Шаг 5 мм есть сразу у четырёх зубчатых ремней: T5, AT5, HTD 5M и GT с шагом 5 мм. Длина и ширина у них могут совпасть до миллиметра, а зуб у каждого свой. На чужом шкиве такой ремень не порвётся в первый день: он будет шуметь, полировать боковую грань зуба и в какой-то момент сорвёт зуб или перескочит. Поэтому зубчатый ремень выбирают по цепочке — семейство зуба, шаг, ширина, длина в зубьях, — а не по одному размеру на бирке.
Зубья вместо трения: что от этого меняется
В зубчатом (синхронном) ремне момент передают зубья, а нагрузку тянет корд — слой нитей внутри. Зубья только удерживают ремень «в шаге» со шкивом. Поэтому передаточное число (отношение скоростей двух валов) не плывёт при колебаниях нагрузки, а ремень не проскальзывает: если ведомый шкив повернулся не так, как ведущий, значит, что-то уже сорвано. По той же причине «подтяни сильнее» синхронный привод не лечит. Натяжение нужно, чтобы ремень сидел в канавках на ослабленной ветви и не выходил из зацепления на ходу, а не ради сцепления. Перетяжка бьёт по подшипникам и корду, момента не прибавляет.
Четыре семейства зуба
Почти всю промышленную работу закрывают четыре семейства. Выбор начинается с двух вопросов: какой момент на ведомом валу и какой наименьший шкив допускает компоновка. Ими определяются семейство и шаг, а ширина и длина идут следом.
| Семейство | Профили и шаг, мм | Форма зуба | Где стоит |
|---|---|---|---|
| Дюймовое трапецеидальное | MXL 2,032; XL 5,08; L 9,525; H 12,7; XH 22,225; XXH 31,75 | прямые грани, скруглённая вершина | приборы, лёгкие конвейеры, ремонт привода по старому чертежу |
| Метрическое трапецеидальное | T2,5, T5, T10, T20 и AT5, AT10, AT20; шаг равен числу в названии | прямые грани; у AT зуб другой формы, под большую нагрузку | станки, стекольные и текстильные линии |
| Криволинейное HTD | 3M, 5M, 8M, 14M, 20M; шаг равен числу | округлый зуб, нагрузка распределена по всей грани | основной профиль силовых приводов |
| Криволинейное GT (GT2, GT3) | от 2 до 8 мм | изменённая боковая грань, контакт ближе к основанию, меньше люфт | позиционирование, 3D-принтеры, малая робототехника |
У трапецеидального зуба нагрузка собирается на кромке, и на крупных шагах именно там начинаются трещины. Криволинейный зуб распределяет её по всей грани и допускает шкив поменьше.
Совпадение шага не означает совпадения зуба. Ремень AT10 не садится в канавку под T10 как надо: несущая способность падает, а ремень начинает уходить в сторону. HTD-ремень на шкиве под GT касается его только боковой гранью, изнашивается, греется и в итоге перескакивает. Надёжнее брать ремень и шкив одного семейства, а если шкив уже износился, не спасёт никакой ремень.
Нагрузку считают от момента на ведомом валу, а не от мощности на шильдике (заводской табличке) электродвигателя, и умножают на коэффициент режима из каталога: для ровной нагрузки он порядка 1,2, для ударной — 1,8–2,2. Например, электродвигатель 5 кВт при 1450 об/мин даёт около 33 Н·м; на подаче с ударной нагрузкой и коэффициентом 2,0 привод считают уже на 66 Н·м. Не хватает момента — переходят на следующий шаг, а не берут ремень пошире: ширина добавляет площадь среза зуба, но изгиб корда на малом шкиве не облегчает.
Как читать обозначение и считать зубья
Возьмём HTD 670-5M. HTD — профиль, 670 — длина ремня в миллиметрах по линии корда, 5M — шаг 5 мм. Ширина в этой записи не указана и пишется отдельно: HTD 670-5M-15 — ремень шириной 15 мм. Порядок блоков у изготовителей разный (встречается и «5M-15-450»: профиль, ширина, длина), поэтому сначала выясните, какое число что значит.
Длина, делённая на шаг, даёт число зубьев: 670 ÷ 5 = 134. Ремень замыкается только на целом числе шагов, так что «примерно 134 зуба» не бывает. В заявке пишите и длину, и число зубьев и отметьте, какое из чисел главное. Расчётную длину нельзя путать с длиной, снятой рулеткой по наружной поверхности: корд лежит внутри ремня, и числа расходятся. Безопасный порядок — посчитать зубья на старом ремне и умножить на шаг.
У дюймовых ремней длина записана в десятых долях дюйма, ширина — в сотых: 300XL025 — это 30 дюймов (762 мм), профиль XL с шагом 5,08 мм, ширина 0,25 дюйма (6,4 мм) и 150 зубьев. Больше всего ошибок случается именно при переводе дюймов.
Из чего зуб и что внутри
Зуб формуют из резины или полиуретана. Резина — чаще хлоропреновая (CR) общего назначения, примерно до +100 °C; для тепла и масла ставят HNBR (каучук, стойкий к жару и маслам), предел у него заметно выше. Полиуретан (PU) лучше сопротивляется истиранию и хорошо переносит масла, но верхний предел у него около +80 °C, а горячая вода выше 60 °C, пар и щёлочи вызывают гидролиз (разрушение материала водой): зубья закругляются. Это ориентиры для стандартных составов; предел конкретного ремня берут из его паспорта.
Корд бывает стеклянный, арамидный (из очень прочного синтетического волокна) и стальной. Стекло — основной вариант: малое удлинение, устойчивые размеры, но частый изгиб на малых шкивах и влага на открытых торцах ему вредят. Арамид лучше переносит рывки и удары и легче гнётся. Сталь даёт наименьшее удлинение и стабильную длину на длинных нагруженных приводах, но требует шкивов покрупнее и не терпит перегиба при монтаже.
Посадка на шкив: зубья в зацеплении, фланцы, монтаж
Шкив заказывают по числу зубьев и профилю, а не по диаметру: у шкива есть делительный диаметр (по нему считают скорость и передаточное число) и меньший наружный, тот, что берут штангенциркулем. Делительный диаметр — число зубьев на шаг, делённое на π: у шкива 8M на 30 зубьев он 76,39 мм, у 5M с тем же числом зубьев — 47,75 мм.
Чаще всего зубья срываются оттого, что на малом шкиве их в зацеплении слишком мало. Число зубьев в зацеплении — это зубья малого шкива, умноженные на угол обхвата (какую часть окружности шкива охватывает ремень) и делённые на 360°. Шкив на 24 зуба при обхвате 120° даёт 8 зубьев в зацеплении, шкив на 14 зубьев — меньше пяти. Нижняя граница — шесть; на тяжёлых и реверсивных приводах закладывают больше. Если зубьев не хватает, помогают три меры: увеличить малый шкив, поставить внутренний натяжной ролик, чтобы вырос обхват, или перейти на более крупный шаг. Ширина ремня зацепление не улучшает.
Фланцы (бортики) ставят минимум на один шкив, обычно малый; на оба — при межосевом расстоянии (расстоянии между осями шкивов) больше восьми диаметров малого шкива и на вертикальных валах. Бортик лишь удерживает ремень и перекос не лечит: если ремень упорно уходит на фланец, речь чаще всего о непараллельных валах, а кромка стирается и корд рвётся.
Ремень не надевают на шкив отвёрткой или ломом: на корде остаётся перегиб, снаружи не видный. Сдвиньте электродвигатель или ослабьте натяжитель, наденьте ремень руками, выставьте натяжение по прибору и перепроверьте в первые сутки: новый ремень «садится» и теряет часть натяжения. Слабый ремень на синхронном приводе не проскальзывает, а перескакивает, и фаза сбивается.
Двенадцать проверок: до заказа, при приёмке, перед монтажом
До заказа
- Профиль и шаг — снимите со шкива, а не со стёртого ремня: посчитайте зубья, замерьте расстояние через десять шагов и разделите на десять
- Зубья и длина — в заявке оба числа с пометкой, какое главное
- Ширина с допуском, материал зуба и покрытие спинки (гладкой внешней стороны ремня)
- Корд по названию — стекло, арамид или сталь, с прочностью на миллиметр ширины, а не «высокопрочный»
При приёмке
- Три размера — число зубьев, длина (через десять шагов) и ширина в трёх точках; ремню дают сутки полежать в тепле
- Осмотр — корни зубьев под лупой без трещин, кромки без торчащего корда, спинка на плите без бугров
- Бесконечный или сваренный — шов виден полосой или ступенькой; для позиционного привода нужен бесконечный ремень
- Маркировка и дата — ремень, этикетка и заказ совпадают; полиуретан стареет и на полке
Перед монтажом
- Шкив — тот же профиль, канавки не разработаны, зубьев в зацеплении не меньше шести
- Натяжение и ход — пазы и натяжитель проверены заранее, значение натяжения записано
- Среда — температура в самый жаркий час, масло, моющие средства, пыль, озон
- Акт ввода — маркировка, зубья, длина, ширина, корд, партия, натяжение, дата, фото: при отказе спорят данными, а не мнениями
Зубчатый ремень выбирают по цепочке: семейство зуба, шаг, ширина, длина в зубьях, а затем материал и корд под температуру, среду и удары. Ошибку в первом звене остальные не исправят.
Подберём профиль, шаг и длину под ваш привод — каталог зубчатых ремней с прямой поставкой с завода.