Многорядная приводная роликовая цепь Российский патент 2024 года по МПК F16G13/04 

Изобретение относится к области машиностроения, к конструкции многорядных приводных роликовых цепей, и может быть использовано в качестве гибкого элемента силовых передач вращения между двумя или несколькими валами механизмов и машин.

Известна многорядная приводная роликовая цепь по ГОСТ 13568-2017 [ГОСТ 13568-2017. Цепи приводные роликовые и втулочные. Общие технические условия]. ГОСТ 13568-2017 разработаны двух, трех и четырехрядные цепи.

Основными недостатками данной цепи являются: сложность изготовления ввиду большого количества различных пластин, из которых все кроме промежуточных по посадкам с натягом соединяются с элементами шарниров, а также низкая долговечность ввиду большого износа шарниров при повороте на звездочках звеньев с наружными пластинами, когда валик цепи, жестко связанный с этими пластинами, скользит по внутренней поверхности втулок. Большой износ шарниров уменьшает долговечность, приводит к сильному удлинению цепи и потере ее зацепления со звездочкой.

Известна многорядная приводная роликовая цепь, содержащая сплошные валики, одинаковые пластины. В отверстия каждой пластины с одной стороны неподвижно установлены две одинаковые втулки, которые выступающими из разнонаправленных пластин концами навстречу друг другу подвижно установлены на валиках и образуют с ними шарниры. Между пластинами на каждые две соседние втулки установлен подвижно ролик, который закрывает шарниры и является дистанционным элементом. Пластины расположены симметрично относительно общей оси цепи. Количество разнонаправленных пластин одинаково и равно числу рядов у цепи с четным числом рядов и на единицу меньше числа рядов у цепи с нечетным числом рядов. Причем у цепи с нечетным числом рядов в центральном ряду, между однонаправленными пластинами, на валике установлены втулка и ролик. Диаметр шарниров находится из условия необходимой прочности валика на изгиб, ролика на срез и размещения ролика между зубьями звездочки. [2. Патент на изобретение RU 2749176, МПК F16G 13/04. Многорядная приводная роликовая цепь / Белоусов Ю.В. 07.06.2021. Бюл. № 16].

Длина шарниров многорядных цепей с увеличением числа рядов должна увеличиваться. Это повышает нагрузочную способность цепей. Однако в известной цепи длина шарниров трехрядной цепи равна длине шарниров двухрядной, а пятирядной - длине шарниров четырехрядной цепи. То есть при увеличении числа рядов от четного числа к нечетному длина шарниров у данной цепи не изменяется. Это происходит потому, что в центральном ряду цепи с нечетным числом рядов установлена втулка, не связанная с платинами. Поскольку с увеличением числа рядов нагрузка на цепь будет увеличиваться, то шарниры цепи с нечетным числом рядов будут нагружены сильнее, чем у цепи с четным числом рядов. Поэтому износ шарниров известной цепи с нечетным числом рядов будет больше, чем у цепи с четным числом рядов.

У известной цепи с четным числом рядов внутренние пластины сдвоены, что вызывает большую неравномерность распределения нагрузки между ними. В результате одна из пластин оказывается ненагруженной и втулки, связанные с ней, не будут иметь с валиками силового контакта. Это приведет к повышению нагрузки на остальные шарниры известной цепи, что увеличит их износ. Большой износ шарниров известной цепи уменьшает ее долговечность.

Кроме того, ролики известной цепи имеют недостаточный внутренний диаметр. Поэтому обе втулки внутри ролика, после выборки зазоров между ними и валиком при натяжении цепи, могут упереться во внутреннюю поверхность ролика, не касаясь при этом поверхности валика. Подобная ситуация может также возникнуть при износе шарниров цепи. Это может привести к разрушению ролика, а также сделает невозможной работу шарниров цепи.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в увеличении долговечности цепи.

Технический результат достигается тем, в многорядной приводной роликовой цепи, содержащей пластины симметрично расположенные относительно оси цепи, в отверстия каждой из которых с одной стороны неподвижно установлены две одинаковые втулки, которые выступающими из разнонаправленных пластин концами навстречу друг другу подвижно установлены на валиках и образуют с ними шарниры, между пластинами на каждые две соседние втулки установлен подвижно ролик, при этом цепь содержит только четное число рядов, во внутренние пластины цепи втулки установлены симметрично относительно продольной оси внутренних пластин, причем длина выступающих из всех пластин цепи концов втулок одинакова, количество разнонаправленных пластин отличается на единицу и меньшее их число в два раза меньше числа рядов цепи, а внутренний диаметр роликов определяется отношением

где - внутренний диаметр ролика, мм;

- средний наружный диаметр двух втулок, расположенных внутри ролика, мм;

- средний внутренний диаметр двух втулок, расположенных внутри ролика, мм;

- диаметр валика, мм;

- допустимый износ шарниров цепи, мм.

На фиг. 1 изображен фрагмент предлагаемой двухрядной приводной роликовой цепи, на фиг. 2 показано сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3 изображен фрагмент предлагаемой четырехрядной приводной роликовой цепи.

На фрагментах цепей обозначены: 1 - наружные пластины, 2 - внутренние пластины,

3 - втулки наружных пластин, 4 - втулки внутренних пластин, 5 - валики, 6 - ролики, 7 - шплинты.

Заявляемая многорядная приводная роликовая цепь имеет только четное число рядов. Она состоит из наружных пластин 1 и внутренних пластин 2, в отверстия каждой из которых неподвижно установлены две одинаковые втулки. Втулки наружных пластин 3 установлены в наружных пластинах 1 с одной стороны. Втулки внутренних пластин 4 установлены симметрично относительно продольной оси внутренних пластин 2. При этом длина выступающих из пластин 1 и 2 концов втулок 3 и 4 одинакова (размер на фиг. 1). Втулки 3 и 4 выступающими из разнонаправленных пластин концами навстречу друг другу подвижно установлены на валиках 5 и образуют с ними шарниры. Между наружными и внутренними пластинами 1 и 2, а также между внутренними пластинами 2 в четырехрядной цепи на каждые две соседние втулки 3 и 4, а также 4 в четырехрядной цепи установлен подвижно ролик 6. Для ограничения осевого перемещения валиков 5 их концы могут быть расклепаны. В предлагаемой цепи с этой целью на концах валиков 5 установлены шплинты 7. Количество разнонаправленных пластин данной цепи отличается на единицу и меньшее их число в два раза меньше числа рядов цепи.

У двухрядной цепи толщина внутренних пластин в два раза больше толщины наружных пластин, длина втулок внутренних пластин в два раза больше длины втулок наружных пластин, а длина шарниров разнонаправленных пластин одинакова. Из условия равновесия шарниров четырехрядной цепи толщина ее внутренних пластин должна быть в полтора раза больше толщины наружных пластин. В этом случае длина втулок внутренних пластин , где - длина втулок наружных пластин, а длина шарниров разнонаправленных пластин будет отличаться на половину толщины наружных пластин . Однако, если у четырехрядной цепи толщина внутренних пластин будет в два раза больше толщины наружных пластин, то и длина втулок внутренних пластин у четырехрядной цепи будет в два раза больше длины втулок наружных пластин, а длина шарниров разнонаправленных пластин, также, как и у двухрядной цепи, будет одинакова.

Втулки в отверстия пластин лучше всего устанавливать по посадке с натягом. Причем посадка с натягом втулок в отверстия как наружных, так и внутренних пластин может быть одинаковой. В этом случае целесообразнее использовать вариант сборки с нагревом охватывающих деталей, то есть пластин. Валики для уменьшения их размеров и упрощения технологии изготовления лучше всего выполнять сплошными.

Известная цепь [2] может содержать как четное, так и нечетное число рядов. Однако долговечность цепи с нечетным числом рядов, ввиду недостаточной длины шарниров, низкая. Поэтому заявляемая цепь, в отличие от известной цепи [2], содержит только четное число рядов. В заявляемой цепи длина шарниров пропорциональна числу рядов, а ее долговечность, за счет меньшего износа шарниров, увеличится.

Каждые две сдвоенные неодинаково нагруженные внутренние пластины с установленными с одной их стороны втулками в известной цепи [2], заменены в заявляемой цепи одной внутренней пластиной с установленными симметрично относительно продольной оси этой пластины втулками, длина которых равна суммарной длине втулок сдвоенных пластин известной цепи [2]. В итоге все шарниры заявляемой цепи будут одинаково нагружены. Это также позволит уменьшить износ шарниров заявляемой цепи и увеличить ее долговечность.

Ролики заявляемой цепи, по сравнению с известной цепью [2], имеют достаточный внутренний диаметр. Он определяется по формуле (1). На фиг. 2 видно, что две соседние втулки 3 и 4 после выборки зазоров между нами и валиком 5 при натяжении цепи не касаются внутренней поверхности ролика 6 (на фиг. 2 ролик 6 расположен соосно с валиком 5). Более того, между ними даже есть зазор, величина которого не меньше допустимого износа шарниров цепи . Поэтому ролики не будут препятствовать работе шарниров заявляемой цепи, даже при их износе.

Кроме того, по сравнению с известной цепью [2], в заявляемой цепи количество пластин уменьшится. Так в заявляемой двухрядной цепи на один валик приходится три пластины вместо четырех, а в четырехрядной - пять вместо восьми у известной цепи [2]. Поэтому уменьшится также количество втулок и посадок с натягом этих втулок в отверстия пластин, при том, что посадка с натягом во всех пластинах заявляемой цепи может быть одна.

По сравнению с цепью по ГОСТ 13568-2017 в заявляемой цепи все пластины жестко связаны только с втулками. Поэтому при повороте на звездочках пластин любого направления, втулки будут перекатываться по поверхности неподвижного валика, который будет удерживаться от поворота пластинами другого направления, так как растягивающие усилия в них будут значительно больше, чем в поворачиваемых пластинах. Втулки будут перекатываться по поверхности валика с проскальзыванием ввиду того, что поверхность валика будет отставать от точек внутренней поверхности втулки большего диаметра. Путь проскальзывания зависит от величины зазора между втулкой и валиком. При одном обороте втулки вокруг валика путь проскальзывания где - величина зазора между втулкой и валиком. За один пробег цепи в шарнире совершается четыре поворота: два на ведущей и два на ведомой звездочках. Так как зазор между втулкой и валиком небольшой, измеряется долями миллиметра, то и путь проскальзывания, а, следовательно, и износ шарниров также будет небольшим. Таким образом, за счет замены шарниров скольжения в цепи по ГОСТ 13568-2017 на шарниры качения в заявляемой цепи, износ шарниров заявляемой цепи уменьшится. Уменьшение износа шарниров позволит увеличить долговечность заявляемой цепи.

Кроме того, заявляемая цепь имеет достаточно простую конструкцию, посадка с натягом у нее всего одна. По сравнению с цепью по ГОСТ 13568-2017, в заявляемой цепи значительно сокращено число пластин, что позволит уменьшить поперечные размеры заявляемой цепи, снизить ее вес.

Заявляемая приводная многорядная роликовая цепь, так же, как и известная цепь [2], может быть взаимозаменяема с приводными роликовыми цепями соответствующего типоразмера, например, по ГОСТ13568-2017 или ГОСТ 21834-87 и может использоваться для приводов, оснащенных звездочками, имеющими конструкцию и основные размеры профиля зубьев согласно ГОСТ 591-89 и ГОСТ 592-91.

Изобретение относится к конструкции многорядных приводных роликовых цепей. Многорядная приводная роликовая цепь содержит пластины, симметрично расположенные относительно оси цепи. В отверстия каждой пластины с одной стороны неподвижно установлены две одинаковые втулки, которые выступающими из разнонаправленных пластин концами навстречу друг другу подвижно установлены на валиках и образуют с ними шарниры. Между пластинами на каждые две соседние втулки установлен подвижно ролик. При этом цепь содержит только четное число рядов. Во внутренние пластины цепи втулки установлены симметрично относительно продольной оси внутренних пластин. Длина выступающих из всех пластин цепи концов втулок одинакова. Количество разнонаправленных пластин отличается на единицу и меньшее их число в два раза меньше числа рядов цепи. Внутренний диаметр роликов находится в соотношении от среднего наружного и внутреннего диаметров двух втулок, расположенных внутри ролика, диаметра валика и допустимого износа шарниров цепи. Достигается увеличение долговечности цепи. 3 ил.

Многорядная приводная роликовая цепь, содержащая пластины, симметрично расположенные относительно оси цепи, в отверстия каждой из которых с одной стороны неподвижно установлены две одинаковые втулки, которые выступающими из разнонаправленных пластин концами навстречу друг другу подвижно установлены на валиках и образуют с ними шарниры, между пластинами на каждые две соседние втулки установлен подвижно ролик, отличающаяся тем, что цепь содержит только четное число рядов, во внутренние пластины цепи втулки установлены симметрично относительно продольной оси внутренних пластин, причем длина выступающих из всех пластин цепи концов втулок одинакова, количество разнонаправленных пластин отличается на единицу и меньшее их число в два раза меньше числа рядов цепи, а внутренний диаметр роликов определяется отношением

где – внутренний диаметр ролика, мм;

– средний наружный диаметр двух втулок, расположенных внутри ролика, мм;

– средний внутренний диаметр двух втулок, расположенных внутри ролика, мм;

– диаметр валика, мм;

– допустимый износ шарниров цепи, мм.