Способ испытания приводных цепей Советский патент 1992 года по МПК G01M13/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для стендовых испытаний.

Приводные цепи широко применяются во всех областях техники „От их качества и надежности зачастую зависит надежность всей машины. Цепи могут стать источником дополнительной вибрации узлов и деталей машин Это мо™ жет произойти в том случае, если контактный шаг выполнен неточно. Стабильность контактного шага - важное условие для правильной работы цепной передачи. Колебания шага цепи вызывают крутильные колебания ведущего и ведомого валов вокруг осей вращения, что приводит к дополнительно му нагружению, за счет этих колебаний, деталей машин и саму цепь, вызывая преждевременный выход их из строя„

Знать колебания контактного шага приводной цепи важно, так как именно эти колебания - причина допол нительных вибраций, вызываемых цепным приводом в машинах и механизмах.

Известен выборочный способ контроля контактного шага цепи под растя гивающей нагрузкой, равной 1% от раз рушающей нагрузки, при помощи универсальных измерительных средств.

Недостатком известного метода является невозможность измерения контактного шага цепи под рабочей нагрузкой с учетом реальных условий эксп луатации, а следовательно, и получения достоверных результатов Кроме

«41

со ю ю

J17

того, при известном методе не учитывается влияние на контактный шаг тех нологических погрешностей, возникающих при изготовлении пластин, втулок валиков и роликов, проявляющих себя в работе.

Для того, чтобы наиболее эффектив но отработать конструкцию и технологию изготовления цепи и ее деталей, контролировать шаг цепи нужно под номинальной нагрузкой в работающей цепи, определив закономерности изменения этого шага

Изобретение должно решить задачу повышения качества приводных цепей тем, что фактический контактный шаг цепи контролируется под номинальной нагрузкой, появляется возможность проследить механизм изменения его, подобрать соответствующие материалы, отработать конструкцию и технологию приводных цепей.

Для этого создают два замкнутых в силовом отношении цепных контура, приводят их в движение, а колебания одного из узлов (ведомых звездочек) определяют с помощью датчика перемещений, сигнал с которого и харэктери зует отклонение контактного шага ис пытуемых цепей Применение двух цепных контуров с силовым замыканием между ними позволяет снизить мощность, потребляемую приводом стенда, При испытании многорядных цепей пот ребная мощность, если испытывать один цепной контур с соблюдением г растягивающих усилий и частоты вращения, составит сотни киловатт. При создании двух цепных контуров с силовым замыканием между ними мощность привода расходуется только на потери от трения с

Нагружение (силовое замыкание контуров) может осуществляться статически и динамически. Для данного способа испытаний нагружение контуров не имеет принципиального значения. Датчик перемещений фиксирует

ь

колебания упругой балки возле поло- жения статического равновесия. Амплитуда этих колебаний зависит от пог решностей в контактном шаге испытуемых цепей. Вначале измерительную систему стенда тарируют на оталон

ному шагу, цепях,, Величина сигнала с эталонных цепей принята за начало отсчета, фиксируются амплитуды коле

5

1

0

5 о

CQ

5

45

55

бания, превышающие амплитуду колебаний при испытании эталонных цепей.

Для перебора возможных вариантов сочетаний контактных шагов испытуемых цепей с целью выявления наибольших погрешностей контактного шага, числа зубьев приводной и ведомой звездочек в каждом из контуров выпол йены различными, причем число зубьев приводной звездочки первого контура равно числу зубьев ведомой звездочки второго контура и наобооот: число зубьев ведомой звездочки первого контура равно числу зубев приводной звездочки второго контура

Погрешность шага проявляется при входе зуба в зацепление. При испытаниях методом замкнутого контура это будет в нижней ветви цепи 1 - зуб, входящий в зацепление со звездочкой 5 и верхней ветви цепи 2 - зуб, входящий в зацепление со звездочкой -. Направление вращения звездочек показано стрелкой.

При испытаниях нужно проверить все сочетания зубьев с целью выявления наибольшего и наименьшего шагов в испытуемых цепях, для этой цели число зубьев звездочек 3 и 5, и 4 отличается, например, на 1 зуб, причем число зубьев звездочек 3 и 6 равно, так же как равно «исло зубьев звездочек 4 и 5. При повороте узла приводных звездочек на один оборот цепи 1 и 2 перемещаются одна относительно другой на два шага, а если число оборотов узла ведущих звездочек равно половине числа шагов в испытуемых цепях, то цепи 1 и 2 перемещаются одна относительно другой на полную их длину, т.е. все пары шагов испытуемых цепей выдают сигнал через датчик перемещения в систе му измерения суммарной ошибки шагов цепей. Если ошибка шага выходит за пределы допуска, то эти звенья цепей нужно найти и заменить их годными Для нахождения этих шагов на цепи нужно иметь начало отсчета, этим началом отсчета и будет сигнал с бесконтактного датчика, ярмо которого установлено на одной из звездочек

После фиксации сигнала с бесконтактного выключателя включается счетчик числа оборотов и выводится запись на осциллограф с запоминанием и счетом числа колебаний По расстоя нию наибольшего сигнала от начала

э1

отсчета определяются дефективные контактные шаги, которые могут быть удалены и заменены годными

Для ускоренного выявления динами- ки изменения контактного шага (ускоренные испытания) предлагается испытание цепи проводить в резонансном Режиме. Ланный режим создается изменением частоты собственных колебаний узла звездочек, опирающегося на упру гую балку о Регулировка частоты осуществляется изменением жесткости упругой балки при изменении расстояния 1 между ее опорами. Момент наступления резонанса в контуре определяет ся по сигналу с датчика перемещений как максимум амплитуды колебаний.

Резонансный режим при испытаниях наступит тогда, когда частота возмущений Р (ударных импульсов при входе цепи в зацепление со звездочкой) будет близка к собственной частоте колебаний К узла звездочек, опирающего ся на упругую балку,

Частота Р может быть рассчитана аналитически

Р - fpag-J 60 1 с J

где п - частота вращения звездочки,

мин (

Z - число зубьев звездочки Собственная частота колебаний узла звездочки определяется

К

il

где С - жесткость упругой балки, ко- 4Q торая определяется по формуле

-Р Г и у I Mj

суммарное растягивающее номинальное усилие в двух цепях; прогиб упругой балки, определяемый по формуле

Р.Р У 48EI У

модуль упругости первого рода, Н/м2;

момент инерции сечения . упругой балки, М ; расстояние между опорами упругой балки, М;

- ю

25

15

20

30

35

4Q

45

0

5

106

m - колеблющаяся масса (приведенная), кг.

Частота К подстраивается изменением расстояния 1 между опорами балки бесступенчато в широком диапазоне, Учитывая, что К имеет возможность регулировки в широких пределах, задача ускоренных испытаний вполне реальна 0

На чертеже приведена схема испытаний

На чертеже показаны испытуемые цепи 1 и 2, приводные звездочки 3 и kr, объединенные в узел приводных звездочек, ведомые звездочки 5 и 6, объединенные в узел ведомых звездочек, тяга 7, упругая балка 8, опоры 9 с возможностью перемещения-вдоль упругой балки, датчик 10 перемещений, привод 11, ременная передача 12, неподвижная часть устройства 13 устройство 14 для возможности проворота звездочки k относительно вала с сохранением растягивающего усилия в испытуемых цепях При помощи этого устройства задается растягивающая нагрузка, действующая в цепи при испытании. Контроле величины этой нагрузки может производится по стати ческому прогибу балки 8„ Устройство I может иметь множество конструктивных решений, одним из них является многодисковая фрикционная муфта с регулируемой силой поджатия дисков друг к другу пружиной или электромагнитными силами

Реализуется способ испытания следующим образом.

Создаются два цепных контура из испытуемых цепей 1 и 2, разворотом одной из звездочек 3 или k относительно вала создают в цепях номинальное растягивающее усилие, которое уравновешивается усилием в упругой балке 8, подключают датчик перемещений по второму прибору. В качестве такового может быть использован осциллограф

Разворот звездочек, расположенных на общем валу (приводных или ведомых), может осуществляться предварительно в статике или при вращении валов звездочек. Метод разворота для предлагаемого способа непринципиален,

Испытываться могут или две цепи, изготовленные по заводской технологии, или одна из цепей может быть эталонной (повышенной точности и

717

прочности). При проверке точности контактного шага обеспечивают достаточную разницу между круговыми частотами собственных колебаний К и Р, что- бы не возникало явлений резонанса.

После включения привода 11 снимают показания по фактическим отклонениям контактного шага. При установке на одной из звездочек ярма, управля- ющего бесконтактного выключателя и учета числа оборотов одного из узлов приводных или ведущих звездочек, звенья цепи с недопустимыми отклонениями контактного шага могут быть выявлены после испытаний и заменены на исправные

Для определения динамики изменения контактного шага и сокращения времени этих испытаний настраивают

круговую частоту1 собственных колебаний узла ведомых звездочек на упругой балке, равной круговой частоте колебаний в цепном контуре изменением расстояния 1, что приводит к ре- зонансу при испытании цепи.

Применение предлагаемого способа испытаний цепи позволит повысить качество выпускаемых цепей, экономический эффект на 1000 км цепей шага 19,05 мм составит около тысоруб Формула изобретения

1„ Способ испытания приводных цепей, включающий создание двух

О8

замкнутых силовых цепных контуров и номинальной растягивающей нагрузки в них при однократном измерении перемещения вала с ведомыми звездочками датчиком перемещения в соответствии с прогибом упругой балки возле положения ее статического равновесия, отличающийся тем, что/ с целью расширения функциональных возможностей путем измерения на нем отклонений контактного шага цепи в процессе работы стенда, дополнительно измеряют непрерывные колебания упомянутого вала, фиксируя датчиком перемещения переменную во времени амплитуду колебаний балки возле положения ее статического равновесия.

i

2 о Способ поп„1,отличаю- щ и и с я тем, что, с целью выявления наиболее дефектных по контактному шагу звеньев, подбирают разное количество зубьев звездочек цепных контуров о

Зо Способ поп.1, отличающийся тем, что, с целью определения динамических характеристик изменения величины контактного шага и сокращения времени испытаний, жесткость упругой балки регулируют изменением расстояния между ее опорами

Использование: для стендовых испытаний цепей, Сущность изобретения: создают два замкнутых силовых цепных контура с номинальной растягивающей нагрузкой в них. Одновременно измеряют однократно перемещение вала с ведомыми звездочками. В процессе работы стенда дополнительно измеряют непрерывные колебания упомянутого вала, фиксируя датчиком перемещения переменную во времени амплитуду колебаний балки возле положения ее статического равновесия. Для выявления наиболее дефектных по контактному шагу звеньев подбирают разное количество зубьев звездочек цепных контуров с Дня определения динамических характеристик изменения величины контактного шага жесткость упругой балки регулируют изменением расстояния между ее опорами„ 2 ЗоП„ ф-лы, 1 ил.

11

3 13 3

в ю