Цепь пресс-подборщика
Цепь пресс-подборщика содержит чередующиеся по величине шагов несущие звенья, расположенные через равное количество рядовых звеньев, каждое из которых выполнено в виде пары пластин, шарнирно и коаксиально соединенных между собой валиками и втулками. Внутренние пластины несущего звена цепи связаны с наружными пластинами несущего звена цепи при помощи втулки меньшего диаметра, входящей во втулку большего диаметра. Рядовые звенья связаны с несущими звеньями при помощи валиков, установленных во втулки внутренних рядовых звеньев, на которые напрессованы пластины несущих звеньев. Внутренние рядовые звенья соединяются между собой с помощью наружных рядовых пластин, напрессованных на валики, установленные во втулки внутренних звеньев. На наружную и/или на внутреннюю поверхности втулок большего диаметра, с напрессованными на них внутренними пластинами несущего звена цепи, нанесен защитный слой цинка толщиной 10-100 мкм. Нанесенный защитный слой цинка позволяет создать удерживающую смазку защитную поверхность, что позволяет уменьшить износ контактирующих между собой деталей и защитить шарниры и втулки от повышенного трения при нагрузке. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в составе прессующего механизма безременного пресс-подборщика для заготовки кормов, а так же в конвейерах и транспортерах различного назначения, имеющих криволинейные траектории движения, для придания поступательного движения исполнительному рабочему органу.
Известна бесконечная цепь, см. патент РФ на полезную модель №13680, содержащая набор последовательно расположенных звеньев, состоящих из поочередно установленных пар внутренних и наружных пластин, шарнирно соединенных между собой с помощью соединительных валиков, на которых между внутренними пластинами размещены распорные втулки, при этом соединительные валики с обоих торцов снабжены фиксирующими выступами, при этом звенья цепи снабжены дополнительными наружными пластинами, установленными параллельно внутренним пластинам и шарнирно закрепленными на соединительных валиках, причем фиксирующие выступы соединительных валиков расположены с наружной стороны дополнительных наружных пластин.
К недостаткам известной бесконечной цепи можно отнести повышенный износ поверхностей соединительных элементов.
Известна бесконечная цепь, содержащая набор несущих звеньев, чередующихся через равное количество рядовых звеньев, состоящих из поочередно установленных пар внутренних и наружных пластин, шарнирно соединенных между собой с помощью двух коаксиально расположенных соединительных элементов, взаимодействующая внешними соединительными элементами с зубьями звездочек при движении, см. Цепи ТРД-38-3000 по ГОСТ 4267.
К недостаткам известной цепи можно отнести повышенный износ контактирующих между собой элементов цепи.
Известна более совершенная цепная передача с бесконечной цепью, см. патент на изобретение РФ №2455542 - прототип, включающая привод с ведущей и ведомой звездочками и бесконечной цепью, выполненной с чередующимися звеньями двух различных по величине шагов, каждое из которых выполнено в виде пары пластин коаксиально соединенных между собой напрессовкой на втулки или валики, при этом первое несущее звено цепи связано со вторым несущим звеном при помощи втулки меньшего диаметра, входящей во втулку большего диаметра второго звена, на звездочке выполнен дополнительный контур зацепления с несущим шарниром, зубья звездочки, контактирующие с несущим шарниром, выполнены с разными боковыми профилями, соответствующими геометрии сопрягаемого шарнира несущего звена цепи, оси несущего шарнира цепи по отношению к ведущей звездочке выполнены совпадающими с делительной окружностью. Несущий шарнир дополнительно снабжен роликом, обеспечивающим обкатывание бокового профиля зубьев звездочки, контактирующих с несущим звеном.
К недостаткам цепи прототипа можно отнести повышенный износ шарнирных соединений, в частности несущего шарнира, поскольку на него постоянно действует повышенная нагрузка, что приводит к преждевременному износу цепи и снижению эксплуатационных ее характеристик, а также наличие дополнительной детали - ролика, который служит для обеспечения трения качения вместо трения скольжения, чтобы продлить срок службы цепи, однако наличие дополнительной детали увеличивает себестоимость изделия и габаритные размеры узла. При этом к недостаткам можно отнести сложность внесения смазки в зону трения между втулками пар несущих звеньев установленной на машине цепи. Поскольку все элементы цепи изготавливаются из стали с высокой поверхностной твердостью, при недостаточном количестве смазки в парах трения сталь/сталь, в частности между втулками несущего шарнира в процессе эксплуатации возрастает износ.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности создание надежной и более стойкой к износу цепи с чередующимися звеньями двух различных по величине шагов, воспринимающей во время работы высокие нагрузки - без увеличения ее себестоимости.
Поставленный предлагаемым изобретением технический результат достигается сочетанием использования известных общих признаков с прототипом включающих чередующиеся по величине шагов несущие звенья, расположенные через равное количество рядовых звеньев, каждое из которых выполнено в виде пары пластин шарнирно и коаксиально соединенных между собой валиками и втулками, при этом внутренние пластины несущего звена цепи связаны с наружными пластинами несущего звена цепи при помощи втулки меньшего диаметра, входящей во втулку большего диаметра, а рядовые звенья связаны друг с другом и с несущим звеном при помощи валиков и втулок, на которые напрессованы соответственно наружные и внутренние пластины несущих и рядовых звеньев и новых признаков, заключающихся в том, что на наружную и/или на внутреннюю поверхности втулок большего диаметра, с напрессованными на них внутренними пластинами несущего звена цепи, нанесен защитный слой цинка толщиной 10-100 мкм.
Защитный слой цинка, нанесенный на поверхность втулки большего диаметра несущего звена цепи по краям втулки смещен на толщину напрессованных на нее пластин.
Защитный слой цинка на наружную и/или внутреннюю поверхности втулок большего диаметра несущего звена нанесен термодиффузионным способом.
Новизной предложенной цепи пресс-подборщика является нанесение защитного слоя цинка толщиной 10-100 мкм на наружную и/или на внутреннюю поверхности втулок большего диаметра, с напрессованными на них внутренними пластинами несущего звена цепи.
Так, нанесение на наружной и/или внутренней поверхностях втулок большего диаметра, на которую напрессованы внутренние пластины несущего звена цепи по меньшей мере, одного из видов чередующихся звеньев цепи, защитного слоя цинка толщиной 10-100 мкм позволяет создать прочную структурированную поверхность с высокой шероховатостью, при этом цинк, являясь более мягким металлом с более низкими характеристиками по трению, не только защищает поверхность от износа, но и служит для удержания смазки в зоне трения, что позволяет уменьшить износ контактирующих между собой деталей, защитить их от повышенного трения и износа при нагрузке, в частности наличие защитного слоя цинка 10-100 мкм со стороны втулки - уменьшает трение между втулками, снаружи - улучшает трение скольжения по зубу звездочки, поскольку трение качения частично переходит в трение скольжения без наличия дополнительной детали - ролика. При этом нанесение защитного слоя цинка менее 10 мкм не будет в достаточной мере эффективным, а при нанесении более 100 мкм последующая деформация защитного слоя цинка приведет к образованию увеличенных зазоров и нежелательному удлинению цепи.
Поскольку во время эксплуатации уже сложно нанести смазку или другое покрытие между втулками шарнирного соединения, то заранее нанесенный защитный слой цинка выполняет свои защитные функции: уменьшает трение, снижает износ цепи в наиболее нагруженных ее соединениях, а также дополняет функцию смазки, удерживает ее и увеличивает тем самым срок службы изделия.
Защитный слой цинка на наружную и/или внутреннюю поверхности втулок большего диаметра несущего звена нанесен термодиффузионным способом.
Признаки смещения нанесенного защитного слоя цинка, на поверхность втулки большего диаметра несущего звена цепи по краям втулки на толщину напрессованных на нее пластин, нанесение защитного слоя цинка на наружную и/или внутреннюю поверхности втулок большего диаметра несущего звена термодиффузионным способом, являются признаками дополнительными и направлены на достижение поставленной предлагаемым изобретением задачи.
Так, смещения нанесенного защитного слоя цинка на поверхность втулки большего диаметра несущего звена цепи по краям втулки на толщину напрессованных на нее пластин позволяет сохранить прочность соединения пластины с втулкой и обеспечить тем самым необходимую защиту от трения и повышенного износа, поскольку при постепенном изнашивании во время эксплуатации обработанный защитный цинковый слой и его мелкие частицы, все равно будут продолжать выполнять свои функции поскольку зона контакта соприкасающихся поверхностей замкнута и они не покинут ее пределов, что позволяет увеличить срок эксплуатации цепи в целом и является дополнительным положительным эффектом.
Нанесение защитного слоя цинка на наружную и/или внутреннюю поверхности втулок большего диаметра несущего звена термодиффузионным способом позволяет электрохимически защитить сталь, так как термодиффузионный цинковый слой является анодным по отношению к черным металлам, обладает прочным сцеплением (адгезией) с основным металлом за счет взаимной диффузии железа и цинка в поверхностных интерметаллидных фазах Zn-Fe, поэтому слой устойчив к отслаиванию или скалыванию при ударах и механических нагрузках, однороден по толщине на всей поверхности, в результате насыщения цинком металлической поверхности.
Согласно проведенному патентно-информационному поиску сочетания общих с прототипом и новых признаков предлагаемого изобретения в источниках информации не обнаружено, что позволяет сделать вывод о их новизне. Указанное сочетание не вытекает явным образом из существующего уровня техники, а описание признаков позволяет отнести их к промышленно выполнимым.
На фиг.1 схематично показан общий вид предлагаемой цепи с несущими звеньями, связанными с рядовыми звеньями.
На фиг.2 показана связь рядового звена с несущим (продольный разрез).
На фиг.3 показан горизонтальный разрез цепи (без покрытия).
На фиг.4 показан горизонтальный разрез несущего звена цепи, а) - с нанесенным на внутреннюю поверхность втулки большего диаметра несущего звена защитным слоем, б) - с нанесенным на внутреннюю и наружную поверхности втулки большего диаметра несущего звена защитным слоем.
Цепь пресс-подборщика состоит из чередующихся несущих и рядовых звеньев. Пара несущих звеньев состоит из наружных пластин 1, напрессованных на втулку 2 и валик 3 внутренних пластин 4, соединенных друг с другом при помощи напрессовки на валик 3 и втулку 5, которая установлена на втулке 2 шарнирно. По внутренней поверхности втулки 2 несущего звена цепи устанавливается рабочий орган (вал) пресс-подборщика (на чертеже не показан). Наружное рядовое звено состоит из наружных пластин 6, соединенных напрессовкой на валики 3. Внутреннее рядовое звено цепи выполнено в виде внутренних пластин 7, соединенных друг с другом напрессовкой на втулки 8, на которых смонтированы ролики 9 шарнирно. Втулки 8 шарнирно установлены на валиках 3.
На наружной и/или на внутренней поверхностях втулки 5 нанесен защитный слой 10 цинка толщиной 10-100 мкм. При напрессовке внутренних пластин 4 несущего звена на втулки 5 в месте их контакта защитный слой цинка смещен на толщину пластины 4.
Предлагаемая цепь пресс-подборщика собирается и работает следующим образом.
При первоначальном изготовлении деталей цепи на наружную и/или внутреннюю поверхности втулок 5 в зависимости от предъявляемых к условиям работы цепи требованиям, термодиффузионным способом наносят защитные слои 10 цинка толщиной 10-100 мкм. После чего собирают каждое из внутренних рядовых звеньев путем установки методом прессования пар внутренних пластин 7 на пары втулок 8. Перед напрессовкой внутренних пластин 7, на втулки 8 устанавливают ролики 9. Внутренние рядовые звенья соединяются с соседними звеньями с помощью пар наружных пластин 6, напрессованных на валики 3, которые устанавливаются шарнирно во втулки 8. Чередующиеся участки рядовых звеньев соединяются между собой парами несущих звеньев. Внутренние пластины 4 напрессовываются на втулку 5 и валик 3, установленный в крайнее внутреннее звено рядового участка. Наружные пластины несущего звена напрессовываются на втулку 2, установленную шарнирно во втулку 5, валик 3, установленный во втулку 8 крайнего внутреннего звена второго рядового отрезка. Во втулки 5 двух параллельно расположенных в пресс-подборщике цепей устанавливают планки - рабочие органы пресс-подборщика, которые создают прессующее усилие на обрабатываемую массу.
Во время работы предлагаемой цепи при контакте наружной поверхности втулки 5 со звездочкой исполнительного механизма (на чертеже не показан) износ от трения снижается при наличии защитного цинкового слоя. В случае нанесения на внутреннюю поверхность втулки 5 защитного цинкового слоя 10 шарнирное соединение работает более мягко со снижением трения на длительное время. При этом защитный цинковый слой выполняет функцию смазки шарнирного соединения.
При вращении ведущей звездочки (на чертеже не показана) нагрузка через ролики 9 и втулки 5 передается всем звеньям цепи. При этом втулка 5 большего диаметра несущего звена с нанесенным на ее внутреннюю и/или наружную поверхности защитным слоем цинка взаимодействует с втулкой меньшего диаметра несущего звена цепи. Сформированный защитный слой 10 цинка на наружной и/или внутренней поверхностях втулки 5 защищает ее поверхность от повышенного трения при нагрузке, удерживает смазку, что позволяет уменьшить износ контактирующих между собой деталей и приводит к увеличению срока эксплуатации цепи в целом.
В настоящее время на предлагаемую цепь пресс-подборщика разработана конструкторская документация, изготовлены опытные образцы, показавшие при испытаниях положительные результаты. Принято решение в первом квартале 2014 г. начать подготовку производства предлагаемой цепи.
1. Цепь пресс-подборщика, включающая чередующиеся по величине шагов несущие звенья, расположенные через равное количество рядовых звеньев, каждое из которых выполнено в виде пары пластин шарнирно и коаксиально соединенных между собой валиками и втулками, при этом внутренние пластины несущего звена цепи связаны с наружными пластинами несущего звена цепи при помощи втулки меньшего диаметра, входящей во втулку большего диаметра, а рядовые звенья связаны с несущими звеньями при помощи валиков, установленных во втулки внутренних рядовых звеньев, на которые напрессованы пластины несущих звеньев, при этом внутренние рядовые звенья соединяются между собой с помощью наружных рядовых пластин, напрессованных на валики, установленные во втулки внутренних звеньев, отличающаяся тем, что на наружную и/или на внутреннюю поверхности втулок большего диаметра с напрессованными на них внутренними пластинами несущего звена цепи нанесен защитный слой цинка толщиной 10-100 мкм.
2. Цепь по п.1, отличающаяся тем, что защитный слой цинка, нанесенный на поверхность втулки большего диаметра несущего звена цепи по краям втулки смещен на толщину напрессованных на нее пластин.
3. Цепь по п.1, отличающаяся тем, что защитный слой цинка на наружную и/или внутреннюю поверхности втулок большего диаметра несущего звена нанесен термодиффузионным способом.
