Grandininės pavaros skaičiavimas

Grandininės pavaros yra gyvybiškai svarbus mechaninis jėgos perdavimo sprendimas, plačiai naudojamas perduodant galią tarp komponentų tiek dideliais atstumais (pvz., 5 aukštų laivų varikliuose), tiek trumpais (pvz., dviračiuose). Jos yra tarp penkių labiausiai paplitusių mechaninių jėgos perdavimo būdų, kartu su movomis, krumpliaračių pavaromis, diržinėmis pavaromis ir jėgos varžtais. Kiekvienas metodas turi savo privalumų ir trūkumų, todėl inžinieriai turi atidžiai pasverti šiuos veiksnius, kad galėtų optimaliai pasirinkti konkrečioms programoms.

Kas yra grandininė pavara?

Grandininė pavara yra perdavimo būdas, kai grandinė perduoda galią per ritinėlių ir žvaigždės rato dantų sujungimą. Ši sistema pasižymi didele apkrova (dideliu leistinu įtempimu) ir tinka perduoti jėgas tarp lygiagrečių velenų dideliais atstumais (kelis metrus). Ji gali dirbti atšiauriomis sąlygomis, tokiomis kaip aukšta temperatūra ar alyvos tarša. Ji pasižymi mažu gamybos ir montavimo tikslumu bei maža kaina. Tačiau grandininės pavaros momentinis greitis ir perdavimo santykis nėra pastovūs, todėl transmisija yra mažiau stabili ir turi tam tikrą poveikį bei triukšmą.

Grandininė transmisija, palyginti su diržine pavara, neturi elastingo slydimo ir praslydimo reiškinio, tikslios vidutinės perdavimo santykio vertės, patikimo veikimo ir didelio efektyvumo. Ji pasižymi didelės perdavimo galios, didelės perkrovos, mažo perdavimo dydžio tomis pačiomis darbo sąlygomis ir maža reikiamo įtempimo jėga, todėl slėgis, veikiantis veleną, yra mažas. Grandininės pavaros gali veikti atšiaurioje aplinkoje, tokioje kaip aukšta temperatūra, drėgmė, dulkės ir tarša.

Grandininės pavaros naudojamos kasybos, žemės ūkio, naftos, motociklų/dviračių ir kitose pramonės šakose, mašinų gamyboje, techninėje įrangoje, buitinėje technikoje ir elektronikos pramonėje. Gamybos linijoje taip pat naudojamos dvigubo greičio grandinės įrankiams transportuoti, kur grandinės judėjimo greitis V0 išlieka nepakitęs, o ritinėlio greitis paprastai yra (2-3) V0.

Grandininės pavaros sudėtis ir pagrindiniai parametrai

Grandinės pavaros dalys apima žvaigždutes, grandines, laisvosios eigos ratukus ir susijusius priedus (pvz., įtempimo reguliatorius, grandinės kreipiklius), kuriuos galima lanksčiai pritaikyti ir pritaikyti pagal konkrečią situaciją. Grandines sudaro ritinėliai, vidinės ir išorinės plokštės, įvorės, kaiščiai ir kitos dalys.

Pagrindiniai grandininės pavaros parametrai:

• Žingsnis: Atstumas tarp dviejų gretimų ritinėlių centrų ritininėje grandinėje. Kuo didesnis žingsnis, tuo didesni detalių matmenys, kurios gali perduoti didesnę galią ir atlaikyti didesnes apkrovas (mažo greičio ir didelėms apkrovoms ritininės grandinės transmisijai žingsnis turėtų būti pasirinktas didelis). Apskritai, norint gauti mažą triukšmą ir stabilumą, reikėtų rinktis grandinę su minimaliu žingsniu, turinčią reikiamą perdavimo galią (jei vienos eilės grandinės galia nepakankama, galima rinktis daugiaeilę grandinę).
• Momentinis perdavimo santykis: Grandininės pavaros momentinis perdavimo santykis yra i=w1/w2, kur w1 ir w2 yra atitinkamai varančiojo ir varomojo žvaigždučių sukimosi greičiai. i turi atitikti tam tikras sąlygas (abiejų žvaigždžių dantų skaičius yra vienodas, o siaurosios kraštinės ilgis yra tiksliai lygus žingsnio laikų sveikajam skaičiui), yra konstanta.
• Krumpliaračio dantų skaičius: Tinkamai padidinus krumpliaračio dantų skaičių, galima sumažinti judėjimo netolygumą ir dinamines apkrovas.

Grandininės pavaros tipai

Grandininės pavaros gali būti suskirstytos į kelias pagrindines kategorijas pagal jų konstrukciją ir paskirtį:

1. Konvejerio grandinės pavaros

Konvejerio grandinės pavaros yra skirtos medžiagų tvarkymui. Jos pasižymi šimtais dizainų su pritaikytomis savybėmis, tokiomis kaip maža trintis, atsparumas aukštai temperatūrai, atsparumas cheminėms medžiagoms, antistatinės savybės ar magnetinės savybės.

2. Kėlimo grandinės pavaros

Šios grandininės pavaros naudojamos sunkiems kroviniams kelti ir nuleisti mašinose, dažnai dirbant su skriemuliais, siekiant sumažinti pastangas.

• Elipsinės grandinės (ritinės grandinės): naudojamos vidutinio ir mažos apkrovos, mažo greičio kėlimui. Jų jungtys yra elipsės formos ir sujungtos suvirinant. Kvadratinės sandaros grandinės kartais yra alternatyva, tačiau dažniausiai jų vengiama dėl prasto įtampos pasiskirstymo ir surišimo problemų.
• Stud Chains: pirmenybė teikiama didelės apkrovos programoms. Kiekvienos jungties vidiniame plote yra įmontuota smeigė, kuri apsaugo nuo mazgų ir padidina tvirtumą bei ilgaamžiškumą.

3. Ritininės grandinės

Labiausiai atpažįstamas grandinės tipas, ritininės grandinės (arba įvorinės ritininės grandinės) yra plačiai naudojamos dviračių, motociklų ir transporto priemonių jėgos perdavime. Paprastai jos gaminamos iš paprasto anglinio plieno arba plieno lydinių. Konstrukcija sudaryta iš vidinių plokščių (ritininių plokščių), išorinių plokščių (kaiščių plokščių), įvorių, kaiščių ir ritinėlių. Volai yra tolygiai išdėstyti tarp jungčių, sujungti su žvaigždutės dantimis, kad būtų perduodama galia. Voleliai sukasi pagal poreikį, kai liečiasi su žvaigždutės dantimis, taip sumažinant galios nuostolius. Transmisijos grandinėse ritinėlių plokščių aukštis (abiejose ritinėlių pusėse) viršija ritinėlio skersmenį, todėl šoninės plokštės nesiliestų su žvaigždutėmis ir veikia kaip kreipiančiosios, kad grandinė neslystų. Konvejerio ritininių grandinių ritinėlio skersmuo yra didesnis nei šoninės juostos aukštis, todėl pašalinamas kontaktas tarp šoninių strypų ir konvejerio bėgių, kad būtų sumažinta trintis.

4. Tyliosios grandinės

Tradicinės grandininės pavaros dažnai yra triukšmingos, todėl jos netinkamos triukšmui jautrioje aplinkoje, pvz., uždarose erdvėse, kasyklose ar gyvenamosiose patalpose. Tyliosios grandinės (arba apverstos dantų grandinės) tai išsprendžia veikdamos tyliai ir perduodant didelę galią dideliu greičiu. Jos pagamintos iš plokščių plokščių, sukrautų eilėmis ir sujungtų vienu ar keliais kaiščiais. Kiekviena jungtis imituoja krumpliaračio krumpliaračio kontūrus apatinėje pusėje ir susijungia su žvaigždutės dantimis.

5. Lakštinės grandinės

Paprasčiausias grandinės tipas, lakštų grandinės susideda tik iš kaiščių ir plokščių su plokštėmis pakaitomis kaip kaiščių ir vyrių jungtis. Jos nesusijungia su žvaigždutėmis; vietoj to jos važiuoja skriemuliais, kad galėtų vadovautis. Pritaikymas: idealiai tinka kėlimui ir balansavimui, pvz., liftuose, šakiniuose krautuvuose, statramsčiuose ir liftų stiebuose. Šios mažo greičio mašinos grandines veikia dideles statines apkrovas ir minimalias darbines apkrovas, o lakštų grandinės puikiai valdo smūgius ir inerciją. Kritinis reikalavimas: turi atlaikyti didelį tempimo įtempį be pailgėjimo ar lūžimo ir turėti pakankamai lankstumo, kad būtų atsparus nuovargiui.

6. Plokščios viršutinės grandinės

Išskirtinai transportavimui naudojamos plokščios viršutinės grandinės pakeičia konvejerio diržus, o diržinės pavaros medžiagos gali būti transportuojamos tiesiai ant jų jungčių. Konstrukcija: atskiros jungtys paprastai yra pagamintos iš plieninių plokščių su statinės formos tuščiaviduriais iškyšomis apačioje. Smeigtukai praeina per šias iškyšas, kad sujungtų gretimas grandis, leidžiančios judėti tik viena kryptimi. Kai kurie plokščių grandinių variantai suteikia lankstumo į šonus, leidžiančius naršyti posūkiuose.

7. Inžinerinės plieno grandinės

Devintajame dešimtmetyje sukurtos inžinerinės plieno grandinės yra skirtos atšiaurioms aplinkoms ir sudėtingoms reikmėms. Jos yra pagamintos iš karštai valcuoto plieno (kartais termiškai apdoroto, kad padidintų stiprumą) ir turi didesnius tarpus tarp komponentų, kad darbo metu būtų galima susidoroti su dulkėmis, nešvarumais ir abrazyvais. Šiuolaikinis naudojimas: dažniausiai naudojamos kaip konvejerio grandinės, skirtos medžiagoms tvarkyti, tačiau kai kurios naudojamos kaip pavaros.

Grandininės pavaros pasirinkimo kriterijai ir skaičiavimas

Norint pasirinkti tinkamą grandinės pavarą, reikia įvertinti taikymo poreikius, kad būtų pašalintos netinkamos parinktys. Svarbiausias klausimas, į kurį reikia atkreipti dėmesį, yra tai, kiek galios reikia perduoti. Grandinė turi būti pajėgi atlaikyti pagrindinio variklio pagamintą galią. Įgulos ir grandinės pavaros sistemos saugumas priklauso nuo skaičiavimų teisingumo šiame etape. Ne visos grandininės pavaros gali valdyti didelės spartos programas; kai kurios yra specialiai sukurtos mažam greičiui. Specifikacijas galima gauti atlikus skaičiavimus ir įsitikinus, kad greitis yra rekomenduojamame diapazone. Dauguma grandininių pavarų gali dirbti tik su lygiagrečiais velenais. Rekomenduojama, kad atstumas tarp velenų būtų 30-50 kartų didesnis už grandinės žingsnį. Projektuotojas taip pat turi užtikrinti, kad ant mažesnės žvaigždutės būtų pasiektas minimalus 120 laipsnių kontakto lankas. Aptarnavimo aplinka lems numatomą grandinės pavaros atsparumą drėgmei, purvui, abrazyvai, korozijai ir aukštai temperatūrai. Tai taip pat turės įtakos kitiems parametrams, tokiems kaip vibracija, triukšmo lygis ir nuovargio stiprumas.

Grandininės pavaros greičio skaičiavimas

Norint apskaičiuoti grandinės pavaros greitį, naudojama formulė:

n = (1000 * 60 * v) / (z * p)

Kur:

• n - grandinės sukimosi greitis (aps/min)
• v - grandinės greitis (m/s)
• z - grandinės dantų skaičius
• p - grandinės žingsnis (mm)

Tarpašinio atstumo skaičiavimas ir optimizavimas

Projektuojant grandininę pavarą, tikslus tarpašinis atstumas yra vienas kritinių parametrų. Nors pradiniame etape jis nustatomas pagal bendrus konstrukcijos reikalavimus, vėliau šį dydį būtina koreguoti atsižvelgiant į grandinės ilgį ir grandžių skaičių.

Skaičiavimo eiga:

1. Nustatomas preliminarus atstumas tarp velenų centrų.
2. Apskaičiuojamas reikiamas grandinės ilgis pagal pasirinktą žingsnį ir žvaigždučių dantų skaičių.
3. Gautas grandinės grandžių skaičius suapvalinamas iki lyginio skaičiaus.
4. Atliekama galutinė tarpašinio atstumo korekcija.

Praktikoje, siekiant palengvinti grandinės montavimą, centrinis atstumas dažnai šiek tiek sumažinamas. Sumažinimo koeficientas paprastai svyruoja nuo 0,2% iki 0,4% teorinės vertės. Rekomenduojama, kad atstumas tarp velenų būtų 30-50 kartų didesnis už grandinės žingsnį, o kontakto lankas ant mažesnės žvaigždutės - ne mažesnis kaip 120 laipsnių.

Techninė priežiūra ir eksploatacija

Kad grandininė pavara tarnautų ilgai, būtina užtikrinti tinkamą jos priežiūrą:

• Tepimas: tai svarbiausias veiksnys, lemiantis grandinės ilgaamžiškumą. Daugumą grandininių pavarų reikia sutepti, kad jos tarnautų pakankamai ilgai. Grandinės tipas, dydis, apkrovos ir veikimo greitis lems tepimo poreikį ir mastą. Dviračio grandinę reikia tepti dažnai, idealu - kas 700 km, naudojant įmonės sertifikuotą tepalą.
• Valymas: rekomenduojama valyti maždaug kas 5000 km, vengiant stiprių cheminių valiklių, kurie gali pažeisti metalą. Grandinė turi būti be dulkių ir nešvarumų.
• Įtempimas: pavaros grandinės įtempimas visada turi būti tobulas. Jei grandinė per įtempta arba per laisva, dviratis nevažiuos tinkamai. Įtempimą galima patikrinti nuėmus grandinės dangtelį.
• Nusidėvėjimo patikra: Kaip ir daugelyje kitų dviračio dalių, dviračio grandininėje pavaroje taip pat tikėtinas normalus nusidėvėjimas. Reikia apžiūrėti ir nustatyti nusidėvėjimo mastą ir atitinkamai elgtis. Jei grandinė susidėvėjusi, įsibėgėjimas bus nežymus. Jei grandinė, uždėta ant galinės žvaigždutės, sklandžiai įsistato į savo vietas, ji yra geros būklės.
• Pakeitimas: dviračio grandininę pavarą gali tekti dažnai keisti. Viskas, ką jums reikia padaryti, tai ištraukti grandinę iš galinės žvaigždutės. Jei jis slysta atgal ir sklandžiai patenka į tinkamą žvaigždutės padėtį, jis yra kaip naujas. Jei reikia pakeisti grandinę, naują dviračio grandinę galite rasti internete arba vietinėje dviračių parduotuvėje. Daugumoje dviračių parduotuvių parduodamos grandinės, laisvosios eigos, kasetės ir žvaigždutės. Nutrūkus grandinėlei ar susidėvėjus krumpliaračiui, pakaitalą nesunkiai rasite. Jei renkatės grandininę pavarą, kad būtų lengviau rasti dalis, geriausias pasirinkimas yra 9, 10, 11 arba 12 greičių grandinė. Grandinės yra suderinamos su dauguma dviračių, nepaisant jų variklio ar rėmo tipo. Kadangi grandinės susideda iš daugelio dalių, jas lengva išardyti. Jei grandinė nutrūks, visada galite ją pataisyti.

Grandininės pavaros taikymo sritys

Grandininės pavaros plačiai naudojamos įvairiose srityse dėl savo patikimumo ir gebėjimo perduoti dideles jėgas.

• Dviračiai: Varomoji grandinė naudojama dviračiams. Dviračio grandinės vairuotojas yra mechaninis įtaisas, naudojamas važiuojant dviračiu. Jis veikia paskirstydamas galią tarp pedalų ir papildomo rato žvaigždutės.
• Automobiliai: Varomoji grandinė yra transporto priemonėse naudojamas jėgos perdavimo mechanizmas. Dauguma transporto priemonių naudoja grandininę pavarą. Skirtingai nuo diržo ar lyno pavaros, grandinės pavaros greičio santykis yra pastovus. Įvesties ir išvesties krumpliaračiai yra sujungti ir juda ta pačia kryptimi.
• Motociklai: Varomoji grandinė yra įprasta motocikluose. Motocikle prie dviejų žvaigždučių yra sujungta grandinė, kuri padeda motociklui judėti. Judėjimui naudojamas tas pats mechanizmas, kaip ir dviračiui, tačiau vietoj pedalo motociklą varo variklis.
• Žemės ūkio technika: Žemės ūkio technika naudoja grandininę pavarą įvairiems tikslams - nuo derliaus nuskynimo iki valymo ir daug kitų dalykų. Dauguma žemės ūkio technikos naudoja grandininę pavarą. Šiam įrenginiui reikalinga žvaigždutė, kurios žingsnis yra 30-50 kartų didesnis už grandinės žingsnį. Kad žvaigždutė tinkamai veiktų, mažesnės žvaigždutės sąlyčio lankas taip pat turi būti ne mažesnis kaip 120 laipsnių.
• Medienos apdirbimo mašinos: Varomoji grandinė yra įrenginys, perduodantis galią iš vienos mašinos į kitą. Jis dažniausiai naudojamas sunkiosiose mašinose sukti besisukančius būgnus. Jis taip pat naudojamas dideliems visureigių kranams ir vilkikams vairuoti. Šios mašinos aprūpintos dideliais varikliais.
• Medžiagų krovimo įranga: Grandininė pavara yra svarbi medžiagų krovimo įrangos sudedamoji dalis. Jis naudojamas grandinių judėjimui. Jungtys pagamintos iš metalo ir yra standžios, tačiau turi kaiščių jungtis, kurios suteikia lankstumo apvyniojant ratus. Varomieji ir varomieji ratai turi dantis, kurie telpa į grandinės jungčių įdubą.

tags: #grandinines #pavaros #skaiciavimas