ПОЛИКЛИНОВОЙ РЕМЕНЬ И СПОСОБ ИНДИКАЦИИ СОСТОЯНИЯ ИЗНОСА НА ПОЛИКЛИНОВОМ РЕМНЕ
V-RIBBED BELT AND METHOD FOR SHOWING WEAR STATE OF V-RIBBED BELT

Изобретение относится к способу индикации состояния износа на поликлиновом ремне, который состоит из спинки ремня, расположенного под спинкой ремня кордшнура и несущего основания, в котором в продольном направлении поликлинового ремня образованы параллельные друг другу и имеющие соответствующее промежуточное пространство друг от друга клиновидные ребра с наклонными боковыми поверхностями ребер, при этом образованные для вхождения ребер поликлинового шкива промежуточные пространства между двумя клиновидными ребрами поликлинового ремня проходят до основания клиновидных ребер.
Кроме того, изобретение относится к поликлиновому ремню, состоящему из спинки ремня, расположенного под спинкой ремня кордшнура и несущего основания, в котором в продольном направлении поликлинового ремня образованы параллельные друг другу и имеющие соответствующее промежуточное пространство друг от друга клиновидные ребра с наклонными боковыми поверхностями ребер, при этом образованные для вхождения ребер поликлинового шкива промежуточные пространства между двумя клиновидными ребрами поликлинового ремня проходят до основания клиновидных ребер.
Поликлиновые ремни предназначены для передачи приводной силы на поликлиновой шкив. Поликлиновой ремень имеет проходящие в продольном направлении клиновидные ребра, коническая форма которых задается наклонными боковыми поверхностями. Боковые поверхности двух расположенных рядом друг с другом клиновидных ребер образуют клиновидное промежуточное пространство, в которое выступают в смонтированном состоянии ребра поликлинового шкива. Привод поликлинового шкива происходит за счет фрикционного замыкания, которое осуществляется исключительно с помощью боковых поверхностей ребер, которые прилегают к соответствующим боковым поверхностям ребер шкива. При этом клиновидные ребра поликлинового ремня несколько больше по сравнению с образованными между ребрами шкива желобами шкива, с целью реализации бокового прилегания с предварительным напряжением клиновидных ребер поликлинового ремня к ребрам поликлинового шкива, за счет чего обеспечивается передача сил за счет трения.
Поликлиновые ремни, к которым относится данное изобретение, могут быть выполнены в различных вариантах выполнения. Так, известны поликлиновые ремни, которые имеют гладкую спинку ремня. Кордшнур, который может быть образован из проходящих в продольном направлении поликлинового ремня, скрученных жгутов из текстиля, прочных на растяжение пластмассовых нитей или же стальных нитей, может быть очень малорастяжимым до эластичного, с целью соответствия различным случаям применения. Несущее основание, в котором образованы клиновидные ребра, должно состоять из эластичного материала, который является очень стойким относительно вжимания клиновидных ребер в желоба поликлинового шкива.
Даже когда несущее основание поликлинового ремня состоит из очень стойкого материала, естественно, возникает при длительном использовании поликлинового ремня износ в зоне боковых поверхностей ребер, за счет которого уменьшается ширина клиновидных ребер поликлинового ремня. Продолжающееся уменьшение ширины клиновидных ребер приводит к ослаблению прижимания боковых поверхностей ребер к соответствующим боковым поверхностям ребер шкива, так что не обеспечивается больше желательная по возможности без проскальзывания передача сил.
Проверка состояния поликлинового ремня после определенной длительности работы происходит известным образом с помощью изготовленных для каждого типа поликлинового ремня шаблонов, который соответствуют примерно выполнению ребер поликлинового шкива, так что посредством ощущения при введении шаблона в промежуточные пространства между клиновидными ребрами поликлинового ремня обеспечивается возможность распознавания, обеспечивается ли с помощью боковых поверхностей ребер поликлинового ремня еще достаточное боковое прижимание к ребрам поликлинового шкива. Этот метод является субъективным и требует большого опыта оценивающего пригодность используемых поликлиновых ремней персонала. Естественно, что таким образом возможна лишь приблизительная качественная оценка, так что по соображениям безопасности поликлиновые ремни заменяются задолго до того, как это требуется в действительности. Кроме того, во многих случаях трудно проверять качество поликлинового ремня с помощью соответствующего шаблона в смонтированном состоянии поликлинового ремня. Во многих случаях для этого нет в распоряжении соответствующего конструктивного пространства в установленном состоянии, так что соответствующую проверку нельзя выполнять, или требуется трудоемкое снятие поликлинового ремня.
Поэтому в основу данного изобретения положена задача обеспечения возможности проверки состояния износа поликлинового ремня даже в установленном состоянии.
Это обеспечивается, согласно изобретению, в способе указанного вначале вида тем, что обнаруживается удаление материала (износ материала) в основании ребер в качестве критерия состояния износа.
Поэтому, согласно изобретению, обнаруживается не удаление (износ) материала на боковых поверхностях ребер, а в качестве критерия для требующего замены состояния износа рассматривается удаление материала в основании ребер. Для этого решающее значение имеет то, что клиновидное выполнение клиновидных ребер обеспечивает возможность компенсации удаления материала на боковых поверхностях ребер за счет того, что клиновидные ребра поликлинового шкива погружаются несколько глубже в также клиновидные промежуточные пространства между клиновидными ребрами поликлинового ремня. Это увеличенное погружение обычно обеспечивается с помощью регулярной проверки натяжения ремня в смонтированном состоянии и соответствующего этому последующего натяжения поликлинового ремня. В качестве альтернативного решения, поликлиновой ремень устанавливается так, что с помощью упруго подвешенного натяжного ролика обеспечивается определенное натяжение ремня в течение срока службы. Кроме того, известно выполнение поликлиновых ремней с эластичными кордшнурами, так что монтаж поликлинового ремня можно осуществлять с продольным предварительным натяжением, которое может компенсировать возможное удаление материала во время срока службы поликлинового ремня.
В основе данного изобретения лежит понимание того, что имеется больше не подлежащая компенсации непригодность поликлинового ремня, когда вершины ребер поликлинового шкива упираются в основание канавки промежуточных пространств поликлинового ремня. В этом случае радиальная перестановка поликлинового ремня относительно охватываемого поликлиновым ремнем поликлинового шкива больше невозможна или возможна лишь в очень небольшой степени, так что прижимание наклонных боковых поверхностей клиновидных ребер к соответствующим боковым поверхностям ребер шкива больше не может происходить с необходимым предварительным натяжением. Таким образом, когда вершины ребер шкива определенное время проходят по соответствующему основанию канавки поликлинового ремня, то там возникает износ/удаление материала. Это обнаруживается, согласно изобретению, с целью обнаружения состояния износа, указывающего на необходимость замены поликлинового ремня.
Очень простым образом обнаружение возможно оптически за счет того, что поверхность у основания ребер образована первым материалом, а под ним расположен второй, оптически отличающийся материал, и в качестве критерия состояния износа используется оптически распознаваемое вскрытие второго материала. Особенно целесообразно второй материал имеет цвет, отличный от цвета первого материала.
Таким образом, когда первый материал обычно имеет черный или серый тон, то находящийся под ним второй материал может иметь явно отличающийся цвет, например, красный. В этом случае распознаваемый в основании ребер красный цвет указывает состояние износа, которое предписывает незамедлительную или по меньшей мере скорую замену поликлинового ремня.
Прилегание вершины ребер шкива к основанию ребер обычно еще не приводит немедленно к отрицательному влиянию на передачу сил ремнем, поскольку вершина клиновидных ребер может еще легко вдавливаться в обычно эластичный материал несущего основания поликлинового ремня, пока сопротивление дальнейшему вдавливанию не становится настолько большим, что последующее натяжение поликлинового ремня не может больше осуществляться в такой мере, что остается предусмотренное давление прижимания к боковым поверхностям ребер.
Отсюда следует, что от размера ребер и от профиля ребер зависит, какой контакт вершин ребер шкива с основанием ребер является еще допустимым. В соответствии с этим, толщина второго материала в зоне основания ребер лежит между минимальной толщиной, которая составляет примерно 0,1 мм, и толщиной, равной 2 мм. Для некоторых видов поликлинового ремня целесообразно, что оптический сигнал предупреждения уже подается при небольшом контакте вершины ребер шкива с основанием ребер поликлинового ремня. В этом случае покрывающий первый материал слой второго материала в основании ребер является минимальным и должен иметь лишь такую толщину, чтобы оптически отличающийся первый слой в основании ребер был не распознаваем. Для этого, очевидно, второй слой должен не полностью закрывать первый слой, поскольку уже преобладающее закрывание может приводить к исключению возможности распознавания.
Подходящий для выполнения способа поликлиновой ремень указанного вначале вида отличается, согласно изобретению тем, что несущее основание состоит по меньшей мере из одного первого материала и одного второго материала, что боковые поверхности клиновидных ребер образованы вторым материалом, что в зоне основания ребер первый материал покрыт тонким слоем второго материала, так что при износе материала на несущем основании в основании ребер вскрывается первый материал, в то время как боковые поверхности ребер все еще образуются вторым материалом, и что первый материал оптически явно отличается от второго материала.
В одном предпочтительно варианте выполнения оба материала отличаются цветом, при этом второй материал может быть черным или серым, в то время как покрытый вторым материалом первый материал имеет предпочтительно яркий, хорошо распознаваемый цвет. При этом краска для лучшего распознавания может быть выполнена в виде светящейся краски.
Первый материал примыкает к кордшнуру, который может быть заделан в подходящий материал, и образует тем самым сначала по существу плоский слой. Он может проходить вплоть до второго слоя в зоне основания ребер, так что пограничный слой между первым материалом и вторым материалом проходит по ширине ремня, а не в ребра. В качестве альтернативного решения возможно, что первый материал проходит также в зону ребер и тем самым образует сердечник ребер, который покрыт вторым материалом. При этом толщина покрывающего слоя второго материала в зоне боковых поверхностей ребер значительно больше, чем зоне основания ребер.
А именно, толщина второго материала в зоне основания ребер, т.е. поверх первого материала, может лежать между 0,1 и 2 мм. Толщина слоя первого материала над основанием ребер, т.е. толщина первого материала между обращенной к ребрам пограничной плоскостью кордшнура и пограничной линией со вторым материалом, лежит в предпочтительном примере выполнения между 0,1 и 2,5 мм.
Поликлиновой ремень, согласно изобретению, может быть выполнен во всех известных вариантах выполнения, т.е., в частности, также в виде не эластичного или эластичного поликлинового ремня. Кроме того, спинка ремня может быть также снабжена другим ребром или зубчатым зацеплением с расположенными друг за другом в направлении движения зубьями для обеспечения возможности попеременного охвата поликлинового шкива и зубчатого шкива, как это в принципе известно.
Изготовление поликлинового ремня, согласно изобретению, осуществляется известным образом. При применении природного каучука или синтетического каучука в качестве материала, можно осуществлять вулканизацию с приданием формы (способ формовки) или перед приданием формы, когда форма изготавливается исключительно способом шлифования. Поликлиновой ремень можно также экструдировать в его окончательной форме. В качестве материала поликлинового ремня можно использовать, помимо эластомеров, также пластмассы, такие как, например, полиуретан.
Ниже приводится более подробное пояснение изобретения на основе примеров выполнения, описание которых приводится в качестве возможных вариантов выполнения и которые не должны иметь ограничивающей объем защиты функции, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг. 1 - разрез поликлинового ремня, согласно изобретению, в первом варианте выполнения в новом состоянии, и
фиг. 2 - разрез поликлинового ремня, согласно фиг. 2, в изношенном состоянии.
В показанном примере выполнения поликлиновой ремень имеет гладкую спинку 1 ремня, которая образует обращенную вверх гладкую поверхность. К другой поверхности спинки 1 ремня примыкает кордшнур 2, который образован из расположенных рядом друг с другом тяговых тросов. Кордшнур 2 может быть заделан обычным образом в подходящий, предпочтительно клеящий пластмассовый материал. К кордшнуру на обращенной от спинки 1 ремня стороне примыкает слой из первого материала 3 несущего основания 4 поликлинового ремня. Слой первого материала 3 наносится на заготовку с постоянной толщиной, так что образуется по существу прямая пограничная линия 5 в направлении второго материала 6. Первый материал 3 и второй материал 6 можно наносить также в виде сдвоенного материала с желаемым соотношением толщины на заготовку (спинку 1 ремня и кордшнур 2). В показанном примере выполнения формирование несущего основания осуществляется способом формовки, за счет чего пограничная линия 5 слегка волнисто деформирована. Из второго материала 6 при формировании образуются клиновидные ребра 7 с лежащими между ними промежуточными пространствами 8. Основание 9 ребер находится в показанном примере выполнения полностью внутри второго материала 6, который в зоне основания 9 ребер покрывает первый материал 3 тонким слоем с обозначенной толщиной а2.
В одном предпочтительном примере выполнения первый материал состоит из цветного, в частности красного, каучука EPDM (этиленпропилендиеновый каучук), в то время как второй материал может быть обычным черным каучуком EPDM.
На чертежах показано, что при использовании поликлиновой ремень взаимодействует с соответствующим поликлиновым шкивом 10. Поликлиновой шкив 10 имеет ребра 11 шкива, которые выступают в промежуточные пространства 8 между двумя клиновидными ребрами 7 так, что одна боковая поверхность 12 клиновидного ребра 7 плоско соприкасается с боковой поверхностью 13 соседнего ребра 11 шкива с боковым предварительным напряжением. Таким образом, обе боковые поверхности 13 ребра 11 шкива прилегают к боковым поверхностям 12 обоих соседних клиновидных ребер 7 так, что вершина 14 ребра 11 шкива заканчивается на расстоянии от основания 9 ребра. Существующее в новом состоянии поликлинового ремня расстояние между вершиной 14 и основанием 9 ребер показано на фиг.1 в качестве размера а3.
Также показанный размер а1 обозначает толщину первого материала 3 между кордшнуром 2 и пограничной линией 5 в зоне соответствующего основания 9 ребер.
На фиг.1, иллюстрирующей новое состояние поликлинового ремня, можно видеть, что при рассматривании поликлинового ремня в горизонтальной проекции со стороны клиновидных ребер 7 виден лишь второй материал, который окрашен, например, в черный цвет.
На фиг.2 показано состояние износа, которое заметно на поликлиновом ремне, согласно изобретению. За счет удаления материала на боковых поверхностях 12 ребер и автоматического или вручную последующего натяжения поликлинового ремня вокруг поликлинового шкива 10, ребра 11 шкива входят глубже в промежуточное пространство 8 между двумя клиновидными ребрами 7. В показанном на фиг.2 изношенном состоянии вершина 14 ребер 11 шкива упирается в основание 9 ребер и сносит/удаляет с него материал. Удаление материала произошло настолько, что в зоне основания 9 ребер больше не имеется второго материала 6, так что в зоне основания 9 ребер вскрыт первый материал 3, который окрашен, например, в красный цвет. При рассматривании сверху поликлинового ремня в зоне, которая выходит из охвата поликлинового шкива 11, в зоне клиновидных ребер 7 снова виден черный материал, в то время как в основании 9 ребер виден первый материал, например, красного цвета. Таким образом, при таком рассматривании поликлиновой ремень имеет черную поверхность с тонкими красными полосами в каждом основании 9 ребер. Этот вид сигнализирует, что поликлиновой ремень достиг состояния износа, в котором он должен быть заменен незамедлительно или скоро, поскольку боковые поверхности 12 клиновидных ребер 7 не прилегают с необходимым прижиманием, соответственно, не с необходимой поверхностью прилегания к боковым поверхностям 13 ребер 11 шкива для передачи сил.
Можно видеть, что для работы поликлинового ремня, согласно изобретению, не имеет значения, проходит ли первый материал 3 в клиновидные ребра 7 или, как показано в качестве примера на фигурах, клиновидные ребра 7 образованы полностью из второго материала. Для обеспечения возможности распознавания удаления материала в основании 9 ребер лишь предпочтительно, когда боковые поверхности 12 образованы из второго материала, т.е. выглядят, например, черными, в то время как сигнал износа проявляется, например, в виде красных полос в основании 9 ребер.
В соответствии с этим, возможны большие вариации долей первого материала 3 и второго материала 6 в несущем основании 4 поликлинового ремня. При деформации в способе формовки первый материал 3 может составлять 5-95% и, соответственно, второй материал 6 95-5% материала несущего основания 4. При изготовлении способом шлифовки целесообразно, когда доля первого материала 3 составляет 5-50% и доля второго материала 6 50-95% материала несущего основания 4.
Хотя в указанном примере выполнения используется распознавание цвета в основании ребер, способ, согласно изобретению, не ограничивается этим. Принцип действия способа, согласно изобретению, основывается на использовании удаления материала в основании 9 ребер, а не на боковых поверхностях 12 ребер, в качестве сигнала состояния износа. Удаление материала в основании 9 ребер можно определять, естественно также с помощью обычных приборов проверки материалов, в частности, когда снова применяются два различных материала 3 и 6, и в основании 9 ребер применяется лишь тонкий слой второго материала 6. Когда оба материала, например, имеют различные характеристики для ультразвуковых или рентгеновских волн, можно легко обнаруживать удаление второго материала 6.
Кроме того, удаление материала в основании 9 ребер можно определять также посредством измерения расстояния, например, с помощью радарной техники, с помощью простого радарного датчика, при этом этот датчик может быть смонтирован неподвижно в установке. В этом случае можно контролировать расстояние до основания 9 ребер с помощью неподвижно установленного датчика. Если расстояние увеличивается вследствие удаления материала на определенное значение, то этот сигнал можно использовать в качестве индикации состояния износа.
Однако создаваемый с помощью оптической, в частности цветной, маркировки поликлинового ремня в основании канавки вариант выполнения имеет то преимущество, что не требуются датчики контролирования, поскольку состояние износа распознаваемо оптически.