Marghyrningsáhrif rúllukeðja og birtingarmyndir þeirra

Marghyrningsáhrif rúllukeðja og birtingarmyndir þeirra

Á sviði vélrænnar flutnings,rúllukeðjureru mikið notaðar í iðnaðarframleiðslulínum, landbúnaðarvélum, bílaiðnaði, flutningum og öðrum forritum vegna einfaldrar uppbyggingar, mikillar burðargetu og mikillar hagkvæmni. Hins vegar, við notkun rúllukeðja, hefur fyrirbæri sem kallast „marghyrningsáhrif“ bein áhrif á sléttleika, nákvæmni og endingartíma gírkassa, sem gerir það að lykileiginleika sem verkfræðingar, innkaupastarfsmenn og viðhaldsmenn búnaðar verða að skilja til hlítar.

Í fyrsta lagi, afhjúpun marghyrningsáhrifa: Hver eru marghyrningsáhrif rúllukeðja?

Til að skilja marghyrningsáhrifin þurfum við fyrst að skoða grunnuppbyggingu gírkassa rúllukeðju. Gírkassa rúllukeðju samanstendur aðallega af drifhjóli, drifhjóli og rúllukeðju. Þegar drifhjólið snýst, flytur samspil tannanna í rúllukeðjutengjunum kraft til drifhjólsins, sem aftur knýr síðari vinnuferli. Svokölluð „marghyrningsáhrif“, einnig þekkt sem „marghyrningsáhrifavilla“, vísar til fyrirbærisins í gírkassa rúllukeðju þar sem vinding keðjunnar umhverfis tannhjólið myndar marghyrningslaga lögun, sem veldur því að augnablikshraði keðjunnar og augnablikshornhraði drifhjólsins sýna reglulegar sveiflur. Einfaldlega sagt, þegar tannhjólið snýst, færist keðjan ekki áfram með föstum línulegum hraða, heldur sveiflast hraði hennar stöðugt eins og hún færi meðfram brún marghyrnings. Þar af leiðandi snýst drifhjólið einnig með föstum hornhraða, en upplifir í staðinn reglulegar sveiflur í hraða. Þessi sveifla er ekki bilun heldur meðfæddur eiginleiki gírkassa rúllukeðjunnar, en ekki er hægt að hunsa áhrif hennar.

Í öðru lagi, að rekja upprunann: Meginreglan um marghyrningsáhrifin

Marghyrningsáhrifin eiga rætur að rekja til byggingareiginleika rúllukeðja og tannhjóla. Við getum skilið myndunarferli þeirra greinilega með eftirfarandi lykilþrepum:

(I) Samtenging keðju og tannhjóls

Þegar rúllukeðja er vafin utan um tannhjól, þar sem tannhjólið er hringlaga hluti sem samanstendur af mörgum tönnum, þá myndar miðlína keðjunnar lokaða feril sem samanstendur af nokkrum brotnum línum þegar hver hlekkur keðjunnar snertir tannhjólsins. Þessi ferill líkist reglulegum marghyrningi (þaðan kemur nafnið „marghyrningsáhrif“). Fjöldi hliða þessa „marghyrnings“ er jafn fjölda tanna á tannhjólinu og hliðarlengd „marghyrningsins“ er jöfn keðjuhæðinni (fjarlægðin milli miðja tveggja aðliggjandi rúlla).

(II) Hreyfiflutningur drifhjólsins

Þegar drifhjólið snýst með föstum hornhraða ω₁, er ummálshraði hverrar tönnar á því fasti (v₁ = ω₁ × r₁, þar sem r₁ er stigsradíus drifhjólsins). Hins vegar, þar sem tengslin milli keðjunnar og tannhjólsins breytast stöðugt eftir tannsniðinu á tannhjólinu, breytist fjarlægðin frá tengslin að miðju tannhjólsins (þ.e. augnabliks beygjuradíus) reglulega eftir því sem tannhjólið snýst. Nánar tiltekið, þegar keðjurúllurnar passa snyrtilega í botn raufarinnar milli tannhjólsins, er fjarlægðin frá tengslin að miðju tannhjólsins lágmarks (u.þ.b. radíus rótar tannhjólsins); þegar keðjurúllurnar snerta tannodda tannhjólsins, er fjarlægðin frá tengslin að miðju tannhjólsins hámarks (u.þ.b. radíus tannodds tannhjólsins). Þessi reglubundna breyting á augnabliks beygjuradíus veldur beint sveiflum í augnabliks línulegum hraða keðjunnar.

(III) Sveiflur í hornhraða drifhjólsins

Þar sem keðjan er stífur drifhluti (talinn óteygjanlegur við drifið), er augnablikslínulegur hraði keðjunnar sendur beint til drifhjólsins. Augnablikshornhraðinn ω₂ drifhjólsins, augnablikslínulegur hraði v₂ keðjunnar og augnablikssnúningsradíus r₂' drifhjólsins uppfylla sambandið ω₂ = v₂ / r₂'.

Vegna þess að augnablikslínuhraðinn v₂ í keðjunni sveiflast, breytist augnablikssnúningsradíus r₂' við möskvapunktinn á drifhjólinu einnig reglulega með snúningi drifhjólsins (meginreglan er sú sama og fyrir drifhjólið). Þessir tveir þættir vinna saman að því að valda því að augnablikshornhraðinn ω₂ í drifhjólinu sýnir flóknari reglubundnar sveiflur, sem aftur hefur áhrif á afköststöðugleika alls gírkassans.

Í þriðja lagi, sjónræn framsetning: Sérstakar birtingarmyndir marghyrningaáhrifa

Marghyrningsáhrifin birtast á marga vegu í rúllukeðjukerfum. Þau hafa ekki aðeins áhrif á nákvæmni gírkassans heldur einnig titring, hávaða og önnur vandamál. Langtímanotkun getur einnig hraðað sliti íhluta og dregið úr endingartíma búnaðarins. Sérstök birtingarmynd eru meðal annars eftirfarandi:

(1) Reglubundnar sveiflur í flutningshraða

Þetta er beinasta og kjarna birtingarmynd marghyrningaáhrifanna. Bæði augnablikshraði keðjunnar og augnablikshraði drifhjólsins sýna reglulegar sveiflur þegar tannhjólið snýst. Tíðni þessara sveiflna er nátengd snúningshraða tannhjólsins og fjölda tanna: því hærri sem hraði tannhjólsins er og því færri tennur, því hærri er tíðni hraðasveiflnanna. Ennfremur er sveifluvídd hraðasveiflnanna einnig tengd keðjuhæðinni og fjölda tannhjólsins: því meiri sem keðjuhæðin er og því færri tennur, því meiri er sveifluvídd hraðasveiflnanna.

Til dæmis, í rúllukeðjudrifkerfi með fáum tönnum (t.d. z = 10) og stórum skurði (t.d. p = 25,4 mm), þegar drifhjólið snýst á miklum hraða (t.d. n = 1500 snúninga á mínútu), getur augnablikslínulegur hraði keðjunnar sveiflast yfir breitt svið, sem veldur áberandi „stökkum“ í drifbúnaðinum (t.d. færibandi, vélbúnaðarsnúði o.s.frv.), sem hefur alvarleg áhrif á nákvæmni gírkassa og vinnugæði. (2) Högg og titringur

Vegna skyndilegra breytinga á hraða keðjunnar (úr einni sikksakk-átt í aðra) myndast reglubundin höggkraftur við samtengingu keðjunnar og tannhjólsins. Þessi höggkraftur flyst í gegnum keðjuna til íhluta eins og tannhjólsins, ássins og leganna, sem veldur titringi í öllu gírkassanum.

Titringstíðnin tengist einnig snúningshraða tannhjólsins og fjölda tanna. Þegar titringstíðnin nálgast eða fellur saman við eigintíðni búnaðarins getur myndast ómun sem magnar titringsvíddina enn frekar. Þetta hefur ekki aðeins áhrif á eðlilega notkun búnaðarins heldur getur það einnig valdið losun og skemmdum á íhlutum og jafnvel leitt til öryggisslysa.

(3) Hávaðamengun

Högg og titringur eru helstu orsakir hávaða. Við flutning rúllukeðja stuðla högg frá keðju og tannhjóli, árekstur milli keðjubila og hávaði frá burðarvirki vegna titrings sem berst til ramma búnaðarins að hávaða í flutningskerfum rúllukeðja.

Því meiri sem marghyrningaáhrifin eru (t.d. stærri skurður, færri tennur, meiri snúningshraði), því meiri verður höggið og titringurinn og því meiri verður hávaðinn. Langtímaáhrif hávaða hafa ekki aðeins áhrif á heyrn rekstraraðila heldur trufla einnig framleiðslustjórnun og samskipti á staðnum og draga úr vinnuhagkvæmni.

(IV) Aukið slit á íhlutum

Hringlaga álag og titringur flýta fyrir sliti á íhlutum eins og rúllukeðjum, tannhjólum, öxlum og legum. Nánar tiltekið:

Keðjuslit: Árekstrar auka snertispennuna milli keðjurúllanna, hylsunanna og pinnanna, sem flýtir fyrir sliti og lengir smám saman keðjuhæðina (almennt þekkt sem „keðjuteygja“), sem eykur enn frekar marghyrningaáhrifin.

Slit á tannhjóli: Tíð árekstur og núningur milli tannhjólstanna og keðjuhjólanna getur valdið sliti á yfirborði tanna, brýnslu tannodda og sprungum í tannrótinni, sem leiðir til minnkaðrar gagnvirkni tannhjólsins.

Slit á ás og legum: Titringur og högg valda auknu radíal- og axialálagi á ása og legur, sem eykur slit á rúllandi frumefnum, innri og ytri hlaupum og öxlum legunnar, sem dregur úr endingartíma legunnar og veldur jafnvel beygju ássins.

(V) Minnkuð skilvirkni flutnings

Árekstrar, titringur og viðbótar núningstap af völdum marghyrningsáhrifa draga úr flutningsnýtni rúllukeðjukerfa. Annars vegar geta hraðasveiflur valdið óstöðugri virkni vinnslukerfisins, sem krefst meiri orku til að yfirstíga viðbótarálagið sem sveiflurnar valda. Hins vegar eykur aukið slit núningsviðnám milli íhluta, sem eykur enn frekar orkutap. Við langvarandi notkun getur þessi minnkuðu nýtni aukið orkunotkun búnaðarins verulega og hækkað framleiðslukostnað.

Í fjórða lagi, vísindaleg viðbrögð: Árangursríkar aðferðir til að draga úr marghyrningaáhrifum

Þó að marghyrningsáhrifin séu eðlislæg einkenni rúllukeðjugírkassa og ekki sé hægt að útrýma þeim alveg, er hægt að draga úr þeim á áhrifaríkan hátt með viðeigandi hönnun, vali og viðhaldsráðstöfunum, og þannig bæta sléttleika, nákvæmni og endingartíma gírkassans. Sérstakar aðferðir eru eftirfarandi:

(I) Hámarka hönnun og val á tannhjólum

Aukning á fjölda tannhjólstanna: Þó að kröfur um gírskiptingarhlutfall og uppsetningarrými séu uppfylltar, getur aukning á fjölda tannhjólstanna á viðeigandi hátt minnkað hlutfall fjölda hliða og lengdar „marghyrningsins“, sem dregur úr sveiflum í augnabliks beygjuradíus og þannig lágmarkað umfang hraðasveiflna. Almennt séð ætti fjöldi tanna á drifhjólinu ekki að vera of lítill (almennt er mælt með ekki færri en 17 tönnum). Fyrir háhraða gírskiptingar eða notkun sem krefst mikillar sléttleika ætti að velja fleiri tannhjólstanna (t.d. 25 eða fleiri). Að draga úr villum í þvermáli tannhjóls: Að bæta nákvæmni vinnslu tannhjólsins og draga úr framleiðsluvillum og hringlaga hlaupvillum í þvermáli tannhjóls tryggir mýkri breytingar á augnabliks snúningsradíus möskvapunktsins við snúning tannhjólsins, sem dregur úr höggum og titringi.

Notkun tannhjóla með sérstökum tönnarprófílum: Fyrir notkun sem krefst mjög mjúkrar gírkassa er hægt að nota tannhjól með sérstökum tönnarprófílum (eins og bogalaga tannhjól). Bogalaga tennur gera samtengingu keðjunnar og tannhjólsins mýkri, sem dregur úr höggi við samtengingu og þar með áhrifum marghyrningaáhrifa.

(II) Rétt val á keðjubreytum

Að minnka keðjuhæð: Keðjuhæðin er einn af lykilþáttunum sem hefur áhrif á marghyrningsáhrifin. Því minni sem hæðin er, því minni er hliðarlengd „marghyrningsins“ og því minni eru sveiflurnar í augnablikslínuhraða keðjunnar. Þess vegna ætti að velja keðjur með minni hæð, þótt kröfur um burðarþol séu uppfylltar. Fyrir háhraða, nákvæma gírkassa er mælt með rúllukeðjum með litlum hæðum (eins og ISO staðlarnir 06B og 08A). Val á hánákvæmum keðjum: Að bæta nákvæmni keðjuframleiðslu, svo sem að draga úr fráviki keðjuhæðar, geislalegu úthlaupi rúllanna og bili milli hylsunarpinna, tryggir mýkri hreyfingu keðjunnar meðan á notkun stendur og dregur úr marghyrningsáhrifum sem versna vegna ófullnægjandi nákvæmni keðjunnar.

Notkun spennutækja: Rétt stilling keðjuspennutækja (eins og fjaðurspennara og þyngdarspennara) tryggir að keðjan haldi réttri spennu, dregur úr slaka og titringi í keðjunni meðan á notkun stendur og dregur þannig úr höggi og hraðasveiflum af völdum marghyrningaáhrifa.

(III) Stýring á rekstrarbreytum flutningskerfisins
Takmörkun á gírhraða: Því hærri sem hraði tannhjólsins er, því meiri verða hraðasveiflur, högg og titringur af völdum marghyrningsáhrifa. Þess vegna ætti að takmarka gírhraðann á viðeigandi hátt við hönnun gírkerfisins út frá forskriftum keðjunnar og tannhjólsins. Fyrir venjulegar rúllukeðjur er leyfilegur hámarkshraði venjulega skýrt tilgreindur í vöruhandbókinni og ætti að fylgja honum stranglega.

Að hámarka gírskiptingarhlutfallið: Að velja sanngjarnt gírskiptingarhlutfall og forðast of stór hlutföll (sérstaklega í hraðalækkandi gírkassa) getur dregið úr sveiflum í hornhraða drifhjólsins. Í fjölþrepa gírkassakerfi ætti að úthluta hæsta gírskiptingarhlutfallinu á lægri hraðastigið til að lágmarka áhrif marghyrningaáhrifa á hærri hraðastigið.

(IV) Styrkja uppsetningu og viðhald búnaðar

Tryggið nákvæmni uppsetningar: Þegar rúllukeðjugírkerfi er sett upp skal tryggja að samsíða skekkjan milli ása drif- og drifhjólsins, miðfjarlægðarskekkjan milli tannhjólanna tveggja og hringlaga úthlaupsskekkjan á enda tannhjólsins séu innan leyfilegra marka. Ófullnægjandi nákvæmni uppsetningar getur aukið á ójafnvægi í álaginu og lélega inngrip milli keðjunnar og tannhjólsins, sem magnar enn frekar marghyrningaáhrifin.

Regluleg smurning og viðhald: Regluleg smurning á rúllukeðjunni og tannhjólunum getur dregið úr núningi milli íhluta, hægt á sliti, lengt líftíma keðjunnar og tannhjólanna og einnig dregið úr höggum og titringi að vissu marki. Veljið viðeigandi smurefni (eins og olíu eða feiti) út frá rekstrarumhverfi og aðstæðum búnaðarins og smyrjið og skoðið búnaðinn með tilskildum millibilum. Skiptið um slitna hluti tafarlaust: Þegar keðjan sýnir verulega lengingu á skurðinum (almennt meira en 3% af upprunalegum skurðinum), slit á rúllunum er mikið eða slit á tannhjólstönnum fer yfir tilgreind mörk, ætti að skipta um keðjuna eða tannhjólið tafarlaust til að koma í veg fyrir að of mikið slit á íhlutum auki marghyrningaáhrifin og geti leitt til bilunar í búnaði.

Í fimmta lagi, samantekt
Marghyrningsáhrif rúllukeðja eru eðlislægur eiginleiki gírkassauppbyggingar þeirra. Þau hafa veruleg áhrif á afköst og endingartíma gírkassans með því að hafa áhrif á stöðugleika gírkassans, mynda högg og titring og hávaða og flýta fyrir sliti íhluta. Hins vegar, með því að skilja vel meginreglur og sértæk birtingarmyndir marghyrningsáhrifa og innleiða vísindalegar og viðeigandi aðferðir til að draga úr áhrifum þeirra (eins og að hámarka val á tannhjólum og keðjum, stjórna rekstrarbreytum og styrkja uppsetningu og viðhald), getum við dregið úr neikvæðum áhrifum marghyrningsáhrifa á áhrifaríkan hátt og nýtt okkur kosti gírkassa rúllukeðja til fulls.