Проверка прочности роликовой цепи
В основу оценки возможности применения выбранной цепи при заданных эксплуатационных условиях генератором роликовых цепей положена следующая теория
Статический коэффициент запаса прочности при разрыве цепи определяется для постоянной нагрузки как:
Где:
SSmin | Минимально допустимый статический запас прочности [–] | |
FU | Предел прочности при растяжении цепи [Н] | |
FTmax | Максимальное натяжение цепи на заданном участке [Н] |
Динамический коэффициент запаса прочности при разрыве цепи определяется для предельной нагрузки как:
Где:
SDmin | Минимально допустимый динамический запас прочности [–] | |
FU | Предел прочности при растяжении цепи [Н] | |
FTmax | Максимальное натяжение цепи на заданном участке [Н] | |
Y | Коэффициент ударной нагрузки [–] |
Расчетная мощность и номинальная мощность цепи
При определении расчетной мощности PD учитывается номинальная мощность цепи PR. Номинальная мощность цепи должна превышать расчетную мощность.
PD < PR
Где:
Номинальная мощность цепи рассчитывается по эмпирическим формулам номинальной мощности, уникальным для каждой цепи. Эти формулы приведены в национальных стандартах для стальных цепей или в исследовательских работах ассоциации ACA (American Chain Association). Согласно результатам расчетов по этим формулам энергоемкость может отличаться от значений, указываемых производителями цепей.
С помощью формул номинальной мощности определяется действительная номинальная мощность для цепных приводов, работающих в нормальных эксплуатационных условиях. Если цепной привод используется в других условиях, необходимые коэффициенты номинальной мощности автоматически подбираются с помощью генератора.
Для получения дополнительных сведений о коэффициентах номинальной мощности см. главу Основы расчета. Они рассчитываются с учетом типового применения и нормальных эксплуатационных условий.
Энергоемкость цепных приводов, работающих при нормальных эксплуатационных условиях, зависит от следующих факторов.
- Усталость соединительной пластины PR1
- Усталость при ударной нагрузке на ролик и втулку PR2
- Истирание между штифтами и втулками PR3
Примеры формул номинальной мощности цепи
PRN = min (PR1; Р2; PR3)
Где:
PD = P f1 f2 f5 f6 f7
PRN = min (PR1; Р2; PR3)
Давление на опорную поверхность цепи
При эксплуатации цепного привода переменная растягивающая нагрузка действует на контактные поверхности штифтов и втулок, чем определяется величина давления на опорную поверхность цепи. Если эта величина превышает допустимое давление на опорную поверхность цепи, срок службы цепи в значительной степени сокращается, происходит сбой проверки прочности. Для проверки прочности производится расчет по следующей формуле:
Величина фактического давления на опорную поверхность цепи рассчитывается по максимальному растяжению участка цепи следующим образом:
Допустимое давление на опорную поверхность цепи определяется как
p0 = pB0 . ϕ
Где:
Анализ ожидаемого срока службы
Программа проверяет ожидаемый срок службы для
- заданного растяжения цепи th;
- усталости при ударной нагрузке на соединительную пластину thL;
- усталости при ударной нагрузке на ролик и втулку thR.
Проверка прочности выполняется успешно, если требуемый срок службы равен или меньше любого ожидаемого срока службы
Ожидаемый срок службы для заданного растяжения цепи
В течение срока службы цепь удлиняется по причине износа. Ожидаемый срок службы при растяжении цепи на 3 % определяется по следующей эмпирической формуле
Где:
Цепной привод с тремя или более звездочками заменяется виртуальными цепными приводами, в которых используются только две звездочки. Результирующий срок службы определяется следующим образом. Давление на опорную поверхность цепи на заданном участке будет различным для каждого виртуального цепного привода.
Где:
th3% | Ожидаемый срок службы для цепного привода при растяжении цепи на 3 % [ч] | |
th1...thn | Ожидаемый срок службы для виртуального цепного привода при растяжении цепи на 3 % [ч] |
Ожидаемый срок службы для удельного удлинения, отличного от 3 %, определяется как
Где:
th3% | Ожидаемый срок службы для цепного привода при растяжении цепи на 3 % [ч] | |
th | Ожидаемый срок службы для цепного привода при заданном растяжении цепи [ч] | |
ΔLmax | Максимальное растяжение цепи [–] |
Коэффициент износа fC
В коэффициенте износа учитывается качество смазки и ее влияние на скорость износа цепи. Величина коэффициента цепи определяется по следующей таблице в соответствии с величиной коэффициента смазки f4 и давлением на опорную поверхность pB.
Коэффициент удельного размера цепи fm
В коэффициенте размера цепи учитывается размер цепи и его влияние на износ. Величина коэффициента определяется по следующей таблице.
Шаг [мм] | 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 |
fm [–] | 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 |
Коэффициент скорости цепи fk
В коэффициенте скорости цепи учитывается скорость цепи V [м/с] для определенного количества зубьев самой маленькой звездочки zs [–]. Если количество зубьев самой маленькой звездочки привода равно или превышает 19, коэффициент всегда равен единице. Если количество зубьев звездочки меньше 19, коэффициент скорости определяется по следующей таблице.
Ожидаемый срок службы с учетом усталости соединительных пластин
Ожидаемый срок службы без усталостного разрушения соединительной пластины определяется по следующей эмпирической формуле
Где:
Коэффициент зубьев fZ
В коэффициенте зубьев учитывается изменение срока службы, определяемое размером самой маленькой звездочки цепного привода. Размер звездочки определяется по следующей таблице.
Коэффициент удельного размера цепи fY
В коэффициенте учитывается размер цепи в соответствии с предельными нагрузками. Размер звездочки определяется по следующей таблице.
Ожидаемый срок службы с учетом усталости при ударной нагрузке на ролик и втулку
Ожидаемый срок службы без усталостного разрушения при ударной нагрузке на ролик и втулку определяется по следующей эмпирической формуле:
Где: