Прочность цепи на растяжение
Sд – допускаемая нагрузка на цепь определяется двумя способами:
а) обобщенным (по закону прочности)
,
где SP – разрушающая нагрузка цепи (по ГОСТу или паспорту);
nn – обобщенный запас прочности;
SPn – max расчетное натяжение цепи при номинальной нагрузке конвейера.
Для определения типоразмера цепи по SP , надо SP = SPnnn, где
nn = 6…7 – для горизонтальных конвейеров неответственных;
nn = 1 – для эскалатора;
nn = 8…10 – для наклонных конвейеров;
nn – 10…13 – для подвесных конвейеров.
б) дифференциальным (расчет на прочность, усталость, износ)
,
где Sр.м – расчетное натяжение при максимальной нагрузке конвейера;
Sд.н – допускаемая нагрузка на растяжение;
– коэффициент, показывающий соотношение между пределом текучести при разрыве и временным сопротивления на разрыв.
nn – К1К2К3К4К5К6 – запас прочности,
где К1 – коэффициент безопасности;
К2 – коэффициент режима;
К3 – коэффициент ослабления сечения деталей цепи при износе;
К4 – коэффициент достоверности;
К5 = ;
К6 – коэффициент динамических нагрузок.
Конвейеры со сплошными низкими и контурными скребками (конвейеры сплошного волочения с погруженными скребками)
1. Горизонтальные и пологонаклонные с углом b до 15° и горизонтально– пологонаклонные (смешанные) (рис.1 а, б) выполняют с низкими плоскими скребками.
2. Круто наклонные и вертикальные – с контурными скребками.
Конвейеры с низкими скребками имеют только вертикально – замкнутое расположение цепи.
а) — горизонтальный; б)- горизонтально-пологонаклонный; в) — вертикальный; г) — крутонаклонный; д)-L-образный; е)-Z- образный.
Рисунок — Конвейеры сплошного волочения с погруженными скребками.
Груз может засыпаться в желоб в любом месте горизонтального желоба, перемещается он цепью и скребками сплошным слоем, высота которого на горизонтальном участке в 2-6 раз больше высоты скребков. Такое перемещение возможно потому, что сила сдвига (сцепления) частиц груза выше, чем сопротивление их о дно и стенки желоба. На наклонном желобе на частицы груза действует составляющая их силы тяжести и высота слоя груза значительно снижается. Поэтому для наклонных применяют скребки повышенной высоты.
Крутонаклонные и вертикальные конвейеры с контурными скребками (конвейеры Редлера) имеют закрытый желоб, разделенный на две части, внутри которых движутся рабочая и обратная ветви цепи со специальными фигурными скребками. Стержни скребков как бы повторяют три степени контура сечения желоба. Такой скребок, армируя насыпной груз, перемещает его сплошной массой, а не порциями.
Конвейеры с контурными скребками могут иметь вертикально и горизонтально замкнутое расположение ходовой части.
Процесс сплошного волочения груза основан на том, что сопротивление прохождению контурных скребков через груз, оказывается большим, чем сопротивление трению груза о дно и стенки желоба. Контурный скребок более эффективно (в сравнении с низким сплошным) передаёт движущую силу на все сечения насыпного груза и поэтому позволяет перемещать груз в круто наклонных и вертикальных плоскостях.
Процесс перемещения груза в значительной степени зависит от свойства груза (подвижность, сыпучесть, сцепление частиц).
Конвейеры с низкими и контурными скребками применяются для транспортировки хорошо сыпучих пылевидных, зернистых и мелкокусковых грузов, в том числе и горячих грузов с t° до 700 С° (желоб с водяной рубашкой для охлаждения груза).
(Для контурных мелкокусковых груз должен легко дробиться, т.е. груз малой прочности)
Источник
Статей про растяжение цепи ГРМ здесь море. Но копипаста, как известно, не предполагает погружения в вопрос, она призвана лишь привлечь внимание. Для получения заветных секунд удержания аудитории на странице. Но постоянные читатели знают, что мы здесь идём своим путём. А значит, пора по-человечески объяснить, за счёт чего же металлическая цепь вдруг берёт и растягивается… И для начала, чуть-чуть теории.
Начать стоит с того, что такое ГРМ вообще. Если кто совсем не в курсе, то расшифровываются эти три весёлых буквы как газораспределительный механизм. Что за газы, а также, с какой целью их куда-то распределять, я уже рассказывал в подробнейшей статье. А сегодня лишь напомню, что та самая волшебная цепь (или ремень, но сегодня именно о цепи) синхронизирует ни много ни мало, всю работу двигателя — с первой до последней секунды его работы. Стало быть, её роль трудно переоценить, как и последствия обрыва, что тоже иногда случается. А вот почему она тянется, сейчас расскажу.
Каким же образом стальная цепь растягивается?
Ну во-первых, цепь сия не имеет вид обычной цепки на шею или на привод гаражных ворот. Скорее, она похожа на велосипедную или мотоциклетную. Давайте для упрощения представим, что она самая обычная, однорядная, как на вашем заветном «Орлёнке» из детства. Стало быть, имеет звенья и соединяющие их «оси». А теперь внимательно смотрим на отверстия в звеньях под те самые оси.
Номинально они круглые. Но в процессе естественного износа их форма приближается к овалу. Ведь очевидно, что цепь при работе испытывает высокие нагрузки на растяжение, а значит — условно говоря, всегда стремится «порваться».
нормальная и растянутая цепь
Рассмотрим вышенарисованную картинку. Наши цепи имеют два вида звеньев — «А» и «Б». Соединяются они теми самыми «осями» (втулками). Со временем отверстия под втулки (сами втулки обозначены зелёным) разбиваются и приобретают овальную форму. Соответственно, А и Б просто «отъезжают» друг от друга по мере износа и увеличения радиуса овала. Вот и вся магия. И главное, что здесь нужно запомнить: сам металл звеньев не тянется. Иначе, это был бы совсем абзац… 🙂
Бывают ещё варианты: например, разбиваются и сами втулки. Но повторюсь, общая длина цепи ГРМ увеличивается именно из-за разъезжания звеньев друг от друга. Но никак не из-за «тягучего» металла.
Почему так происходит?
- Ну во-первых, ничто не вечно . Любой физический предмет в нашей вселенной (хоть это для многих и не очевидно) имеет свой ресурс. На истирание, на гибкость, на термостарение, и так далее. Даже сверхкачественная цепь не может служить вечно. Вечными бывают лишь автомобили многоуважаемых комментаторов. А в реальном мире всё подвержено износу и старению. Да и качество деталей может плавать в очень и очень широких пределах.
Классическая однорядная втулочная цепь ГРМ. Именно её мы рассматривали на первой иллюстрации
- Масляное голодание. Здесь тоже всё понятно: ни одна трущаяся деталь не проживёт долго и счастливо без должного уровня смазки.
- Проблемы с натяжителем цепи. Если цепь ГРМ хронически недонатянута, она постоянно будет подвержена ударным нагрузкам. Особенно при пуске двигателя. Особенно на-холодную, когда давление масла в первые секунды (сколько таких секунд — тут уж от ушатанности мотора зависит) минимально.
цепь ГРМ в естественной среде обитания
А чему верить не стоит?
А верить не стоит сказкам про то, что цепь растягивается если ставить машину на передачу при парковке без ручника… Сколько об этом везде писано-переписано, и сколько «понимающих» дяденек в комментах с умным видом кивают головами… Просто жесть. Видимо, у всех у них цепь из резины и реально растягивается даже находясь в статике, в состоянии покоя…
Ну или баечке о том, что езда на высоких оборотах убивает цепь быстрее. Потому что, к сожалению, единицы понимают, что высокие обороты и высокая нагрузка — это два разных понятия, которые совершенно не обязаны друг от друга зависеть. Ну и ещё вагону той классической ереси, что можно встретить на форумах и в комментариях (в том числе и под моими статьями, разумеется). Перечислять всю эту чушь не хватит и книги, да и едва ли имеет смысл.
бывает и так (фото: antara-club.ru)
Надеюсь, кому-то будет полезно!
Всем надёжных цепей и правильных фаз ГРМ!
P.S.: Спасибо за лайки и подписку!
Данная статья публикуется мной исключительно на канале OVER 9000 Яндекс.Дзен.
Источник
Любая цепь – это набор соединенных между собой жестких колец. Устройство вошло в обиход с тех пор, как люди научились гнуть и ковать металл. Сегодня можно встретить несколько разновидностей, предназначенных для определенных работ.
Применение
Металлические цепи широко задействованы в нашей жизни. Их традиционное назначение – подъем и опускание якоря на кораблях – актуально и в наши дни. Ни одно серьезное складское хозяйство, промышленное предприятие не обходится без грузоподъемных стальных цепей.
Подобные стропы навешивают на крюки кранов, тельферов для удержания и перемещения крупногабаритных изделий. А уж с изобретением цепной передачи сфера использования расширилась до сельскохозяйственного оборудования, транспорта, нефтедобычи.
Материал
Основное требование к цепям – прочность и надежность. Поэтому для их производства применяют углеродистые и легированные стали. Это позволяет выдерживать значительные нагрузки.
Чтобы соединение получилось неразъемным, прибегают к стыковой сварке сопротивлением или оплавлением. Затем наносят гальваническое покрытие, состоящие из слоя цинка.
Оцинкованные стальные цепи не подвержены атмосферной коррозии, что делает возможным их эксплуатацию в уличных условиях.
Виды
В основе классификации лежит форма и область применения. По первому показателю выделяют конструкции с круглыми и пластинчатыми звеньями. Круглозвенные цепи должны соответствовать ГОСТ 2319. Они могут быть коротко- или длиннозвенными, калиброванными и некалиброванными.
Короткозвенные стальные цепи представляют собой ряд овальных элементов, расположенных во взаимоперпендикулярных плоскостях. Характеризуются высокими прочностными свойствами, но малой степенью подвижности.
Изделия не предназначены для поднятия груза, ввиду слабой способности выдерживать ударные нагрузки. Размерностью служит диаметр поперечного сечения прута (калибр).
Большими объемами поставляются в бухтах, где цепь определенной длины намотана на сердечник или катушку. Используются в небольших талях с ручным или механическим приводом, подъемных кранах.
С длинными звеньями
Длиннозвенные цепи из стали внешним видом напоминают короткозвенные механизмы. В отличие от них имеют более вытянутое, удлиненное кольцо, благодаря чему легкоподвижны.
Цепь легко укоротить (нарастить), достаточно убрать (вдеть) соседние элементы. Вместе с тем из-за большой длины звеньев прочность гораздо ниже.
Узловые
Интересным вариантом круглозвенных устройств является узловая (витая) цепь. На фото стальной цепи концы ее звеньев как бы закручены в узел, что и породило название вида.
Не рассчитана на большие нагрузки, поэтому используется в качестве декоративных ограждений, подвесок, реже – как деталь такелажного приспособления.
По назначению
На практике наиболее часто встречаются 3 группы цепей, разработанных под определенные производственные цели
Тяговые. В эту категорию входят механизмы, применяемые в конвейерных линиях на металлургических, металлообрабатывающих предприятиях. Они сконструированы таким образом, что перемещение грузов происходит независимо от выбранного угла наклона ленты.
Приводные. Сюда относят втулочные и роликовые цепи, главная задача которых – передавать крутящий момент от источника до ведомого узла. Конструктивно втулочные цепи представляют собой запрессованные на втулки пластины.
Роликовые приводы отличаются от втулочных тем, что на втулках установлены вращающиеся ролики, которые входят в зацепление с зубчатыми колесами. Обе разновидности могут быть однорядными или многорядными. Последние способны передавать большую мощность.
Грузовые. Это стандартные круглозвенные цепи для строповки изделий. Отличаются хорошей ремонтопригодностью, гибкостью. Но имеют некоторые существенные недостатки – большой вес, необходимость регулярного контроля состояние цепи из-за возможного износа звеньев.
Параметры выбора
Стальная цепь – это ответственный механизм, который в процессе эксплуатации воспринимает переменные напряжения сжатия и растяжения. При выборе стоит обращать внимание на такие факторы:
Длина. В продаже можно встретить намотки 10-200 м. Учитывайте, что для конкретных грузоподъемных устройств установлены ограничения по максимальной высоте подъема грузов.
Сечение звена. Чем больше диаметр прутка, из которого изготовлена цепь, тем большие нагрузки она выдержит. Для приводных цепей важным параметром является шаг звеньев и величина разрушающей нагрузки.
Производитель. Лучшие стальные цепи, представленные в каталогах, изготовлены в соответствии с требованиями стандартов. Качество продукции подтверждено испытаниями.
Фото стальной цепи
Также рекомендуем просмотреть:
- Краб система для профильных труб
- Что такое такелажная скоба
- Что такое фундаментный болт
- Зачем нужна шайба-гровер
- Дюбель-хомут для крепления кабеля
- Грузоподъемный крановый крюк
- Как выбрать зажимы для троса
- Особенности мебельных крепежей
- Шуруп глухарь по дереву
- Какое крепление для унитаза лучше выбрать
- Крепежи для деревянных конструкций
- Крепеж для пластиковых окон
- Преимущества и недостатки винтовых гвоздей
- Лучшие пластиковые дюбеля
- Как выбрать резьбовую шпильку
- Саморез со сверлом
- Как выбрать саморезы по металлу
- Как выбрать дюбеля для гипсокартона
- Самые надежные крепежи для труб
- Лучшие шурупы по бетону
- Как выбрать кронштейны для труб
- Параметры высокопрочных болтов
- Шестигранный болт
- Разновидности анкерных болтов
- Строительные гвозди
- Как использовать забивной анкер
- Как выбрать и установить клиновой анкер
- Особенности дюбель-шурупов
- Забиваемый металлический дюбель
- Что такое дюбель-гвоздь
- Как выбрать и применить химический анкер
- Кронштейн для раковины
- Виды кронштейнов и креплений для полок
- Выбираем кронштейн для карниза
- Кронштейны для спутниковых антенн
- Выбираем лучшие пластиковые хомуты
- Что такое строительная скоба
- Лучшие кровельные саморезы
- Распорный дюбель
- Какие бывают саморезы по дереву
- Как выбрать крепление для телевизора на стену
Вам понравилась статья?
Источник
В основу оценки возможности применения выбранной цепи при заданных эксплуатационных условиях генератором роликовых цепей положена следующая теория
Статический коэффициент запаса прочности при разрыве цепи определяется для постоянной нагрузки как:
Где:
SSmin | Минимально допустимый статический запас прочности [-] | |
FU | Предел прочности при растяжении цепи [Н] | |
FTmax | Максимальное натяжение цепи на заданном участке [Н] |
Динамический коэффициент запаса прочности при разрыве цепи определяется для предельной нагрузки как:
Где:
SDmin | Минимально допустимый динамический запас прочности [-] | |
FU | Предел прочности при растяжении цепи [Н] | |
FTmax | Максимальное натяжение цепи на заданном участке [Н] | |
Y | Коэффициент ударной нагрузки [-] |
Расчетная мощность и номинальная мощность цепи
При определении расчетной мощности PD
учитывается номинальная мощность цепи PR
. Номинальная мощность цепи должна превышать расчетную мощность.
PD
< PR
Где:
| ||
| ||
P | передаваемая мощность [W] | |
PRN | Номинальная мощность однозвенной цепи для нормальных эксплуатационных условий [Вт] | |
f1 | Эксплуатационный коэффициент [-] | |
f2 | Коэффициент размера звездочки [-] | |
f3 | Коэффициент ветвей цепи [-] | |
f4 | Коэффициент смазки [-] | |
f5 | Коэффициент межосевого расстояния [-] | |
f6 | Коэффициент передаточного отношения [-] | |
f7 | Коэффициент срока службы [-] | |
| Φ | Коэффициент построения цепи [-] | |
Номинальная мощность цепи рассчитывается по эмпирическим формулам номинальной мощности, уникальным для каждой цепи. Эти формулы приведены в национальных стандартах для стальных цепей или в исследовательских работах ассоциации ACA (American Chain Association). Согласно результатам расчетов по этим формулам энергоемкость может отличаться от значений, указываемых производителями цепей.
С помощью формул номинальной мощности определяется действительная номинальная мощность для цепных приводов, работающих в нормальных эксплуатационных условиях. Если цепной привод используется в других условиях, необходимые коэффициенты номинальной мощности автоматически подбираются с помощью генератора.
Для получения дополнительных сведений о коэффициентах номинальной мощности см. главу Основы расчета. Они рассчитываются с учетом типового применения и нормальных эксплуатационных условий.
Энергоемкость цепных приводов, работающих при нормальных эксплуатационных условиях, зависит от следующих факторов.
- Усталость соединительной пластины PR1
- Усталость при ударной нагрузке на ролик и втулку PR2
- Истирание между штифтами и втулками PR3
Примеры формул номинальной мощности цепи
PRN
= min (PR1
; PR2
; PR3
)
Где:
PR1 | Энергоемкость цепного привода с учетом усталости соединительной пластины [л.с.] | |
PR2 | Энергоемкость цепного привода с учетом усталости при ударной нагрузке на ролик и втулку [л.с.] | |
PR3 | Энергоемкость цепного привода с учетом истирания между штифтами и втулками [л.с.] | |
zS | Количество зубьев малой звездочки [-] | |
nS | Скорость малой звездочки [об/мин] | |
p | Шаг цепи [дюймы] |
Прим.: При использовании дополнительных параметров вкладки «Расчет» генератора цепей можно игнорировать коэффициент смазки для расчета энергоемкости с учетом усталости соединительной пластины PR1
и усталости при ударной нагрузке на ролик и втулку PR2
. Только расчет энергоемкости с учетом истирания между штифтами и втулками PR3
зависит от коэффициента смазки f4
. Тогда расчетная мощность и результирующая энергоемкость цепи определяются следующим образом:
PD
= P f1
f2
f5
f6
f7
PRN
= min (PR1
; PR2
; PR3
)
Давление на опорную поверхность цепи
При эксплуатации цепного привода переменная растягивающая нагрузка действует на контактные поверхности штифтов и втулок, чем определяется величина давления на опорную поверхность цепи. Если эта величина превышает допустимое давление на опорную поверхность цепи, срок службы цепи в значительной степени сокращается, происходит сбой проверки прочности. Для проверки прочности производится расчет по следующей формуле:
Величина фактического давления на опорную поверхность цепи рассчитывается по максимальному растяжению участка цепи следующим образом:
Допустимое давление на опорную поверхность цепи определяется как
p0
= pB0
. φ
Где:
pB | Фактическое давление на опорную поверхность цепи [Па] | |
pB0 | Допустимое удельное давление на опорную поверхность цепи при нормальных эксплуатационных условиях [Па] | |
p0 | Допустимое давление на опорную поверхность цепи при нормальных эксплуатационных условиях [Па] | |
FTmax | Максимальное натяжение цепи на заданном участке [Н] | |
A | Опорная поверхность цепи [м2 | |
| φ | Коэффициент построения цепи [-] | |
| λ | Удельный коэффициент трения [-] |
Анализ ожидаемого срока службы
Программа проверяет ожидаемый срок службы для
- заданного растяжения цепи th
- усталость при ударной нагрузке на соединительную пластину thL
- усталость при ударной нагрузке на ролик и втулку thR
Проверка прочности выполняется успешно, если требуемый срок службы равен или меньше любого ожидаемого срока службы
Ожидаемый срок службы для заданного растяжения цепи