Критерії працездатності і розрахунок ланцюгової передачі
Основним критерієм працездатності ланцюгових передач є довговічність ланцюга, яка визначається зношуванням шарнірів.
За основною прийнятий розрахунок ланцюгових передач, що забезпечує зносостійкість шарнірів ланцюга. При цьому ланцюзі мають достатню міцність. Довговічність (ресурс) приводних ланцюгів по зношування в стаціонарних машинах становить 10 ... 15 тис. Годин роботи.
Проектувальний розрахунок ланцюга
Проектувальний розрахунок ланцюгової передачі полягає в підборі ланцюга зі стандартного ряду за довідковими таблицями. При цьому враховуються передана навантаження і швидкісні характеристики передачі.
Таким чином, визначається необхідний крок t ланцюга, а також число рядів m і допустиме середнє тиск [pц] в шарнірі ланцюга.
Умовне обозначніе приводних ланцюгів
Для роботи з довідковими таблицями необхідно знати умовне позначення ланцюгів. Так, для роликових ланцюгів прийняті наступні позначення:
- перша цифра - число рядів ланцюга (цифра 1 для позначення однорядной ланцюга не ставиться);
- букви «ПР» - означають «приводний роликовий ланцюг»;
- друга цифра (число) - крок ланцюга, мм;
- третя цифра (число) - руйнівне навантаження, Н;
- четверта цифра - виконання ланцюга по ширині.
Приклад позначення роликового ланцюга:
ПР-12,7-1820-1. приводний роликовий ланцюг, однорядна, крок 12,7 мм, руйнівне навантаження 18200 Н. перше виконання по ширині.
При проектувальному розрахунку попередньо визначають крок ланцюга:
де:
Ке - коефіцієнт експлуатації, Ке = Кд × Кс × К0 × Крег × Кр; Кд - коефіцієнт динамічності; Кс - коефіцієнт способу змащування передачі; К0 - коефіцієнт нахилу передачі до горизонту; Крег - коефіцієнт способу регулювання; Кр - коефіцієнт режиму навантаження;
Т1 - крутний момент на провідній зірочці;
m - число рядів ланцюга;
z1 = 29 - 2u - мінімальне число зубів ведучої зірочки роликового ланцюга;
[Pц] - допустиме середній тиск в шарнірі (визначається за таблицями з урахуванням кутової швидкості ланцюга і її кроку, см. Таблицю 1);
Таблиця 1. Допустиме середній тиск в шарнірі ланцюга
Перевірочний розрахунок ланцюга на зносостійкість
Після підбору ланцюга за стандартом (за допомогою довідкових таблиць) обрана передача поверяется на зносостійкість за формулою:
де:
F1 = 2Т1 / d1 - окружна сила; d1 = t / [sin (180 ° / z1)];
А - площа проекції опорної поверхні шарніра, А = d0 В; d0 - діаметр осі; В - довжина втулки (див. Рис. 2).
Сили в ланцюгової передачі
Провідна галузь ланцюга при роботі передачі навантажена силою F1 складається з корисної (окружний) сили Ft. сили F0 натягу від сили тяжіння веденої гілки ланцюга і сили Fц натягу від дії відцентрових сил:
Окружна сила Ft (H). передана ланцюгом:
де d - ділильний діаметр зірочки, мм; Т - в Нм.
Натяг F0 (H) від сили тяжіння при горизонтальному або близькому до нього положенні лінії, що з'єднує осі зірочок:
F0 = qga 2 / (8f) = 1,2ga 2 / f,
де q - маса 1 м ланцюга, кг / м; g = 9,81 м / сек 2 - прискорення вільного падіння; а - міжосьова відстань, м; f - стріла провисання веденої гілки, м (рис. 3).
При вертикальному або близькому до нього положенні лінії центрів зірочок:
Натяг ланцюга від відцентрових сил (Н):
де v - швидкість руху ланцюга, м / сек.
Сила Fц діє на ланки ланцюга по всьому її контуру і викликає додаткове зношування шарнірів.
Ланцюг передачі перевіряють на міцність, зіставляючи значення руйнує сили, що приводиться в стандарті, і сили натягу ведучої гілки, яку при цьому обчислюють з урахуванням додаткового динамічного навантаження від нерівномірного руху ланцюга, веденої зірочки і наведених до неї мас.
Навантаження на вали зірочок
Відцентрова сила вали і опори не навантажує. Розрахункове навантаження FВ на вали ланцюгової передачі дещо більше корисної окружної сили внаслідок натягу ланцюга від власної сили тяжіння. Умовно приймають:
де kВ - коефіцієнт навантаження вала; kВ = 1,15 - для горизонтальних передач, kВ = 1,05 - для вертикальних. Напрямок сили FВ - по лінії центрів зірочок.
натяг ланцюга
У міру зношування шарнірів ланцюг витягується, стріла f провисання веденої гілки збільшується (рис. 3). що викликає переповнення зірочки ланцюгом.
Натяжні пристрої повинні компенсувати подовження ланцюга в межах двох ланок, при більшій витяжці - дві ланки ланцюга видаляють. Натяг не компенсує збільшення кроку ланцюга внаслідок зносу деталей шарнірів.
ККД ланцюгової передачі
Коефіцієнт корисної дії η ланцюгової передачі залежить від втрат на тертя в шарнірах ланцюга, в контакті ланцюга з зубами зірочок, в опорах валів, а також від втрат на перемішування масла при змазуванні зануренням.
Зазвичай ККД ланцюгової передачі η = 0,95. 0,97.
При нерегулярному періодичному змазуванні η = 0,92. 0,94.
Характер і причини відмов ланцюгових передач
Ланцюгові передачі виходять з ладу з наступних причин:
1. Зношування деталей шарнірів призводить до збільшення кроку ланцюга, до подовження ланцюга. У міру зношування шарніри розташовуються все ближче до вершин зубів зірочки - виникає небезпека зісковзування ланцюга зі зірочки.
2. Втомне руйнування пластин ланцюгів по проушинам внаслідок їх циклічного навантаження. Характерно для закритих важко навантажених швидкохідних передач, що працюють при хорошому змазуванні, коли зношування шарнірів не є визначальним.
3. Втомне руйнування роликів і втулок, обумовлене ударами шарнірів про зуби зірочок при вході в зачеплення.
4. Зношування зубів зірочок внаслідок відносного ковзання і заїдання в сполученні ролик ланцюга - зуб зірочки.
5. Неприпустиме провисання веденої гілки ланцюга, характерне для передач, які не мають натяжних пристроїв.
Рекомендації з конструювання ланцюгових передач
1. У приводах з швидкохідними двигунами ланцюгову передачу, як правило, встановлюють після редуктора.
2. Провідну гілка ланцюга рекомендується розташовувати внизу, щоб уникнути підхоплення її ланок зубами ведучої зірочки.
3. Для забезпечення достатнього самонатяженія ланцюга не слід робити кут нахилу Θ лінії центрів зірочок до горизонту понад 60 ° (див. Рис. 3).
При Θ> 60 ° на провідну галузь в місцях найбільшого провисання ланцюга встановлюють оттяжную зірочку.
Діаметр відтяжної зірочки виконують більше діаметра меншою зірочки передачі, вона повинна входити в зачеплення не менше ніж з трьома ланками ланцюга.
4. Оскільки ланцюг в поперечному перерізі не є гнучким, вали ланцюгової передачі повинні бути паралельними, а зірочки встановлені в одній площині.
5. Застосування трьох- і чотирирядних ланцюгів небажано, так як вони дороги і вимагають підвищеної точності виготовлення зірочок і монтажу передачі.
6. Регулювання натягу ланцюга здійснюється переміщенням вала однієї з зірочок, нажімнимі роликами або відтяжними зірочками.
Натяжні пристрої повинні компенсувати подовження ланцюга в межах двох ланок, при більшій витяжці дві ланки ланцюга видаляють.
