Kontrola pevnosti válečkového řetězu

Generátor válečkových řetězů používá pro doporučení uživatelům následující teorii, pokud vybraný řetěz pracuje za určitých provozních podmínek.

Statický součinitel bezpečnosti proti přetržení řetězu pro konstantní zatížení je určen jako:

kde:

	S_Smin	Minimální dovolený statický součinitel bezpečnosti [-]
	F_U	Pevnost řetězu v tahu [N]
	F_Tmax	Maximální napětí v napnuté délce řetězu [N]

Dynamický součinitel bezpečnosti proti přetržení řetězu pro špičkové zatížení je určen jako:

kde:

	S_Dmin	Minimální dovolený dynamický součinitel bezpečnosti [-]
	F_U	Pevnost řetězu v tahu [N]
	F_Tmax	Maximální napětí v napnuté délce řetězu [N]
	Y	Součinitel rázů [-]

Plánovaný výkon a jmenovitý výkon řetězu

Jmenovitý výkon řetězu P R je zohledněn společně s výkonem návrhu P D. Jmenovité výkonové údaje řetězu musí být větší než plánovaný výkon.

P D < P R

kde:



	P	výkon určený k přenosu [W]
	P_RN	Výkonové údaje jednořadého řetězu pro běžné provozní podmínky [W]
	f₁	Součinitel dynamičnosti [-]
	f₂	Součinitel velikosti řetězového kola[-].
	f₃	Součinitel počtu řad řetězu [-]
	f₄	Součinitel mazání [-]
	f₅	Součinitel osové vzdálenosti [-]
	f₆	Součinitel převodu [-]
	f₇	Součinitel životnosti [-]
	Φ	Konstrukční součinitel řetězu [-]

Jmenovité výkonové údaje řetězu se počítají z empirických rovnic pro výkonové údaje, které jsou pro řetěz jedinečné. Tyto rovnice jsou uvedeny ve státních normách pro ocelové řetězy, nebo pocházejí z výzkumu ACA (Americká asociace pro řetězy). Tyto rovnice mohou poskytnout odlišnou výkonovou kapacitu než publikují výrobci řetězů pro své řetězy.

Obecně vzato, rovnice pro výpočet výkonových údajů poskytují platné výkonové údaje pro řetězové pohony, které pracují v běžných provozních podmínkách. Pokud řetězový pohon pracuje za provozní podmínky, která neodpovídá běžným provozním podmínkám, generátor patřičným způsobem automaticky upraví součinitele těchto výkonových údajů.

Další informace o součinitelích jmenovitého výkonu naleznete v kapitole Základy výpočtu. Počítají se s přihlédnutím k běžně používané praxi a běžným provozním podmínkám.

Instalovaný výkon řetězových pohonů pracujících v běžných provozních podmínkách je omezen:

Únava lamely kloubového řetězu P R1
Únava kladky a pouzdra P R2
Otvor mezi svorkou a pouzdrem P R3

Příklad rovnic pro výpočet jmenovitých výkonových údajů

P RN = min (P R1 ; P R2 ; P R3 )

kde:

	P_R1	Instalovaný výkon řetězového pohonu omezený únavou spojovací destičky [hp]
	P_R2	Instalovaný výkon řetězového pohonu omezený únavou válečku a pouzdra opakovaným rázem [hp]
	P_R3	Instalovaný výkon řetězového pohonu je omezen otěrem čepu s pouzdrem [hp]
	z_S	Počet zubů na malém řetězovém kolečku [-]
	n_S	Otáčky řetězového kola [ot/min]
	p	Rozteč řetězu [palce]

Poznámka: Pomocí voleb v části Více panelu Výpočet umožňuje generátor řetězu opomenout součinitel Mazání pro kapacitu omezenou únavou lamely kloubového řetězu P R1 a únavou kladky a pouzdra P R2. Pouze kapacita výkonu omezená otvorem svorky a pouzdra P R3 je poté ovlivněna součinitelem Mazání f 4. Výkon návrhu a výsledná kapacita výkonu řetězu jsou poté určeny následovně:

P D = P f 1 f 2 f 5 f 6 f 7

P RN = min (P R1 ; P R2 ; P R3 )

Tlak ložiskové oblasti řetězu

Během provozu řetězového pohonu působí kolísající tahové zatížení na styčné plošky mezi čepy a pouzdry, což vyvíjí určitou míru tlaku na nosnou plochu řetězu. Pokud tento tlak překročí povolený tlak na nosnou plochu řetězu, může se životnost řetězu podstatně zkrátit a pevnostní zkouška nebude úspěšná. Za účelem úspěšného průběhu pevnostní zkoušky je ověřena následující rovnice:

Velikost skutečného tlaku na nosnou plochu se vypočte z maximálního napětí v délce řetězu takto:

Dovolený tlak na nosnou plochu řetězu se určí jako

p 0 = p B0 . ϕ

kde:

	p_B	Skutečný tlak na nosné ploše řetězu [Pa]
	p_B0	Specifický přípustný tlak na nosné ploše řetězu pro běžné provozní podmínky [Pa]
	p₀	Přípustný tlak na nosné ploše řetězu pro běžné provozní podmínky [Pa]
	F_Tmax	Maximální napětí v napnuté délce řetězu [N]
	A	Ložisková oblast řetězu [m²]
	ϕ	Konstrukční součinitel řetězu [-]
	λ	Specifický součinitel tření [-]

Analýza předpokládané životnosti

Program ověřuje předpokládanou životnost pro

natažení daného řetězu t h
únava lamely kloubového řezu opakovanými rázy t hL
únava válečku a pouzdra opakovanými rázy t hR

Zkouška pevnosti je úspěšná, pokud je požadovaná životnost rovna nebo menší než jakákoliv předpokládaná životnost

Předpokládaná životnost pro dané natažení řetězu

V důsledku opotřebení se řetěz prodlužuje během celé své životnosti. Očekávaná životnost se určí z následující empirické rovnice, až prodloužení řetězu dosáhne 3 %.

kde:

	t_h3%	Předpokládaná životnost při prodloužení řetězu o 3 % [hod]
	f_C	Součinitel opotřebení [-]
	f_m	Součinitel specifické velikosti řetězu [-].
	f_k	Součinitel rychlosti řetězu [-]
	X	Počet článků řetězu [-]
	v	Rychlost řetězu [m/s]
	z₁	Počet zubů malého řetězového kola [-]
	z₂	Počet zubů malého řetězového kola [-]
	p	Rozteč řetězu [m]
	d₂	Průměr čepu řetězu [m]
	p_B	Tlak ložiskové oblasti řetězu [N/cm²]

Řetězový pohon se třemi nebo více řetězovými koly se nahrazuje virtuálními řetězovými pohony, které obsahují jen dvě řetězová kola. Výsledná životnost se určí takto. Tlak na nosnou plochu řetězu je potom stanoven pro napnutou délku v každém jednotlivém virtuálním řetězovém pohonu.

kde:

	t_h3%	Předpokládaná životnost řetězového pohonu při prodloužení řetězu o 3 % [hod]
	t_h1... t_hn	Předpokládaná životnost virtuálního řetězového pohonu při prodloužení řetězu o 3 % [hod]

Předpokládaná životnost pro specifické prodloužení, které je jiné než 3 %, se určí jako

kde:

	t_h3%	Předpokládaná životnost řetězového pohonu při prodloužení řetězu o 3 % [hod]
	t_h	Předpokládaná životnost řetězového pohonu pro dané prodloužení řetězu [hod]
	ΔL_max	Max. prodloužení řetězu [-]

Součinitel opotřebení f C

Součinitel Opotřebení zohledňuje kvalitu mazání a míru jeho vlivu na průběh opotřebení řetězu. Velikost součinitele Opotřebení je určena z následujícího diagramu s ohledem na velikost součinitele Mazání f 4 a tlak ložiskové oblasti řetězu ložisko p B.

Specifický součinitel velikosti řetězu f m

Součinitel velikosti řetězu posuzuje velikost řetězu a jeho vliv na průběh opotřebení. Součinitel velikosti se určí z následující tabulky.

Rozteč [mm]	4	5	6	6,35	8	9,525	12,7	15,875	19,05	25,4	31,75	38,1	44,45	50,.8	63,5	76,2
f_m[-]	1,64	1,57	1,54	1,53	1,49	1,48	1,44	1,39	1,34	1,27	1,23	1,19	1,15	1,11	1,03	0,96

Součinitel Rychlost řetězu f k

Součinitel Rychlost řetězu zohledňuje rychlost řetězu v [m/s] pro určitý počet zubů nejmenšího řetězového kola z s [-]. Pokud má nejmenší řetězové kolo v pohonu 19 nebo více zubů, tento součinitel se vždy rovná jedné. Pokud má nejmenší řetězové kolo méně než 19 zubů, součinitel rychlosti se vyhledá z následujícího diagramu.

Předpokládaná životnost vzhledem k únavě lamel kloubového řetězu

Předpokládaná životnost bez porušení spojovací destičky únavou se určí z následující empirické rovnice

kde:

	t_hL	Předpokládaná životnost kvůli únavě spojovací destičky [hod]
	X	Počet článků řetězu [-]
	n_S	Otáčky nejmenšího řetězového kola [ot/min]
	f_Z	Součinitel ozubení [-]
	f_Y	Součinitel specifické velikosti řetězu [-].
	f₁	Součinitel dynamičnosti [-]
	F_U	Pevnost řetězu v tahu [N]
	F_P	Účinné zatížení tahem nebo v tahu [N]

Součinitel zubů f Z

Součinitel ozubení posuzuje změnu životnosti způsobenou nejmenším řetězovým kolem v řetězovém pohonu. Velikost tohoto součinitele určuje následující diagram.

Specifický součinitel velikosti řetězu f Y

Tento součinitel posuzuje velikost řetězu s ohledem na špičkové zatížení. Velikost tohoto součinitele určuje následující diagram.

Předpokládaná životnost vzhledem k únavě kladky a pouzdra opakovanými rázy

Předpokládaná životnost bez únavy válečku a pouzdra opakovanými rázy se určí pomocí následující empirické rovnice:

kde:

	t_hR	Předpokládaná životnost vzhledem k únavě válečku a pouzdra opakovanými rázy [hod]
	X	Počet článků řetězu [-]
	z_S	Počet zubů nejmenšího řetězového kola [-]
	n_S	Otáčky nejmenšího řetězového kola [ot/min]
	f₁	Součinitel dynamičnosti [-]
	f₃	Součinitel počtu řad řetězu [-]
	P	Výkon [W]
	d₁	Průměr válečku řetězu [m]
	d₂	Průměr čepu řetězu [m]
	p	Rozteč řetězu [m]