависимости от вида используемого элемента натяжения выделяют ременные и тросовые шкивы. У них одинаковый принцип работы, различается лишь конструкция обода.

Шкивы могут быть с разным типом отверстия (ступицы). В зависимости от этого выделяют следующие разновидности деталей:

• Под расточку. У них небольшое отверстие, которое можно расточить или рассверлить под определенный диаметр вала. Они универсальные, поэтому особенно популярны.
• Под втулку. Это шкивы с фиксированным размером ступицы. У деталей широкий размерный ряд — легко можно подобрать вариант, который будет соответствовать диаметру вала.

Шкивы могут крепиться к валу с помощью шлиц или шпонок. Также есть модели для посадки с натягом: детали вставляются друг в друга, образуя надежное соединение с плотным прилеганием.

Выбор вида шкива по конструкции, материалу и типу ступицы зависит от оборудования, для которого применяется деталь, скорости и мощности передачи и других параметров. Специалисты компании ISKRA помогут подобрать подходящий вариант.

Чтобы получить консультацию, позвоните нам. Или оставьте контактные данные в форме на сайте, и мы свяжемся с вами.