18.4 Основні силові і кінематичні характеристики

Працюючий ланцюг випробовує навантаження від натягів у головних і відомих гілках. У відомій гілці діють натяги від відцентрових сил і провисання ланцюга:

18.1

де Р_ц – натяг, що викликається відцентровими силами; Рf – натяг від провисання ланцюга.

Натяг, що викликається відцентровими силами,

18.2

де q – маса 1 м ланцюга;

 - швидкість ланцюга, м/с.

Натяг від провисання відомої гілки

18.3

де А – міжосьове відстань, м; Кf =1+5cos² - коефіцієнт, що враховує кут  нахилу лінії центрів зірочок до обрію.

У головній гілці навантаження Р₁ підсумовується з корисного зусилля Р, динамічного навантаження Р_Д і натяги Р₂ відомої гілки:

18.4

Динамічні навантаження викликаються нерівномірністю руху ланцюга і відомої зірочки, технологічними похибками, допущеними при виготовленні і монтажі ланцюга і зірочок. На динаміку ланцюгових передач погано впливає відносне подовження ланцюга в результаті зносу його шарнірних з’єднань. Довжина головної гілки ланцюгової передачі змінюється також внаслідок радіального биття валів, зубчастих вінців і наявності зазорів між ступицею зірочки і валом. Тому похибки виготовлення і монтажу ланцюгових передач повинні бути в межах значень, що допускаються. На практиці при розрахунку ланцюгових передач бурових установок динамічні навантаження враховуються коефіцієнтом перевантаження.

Деталі ланцюга витримують повторно-перемінні асиметричні навантаження. Для ланцюга середнє навантаження

18.5

а амплітуда

18.6

Однократна зміна навантажень, що відбувається за один оберт ланцюга, відповідає одному циклу навантаження. Період одного циклу Т_Ц залежить від довжини і швидкості ланцюга:

18.7

звідки

де L і L_t – довжина замкнутого контуру ланцюга, у мм і кроках; =ztn/60 – середня швидкість ланцюга, мм/хв; t – крок ланцюга, мм; n – частота обертання зірочки, об/хв.

За час Т (в год) число циклів навантаження

18.8

З отриманої формули випливає, що протягом заданого часу число навантаження одночасно працюючих ланцюгів мо-же бути різним у зв'язку з їх різною довжиною і швидкістю.

Передатне число визначається з рівності середньої швидкості ланцюга на швидкохідній і тихохідній зірочках:

звідки

де n₁, z₁ – частота обертання і число зубів швидкохідної зірочки; n₂, z₂ – те ж, тихохідної зірочки.

У межах одного оберту дійсна швидкість ланцюга змінюється внаслідок того, що, власне кажучи, зірочка не є циліндром, а багатогранником. Із збільшенням числа зубів зірочки швидкість стає більш рівномірною, що сприяє зниженню рівня динамічних навантажень у ланцюзі й інших елементах приводу.

Співвідношення між моментом М (у кНм) і переданої потужності N (у кВт) визначається по відомій формулі

18.9

Корисне зусилля або навантаження на ланцюг

18.10

де dд – діаметр ділильної кола зірочки.

З трикутника з вершинами в центрі зірочки й у центрах двох суміжних шарнірів ланцюга, що знаходяться в зачепленні з зірочкою на її ділильному колі

18.11

Приймаючи одержуємо

Момент на ведомому валі

18.12

ККД ланцюгової передачі залежить від втрат потужності на тертя в шарнірах ланцюга і підшипниках. Для точно виготовлених передач на підшипниках кочення зі струминною змазкою ланцюга ККД складає 0,96-0,98. У розрахунках ланцюгових передач бурових установок незалежно від кроку і числа рядів ланцюга приймається =0.97. Розрахункове навантаження на вали ланцюгової передачі декілька більше корисного колового зусилля внаслідок натягу ланцюга від ваги і дорівнює для горизонтальної передачі ; для вертикальної передачі .