Berechnen von Keilriemen-Festigkeitsverhältnissen

Verwendete allgemeine Gleichungen


	Dabei gilt: m ist eine spezifische Masse des Riemens, definiert als m = S ρ

Geänderter Reibungskoeffizient der jeweiligen Riemenscheibe


	f = f_g+ v f_mod

Fundamentale Gleichungen für antreibende Riemenscheibe und Riemen

Zu übertragende Leistung

Riemengeschwindigkeit

Riemenbiegefrequenz

Riemenzugkraft (oder effektive Spannung)

Zentrifugalkraft

Fc = z m v 2

Spannung in Riemenabschnitten

Mit den folgenden Gleichungen wird von der Anwendung zunächst die Riemenscheibe bestimmt, die als am problematischsten eingeschätzt wird. Zum Übertragen einer Belastung ist hier der maximale Riemeninstallationszug erforderlich. Anschließend wird für alle Riemenscheiben die Riemenspannung in jedem Abschnitt entsprechend angepasst. Ausgangspunkt ist dabei der anfängliche Riemeninstallationszug.


	F_1i- F_pP_xi- F_2i= 0

Kriterium für die als am problematischsten eingeschätzte Riemenscheibe ist die maximale Spannung der gespannten Seite:

F 1max = max (F 1i)

Der Maximalzug in der Riemenspannung insgesamt (pro Riemen) bei voller Belastung des Riemengetriebes wird wie folgt bestimmt:

Dabei ist der Ausdruck "k 1 F 1max" der tatsächliche Maximalzug in Riemenspannung, der für alle Riemen in dem Riemenantrieb berücksichtigt wird. Auf diese Weise wird der Zug in einzelnen Spannungen neu berechnet, sodass die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

F 1i - F P P xi - F 2i = 0

Resultierende Achsenbelastung für jede Riemenscheibe bei voller Belastung des Riemengetriebes:

Anmerkung: Für angetriebene Riemenscheiben und Leitrollen werden F 1 und F 2 im Generator umgekehrt, sodass F 1 die Eingaberiemenspannung und F 2 die Ausgaberiemenspannung in Bewegungsrichtung des Riemens ist.

Anfänglicher Riemeninstallationszug und statische Zugkraft

Der erforderliche anfängliche Riemeninstallationszug (pro Riemen) kann über den Zugkoeffizienten angepasst und wie folgt bestimmt werden:

Die statische Spannkraft F v wird für jede Riemenscheibe ermittelt. Die Anwendung ermittelt die Spannkraft, die sich entlang der Mittellinien des Riemens aufbaut, wie folgt:

Bedeutung der verwendeten Variablen:

F	Tangentialkraft [N]
β	Umspannungswinkel [°]
α	Eckenwinkel [°]
C	Zentrifugalkraft [N]
N	Normalkraft [N]
m	Spezifisches Riemengewicht [kg/m]
v	Riemengeschwindigkeit [m/s]
R	Riemenscheibenradius [m]
S	Riemenquerschnittsfläche [m²]
T	Auf die jeweilige Riemenscheibe einwirkendes Drehmoment [Nm]
D_p	Teilkreisdurchmesser der Riemenscheibe [m]
k	Anzahl der Riemenscheiben [-]
P	Zu übertragende Leistung [N]
v	Riemengeschwindigkeit [m/s]
F_c	Zentrifugalkraft [N]
F¹	Spannung im Riemenabschnitt bei Eingabe für die jeweilige Riemenscheibe [-]
F₂	Spannung im Riemenabschnitt bei Ausgabe für die jeweilige Riemenscheibe [-]
f	Geänderter Reibungskoeffizient der jeweiligen Riemenscheibe [-]
P_x	Leistungsverhältnis der jeweiligen Riemenscheibe [-]
f_g	Reibungskoeffizient des jeweiligen Riemenscheibenmaterials und Riemens [-]
f_mod	Drehzahlkoeffizient der Reibungsänderung [s/m]
Z	Anzahl der Riemen [-]
ρ	Riemendichte [kg/m3]
F_t	Anfänglicher Riemeninstallationszug [N]
F_v	Statische Zugkraft für die jeweilige Riemenscheibe [N]
k₁	Zugkoeffizient des Riemens [-]

Anmerkung: i = Index der Riemenscheibe