Пластина звена приводной роликовой или втулочной цепи



Пластина звена приводной роликовой или втулочной цепи
Пластина звена приводной роликовой или втулочной цепи
Пластина звена приводной роликовой или втулочной цепи
Пластина звена приводной роликовой или втулочной цепи
Пластина звена приводной роликовой или втулочной цепи
Пластина звена приводной роликовой или втулочной цепи
Пластина звена приводной роликовой или втулочной цепи
Пластина звена приводной роликовой или втулочной цепи

 


Владельцы патента RU 2550788:

Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" (RU)

Пластина звена приводной роликовой или втулочной цепи выполнена по всей толщине в виде криволинейного профиля, у которого оконечные части расположены оппозитно относительно поперечной оси профиля и очерчены дугами окружностей. Центральная часть профиля с минимальной шириной на поперечной оси профиля с обеих противоположных его сторон очерчена дугами окружностей, плавно сопряженных с дугами окружностей оконечных частей, и содержит два круглых отверстия, расположенных на продольной оси профиля на расстоянии друг от друга, равном шагу цепи. Центры отверстий расположены в центрах дуг окружностей оконечных частей профиля и находятся в соотношении от размеров радиусов дуг окружностей оконечных частей профиля, минимальной ширины профиля, толщины пластины и диаметра отверстий в пластине. Обеспечивается повышение сопротивления усталости пластины звена приводной цепи. 4 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводных роликовых или втулочных цепях различных машин и механизмов, например цепях мотоциклов, буровых установок и др.

Известны пластины роликовых или втулочных цепей, выполненных по ГОСТ 13568-97 [1. ГОСТ 13568-97. Цепи приводные роликовые и втулочные. Общие технические условия]. Указанный стандарт определяет лишь основные размеры пластин (в частности, максимальную ширину), не устанавливая соотношения между основными и другими размерами, влияющими на напряженно-деформированное состояние пластин и, в конечном счете, на долговечность работы цепи.

Известны также пластины роликовых или втулочных цепей, выполненных по ГОСТ 21834-87 [2. ГОСТ 21834-87. Цепи приводные роликовые повышенной прочности и точности. Технические условия]. Указанный стандарт также определяет лишь основные размеры пластин (в частности, максимальную ширину и толщину пластин), не устанавливая соотношения между основными и другими размерами, влияющими на напряженно-деформированное состояние пластин и, в конечном счете, на долговечность работы цепи.

Наиболее близкой к предлагаемому решению, выбранной в качестве прототипа, является пластина звена приводной роликовой или втулочной цепи, исполненная по всей толщине в виде криволинейного профиля, у которого оконечные части расположены оппозитно относительно поперечной оси профиля и очерчены дугами окружностей. Центральная часть профиля с минимальной шириной на поперечной оси профиля с обеих противоположных его сторон очерчена также дугами окружностей, плавно сопряженных с дугами окружностей оконечных частей, и содержит два круглых отверстия, расположенных на продольной оси профиля на расстоянии друг от друга, равном шагу цепи, причем центры отверстий расположены в центрах дуг окружностей оконечных частей профиля [3. Ивашков, И.И. Пластинчатые цепи. Конструирование и расчет / И.И. Ивашков. - М.: ГНТИ маш. лит., 1960. - 264 с.].

Недостатком известного решения [3] является то, что профиль пластины выполняется с учетом только соотношения между максимальной шириной пластины и диаметром отверстий в пластине и между максимальной шириной пластины и ее толщиной без учета влияния на сопротивление усталости пластины, значений шага цепи и минимальной ширины пластины. В силу этого увеличиваются металлоемкость цепи, динамические нагрузки в эксплуатации, снижается нагрузочная способность цепи при переменных нагрузках, уменьшаются диапазон возможных рабочих скоростей при эксплуатации цепи и долговечность цепи.

Цель изобретения - улучшение технико-эксплуатационных характеристик цепи.

Технический результат, который может быть получен при использовании устройства, - увеличение срока службы цепи без увеличения материалоемкости, обеспечение функционирования цепи при увеличении тягового усилия (нагрузок) и/или скорости, повышение надежности цепной передачи за счет повышения сопротивления усталости пластин (за счет снижения концентрации напряжений в опасных сечениях).

Для реализации цели изобретения и достижения указанного технического результата в известной пластине звена приводной роликовой или втулочной цепи [3], исполненной по всей толщине в виде криволинейного профиля, у которого оконечные части расположены оппозитно относительно поперечной оси профиля и очерчены дугами окружностей, центральная часть профиля с минимальной шириной на поперечной оси профиля с обеих противоположных его сторон очерчена также дугами окружностей, плавно сопряженных с дугами окружностей оконечных частей, и содержит два круглых отверстия, расположенных на продольной оси профиля на расстоянии друг от друга, равном шагу цепи, причем центры отверстий расположены в центрах дуг окружностей оконечных частей профиля. Размеры радиусов дуг окружностей оконечных частей профиля, минимальной ширины профиля, толщины пластины и диаметра отверстий в пластине выполнены удовлетворяющими соотношениям (1):

где: R - радиус дуги окружности оконечной части профиля;

t - шаг цепи;

d - диаметр отверстий в пластине;

А, В и С - коэффициенты для соотношения R (равны соответственно (0,415), (-0,080) и (0,365) - для пластин внутренних звеньев цепи и (-0,260), (2,500) и (-2,845) - для пластин наружных звеньев цепи);

b1 - минимальная ширина пластины;

А1, В1 и С1 - коэффициенты для соотношения b1 (равны соответственно (1,240), (-2,130) и (5,640) - для пластин внутренних звеньев цепи и (-0,130), (1,230) и (4,190) - для пластин наружных звеньев цепи);

δ - толщина пластины;

А2, В2 и С2 - коэффициенты для соотношения δ (равны соответственно (-0,230), (0,740) и (0,180) - для пластин внутренних звеньев цепи и (-0,030), (0,310) и (0,530) - для пластин наружных звеньев цепи).

На фиг.1 приведено схематичное изображение пластины звена роликовой или втулочной цепи. Пластина 1 звена приводной цепи выполнена по всей толщине δ пластины в виде криволинейного профиля, у которого оконечные части 2 расположены оппозитно относительно поперечной оси 3 профиля и очерчены дугами окружностей с радиусом R, центральная часть 4 профиля с минимальной шириной b1 на поперечной оси 3 профиля с обеих противоположных его сторон очерчена также дугами окружностей с радиусом R1, плавно сопряженных с дугами окружностей оконечных частей 2, и содержит два круглых отверстия с диаметром d, расположенных на продольной оси 5 профиля на расстоянии друг от друга, равном шагу t цепи, причем центры O1 и O2 отверстий расположены в центрах дуг окружностей оконечных частей 2 профиля.

Эффективность предложенного решения обоснована проведением серии экспериментов (750 опытов) и расчетов и сравнением характеристик пластин с профилем по известному решению [3] и по предлагаемому решению.

При оценке сопротивления усталости конструкции производят оценку ее напряженно-деформированного состояния, причем основным критерием рациональности конструкции выступает уровень максимальных напряжений либо коэффициент концентрации напряжений в опасном сечении.

Определение параметров напряженно-деформированного состояния пластин цепей в экспериментах осуществлялось на основе математического моделирования методом конечных элементов (МКЭ), используемым при решении различных инженерных задач [4. Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов: Пер. с англ. - М.: Мир, 1981. - 304 с], с применением универсальной САЕ-системы «ANSYS». Разработанная для этих целей параметрическая модель представляет собой комбинацию конечно-элементных моделей наружного звена цепи и двух ее внутренних звеньев. В результате оптимизации пластин внутренних (ВП) и наружных (НП) звеньев приводных цепей получены размеры пластин цепей с шагом 12,7 мм, 15,875 мм и 19,05 мм и значения коэффициентов концентрации напряжений ασ в опасных сечениях пластин (табл.1):

Установлено, что в оптимизированных пластинах размеры удовлетворяют соотношениям (2, 3):

- для пластин внутренних звеньев (ВП):

- для пластин наружных звеньев (НП):

Погрешность определения размеров по указанным соотношениям (2, 3) лежит в пределах 0,5% и приведена в Таблицах 2 и 3.

Известному решению [3] удовлетворяют профили пластин приводных цепей по ГОСТ 13568-97 [1], в которых среднее значение отношения максимальной ширины пластины 2R к диаметру d отверстий в пластине равно 2,19 и среднее значение отношения максимальной ширины пластины 2R к толщине δ пластины равно 7,1 (в интервале значений, рекомендованных в работе [3]). Для предлагаемых пластин цепей определены значения коэффициента концентрации напряжений, приведенные в Таблице 4.

Как следует из данных Таблицы 4, уменьшение значения коэффициента концентрации ασ в пластинах по предлагаемому решению лежит в пределах от 4,60% до 16,45% в зависимости от шага цепи и типа пластины. Среднее значение эффекта составляет 11,28%. Таким образом, разрушающая нагрузка по пределу выносливости (сопротивлению усталости) материала пластин по предлагаемому решению может быть увеличена на 10…12%.

Список использованной литературы

1. ГОСТ 13568-97. Цепи приводные роликовые и втулочные. Общие технические условия.

2. ГОСТ 21834-87. Цепи приводные роликовые повышенной прочности и точности. Технические условия.

3. Ивашков И.И. Пластинчатые цепи. Конструирование и расчет / И.И. Ивашков. - М.: ГНТИ маш. лит., 1960. - 264 с.

4. Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов: Пер. с англ. - М.: Мир, 1981. - 304 с.

5. Патент на изобретение RU 2402706 С1, МПК F16G 13/06. Пластина роликовой или втулочной цепи / Кузюков В.Ф., Кузюкова Л.Л., Лазарев А.А. - 19.06.2009.

6. Патент на полезную модель RU 130889 U1, МПК B21L 11/14. Пластинчатая цепь (варианты) / Баженов В.А., Бондаренко А.Л., Крывый П.Д., Михайлов М.Ю. - 01.11.2012.

7. Патент на изобретение RU 2490530 С2, МПК F16G 13/06. Пластинчатая цепь / Усов А.С., Усова Е.В. - 21.09.2009.

Пластина звена приводной роликовой или втулочной цепи, исполненная по всей толщине в виде криволинейного профиля, у которого оконечные части расположены оппозитно относительно поперечной оси профиля и очерчены дугами окружностей, а центральная часть профиля с минимальной шириной на поперечной оси профиля с обеих противоположных его сторон очерчена также дугами окружностей, плавно сопряженных с дугами окружностей оконечных частей, и содержит два круглых отверстия, расположенных на продольной оси профиля на расстоянии друг от друга, равном шагу цепи, причем центры отверстий расположены в центрах дуг окружностей оконечных частей профиля, отличающаяся тем, что с целью повышения сопротивления усталости пластины размеры радиусов дуг окружностей оконечных частей профиля, минимальной ширины профиля, толщины пластины и диаметра отверстий в пластине выполнены удовлетворяющими соотношениям:
R=At+Bd+C;
b1=A1t+B1d+C1;
δ=A2t+B2d+C2,
где: R - радиус дуги окружности оконечной части профиля;
t - шаг цепи;
d - диаметр отверстий в пластине;
А, В и С - коэффициенты для соотношения R (равны соответственно (0,415), (- 0,080) и (0,365) - для пластин внутренних звеньев цепи и (-0,260), (2,500) и (-2,845) - для пластин наружных звеньев цепи);
b1 - минимальная ширина пластины;
А1, В1 и C1 - коэффициенты для соотношения b1 (равны соответственно (1,240), (-2,130) и (5,640) - для пластин внутренних звеньев цепи и (-0,130), (1,230) и (4,190) - для пластин наружных звеньев цепи);
δ - толщина пластины;
А2, В2 и С2 - коэффициенты для соотношения δ (равны соответственно (-0,230), (0,740) и (0,180) - для пластин внутренних звеньев цепи и (-0,030), (0,310) и (0,530) - для пластин наружных звеньев цепи).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплообменных устройств, в частности к цепным завесам для вращающихся печей промышленности строительных материалов. Цепь содержит соединенные между собой звенья, тело каждого из которых имеет поперечное сечение с профилем, представляющим собой овалообразную фигуру.

Изобретение относится к области теплообменных устройств, в частности к цепным завесам для вращающихся печей промышленности строительных материалов. .

Изобретение относится к теплообменным устройствам, в частности к цепным завесам для вращающихся печей промышленности строительных материалов. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к механизмам передач с бесступенчатым изменением передаточного числа, применяемым в транспортных средствах. .

Цепь // 1735153

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в строительной, транспортной, сельскохозяйственной, горнодобывающей промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к области машиностроения , в частности к приводным цепям , и может быть использовано в механизмах привода различных устройств, например в двигателях внутреннего сгорания,сельскохозяйственных машинах.

Звено цепи для тепловых завес вращающихся обжиговых печей, в частности для изготовления клинкера в цементном производстве по мокрому способу, представляет собой тороидное тело, имеющее развитую поверхность за счет выполненных на нем выпуклостей. Упомянутые выпуклости выполнены ограниченными поверхностями по разному сориентированных эллипсоидов, которые чередуются между собой по одному пошагово вдоль продольной оси тороидного тела звена цепи. Исключается возникновение на поверхности звена цепи участков с локальным залипанием высохшего не осыпавшегося шлама. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх