Válečkový řetěz může znatelně kmitat, jakmile kmitočet budícího zdroje se blíží některému z přirozených kmitočtů řetězu. Kmitání může být za jistých podmínek tak silné, že může řetěz nebo pohon poškodit i zničit. Hlavními zdroji buzení jsou velká cyklická zatížení, chordální akce a dopad válečku na zub.
Pro lepší pochopení se vypočtou přirozené kmitočty řetězu a převedou se na otáčky hnacího řetězového kola. Tyto otáčky se nazývají kritické otáčky. Pokud jsou otáčky hnacího kola blízké kritickým otáčkám, mohou se vyskytnout vibrace. Kritický interval otáček hnacího řetězového kola je určen takto:
kde:
|
n C |
Kritické otáčky hnacího řetězového kola [ot/min] |
|
|
n |
Skutečné otáčky hnacího řetězového kola [ot/min] |
|
|
Δ n |
Mez kritických otáček [-] |
Boční kmitání
Při bočním kmitání řetěz kmitá nahoru a dolů (v horizontálním pohonu) kolem osy řetězu jako rozkmitaná struna. Je nejviditelnější a může to být nejběžnější typ kmitání. Přirozená frekvence bočního kmitání je nízká. Vybuzení polygonovým efektem a velké cyklické zatěžování může stačit k vyvolání škodlivých kmitů při rezonanci. Boční vibrace se počítá pro každou délku řetězového pohonu a porovnává se s aktuálními otáčkami hnacího řetězového kola.
Kritické otáčky hnacího řetězového kola pro boční kmitání na každé délce řetězového pohonu jsou dány následujícím vztahem:
kde:
|
n cL |
Kritické otáčky řetězového kola z přirozeného kmitočtu bočního kmitání [ot/min] |
|
| λ |
Celé číslo představuje harmonický kmitočet vibrací [-] |
|
|
L T |
Délka rozpětí řetězu [m] |
|
|
F T |
Napětí v délce řetězu [N] |
|
|
f TZ |
Součinitel zubů [-] (f TZ = 1,2 pro z 1 < 18, v opačném případě f TZ = 1,1) |
|
|
z 1 |
Počet zubů hnacího řetězového kola [-] |
|
|
m |
Měrná hmotnost řetězu [kg/m] |
Vlnové kmitání
Při vlnovém kmitání řetěz kmitá axiálně jako pružná tyč, která je buzena na obou koncích. Vlnové kmitání obvykle nelze vidět. Vlnové kmitání může docela hodně zvýšit napětí řetězu a brzy způsobit poruchu řetězu. Poškození vlivem vlnového kmitání se může vyskytnout také tehdy, když se kmitočet doteku zubů shoduje s druhou harmonickou přirozeného kmitočtu řetězu.
Kritické otáčky hnacího řetězového kola pro vlnové kmitání v každé délce řetězového pohonu je dáno následující rovnicí:
kde:
|
n cW |
Kritické otáčky hnacího řetězového kola z přirozeného kmitočtu vlnového kmitání [ot/min] |
|
| λ |
Celé číslo představuje harmonický kmitočet vibrací [-] |
|
|
L T |
Délka rozpětí řetězu [m] |
|
|
z 1 |
Počet zubů hnacího řetězového kola [-] |
|
|
c |
Tuhost řetězu [N/m] |
|
|
m |
Měrná hmotnost řetězu [kg/m] |
|
Axiální nebo pružinové kmitání
Řetěz se při axiálním kmitání chová jako pružina připojená mezi rotory. Tento typ kmitání nelze snadno vidět, ale při rezonanci se může projevovat zvýšeným hlukem. Impuls z velkého cyklického zatěžování může při rezonanci stačit k vyvolání škodlivých kmitů.
Kritická rychlost hnacího řetězového kola z polygonového jevu
Kritická rychlost hnacího řetězového kola z obvodového házení
Kritická rychlost řetězového kola vlivem nepřesností stoupání řetězových článků
kde:
|
n cAca |
Kritické otáčky hnacího řetězového kola z polygonového jevu [ot/min] |
|
|
n cAcr |
Kritické otáčky hnacího řetězového kola z obvodového házení [ot/min] |
|
|
n cAip |
Kritické otáčky řetězového kola vlivem nepřesností roztečí řetězových článků [ot/min] |
|
|
z 1 |
Počet zubů hnacího řetězového kola [-] |
|
|
c |
Tuhost řetězu [N/m] |
|
|
D 1 |
Průměr roztečné kružnice řetězového kola [-] |
|
|
D 2 |
Průměr roztečné kružnice výstupního řetězového kola [-] |
|
|
I 1 |
Rotační moment setrvačnosti související se vstupním řetězovým kolem [kg m 2 ] |
|
|
I 2 |
Rotační moment setrvačnosti související se vstupním řetězovým kolem [kg m 2 ] |