Kontrola wytrzymałości łańcucha rolkowego

Jeśli zostały wybrane konstrukcje łańcuchowe z określonymi warunkami konstrukcyjnymi, następująca teoria jest używana przez Kreator łańcuchów rolkowych.

Statyczny współczynnik bezpieczeństwa na zerwanie łańcucha jest wyznaczany dla obciążenia stałego jako:

gdzie:

Dynamiczny współczynnik bezpieczeństwa na zerwanie łańcucha jest wyznaczany dla obciążenia szczytowego jako:

gdzie:

Moc projektu i moc znamionowa łańcucha

Moc znamionowa łańcucha P R jest dopasowana do mocy projektu P D. Moc znamionowa łańcucha musi być większa od mocy projektu.

P D < P R

gdzie:

Moc znamionowa łańcucha jest obliczana z empirycznych równań mocy znamionowej, które są unikalne dla łańcucha. Równania te w większości są wymienione w krajowych normach dla łańcuchów stalowych lub pochodzą z badań organizacji ACA (American Chain Association). Równania te mogą dać w wyniku inną nośność niż podawana przez wytwórców łańcuchów.

Standardowo równania mocy znamionowej dostarczają prawidłowej mocy znamionowej dla napędów łańcuchów pracujących w określonych normalnych warunkach pracy. Jeśli napęd łańcucha pracuje w warunkach niebędących normalnymi warunkami pracy, kreator automatycznie dostosowuje do nich współczynniki mocy znamionowej.

Więcej szczegółów na temat współczynników mocy znamionowej można znaleźć w rozdziale Obliczenia podstawowe. Są one obliczane z uwzględnieniem powszechnie stosowanych praktyk i normalnych warunków pracy.

Nośność napędów łańcucha działających w normalnych warunkach jest ograniczona przez:

• Zmęczenie płyty łączącej P R1
• Zmęczenie uderzeniowe wałeczka i tulei P R2
• Tarcie pomiędzy sworzniem a tuleją P R3

Przykład równań na moc znamionową łańcucha

074P RN = min (P R1 ; P R2 ; P R3)

gdzie:

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

074P RN = min (P R1 ; P R2 ; P R3)

Nacisk na obszar łożyska łańcucha

Podczas eksploatacji napędu łańcucha zmienne obciążenie rozciągające działa na powierzchnie kontaktu znajdujące się pomiędzy tulejami a sworzniami, co powoduje określony nacisk na obszar łożyska łańcucha. Jeśli nacisk ten przekracza wartość dozwoloną dla łożyska łańcucha, trwałość użytkowa łańcucha może się znacznie zmniejszyć i kontrola wytrzymałości kończy się niepowodzeniem. Aby pomyślnie przejść kontrolę wytrzymałości, należy sprawdzić następujące równanie:

Wielkość rzeczywistego nacisku w obszarze łożyska łańcucha jest wyliczana na podstawie maksymalnego naprężenia w obszarze łańcucha w następujący sposób:

Dozwolony nacisk w obszarze łożyska łańcucha jest wyznaczany jako

p 0 = p B0 . ϕ

gdzie:

Analiza oczekiwanej trwałości użytkowej

W programie tym sprawdzana jest oczekiwana trwałość użytkowa dla

• danego wydłużenia łańcucha t h
• wpływu zmęczenia płyty łączącej t hL
• zmęczenia uderzeniowego wałeczka i tulei t hR

Kontrola wytrzymałości jest zakończona powodzeniem, jeśli wymagana trwałość użytkowa jest równa lub mniejsza od dowolnej oczekiwanej trwałości użytkowej

Oczekiwana trwałość użytkowa dla zadanego przedłużenia łańcucha

W czasie eksploatacji łańcuch ulega wydłużeniu ze względu na ścieranie. Oczekiwana trwałość użytkowa w momencie, gdy przedłużenie łańcucha osiągnie 3% jest wyznaczana z następującego równania empirycznego

gdzie:

Napęd łańcucha składający się z co najmniej trzech kół jest zastąpiony przez wirtualne napędy łańcucha składające się z tylko dwóch kół. Wynikowa trwałość użytkowa jest wyznaczana w następujący sposób. Nacisk łożyska łańcucha jest wówczas właściwy dla obszaru w każdym pojedynczym wirtualnym napędzie łańcucha.

gdzie:

Oczekiwana trwałość użytkowa dla określonego przedłużenia różnego od 3% jest wyznaczana jako

gdzie:

Współczynnik zużycia f C

Dla współczynnika zużycia uwzględniana jest jakość smarowania i wielkość jego wpływu na przebieg zużycia łańcucha. Wielkość współczynnika zużycia jest określana na podstawie poniższego wykresu zgodnie z wielkością współczynnika smarowania f 4 i naciskiem w obszarze łożyska p B.

Określony współczynnik rozmiaru łańcucha f m

Współczynnik rozmiaru łańcucha uwzględnia rozmiar łańcucha i jego wpływ na proces zużycia. Wielkość współczynnika jest wyznaczana z następującej tabeli.

Współczynnik prędkości łańcucha f k

Współczynnik prędkości łańcucha uwzględnia prędkość łańcucha v [m/s] dla określonej liczby zębów najmniejszego koła z s [-]. Jeśli w najmniejszym kole w obrębie napędu jest co najmniej 19 zębów, współczynnik zawsze wynosi jeden. Jeśli najmniejsze koło ma mniej niż 19 zębów, współczynnik prędkości podany jest w poniższej tabeli.

Oczekiwana trwałość użytkowa na skutek zmęczenia płyty łączącej

Oczekiwana wartość użytkowa bez zmęczenia płyty łączącej jest wyznaczana z następującego równania empirycznego

gdzie:

Współczynnik zębów f Z

Współczynnik zębów uwzględnia zmianę trwałości użytkowej spowodowaną rozmiarem najmniejszego koła w napędzie łańcucha. Wielkość współczynnika jest zdefiniowana za pomocą poniższej tabeli.

Określony współczynnik rozmiaru łańcucha f Y

Współczynnik uwzględnia rozmiar łańcucha względem obciążeń szczytowych. Wielkość współczynnika jest zdefiniowana za pomocą poniższej tabeli.

Oczekiwana trwałość użytkowa spowodowana zmęczeniem uderzeniowym wałeczka i tulei

Oczekiwana wartość użytkowa bez zmęczenia uderzeniowego wałeczka i tulei jest zdefiniowana przez następujące równanie empiryczne:

gdzie: