Полигонскиот ефект на ролерските ланци и неговите манифестации

Полигонскиот ефект на ролерските ланци и неговите манифестации

Во областа на механичкиот пренос,ролер синџирисе широко користени во индустриски производствени линии, земјоделски машини, автомобилско производство, логистика и други апликации поради нивната едноставна структура, висок капацитет на носивост и висока исплатливост. Сепак, за време на работата на валчестиот ланец, феноменот познат како „ефект на полигон“ директно влијае на мазноста на менувачот, точноста и работниот век, што го прави клучна карактеристика што инженерите, персоналот за набавки и одржувачите на опрема мора темелно да ја разберат.

Прво, откривање на ефектот на полигон: Што е ефектот на полигон кај ролерите?

За да го разбереме полигонскиот ефект, прво треба да ја разгледаме основната структура на преносот на ролерскиот ланец. Ролерскиот пренос првенствено се состои од погонски запчаник, погонски запчаник и ролерски ланец. Како што погонскиот запчаник ротира, спојувањето на забите на запчаникот со врските на ролерскиот ланец пренесува моќност до погонскиот запчаник, кој пак ги движи последователните работни механизми. Таканаречениот „полигонски ефект“, познат и како „грешка на полигонскиот ефект“, се однесува на феноменот во ролерскиот пренос на ланец каде што линијата на намотување на ланецот околу запчаникот формира полигонална форма, предизвикувајќи моменталната брзина на ланецот и моменталната аголна брзина на погонскиот запчаник да покажуваат периодични флуктуации. Едноставно кажано, додека запчаникот ротира, ланецот не се движи со константна линеарна брзина, туку, како да се движи по работ на полигон, неговата брзина постојано флуктуира. Соодветно на тоа, погонскиот запчаник исто така ротира со константна аголна брзина, но наместо тоа доживува периодични флуктуации во брзината. Ова флуктуација не е дефект, туку вродена карактеристика на структурата на преносот на ролерскиот ланец, но неговото влијание не може да се игнорира.

Второ, следење на потеклото: Принципот на ефектот на полигон

Ефектот на полигон потекнува од структурните карактеристики на валчестите ланци и запчаниците. Јасно можеме да го разбереме процесот на неговото генерирање преку следните клучни чекори:

(I) Конфигурација на мрежа на синџир и запчаник

Кога ролериски ланец е обвиткан околу запчаник, бидејќи запчаникот е кружна компонента составена од повеќе заби, кога секоја алка од ланецот се спојува со заб на запчаник, централната линија на ланецот формира затворена крива составена од неколку прекинати линии. Оваа крива наликува на правилен многуаголник (оттука и името „ефект на многуаголник“). Бројот на страни на овој „многуаголник“ е еднаков на бројот на заби на запчаникот, а должината на страната на „многуаголникот“ е еднаква на чекорот на ланецот (растојанието помеѓу центрите на два соседни ролери).

(II) Пренос на движење на погонскиот запчаник

Кога погонскиот запчаник ротира со константна аголна брзина ω₁, периферната брзина на секој заб на запчаникот е константна (v₁ = ω₁ × r₁, каде што r₁ е радиусот на наклонот на погонскиот запчаник). Меѓутоа, бидејќи точката на вмрежување помеѓу ланецот и запчаникот постојано се менува по должината на профилот на забот на запчаникот, растојанието од точката на вмрежување до центарот на запчаникот (т.е. моменталниот радиус на вртење) периодично варира како што запчаникот ротира. Поточно, кога ролерите на ланецот се вклопуваат уредно во дното на жлебот помеѓу забите на запчаникот, растојанието од точката на вмрежување до центарот на запчаникот е минимално (приближно радиусот на коренот на забот на запчаникот); кога ролерите на ланецот ќе ги допрат врвовите на забите на запчаникот, растојанието од точката на вмрежување до центарот на запчаникот е максимално (приближно радиусот на врвот на забот на запчаникот). Оваа периодична варијација во моменталниот радиус на вртење директно предизвикува флуктуации во моменталната линеарна брзина на ланецот.

(III) Аголна флуктуација на брзината на погонскиот запчаник

Бидејќи ланецот е цврста компонента на преносот (се смета за нерастеглива за време на преносот), моменталната линеарна брзина на ланецот се пренесува директно на погонскиот запчаник. Моменталната аголна брзина ω₂ на погонскиот запчаник, моменталната линеарна брзина v₂ на ланецот и моменталниот радиус на ротација r₂' на погонскиот запчаник ја задоволуваат врската ω₂ = v₂ / r₂'.

Бидејќи моменталната линеарна брзина v₂ на ланецот флуктуира, моменталниот радиус на ротација r₂' во точката на вкрстување на погонскиот запчаник исто така периодично се менува со ротацијата на погонскиот запчаник (принципот е ист како оној на погонскиот запчаник). Овие два фактори работат заедно за да предизвикаат моменталната аголна брзина ω₂ на погонскиот запчаник да покаже посложени периодични флуктуации, што пак влијае на излезната стабилност на целиот систем за пренос.

Трето, визуелна презентација: Специфични манифестации на ефектот на полигон

Ефектот на полигон се манифестира на многу начини кај системите за пренос со ролери. Тој не само што влијае на точноста на преносот, туку предизвикува и вибрации, бучава и други проблеми. Долготрајното работење може да го забрза абењето на компонентите и да го намали животниот век на опремата. Специфичните манифестации вклучуваат следново:

(1) Периодично флуктуирање на брзината на пренос

Ова е најдиректната и најосновната манифестација на полигонскиот ефект. И моменталната линеарна брзина на ланецот и моменталната аголна брзина на запчаникот покажуваат периодични флуктуации како што ротира запчаникот. Фреквенцијата на овие флуктуации е тесно поврзана со брзината на ротација на запчаникот и бројот на заби: колку е поголема брзината на запчаникот и колку помалку заби има, толку е поголема фреквенцијата на флуктуациите на брзината. Понатаму, амплитудата на флуктуациите на брзината е исто така поврзана со чекорот на ланецот и бројот на заби на запчаникот: колку е поголем чекорот на ланецот и колку помалку заби има запчаникот, толку е поголема амплитудата на флуктуациите на брзината.

На пример, во систем за погон на ролери со мал број заби (на пр., z = 10) и голем чекор (на пр., p = 25,4 mm), кога погонскиот запчаник ротира со голема брзина (на пр., n = 1500 вртежи во минута), моменталната линеарна брзина на ланецот може да флуктуира во широк опсег, предизвикувајќи забележливи „скокови“ во погонскиот работен механизам (на пр., транспортерска лента, вретено на машински алати итн.), сериозно влијаејќи на точноста на преносот и квалитетот на работата. (2) Удар и вибрации

Поради ненадејната промена на брзината на ланецот (од една цик-цак насока во друга), за време на процесот на вмрежување помеѓу ланецот и запчаникот се генерираат периодични ударни оптоварувања. Ова ударно оптоварување се пренесува преку ланецот на компоненти како што се запчаникот, вратилото и лежиштата, предизвикувајќи вибрации низ целиот систем на пренос.

Фреквенцијата на вибрациите е исто така поврзана со брзината на ротација на запчаникот и бројот на заби. Кога фреквенцијата на вибрации се приближува или се совпаѓа со природната фреквенција на опремата, може да се појави резонанца, дополнително засилувајќи ја амплитудата на вибрациите. Ова не само што влијае на нормалното работење на опремата, туку може да предизвика и олабавување и оштетување на компонентите, па дури и да доведе до безбедносни несреќи.

(3) Загадување со бучава

Ударот и вибрациите се главните причини за бучава. За време на преносот со ролер-ланецот, ударот од заплеткувањето помеѓу ланецот и запчаникот, судирот помеѓу растојанијата на ланецот и структурната бучава генерирана од вибрациите што се пренесуваат на рамката на опремата, сите придонесуваат за бучавата на системите за пренос со ролер-ланецот.

Колку е поизразен полигонскиот ефект (на пр., поголем чекор, помалку заби, поголема брзина на ротација), толку е посилен ударот и вибрациите, а генерираната бучава е поголема. Долгорочната изложеност на високи нивоа на бучава не само што влијае на слухот на операторите, туку и се меша во контролата и комуникацијата на производството на лице место, намалувајќи ја ефикасноста на работата.

(IV) Зголемено абење на компонентите

Цикличните ударни оптоварувања и вибрациите го забрзуваат абењето на компонентите како што се валчестите синџири, запчаниците, вратилата и лежиштата. Поточно:

Абење на ланецот: Ударот го зголемува контактниот стрес помеѓу ролерите на ланецот, втулките и игличките, забрзувајќи го абењето и постепено продолжувајќи го чекорот на ланецот (попознато како „истегнување на ланецот“), дополнително влошувајќи го ефектот на полигон.

Абење на запчаникот: Честите удари и триење помеѓу запците на запчаникот и ролерите на ланецот може да предизвикаат абење на површината на забот, острење на врвот на забот и пукнатини во коренот на забот, што резултира со намалени перформанси на поврзување на запчаникот.

Абење на вратилото и лежиштата: Вибрациите и ударите ги изложуваат оските и лежиштата на дополнителни радијални и аксијални оптоварувања, забрзувајќи го абењето на тркалачките елементи на лежиштето, внатрешните и надворешните тркалезни цевки и држачите, скратувајќи го работниот век на лежиштето, па дури и предизвикувајќи свиткување на вратилото.

(V) Намалена ефикасност на преносот

Ударот, вибрациите и дополнителните загуби од триење предизвикани од полигонскиот ефект ја намалуваат ефикасноста на преносот на системите за пренос со ролери. Од една страна, флуктуациите на брзината можат да предизвикаат нестабилно работење на работниот механизам, барајќи повеќе енергија за надминување на дополнителните оптоварувања предизвикани од флуктуациите. Од друга страна, зголеменото абење го зголемува отпорот на триење помеѓу компонентите, дополнително зголемувајќи ја загубата на енергија. При долготрајно работење, оваа намалена ефикасност може значително да ја зголеми потрошувачката на енергија на опремата и да ги зголеми трошоците за производство.

Четврто, научен одговор: Ефективни стратегии за ублажување на ефектот на полигон

Иако ефектот на полигон е вродена карактеристика на менувачите со ролери и не може целосно да се елиминира, тој може ефикасно да се ублажи преку соодветни мерки за дизајнирање, избор и одржување, со што се подобрува мазноста, точноста и работниот век на системот за пренос. Специфичните стратегии се следниве:

(I) Оптимизирање на дизајнот и изборот на запчаници

Зголемување на бројот на заби на запчаникот: Додека се исполнуваат барањата за преносен однос и простор за инсталација, соодветното зголемување на бројот на заби на запчаникот може да го намали односот на бројот на страни кон должината на „полигонот“, намалувајќи ја флуктуацијата во моменталниот радиус на вртење и со тоа ефикасно минимизирајќи ја големината на флуктуациите на брзината. Општо земено, бројот на заби на погонскиот запчаник не треба да биде премал (генерално, се препорачуваат не помалку од 17 заби). За брзи менувачи или апликации што бараат голема мазност, треба да се избере поголем број заби на запчаникот (на пр., 25 или повеќе). Намалување на грешките во дијаметарот на чекорот на запчаникот: Подобрувањето на точноста на обработката на запчаникот и намалувањето на грешките во производството и грешките во кружното истекување во дијаметарот на чекорот на запчаникот обезбедува порамномерни промени во моменталниот радиус на ротација на точката на вмрежување за време на ротацијата на запчаникот, намалувајќи ги ударите и вибрациите.

Користење на запчаници со специјални профили на заби: За апликации што бараат екстремно мазен менувач, може да се користат запчаници со специјални профили на заби (како што се лачно обликувани запчаници). Лачно обликуваните заби го прават процесот на вмрежување помеѓу ланецот и запчаникот порамномерен, намалувајќи го ударот од вмрежувањето и со тоа ублажувајќи го влијанието на полигонскиот ефект.

(II) Правилен избор на параметри на синџирот

Намалување на чекорот на ланецот: Чекорот на ланецот е еден од клучните параметри што влијаат на ефектот на полигон. Колку е помал чекорот, толку е помала должината на страната на „полигонот“ и толку е помало флуктуирањето на моменталната линеарна брзина на ланецот. Затоа, додека се исполнуваат барањата за носивост, треба да се изберат ланци со помали чекори. За апликации со голема брзина и прецизност, се препорачуваат ролери ланци со мали чекори (како што се ISO стандардите 06B и 08A). Избор на високопрецизни ланци: Подобрувањето на прецизноста на производството на ланецот, како што е намалувањето на отстапувањето на чекорот на ланецот, радијалното искривување на ролерот и растојанието на втулката, обезбедува помазно движење на ланецот за време на работата и го намалува ефектот на полигон влошен од недоволната прецизност на ланецот.

Користење на уреди за затегнување: Правилното конфигурирање на уредите за затегнување на ланецот (како што се затегнувачи на пружини и затегнувачи со тежина) осигурува дека ланецот одржува соодветна затегнатост, намалувајќи ја лабавоста на ланецот и вибрациите за време на работата, со што се ублажуваат ударите и флуктуациите на брзината предизвикани од ефектот на полигон.

(III) Контролирање на работните параметри на преносниот систем
Ограничување на брзината на менувачот: Колку е поголема брзината на запчаникот, толку е поголема флуктуацијата на брзината, ударот и вибрациите предизвикани од ефектот на полигон. Затоа, при дизајнирање на системот за менувач, брзината на менувачот треба соодветно да се ограничи врз основа на спецификациите на ланецот и запчаникот. За стандардни валчести ланци, максималната дозволена брзина обично е јасно наведена во упатството за производот и треба строго да се почитува.

Оптимизирање на преносниот однос: Изборот на разумен преносен однос и избегнувањето на претерано големи преносни односи (особено кај преносот со намалување на брзината) може да ги намали флуктуациите на аголната брзина на погонскиот запчаник. Во повеќестепен систем за пренос, највисокиот преносен однос треба да се додели на степенот со пониска брзина за да се минимизира влијанието на полигонскиот ефект врз степенот со поголема брзина.

(IV) Зајакнување на инсталацијата и одржувањето на опремата

Обезбедете точност на инсталацијата: При инсталирање на систем за пренос со ролериски ланец, осигурајте се дека грешката на паралелизам помеѓу погонската и погонската оска на запчаникот, грешката на централното растојание помеѓу двата запчаници и грешката на кружното истегнување на крајната површина на запчаникот се во дозволениот опсег. Несоодветната точност на инсталацијата може да ја влоши нерамнотежата на оптоварувањето и лошото поврзување помеѓу ланецот и запчаникот, дополнително засилувајќи го ефектот на полигон.

Редовно подмачкување и одржување: Редовното подмачкување на валчестиот ланец и запчаниците може да го намали триењето помеѓу компонентите, да го забави абењето, да го продолжи работниот век на ланецот и запчаниците, а исто така да ги ублажи ударите и вибрациите до одреден степен. Изберете соодветно средство за подмачкување (како масло или маст) врз основа на работната средина и условите на опремата и подмачкувајте ја и проверувајте ја опремата во пропишаните интервали. Веднаш заменете ги истрошените делови: Кога ланецот покажува значително издолжување на наклонот (обично надминува 3% од оригиналниот наклон), абењето на валјакот е сериозно или абењето на забите на запчаникот ја надминува одредената граница, ланецот или запчаникот треба веднаш да се заменат за да се спречи прекумерното абење на компонентите да го влоши ефектот на полигон и потенцијално да доведе до дефект на опремата.

Петто, Резиме
Полигонскиот ефект на ролерските синџири е вродена карактеристика на нивната структура на менувачот. Тој значително влијае на перформансите и работниот век на преносниот систем преку влијание врз стабилноста на брзината на менувачот, генерирање на вибрации од удар и бучава и забрзување на абењето на компонентите. Сепак, со темелно разбирање на принципите и специфичните манифестации на полигонскиот ефект и спроведување на научни и соодветни стратегии за ублажување (како што се оптимизирање на изборот на запчаници и синџири, контрола на работните параметри и зајакнување на инсталацијата и одржувањето), можеме ефикасно да ги ублажиме негативните влијанија од полигонскиот ефект и целосно да ги искористиме предностите на преносот со ролерски синџир.