Припустиме навантаження

; 18.25

; 18.26

Нижче розглядаються значення розмірів, що входять у формули для розрахунку ланцюгів на витривалість.

На рис. 18.6 і 18.7 приведені графіки для визначення граничної потужності Nпр1 і граничного моменту, що крутить, М на один ряд багаторядного ланцюга типу Н-38.1 із числом ланок L_t=100 при базовому числі циклів навантаження N₀=510⁶. Граничні навантаження на ролики і втулки відповідають обмеженій межі контактної витривалості поверхневих шарів роликів і втулок при тій же довжині ланцюга і базового числа навантаження. Міцність роликів і втулок обмежується внаслідок поверхневого викришування (пітинга), що викликається тертям і ударними навантаженнями при вході ланцюга в зачеплення із зірочкою. З розглянутих графіків видно, що для запобігання руйнування ланцюга у випадку поверхневого викришування роликів і втулок необхідно обмежити граничні значення потужності і моменту, що крутить, після досягнення визначеної частоти обертання зірочок, що залежить від заданого числа зубів зірочки. Граничні навантаження для ланцюгів інших типів і кроку визначаються множенням отриманих із цих графіків розмірів на коефіцієнт кроку Кt, значення якого приведені в таблиці 18.4

Таблиця 18.4

Елементи ланцюга, що розраховуються, Е	Тип ланцюга	Крок ланцюга t, мм
		25,4	31,75	38,1	44,45	50,8	57,15	63,5
Пластини	Н	0,31	0,59	1	1,55	2,25	3,26	4,11
	Т	0,35	0,67	1,18	1,80	2,48	3,62	5,20
Ролики і втулки	Н	0,72	0,87	1,0	1,13	1,26		
	Т	0,59	0,73	0,85	1	1,13		

Число рядів ланцюга залежить від переданої потужності і моменту М₁, що навантажує ланцюг. Дослідні дані показують, що опір утоми однорядного ланцюга на 15-20 більше, ніж одного ряду багаторядного ланцюга. Пояснюється це тим, що опір утоми однорядного ланцюга визначається міцністю внутрішніх пластин, зміцнює за рахунок натягу, що створюється запресованими в них втулками. Опір утоми багаторядного ланцюга обмежується міцністю проміжних пластин, що одягаються на валик без натягу й у результаті цього володіють зниженим у порівнянні з внутрішніми пластинами опором утоми. Вплив числа рядів на граничні потужність і момент ланцюга враховується коефіцієнтом рядності К_а:

Число рядів а	1	2	3	4	6	8
Коефіцієнт Ка	1	1,8	2,5	3,2	4,5	5,8
Відношення Ка/а	1	0,9	0,83	0,8	0,75	0,72

Відношення К_а/а показують, що зі збільшенням числа рядів зростає ступінь зниження витривалості одного ряду багаторядного ланцюга в порівнянні з витривалістю однорядного ланцюга. Тому шести- і восьми ланцюги варто застосовувати в тих випадках, коли великого кроку і меншої рядності хоча і можливо по міцності, але неприпустимо по частоті обертання.

Рисунок 8.8 Графік для визначення коефіцієнта довжини ланцюга

Із збільшенням числа ланок у замкнутому контурі ланцюга зростає ймовірність появи ланок, що володіють зниженою втомною міцністю через металургійну і технологічну неоднорідність деталей ланцюга. У розрахунках вплив числа ланок враховується коефіцієнтом довжини K_L, значення якого приведені на рис. 18.8.

Коефіцієнт якості ланцюга К враховує рівно розмірність ланок ланцюга, придбану при виготовленні й експлуатації. Рекомендуються наступні значення коефіцієнта якості ланцюга: по витривалості пластин К=0,85; по витривалості роликів і втулок К=1.

Нестаціонарний режим навантаження ланцюгів враховується коефіцієнтом еквівалентності К_э. Для типових ланцюгових передач бурової установки значення К_э приведені на рис. 18.9. Середній термін служби ланцюгів до заміни приймається рівним 3 рокам. Відповідно до даних, що допускається коефіцієнт запасу опору утоми для ланцюгів [n]=1,1. Щодо невеликий коефіцієнт запасу міцності можна пояснити обмеженим терміном служби ланцюгів і тим, що одиничні перевантаження не приводять до руйнувань ланцюга від утоми.

Наробіток ланцюга за зазначений термін служби, прийнятий по середнім статистичним даним у розрахунках К_э, складає 3000 г.

У приводі бурових насосів і ротора наробіток ланцюгових передач визначається по машинному часі їхньої роботи, а в приводі піднімального механізму – по загальній тривалості спуско-підіймальних операцій. Для інших передач і у випадку зміни вихідних даних значення коефіцієнта еквівалентності визначаються за методикою Уралмашзаводу, розглянутої в розд. 3.

Середній ресурс Т_ч до списання ланцюга може відрізнятися від розрахункового Тн. У залежності від фактичного запасу n середній ресурс (у год) визначається по формулі

18.27

При цьому середній термін служби до списання ланцюга (у роках) розраховується по формулі

18.28

де Т_Н=3000 год – середній термін служби ланцюга до списання при n=1.1.

У процесі експлуатації ланцюги необхідно періодично оглядати з метою своєчасної заміни їхніх елементів, що піддались передчасним руйнуванням через дефекти виготовлення. Для ланцюгів з одностороннім розкочуванням валиків допускається заміна 36% ланок, після чого ланцюг варто замінити новим. При двосторонньому розкочуванні валиків заміняється відрізок ланцюга з ушкодженим елементом і заміненими відрізками скорочуються до 3% від довжини ланцюга в ланках. Запасний комплект на одну передачу в однорядному виконанні визначається по формулі

18.29

де а – число рядів ланцюга;

L_t – довжина замкнутого контуру ланцюга в кроках;

q – число замін, що допускається;

l - довжина відрізка з двостороннім розкочуванням.

При відсутності необхідного ланцюга у виді виключення допускається застосування ланцюга з запасом міцності n<1,1. У цих випадках середній термін служби ланцюга буде менше прийнятої норми.

Ланцюги бурових установок розраховуються на зносостійкість по формулі

18.30

де  - швидкість ланцюга, м/хв;

N – потужність, передана ланцюгом, кВт;

[n_из]=1,1 – запас зносостійкості, що допускається, ланцюга;

К_С - коефіцієнт, що враховує спосіб мастила:

Спосіб мащення	Циркуляційна за допомогою насоса	Масляна ванна	Краплинна регулярна	Ручна регулярна
КС	1	0,7	0,45	0,2

Ресурс ланцюга до списання в результаті зносу [12]:

18.31

де t =100/z₂[t] – гранично припустиме збільшення кроку ланцюга, %;

t =2% - для передач приводу при > 10 м/із, t=3% - для інших передач;

A_t=A/t – міжцентрова відстань передачі в кроках;

і=z₂/z₁ – передатне число;

р_уд – питоме навантаження в шарнірі ланцюга, МПа [12]:

18.32

де n і z – частота обертання і число зубів зірочки.