Колебания роликовой цепи могут быть заметны, когда частота существующего источника близка по значению собственной частоте цепи. При определенных условиях колебания могут быть настолько сильными, что это может привести к повреждению или разрушению цепи или привода. Основными источниками возбуждения являются большие циклические нагрузки, хордовое воздействие и ударная нагрузка на ролик и втулку.
Для большей наглядности рассчитывается собственная частота цепи, которая затем преобразуется в скорость ведущей звездочки. Такая скорость называется критической. Если значение скорости ведущей звездочки близко к одной из критической скоростей, могут возникать колебания. Критический интервал скорости ведущей звездочки определяется следующим образом.
Где:
|
n C |
Критическая скорость ведущей звездочки [об/мин] |
|
|
n |
Фактическая скорость ведущей звездочки [об/мин] |
|
|
Δ n |
Ограничение критической скорости [-] |
Поперечные колебания
При поперечном колебании цепь смешается вверх и вниз (в горизонтальном направлении) относительно своей оси, как оттянутая струна. Это наиболее очевидный и, возможно, наиболее распространенный тип колебаний. Собственная частота при поперечном колебании является низкой. Возбуждения от полигонального эффекта или больших циклических нагрузок может быть достаточно, чтобы вызвать резонансное колебание, которое приводит к повреждению цепи или привода. Поперечное колебание рассчитывается для каждого участка цепи, а затем сравнивается с текущей скоростью ведущей звездочки.
Критическая скорость ведущей звездочки для поперечного колебания на каждом участке цепного привода вычисляется по следующей формуле.
Где:
|
n cL |
Критическая скорость ведущей звездочки в соответствии с собственной частотой для поперечного колебания [об/мин] |
|
| λ |
Целое число, характеризующее гармонию колебаний [-] |
|
|
L T |
Длина участка цепи [м] |
|
|
F T |
Натяжение участка цепи [Н] |
|
|
f TZ |
Коэффициент зубьев [-] (f TZ = 1,2 для z 1 < 18, иначе f TZ = 1,1) |
|
|
z 1 |
Количество зубьев ведущей звездочки [-] |
|
|
m |
Удельная масса цепи [кг/м] |
Волнообразные колебания
Волнообразное колебание - это колебание цепи относительно ее оси аналогично упругой пластине, возбуждаемой с торцов. Волнообразное колебание, как правило, не очевидно. При волнообразном колебании натяжение цепи может в значительной степени увеличиваться, что приводит к раннему отказу. Волнообразные колебания, вызывающие повреждение, могут также возникать, когда частота контактов зуба совпадает со второй гармонией собственной частоты цепи.
Критическая скорость ведущей звездочки для волнообразного колебания на каждом участке цепного привода вычисляется по следующей формуле.
Где:
|
n cW |
Критическая скорость ведущей звездочки в соответствии с собственной частотой для волнообразного колебания [об/мин] |
|
| λ |
Целое число, характеризующее гармонию колебаний [-] |
|
|
L T |
Длина участка цепи [м] |
|
|
z 1 |
Количество зубьев ведущей звездочки [-] |
|
|
c |
Жесткость цепи [Н/м] |
|
|
m |
Удельная масса цепи [кг/м] |
|
Продольное или пружинное колебание
При продольном колебании цепь ведет себя как пружина между двумя роторами. Этот тип колебания явно не виден, однако при резонансе может идентифицироваться по нарастающему шуму. Резонансное колебание, приводящее к повреждению цепи или привода, может вызвать импульс при большой циклической нагрузке.
Критическая скорость ведущей звездочки в результате полигонального эффекта
Критическая скорость ведущей звездочки в результате радиального биения
Критическая скорость ведущей звездочки в соответствии с погрешностью шага цепи
Где:
|
n cAca |
Критическая скорость ведущей звездочки в результате полигонального эффекта [об/мин] |
|
|
n cAcr |
Критическая скорость ведущей звездочки в результате радиального биения [об/мин] |
|
|
n cAip |
Критическая скорость ведущей звездочки в соответствии с погрешностью шага цепи [об/мин] |
|
|
z 1 |
Количество зубьев ведущей звездочки [-] |
|
|
c |
Жесткость цепи [Н/м] |
|
|
D 1 |
Диаметр делительной окружности ведущей звездочки [-] |
|
|
D 2 |
Диаметр делительной окружности ведомой звездочки [-] |
|
|
I 1 |
Момент инерции вращения, связанный с ведущей звездочкой [кг м 2 ] |
|
|
I 2 |
Момент инерции вращения, связанный с ведущей звездочкой [кг м 2 ] |