Срок службы приводной роликовой цепи для роликов и втулок, если > Пщах (табл. 6 гл. 3),

На основании расчетных зависимостей (44)-(46) составлена табл. 9, которой можно пользоваться при определении допускаемого коэффициента запаса прочности по заданному сроку службы по износостойкости шарниров и усталостной прочности пластин.

РАСЧЕТ СРОКА СЛУЖБЫ ПРИВОДНОЙ РОЛИКОВОЙ ЦЕПИ

Анализ существующих методов расчета

В известных методах расчета приводной роликовой цепи с целью сохранения в близких пределах срока ее службы заранее предусматривается снижение передаваемой нагрузки или давления в шарнирах с увеличением скорости движения цепи. Благодаря этому при работе цепной передачи, имеющей средние параметры Zi, At к и, в условиях нормальной смазки, соответствующей скорости движения цепи V (kc = 1) и спокойной нагрузке (ky = 1), долговечность цепи составляет С «а 10 ООО-н 15 ООО ч, которая в стандарте DIN 8195 принята за базовую. Однако не все цепные передачи должны работать в течение 10 ООО ч и более. В практике часто встречаются такие случаи, когда цепная передача находится в работе 2000-5000 ч и, следовательно, нет необходимости при проектировании такой передачи рассчитывать цепь на значительно большую долговечность.

Для передач со сроком службы цепи в меньших пределах, чем базовый, представляется возможность для той же приводной цепи повысить передаваемую мощность за счет увеличения допускаемого давления в шарнире или снижения коэффициента запаса прочности, а также при условии сохранения передаваемой мощности в пределах, соответствующих базовому сроку службы цепи, осуществить более широкий выбор способа смазки, например вместо непрерывной смазки с помощью масляной ванны применить капельную или внутришариирную смазку.

Теоретические и экспериментальные исследования проводят главным образом на износостойкость шарнирных поверхностей и в меньшей степени на выносливость цепн. И хотя в общем виде основы, заложенные в известных методах определения срока службы цепи, признаются правильными, однако сопоставление результатов расчета по каждому методу показывает, что при одних и тех же параметрах передачи расчетные сроки службы цепи различны, при этом полученные результаты имеют также большие расхождения с показателями долговечности, установленными экспериментальным путем для типовых параметров и условий работы, принятых, в частности, при разработке стандарта DIN 8195.

Эти расхождения связаны с тем, что при расчете цепи на долговечность приходится учитывать большое число величин, прямо или косвенно влияющих на износ шарниров и выносливость цепи. В связи с этим считают, что расчет срока службы цепи может быть лишь приближенным.

Определение срока службы цепи по diN 8195. На основании экспериментальных исследований было установлено, что срок службы по износу шарниров роликовых цепей нормального качества составляет 10 ООО ч при А< = 2 % или 15 000 ч при А/ = 3 %, прн этом исходные параметры и условия работы двух-звездной цепной передачи следующие: число зубьев меньшей звездочки = 19; передаточное число « = 3; межцентровое расстояние At = 40 шагов; допускаемое увеличение среднего шага 6 = 2 %; число звеньев в цепном контуре Lt - четное; смазка обильная {k = 1).

Исходным параметром и условиям соответствуют базовые значения давления приведенные в DIN, в зависимости от заданных v и (см. рис. 18). Для

параметров и условии, отличающихся от исходных, давление должно корректироваться с помощью поправочных коэффициентов Я, и ky, значения которых приведены в DIN. Так, коэффициент удельного износа (пути трения) учитывает изменения межцентрового расстояния в диапазоне At == 20- 160 в зависимости от U = 1-7-7 и характера (ударности) нагрузки ку, значение коэффициента мощности Км зависит от и п г. При этом с увеличением значений параметров г£. At и и допускаемое давление [р] повышается по степенной зависимости.

Допускаемое давление, обеспечивающее долговечность цепи, регламентируемую D1N 8195, можно определить по зависимости

\p] = Pokc, (47)

где fee - коэффициент смазки, принимаемый в соответствии со скоростью движения цепи V.

Допускаемое давление необходимо снижать в следующих случаях работы цепи: при V <С i м/с в условиях недостаточной смазки - в 1,7 раза, а при отсутствии смазки - в 6,7 раза; при v= 4-v-7 м/с и недостаточной смазке - в 3,3 раза.

Пользуясь таблицами и графиками D1N 8195, можно выбрать цепь, которая обеспечивает регламентированную продолжительность работы передачи, но рассчитать срок службы цепи по заданным параметрам ввиду отсутствия формул практически невозможно.

Расчет срока службы цепи по Н. В. Воробьеву [3]. В отличие от других известных методов этот метод основан не на давлении, а на удельной работе трения и критерии износа.

Понятие «критерий износа» было введено автором метода для более точного расчета продолжительности работы цепи по износостойкости с учетом всех основных коэффициентов, влияющих на работоспособность цепной передачи. При этом точность расчета зависит от наличия ряда коэффициентов, значение которых может быть получено в результате испытаний цепных передач с близкими к рассчитываемым параметрами и условиями эксплуатации. В работе [3] приведены подробное описание и рекомендации по применению данного метода. В частности, в отличие от рекомендации ряда зарубежных авторов [29, 30] этот метод правильно и обоснованно предусматривает определение срока службы цепи, исходя из предельно допустимого увеличения шага цепи, по двум критериям: по зацеплению цепи с большей звездочкой при 50 и по потере прочности шарнира при Za < 50.

Метод Воробьева, как более точный, следует применять в первую очередь при расчете цепных передач, предназначенных для машин и механизмов, выпускаемых крупными сериями, проводя экспериментальные исследования и испытания по установлению и уточнению поправочных коэффициентов применительно к действительным параметрам и условиям эксплуатации передачи.

Расчет срока службы цепи по Питчу [29]. Расчет цепных передач, выбор цепей и определение срока их службы по данному методу автор делит на две части: 1) вычисление коэффициента запаса прочности; 2) определение срока службы по износу шарнира.

Коэффициент запаса прочности принимается в пределах k = 13-V-40 и [р] == = 8-т-ЗО МПа в зависимости от v. При таком принципе выбора цепи ожидаемый срок ее службы при постоянной эксплуатации (fe = I; \ = I; к- 1), по мнению автора, будет составлять С = 5000-ьЗО ООО ч. Справедливость этого предположения соответствует результатам расчета по предложенной им формуле

C = 873.4i(iV. (48)

где с - коэффициент износа, который для v= 1-Ы2 м/с находится в пределах 43,6-39,2; кп - коэффициент числа зубьев звездочки, соответствующий коэффи-

С \+и

где к и - заданные параметры проектируемой цепной передачи; С - заданный или требуемый срок службы цепи.

При этом автор отмечает, что износостойкость шарниров гарантируется, если заданное давление р будет меньше допускаемого, полученного по формула (50).

Рекомендуемый метод расчета

В отличие от методов, рекомендуемых DIN, Н. В. Воробьевым, Питчем и Рахнером, метод позволяет:

выбрать цепь по требуемой долговечности, в том числе исходя из ресурса работы машины или механизма с цепной передачей;

определить срок службы цепи по заданным параметрам и условиям эксплуатации;

провести расчет нескольких (двух или более) цепных передач, предназначенных для работы на одной машине с одинаковым сроком службы цепи.

В основу рекомендуемого метода и вывода формул для расчета срока службы роликовых цепей по износостойкости шарниров положены теоретические ис-

Метод рекомендуется А. А. Готовцевым. 3 Готовцев А. А. и др.

циенту мощности по DIN 8195; Ро - базовое давление, МПа; % - коэффищ1ент пути трения.

Расчеты, проведенные по Питчу [формула (48)], и сопоставление их результатов с долговечностью С= 15 000 ч, регламентированной DIN 8195, показали, что формула (48) может быть использована только для передач с исходными или близкими к ним параметрами по D1N 8195.

Расчет срока службы цепи по Рахиеру [30]. Срок службы цепи (в ч) рекомендуется определять из основного уравнения

где Ризн - скорость износа, определяемая исходя из времени испытания nj-a работы по формуле (%/ч)

Ризн = -7г-(Д<г-Д/о);

б< - допускаемое или заданное значение предельного увеличения шага, %, Д/„ - начальное увеличение шага цепи, %.

Этот способ может быть рекомендован, когда цепной привод изготовляют крупными сериями. Испытание на износ может быть кратковременным. Оно должно прекращаться, если в течение достаточного отрезка времени (Г = 400 ч и более) скорость износа остается постоянной.

Для достижения требуемой износостойкости шарниров рекомендуется выбирать цепь путем определения допускаемого давления [р]и сопоставления его величины с заданным р, и устанавливать, обеспечивается ли требуемый срок службы цепи.

Расчет на допускаемое давление рекомендуется проводить с учетом поправочных коэффициентов (по DIN 8195) по выражению

[р] = pJiCrky, (50)

где Ро - исходное допускаемое давление; - коэффициент смазки; - коэффициент характера нагрузки; Сг - коэффициент пути трения, который определяется по формуле

1/22&U At