Jaké jsou maximální obvodové rychlosti řemenů?

Zvyšování výkonnosti strojů přináší potřebu zvyšovat maximální otáčky. Hlavním kritériem, zda daný typ řemenu nebo řetězu lze použít, je obvodová rychlost.

Pouze otáčky k posouzení nestačí.

U samotných otáček je nutno vždy brát v úvahu velikost průměru kola nebo řemenice, která tyto otáčky vykonává.

Obvodovou rychlost vypočítáme podle vzorce:
\[v = {\pi \cdot d \cdot n}\ [\rm{m \cdot s^{-1}}]\] kde \(d\) je průměr řemenice nebo kola v m, \(n\) jsou otáčky (\(\rm{ot. \over s} = \rm{ot. \over min.} \cdot {1 \over 60}\)).

Z tohoto vzorce vyplývá, že např. pokud máme ruční hoblík s otáčkami 10 000 ot/min o malém průměru řemenice 20 mm, je výsledná obvodová rychlost 10,47 m/s. Naopak např. u kompresoru s otáčkami 1 500 ot/min a průměrem řemenice 530 mm je obvodová rychlost 41,64 m/s!

Použití řemenů podle maximální obvodové rychlosti

1. Oplášťované klínové řemeny jsou vhodné pro rychlosti pouze do 35 m/s.
2. Klínové řemeny s vnitřním ozubením a s broušenými boky XPZ, XPA, XPB, XPC a ZX, AX, BX, CX mohou pracovat s rychlostí až 50 m/s. Existují aplikace, kdy tyto klínové řemeny pracují i při rychlosti nad 50 m/s, např. u dmychadel až 60 m/s. Je však potřeba provést přesné výpočty, zkoušky a pro převod použít speciální řemenice VTP z tvárné litiny s dostatečným vyvážením.
3. Drážkové řemeny mohou pracovat s maximální rychlostí až 60 m/s. Těmito řemeny se s úspěchem nahrazují klínové řemeny v případě rychloběžných pohonů.
4. Ozubené řemeny jsou použitelné pro maximální rychlosti podle velikosti profilu 40 až 50 m/s. Speciální typy pro vysokorychlostní převody CONTI SYNCHROFORCE CXP nebo EXTREME mohou pracovat až do 60 m/s. U ozubených řemenů je nutné při vysokých otáčkách sledovat hlučnost převodu. Pro nejvyšší rychlosti jsou určeny řemeny s profily STD nebo CTD.
5. U speciálních ozubených řemenů CXA, které jsou určeny pro pomaloběžné převody je konstrukcí a materiálem řemenů omezena maximální obvodová rychlost na 25 m/s. Tyto řemeny jsou navrženy pro jiné druhy pohonů než pro přenos nejvyšších rychlostí.
6. Ploché řemeny je možno používat podle typů pro maximální rychlosti 80 až 100 m/s. Nevýhodou je však nižší přenášený výkon, vyšší šířka a potřeba vyšších napínacích sil.
7. Pro srovnání: řetězové převody je možno použít podle velikosti a typu řetězu pro maximální rychlosti asi do 20 m/s. Důležité je zajistit předepsané mazání a dodržet všechny konstrukční požadavky výrobců řetězů.

Vyvážení řemenic při vysokých rychlostech

Čím vyšší je obvodová rychlost, tím vyšší jsou požadavky na konstrukci řemenic a celého zařízení. Při vysokých rychlostech je nutné řemenice vyvážit na přesnější stupeň vyvážení, např. Q 4 - Q 2,5.

Vyvážení v jedné rovině na stupeň Q 16 podle VDI 2060 se doporučuje při v = 30 m/s pro Dp > 400 mm nebo při otáčkách n = 1500 rpm pro Dp ≤ 400 mm. Vyvážení ve dvou rovinách na stupeň Q 6,3 při v > 30 m/s nebo v > 20 m/s při poměru roztečného průměru a šířky řemenice Dp / B < 4.

Volba materiálu a konstrukce řemenice

Je nutné použít místo šedé litiny např. ocel St45, tvárnou litinu GGG40 nebo jiný materiál vyšší kvality. Šedá litina není vhodná pro rychlosti nad 42 m/s u klínových řemenic, resp. nad 35 m/s u ozubených řemenic.

Při vysokých rychlostech působí na konstrukci také vyšší odstředivé síly. Je nutné zvolit masivnější konstrukci. Při nejvyšších rychlostech volte raději plné řemenice nebo řemenice s odlehčením místo lehkých konstrukcí řemenic s loukotěmi.

U klínových převodů s vysokými rychlostmi nad 35 m/s jsou optimální variantou vysokorychlostní řemenice VTP.

Jak lze snížit provozní obvodovou rychlost převodu?

Podle výše uvedeného vzorce mají rozhodující vliv na obvodovou rychlost otáčky a průměr řemenice.

1. U klínových řemenů použijte nové modernější typy klínových řemenů místo klasických. Klínové řemeny s vnitřním ozubením mají vyšší ohebnost, menší minimální průměr řemenice i vyšší přenášený výkon. Stejné převody lze tedy realizovat s menším počtem řemenů nebo s výrazně menšími průměry řemenic.
2. Klínové řemeny nahraďte drážkovým řemenem, který má menší průměry řemenic, vyšší ohebnost a může přenášet vyšší obvodovou rychlost.
3. U ozubených řemenů použijte výkonnějších typy ozubených řemenů, např. CXP, které přenášejí vyšší výkon a vyšší rychlost. Je možno použít menší řemenice a zmenšit rozměry celého převodu.