Łańcuch rolkowy może znacząco drgać, jeśli częstotliwość wzbudzającego źródła jest zbliżona do jednej z naturalnych częstotliwości łańcucha. W określonych warunkach drgania mogą być tak poważne, że mogą uszkodzić lub zniszczyć łańcuch lub napęd. Głównymi źródłami wzbudzenia są duże, cykliczne obciążenia, oddziaływania zębów i uderzenia zębów kół łańcuchowych.
W celu większej przejrzystości naturalne częstotliwości łańcucha są obliczane i przekształcane na prędkości koła napędowego. Prędkości te są nazywane prędkościami krytycznymi. Jeśli prędkość koła napędowego jest zbliżona do jednej z prędkości krytycznych mogą pojawić się drgania. Krytyczny przedział prędkości koła napędowego jest wyznaczany w następujący sposób:
gdzie:
|
n C |
Prędkość krytyczna koła napędowego [rpm] |
|
|
n |
Prędkość rzeczywista koła napędowego [rpm] |
|
|
Δ n |
Granica prędkości krytycznej [-] |
Drgania boczne
W drganiach bocznych drgania łańcucha odbywają się w górę i w dół (w napędzie poziomym) wzdłuż osi łańcucha, podobnie jak zerwana sprężyna. Jest to najbardziej widoczny i prawdopodobnie najbardziej powszechny typ drgań. Naturalna częstotliwość drgań bocznych jest zwykle niska. Wzbudzenia pochodzące od działania wielobocznego oraz dużego, okresowego obciążenia mogą spowodować drgania uszkadzające w rezonansie. Drgania boczne są obliczane dla każdego obszaru napędu łańcucha i są porównywane z bieżącą prędkością koła napędowego.
Krytyczna prędkość koła napędowego dla drgań bocznych w każdym obszarze łańcucha jest dana według następującego równania:
gdzie:
|
n cL |
Krytyczna prędkość koła napędowego z naturalnej częstotliwości drgań bocznych [rpm] |
|
| λ |
Liczba całkowita reprezentuje harmoniczną drgań [-] |
|
|
L T |
Długość rozpiętości łańcucha [m] |
|
|
F T |
Naprężenie w łańcuchu [N] |
|
|
f TZ |
Współczynnik zębów [-] (f TZ = 1,2 dla z 1 < 18 w innym przypadku f TZ = 1,1) |
|
|
z 1 |
Liczba zębów koła napędowego [-] |
|
|
m |
Ciężar właściwy łańcucha [kg/m] |
Drgania falowe
W drganiach falowych łańcuch drga osiowo, podobnie jak sprężysty pręt wzbudzony na swoich końcach. Zwykle nie można zobaczyć drgań falowych. Drgania falowe mogą znacznie zwiększyć naprężenie łańcucha i spowodować szybkie uszkodzenie łańcucha. Uszkadzające drgania falowe mogą również wystąpić w momencie, gdy częstotliwość kontaktu zęba odpowiada drugiej harmonicznej naturalnej częstotliwości łańcucha.
Krytyczna prędkość koła napędowego dla drgań falowych w każdym obszarze łańcucha jest zadana następującym równaniem:
gdzie:
|
n cW |
Krytyczna prędkość koła napędowego z naturalnej częstotliwości drgań falowych [rpm] |
|
| λ |
Liczba całkowita reprezentuje harmoniczną drgań [-] |
|
|
L T |
Długość rozpiętości łańcucha [m] |
|
|
z 1 |
Liczba zębów koła napędowego [-] |
|
|
c |
Sztywność łańcucha [N/m] |
|
|
m |
Ciężar właściwy łańcucha [kg/m] |
|
Drgania osiowe lub sprężyste
W drganiach osiowych łańcuch działa jak sprężyna umieszczona między wirnikami kół łańcuchowych. Ten typ drgań nie jest łatwy do zaobserwowania, ale można go zidentyfikować w rezonansie z powodu zwiększonego hałasu. Impuls pochodzący od działania dużego, okresowego obciążenia może wystarczyć do spowodowania drgań uszkadzających w rezonansie.
Krytyczna prędkość koła napędowego spowodowana działaniem wielobocznym
Krytyczna prędkość koła napędowego spowodowana biciem obwodowym
Krytyczna prędkość koła napędowego spowodowana niedokładnością podziału ogniwa łańcucha
gdzie:
|
n cAca |
Krytyczna prędkość koła napędowego spowodowana działaniem wielobocznym [rpm] |
|
|
n cAcr |
Krytyczna prędkość koła napędowego spowodowane biciem obwodowym [rpm] |
|
|
n cAip |
Krytyczna prędkość koła napędowego spowodowana niedokładnością podziału ogniwa łańcucha [rpm] |
|
|
z 1 |
Liczba zębów koła napędowego [-] |
|
|
c |
Sztywność łańcucha [N/m] |
|
|
D 1 |
Średnica podziałowa koła wejściowego [-] |
|
|
D 2 |
Średnica podziałowa koła wyjściowego [-] |
|
|
I 1 |
Moment obrotowy bezwładności w stosunku do koła wejściowego [kg m 2 ] |
|
|
I 2 |
Moment obrotowy bezwładności w stosunku do koła wejściowego [kg m 2 ] |