Основы расчета цепи на износ

Шарниры цепи изнашиваются от взаимного скольжения их соприкасающихся поверхностей. Износ шарнира определяется давлением на сопряженных поверхностях, состоянием этих поверхностей как по обработке и твердости, так и по условиям эксплуатации (характеристикой смазки, степенью и видом загрязнения и т.д.), величиной пути трения, обусловливающей работу трения, скоростью скольжения деталей шарнира относительно друг друга и скоростью движения цепи, обусловливающей как скорость скольжения, так и ритм изменения нагрузок и перемещений.

Допускаемая нагрузка на цепь по долговечности на износ

S_Д.И = Fp_ДК₂ ≥ S_Р.П ,

где F - площадь соприкосновения деталей шарнира;

p_Д - максимальное допускаемое давление в шарнире цепи;

К₂ - коэффициент режима работы привода.

Таблица - Допускаемые давления (мПа) в шарнире цепи

Условия работы конвейера	Скорость цепи, м/с
До 0,2	От 0,2 до 0,3	Свыше 0,3
Хорошие
Средние
Тяжелые

Расчетная нагрузка, действующая на цепь

Если ходовая часть привода имеет одну цепь, то для нее из условий прочности

S_Р.П = (S_P + S_Дин)_max ≈ K₆ S_P,

где S_P - максимальное статическое натяжение цепи, определяемое по тяговому по номинальной нагрузке привода;

S_Дин - максимальная динамическая нагрузка на цепь;

K₆ - коэффициент динамических нагрузок .

Расчетная нагрузка на одну цепь при определении несущей способности цепи

S_Р.Н = (S_P.М + S_Дин)_max ≈ K₆ S_P.М,

где S_Р.М - максимальное статическое натяжение цепи, определяемое по тяговому расчету при максимально возможной нагрузке привода.

S_Р.Н.П ≈ 1000 ηNK_М.П /V,

где η - общий КПД приводного механизма;

N - номинальная мощность двигателя привода;

K_М.П - коэффициент пускового момента;

V - скорость цепи привода.

Если привод не имеет предохранительного устройства (муфта предельного момента или срезной палец), двигатель соединяется с механизмами привода муфтой постоянного момента и пускается непосредственным включением без пускорегулирующего устройства, то значение К_М.П принимают по перегрузочной способности электродвигателя при пуске; в этом случае К_М.П = 1,8…2. Если привод имеет предохранительное устройство (например срезной палец) или двигатель соединен с механизмом муфтой скольжения (гидромуфтой) или пускается с дополнительным пускорегулирующим устройством, то К_М.П = 1,3.

Расчет на усталость и износ ведется по натяжению S_Р.П.

Если привод имеет две цепи, то расчетная нагрузка на одну цепь

S_P1 = S_P2/C_H,

где S_Р2 - расчетная нагрузка на ходовую часть, определяемая в соответствии со способом расчета;

С_Н - коэффициент неравномерности распределения нагрузки между тяговыми цепями; при одной цепи С_Н = 1, при двух цепях С_Н = 1,6…1,8 в зависимости от точности изготовления цепей и монтажа привода.

Срок службы цепи

Основным критерием определения срока службы цепи является предельное увеличение шага цепи по зацеплению на приводе. Нормы допускаемого увеличения шага цепи различны для каждого типа и обычно задаются в стандартах или технических условиях в пределах 3…6 % от номинального шага цепи по зацеплению. Шарниры цепи изнашиваются при взаимном скольжении деталей шарнира при их повороте на входе и выходе звеньев цепи с поворотных устройств.

Износ (см) шарнира цепи в направлении ее шага за полный оборот

,

где n - число поворотных устройств;

S_i , S_i+1 - натяжения цепи на входе и выходе с каждого поворотного устройства от 1 - го до n - го;

l_i - путь трения при повороте звеньев цепи на поворотном устройстве;

φ_i - удельный износ цепи в направлении ее шага на 1 Н действующего усилия в 1с на 1 см пути трения, см/(Н·с·см) - определяется экспериментально для каждого типоразмера в соответствии с условиями эксплуатации;

t_Bi - время скольжения шарниров цепи при повороте звеньев.

Прогнозируемый срок службы цепи (ч)

,

где Δ_Д - максимально допускаемое увеличение шага цепи по условиям зацепления за весь срок службы цепи, в среднем Δ_Д = (0,03…0,06)t;

t - шаг цепи по зацеплению;

T_Ц - время одного оборота цепи.