Фасоннозвенные цепи

Фасоннозвенные цепи (см. рисунок 1) различают двух типов: крючковые и штыревые.  Крючковая цепь состоит из звеньев одинаковой формы, отлитых из ковкого чугуна или штампованных из полосовой стали ЗОГ без дополнительных деталей.  Сборку и разборку этой цепи осуществляют путем взаимного наклона звеньев на угол 60°.

В штыревой цепи литые звенья 1 из ковкого чугуна соединяются зашплинтованными стальными (из стали Ст3) штырями 2.

Фасоннозвенные цепи применяют при передаче небольших мощностей, при малых скоростях (крючковая до 3 м/сек, штыревая до 4 м/сек), обычно в условиях несовершенной смазки и защиты.  Звенья фасоннозвенных цепей не обрабатывают. Благодаря небольшой стоимости и легкости ремонта фасоннозвенные цепи широко применяют в сельскохозяйственных машинах.

Материал цепей

Цепи должны быть износостойкими и прочными.  Пластины цепей изготовляют из сталей марок 50, 40Х и других с закалкой до твердости 40...50 HRC.  Оси, втулки, ролики и призмы – из цементируемых сталей марок 20, 15Х и других с закалкой до твердости 52...65 HRC.  Повышением твердости деталей можно повысить износостойкость цепей.

Звездочки и диски составных звездочек в основном изготовляют из среднеуглеродистой или легированной стали 40, 45, 40Х, 50Г2, 35ХГСА, 40ХН с закалкой до твердости HRC40...50 или цементуемой стали 15, 20, 15Х, 20Х, 12ХН2 с термообработкой до твердости HRC50...60.

Звездочки тихоходных передач при скорости цепи v ≤3 м/сек и отсутствии динамических нагрузок изготовляют также из серого или модифицированного чугуна СЧ15, СЧ18, СЧ20, СЧ30 с твердостью поверхности до НВ260...300.  Применяют звездочки с зубчатым венцом из пластмасс (дюропласта или вулколана), которые способствуют уменьшению шума и износа цепей при работе передачи.

Геометрические и кинематические параметры цепной передачи

Основным параметром цепной передачи является шаг t цепи, т. е. расстояние между осями двух ближайших шарниров цепи (см. рисунок 2). Чем больше шаг, тем выше нагрузочная способность цепи.

Диаметр делительной окружности звездочки d определяется по формуле:

d = t / [sin (180°/z)],

где    z – число зубьев звездочки.

Шаг t у звездочек измеряют по хорде делительной окружности.

Оптимальное межосевое расстояние передачи принимают из условия долговечности цепи:

а = (30…50)t,

где    t – шаг цепи.

Рисунок 4

Длина цепи в шагах:

Lp = 2a/t + (z₂ + z₁)/2 +[(z₂ – z₁)/2π]²t/a,

где     z₁ и z₂ – число зубьев звездочек.

Число зубьев малой звездочки выбирают из соотношения

z₁ = 29 – 2u.

Тогда z₂ = z₁u.

Окончательное значение межосевого расстояния:

a = t/4{L_p - (z₂ + z₁)/2 + √|[L_р - (z₂ + z₁)/2]² – 8[(z₂ - z₁)/2π]²|}.

здесь и далее: √ - знак квадратного корня, |…| - границы подкоренного выражения.

Передаточное число: u = ω₁/ω₂ = n₁/n₂ = z₂/z₁.

Передаточное отношение:  цепной передачи нельзя определять как отношение диаметров делительных окружностей звездочек. В пределах одного оборота звездочки передаточное отношение не остается постоянным, поэтому обычно говорят о средней скорости цепи, м/сек:

v = ωzt/2000π,где ω, z – угловая скорость и число зубьев звездочки.

Расчет и конструирование цепных передач

 

Критерии работоспособности и расчет цепной передачи

Основным критерием работоспособности цепных передач является долговечность цепи, определяемая изнашиванием шарниров.

За основной принят расчет цепных передач, обеспечивающий износостойкость шарниров цепи. При этом цепи обладают достаточной прочностью. Долговечность (ресурс) приводных цепей по изнашиванию в стационарных машинах составляет 10…15 тыс. часов работы.

Проверочный расчет цепи на износостойкость

После подбора цепи по стандарту выбранная передача поверяется на износостойкость по формуле:

p_ц = F₁К_э/А ≤ [p_ц],

где:  F₁ = 2Т₁/d₁ – окружная сила;   d₁ = t / [sin (180°/z₁)];  А – площадь проекции опорной поверхности шарнира, А = d₀В;   d₀ – диаметр оси; В – длина втулки (см. рисунок 2).

Рисунок 5

Силы в цепной передаче

Ведущая ветвь цепи при работе передачи нагружена силой F₁ состоящей из полезной (окружной) силы F_t, силы F₀ натяжения от силы тяжести ведомой ветви цепи и силы F_ц натяжения от действия центробежных сил:

F₁ = F_t + F₀ +F_ц.

Окружная сила F_t (H), передаваемая цепью:

F_t = 2×10³Т/d,

где   d – делительный диаметр звездочки, мм; Т – в Нм.

Натяжение F₀ (H) от силы тяжести при горизонтальном или близком к нему положении линии, соединяющей оси звездочек:

F₀ = qga² / (8f) = 1,2ga²/f,

где    q – масса 1 м цепи, кг/м; g = 9,81 м/сек² – ускорение свободного падения; а – межосевое расстояние, м; f – стрела провисания ведомой ветви, м (рисунок 3).

При вертикальном или близком к нему положении линии центров звездочек:

F₁ = qga,

Натяжение цепи от центробежных сил (Н):

F_ц = qv²,

где    v – скорость движения цепи, м/сек.

Сила F_ц действует на звенья цепи по всему ее контуру и вызывает дополнительное изнашивание шарниров.

Цепь передачи проверяют на прочность, сопоставляя значения разрушающей силы, приводимой в стандарте, и силы натяжения ведущей ветви, которую при этом вычисляют с учетом дополнительного динамического нагружения от неравномерного движения цепи, ведомой звездочки и приведенных к ней масс.



Нагрузка на валы звездочек

Центробежная сила валы и опоры не нагружает. Расчетная нагрузка F_В на валы цепной передачи несколько больше полезной окружной силы вследствие натяжения цепи от собственной силы тяжести. Условно принимают:

F_В = k_ВF_t,

где    k_В – коэффициент нагрузки вала; k_В = 1,15 – для горизонтальных передач, k_В = 1,05 – для вертикальных. Направление силы F_В – по линии центров звездочек.

Натяжение цепи

По мере изнашивания шарниров цепь вытягивается, стрела f провисания ведомой ветви увеличивается (рисунок 3), что вызывает захлестывание

звездочки цепью.

Рисунок 3

Регулирование натяжения цепи осуществляют перемещением вала одной из звездочек, нажимными роликами или оттяжными звездочками. Натяжные устройства должны компенсировать удлинение цепи в пределах двух звеньев, при большей вытяжке – два звена цепи удаляют. Натяжение не компенсирует увеличение шага цепи вследствие износа деталей шарниров.

Системы автоматического контроля: назначение, структурная схема с дискретным контролем, принцип действия

САК является разновидностью ИИС (осуществляет контроль за состоянием объектов). Выдает информацию об исправности или неисправности объекта, не указывая на место неисправности. САК не имеет в своем составе устройств, кот осуществляют воздействие на объект.

Современные САК делятся на системы: 1) в которых осуществляется непрерывный контроль за состоянием объекта; 2) на системы с дискретным последовательным контролем параметров объекта.

САК с дискретным последовательным контролем наиболее распространены, дешевы, в своем составе имеют меньше оборудования

 

Контролируемая величина преобразуется в унифицированные сигналы Иi и через коммутатор ИК подается на сравнивающее устройство СУ, где сравнивается с блоком выборки и хранения норм Н.

При наличии нескольких норм у одного контролируемого параметра норма может изменяться во времени. Изменение норм и переключение измерительного коммутатора ИК осуществляется блоком управления.

СПИ – средство представления информации. Соединяет устр-во индикации отклонения. СПИ выдает и регистрирует номер контролируемого параметра от устройства управления. Время наступления определяет события. Это время генерируется блоком УФВ – устройством формирования сигналов времени.

Недостатки: большая избыточность операций контроля. Частота опроса каналов ИК определяется из наихудших условий.

Из-за недостаточности предварительных сведений об объекте или невозможности построения САК в соответствии с этими свойствами может возникнуть ситуация, когда один или несколько параметров выйдут за пределы нормального обслуживания вследствие ожидания опроса. Такая ситуация приводит к пропуску предварительного режима работы.

Промышленные САК обычно являются комбинированными, т.е наиболее важные параметры контролируются непрерывно, менее важные – последовательно-дискретный контроль.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Системы автоматического контроля: назначение, структурная схема канала с непрерывным контролем, принцип действия

САК является разновидностью ИИС (осуществляет контроль за состоянием объектов). Выдает информацию об исправности или неисправности объекта, не указывая на место неисправности. САК не имеет в своем составе устройств, кот осуществляют воздействие на объект.

Современные САК делятся на системы: 1) в которых осуществляется непрерывный контроль за состоянием объекта; 2) на системы с дискретным последовательным контролем параметров объекта.

С труктура системы с непрерывным контролем параметров объекта

 

 

 

 

 

 

СУ – сравнивающее устройство

Н – выработка и хранение норм

ИО – устр-во индикации отклонений

Система содержит в каждом канале контроля сравнивающее устройство и ИО. Число этих устройств в каждом канале зависит от числа установленных границ измеряемых параметров объекта. Это границы:

- предупредительная граница меньше;

- предупредительная граница больше;

- аварийная граница меньше;

- аварийная граница больше.

 

Устройство выборки и хранения норм Н может быть общим для ряда каналов или быть индивидуальным для каждого из каналов. Последний вариант требует использования значительных объемов оборудования. Сл-но, используется тогда, когда речь идет о контроле наиболее ответственных параметров для высокой точности и своевременности выдачи результатов контроля. Быстродействие максимально.

Промышленные САК обычно являются комбинированными, т.е наиболее важные параметры контролируются непрерывно, менее важные – последовательно-дискретный контроль.