ПЛАСТИНЧАТАЯ ЦЕПЬ Российский патент 2013 года по МПК F16G13/06 

Изобретение относится к общему машиностроению к конструкции приводных и транспортерных пластинчатых цепей и может быть использовано, например, в приводах и транспортерах рабочих органов сельскохозяйственных машин и орудий, а также для открытых цепных приводов в других отраслях хозяйствования.

Известны приводные пластинчатые роликовые и втулочные цепи по ГОСТ 13568-97, принятые за прототип.

Однако известные конструкции пластинчатых цепей не могут быть эффективно использованы для применения в цепных и транспортерных приводах, например, сельскохозяйственных машин и орудий и особенно для работы в закрытых помещениях, так как обладают рядом недостатков.

Недостатком известных приводных пластинчатых цепей сельскохозяйственного назначения является их весьма низкая долговечность.

Ролики, не обязательные в передаче усилий, усложняют конструкцию, значительно уменьшают полезное сечение шарнира, окружную толщину зубьев и хордальную их высоту, что существенно снижает предельное удлинение шага цепи. Они увеличивают вес цепи и при работе ее на звездочках создают значительную силу удара с поверхностями зубьев, вызывая высокую шумность и их повышенный износ.

Для прототипа характерно неодинаковое изменение шага внутренних и наружных звеньев от износа деталей шарниров. Этим ухудшается кинематика передачи, соседние шарниры изнашиваются на разную величину и преждевременно достигают предельного расположения на зубьях.

Втулки прототипа изнашиваются односторонне, что вследствие неизбежной их тонкостенности, ограниченной из-за наличия роликов предельно возможными габаритами шарниров, также не позволяет увеличить предельное удлинение шага цепи, резко снижая ее долговечность.

Кроме того, длина опорной поверхности шарниров существенно меньше ширины цепи, что также снижает коэффициент полезного использования металла, несущую способность цепи и потенциальную ее долговечность.

Детали шарниров прототипа соединяются с пластинами по посадкам с натягом. При этом требуется сравнительно высокая точность исполнения размеров их поверхностей, что увеличивает затраты на изготовление и затрудняет сборку.

Цель изобретения - увеличить долговечность цепей в открытых передачах, например, мобильных и стационарных сельскохозяйственных машин и оборудования, упростить технологию их изготовления и значительно уменьшить шумность передач.

Для достижения этой цели каждый шарнир содержит по два независимых вкладыша, по внутренней поверхности имеющих форму полукруглых желобов, каждый из которых по внешней поверхности, на участке между внутренними пластинами, выполнен в виде двух преимущественно симметричных плоских или выпуклых граней.

Вкладыши имеют практически одинаковую форму, опираются прорезями, выполненными на их внешних поверхностях, на лыски отверстий пластин, чем обеспечивается их фиксация в соответствующих пластинах.

Для обеспечения максимально возможного угла перегиба цепей данного типа поперечные размеры вкладышей ограничены продольными торцевыми поверхностями. Все точки этих поверхностей расположены внутри или на сторонах угла, биссектрисой которого служит линия, пересекающая оси шарниров, относящихся к каждому звену, а величина определяется выражением β≤180°(1-2/z_min), где z_min - минимальное число зубьев звездочки, рекомендуемое для цепных приводов данного типа, например, по ГОСТ 591-69. При этом вершина этого угла отстоит от оси внутренней поверхности соответствующего вкладыша по направлению к его телу на величину S, определяемую планируемым предельным суммарным износом поверхностей вкладыша и валика. Этим обеспечивается заданный угол перегиба цепи в процессе износа деталей ее шарниров.

Вкладыши, установленные во внутренних и наружных пластинах, проходят за внешние поверхности наружных пластин и фиксируются свободно размещенными между ними валиками. Этим достигается увеличение более чем на 50% контактной поверхности шарниров в сравнении с прототипом при тех же внешних габаритах и поочередная работа вкладышей при перегибах и разгибах цепи.

Вкладыши образуют двойные шарниры, чем обеспечивается возможность минимум двойного увеличения предельного шага цепи от износа в сравнении с односторонним износом тонкостенных втулок прототипа. Кроме того, тело вкладышей значительно толще тела втулок прототипа, что открывает дополнительные возможности по использованию хордальной высоты зубьев звездочек и увеличению предельно допустимых износов деталей шарниров.

Отверстия наружных и внутренних пластин имеют преимущественно одинаковые номинальные форму и размеры и снабжены лысками, препятствующими проворачиванию соответствующих вкладышей относительно поверхностей этих отверстий при работе цепи на звездочках.

Предлагаемая конструкция обеспечивает одинаковое удлинение шага внутренних и наружных звеньев, примерно на 17%, повышая предельно допустимое увеличение шага от износа деталей шарниров. Это также способствует максимальному использованию хордальной высоты зубьев и улучшает кинематику передачи.

Вкладыши каждого шарнира предлагаемой цепи контактируют с зубьями ведущей и ведомой звездочек поочередно при отсутствии при этом вращательного их движения относительно поверхностей зубьев во время перегибов цепи. Этим обеспечивается минимальный итоговый износ зубьев и наружных поверхностей вкладышей, не превышающий этот показатель у прототипа. При этом поверхности вкладышей в зоне контакта с зубьями, после некоторой приработки, переходят от контакта с рабочими поверхностями зубьев по линии, как это имеет место у роликов прототипа, к контакту по некоторой площадке, чем значительно уменьшается давление на зубья.

Образование площадки на вкладышах приближает пластинчатую цепь по характеру работы к зубчатой цепи, так как вкладыши при этом входят в зацепление с зубьями и выходят из него по касательной линии с минимальным ударом, что обеспечивает малую шумность передачи.

Уменьшенное с пяти до практически трех количество типоразмеров деталей в сравнении с прототипом, при одновременном уменьшении сложности их конструкции, в том числе за счет упразднения посадок с натягом, способствует упрощению технологического процесса изготовления цепи и значительной экономии энергозатрат на ее изготовление.

На фиг.1 показан отрезок предлагаемой цепи в двух проекциях.

Предлагаемая пластинчатая цепь состоит из преимущественно одинаковых наружных и внутренних пластин 1, практически одинаковых вкладышей 2 и 3 и свободно установленных между ними валиков 4. Концы валиков расклепаны или раскатаны, но с таким расчетом, чтобы была обеспечена свобода их перемещения и в осевом направлении. Отверстия 7 внутренних и наружных пластин имеют одинаковые номинальные форму и размеры и снабжены лысками 6, обеспечивающими относительную неподвижность вкладышей в звеньях.

На фиг.2 и 3 показаны конструкции вкладышей соответственно для наружных и внутренних пластин, на внешних поверхностях которых выполнены прорези 5, входящие в соединение с лысками 6 (фиг.1) отверстий звеньев.

На фиг.4 показано расположение продольных торцевых поверхностей вкладышей относительно оси внутренней их поверхности.

На фиг.5 показаны возможные различные формы исполнения граней внешних поверхностей вкладышей в промежутке между внутренними пластинами, предназначенных для непосредственного контакта с зубьями звездочек.

Пластинчатая цепь состоит из пластин, валиков и желобчатых вкладышей, установленных без возможности проворачивания соответственно в отверстиях внутренних и наружных пластин. Средняя часть внешней поверхности каждого вкладыша, расположенная между внутренними пластинами, открыта для контакта с зубьями звездочек и выполнена на этом участке в виде плоских или выпуклых граней. Торцевые грани концов вкладышей выходят за внешние поверхности наружных пластин. Положение вкладышей в шарнире фиксируется валиком, свободно установленным в осевом и радиальном направлениях между их внутренними поверхностями. Обеспечиваются малошумность передачи и увеличение долговечности цепи. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Пластинчатая цепь, состоящая из пластин, валиков и желобчатых вкладышей, установленных без возможности проворачивания соответственно в отверстиях внутренних и наружных пластин, отличающаяся тем, что средняя часть внешней поверхности каждого вкладыша, расположенная между внутренними пластинами, открыта для контакта с зубьями звездочек, установленных как внутри цепного контура, так и снаружи, и выполнена на этом участке в виде, по меньшей мере, двух, независимых при работе со звездочками, преимущественно симметричных граней, которые номинально имеют плоскую или выпуклую форму, в том числе с возможностью образования единой поверхности, например, по дуге окружности, при этом торцевые грани концов обоих вкладышей выходят за внешние поверхности наружных пластин, а положение вкладышей в шарнире фиксируется валиком, свободно установленным в осевом и радиальном направлениях между их внутренними поверхностями.

2. Пластинчатая цепь по п.1, отличающаяся тем, что угол, ограничивающий величину дуги контакта внутренней поверхности каждого вкладыша с валиком и расположение продольных торцевых поверхностей вкладыша, биссектрисой которого служит линия, пересекающая оси шарниров, относящихся к каждому звену, определяется выражением β≤180°(1-2/z_min), где z_min - минимальное число зубьев звездочки, рекомендуемое для всех цепных приводов данного типа, а его вершина отстоит от центра кривизны внутренней поверхности каждого вкладыша по направлению к его телу на величину планируемого предельного суммарного износа поверхностей вкладыша и валика.