RU2581998C1 - Plate link of driven roller chain - Google Patents
Plate link of driven roller chain Download PDFInfo
- Publication number
- RU2581998C1 RU2581998C1 RU2014141724/11A RU2014141724A RU2581998C1 RU 2581998 C1 RU2581998 C1 RU 2581998C1 RU 2014141724/11 A RU2014141724/11 A RU 2014141724/11A RU 2014141724 A RU2014141724 A RU 2014141724A RU 2581998 C1 RU2581998 C1 RU 2581998C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- chain
- contour
- plates
- circuit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
- F16G15/00—Chain couplings, Shackles; Chain joints; Chain links; Chain bushes
- F16G15/12—Chain links
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
- F16G15/00—Chain couplings, Shackles; Chain joints; Chain links; Chain bushes
- F16G15/02—Chain couplings, Shackles; Chain joints; Chain links; Chain bushes for fastening more or less permanently
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводных роликовых или втулочных цепях.The invention relates to mechanical engineering and can be used in drive roller or sleeve chains.
Известны пластины роликовых цепей, выполненных по стандарту [ГОСТ 13568-97. Цепи приводные роликовые повышенной прочности и точности. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 15 с.]. Указанный стандарт определяет лишь основные размеры пластин (в частности, максимальную ширину), не устанавливая соотношений между основными и другими размерами, влияющих на напряженно-деформированное состояние пластин и, в конечном счете, на долговечность работы цепи.Known plate roller chains made according to the standard [GOST 13568-97. Driving roller chains of increased strength and accuracy. Technical conditions - M .: Publishing house of standards, 1988. - 15 p.]. The specified standard defines only the main dimensions of the plates (in particular, the maximum width), without establishing relations between the main and other sizes, affecting the stress-strain state of the plates and, ultimately, the durability of the chain.
Известны также пластины роликовых цепей, выполненных по техническим условиям [ТУ 4173-001-25258449-2001. Цепи приводные роликовые повышенной прочности и точности. - Ульяновск: Ульяновский завод цепей, 2001]. Указанный документ также определяет лишь основные размеры пластин (в частности, максимальную ширину и толщину пластин), не устанавливая соотношений между основными и другими размерами, влияющих на напряженно-деформированное состояние пластин и, в конечном счете, на долговечность работы цепи.Also known are plates of roller chains made according to technical conditions [TU 4173-001-25258449-2001. Driving roller chains of increased strength and accuracy. - Ulyanovsk: Ulyanovsk factory of chains, 2001]. This document also defines only the main dimensions of the plates (in particular, the maximum width and thickness of the plates), without establishing relationships between the main and other sizes, affecting the stress-strain state of the plates and, ultimately, the durability of the chain.
Наиболее близким к предлагаемому решению является пластина с отверстиями внутреннего звена приводной роликовой цепи, контур которой, в целях снижения концентрации напряжений и повышения долговечности, выполнен с сопряженными криволинейными в виде дуг окружностей оконечной и срединной частей контура и плоскими участками, причем плоские участки расположены оппозитно относительно продольной оси пластины и симметрично относительно оси отверстий пластины [Цепи высокого качества: каталог фирмы Rexnord Kette GmbH, с. 40 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.inhydro.ru/docs/InHydro.Chains.pdf]. Анализ размерных параметров пластин цепей позволил установить зависимости размеров оконечной части пластины (ширины и радиуса округления) и размера плоских участков на контуре пластины от значения шага цепи.Closest to the proposed solution is a plate with holes of the inner link of the drive roller chain, the contour of which, in order to reduce stress concentration and increase durability, is made with conjugate curvilinear in the form of arcs of circles of the terminal and middle parts of the contour and flat sections, with flat sections located opposite to the longitudinal axis of the plate and symmetrically about the axis of the holes of the plate [High quality chains: catalog of the company Rexnord Kette GmbH, p. 40 [Electronic resource]. - Access mode: http://www.inhydro.ru/docs/InHydro.Chains.pdf]. An analysis of the dimensional parameters of the chain plates made it possible to establish the dependences of the sizes of the end part of the plate (width and radius of rounding) and the size of the flat sections on the plate contour on the value of the chain pitch.
Недостатком известного решения является то, что оно используется лишь для пластин внутренних звеньев цепи и без ограничения значений соотношений размеров плоских участков и криволинейных участков срединной части контура и значения шага цепи, существенно влияющих на напряженно-деформированное состояние пластин и долговечность работы цепи в целом.A disadvantage of the known solution is that it is used only for plates of internal links of the chain and without limiting the ratio of the sizes of the flat sections and the curved sections of the middle part of the contour and the value of the chain pitch, which significantly affect the stress-strain state of the plates and the durability of the chain as a whole.
Технический результат настоящего изобретения - улучшение технико-эксплуатационных характеристик цепи - повышение долговечности (увеличение срока службы цепи).The technical result of the present invention is the improvement of technical and operational characteristics of the chain - increase durability (increase the life of the chain).
Технический результат достигается за счет того, что пластине с отверстиями звена приводной роликовой цепи, контур которой выполнен с сопряженными криволинейными в виде дуг окружностей оконечной и срединной частей контура и плоскими участками, причем плоские участки расположены оппозитно относительно продольной оси пластины и симметрично относительно оси отверстий пластины, размеры шага цепи, радиусов дуг окружностей оконечной и срединной частей контура, максимальной и минимальной ширины пластины выполнены удовлетворяющими соотношениям:The technical result is achieved due to the fact that the plate with the holes of the link of the drive roller chain, the contour of which is made with paired curved in the form of arcs of circles of the terminal and middle parts of the contour and flat sections, moreover, the flat sections are located opposite to the longitudinal axis of the plate and symmetrically about the axis of the holes of the plate , the dimensions of the chain pitch, the radii of the arcs of circles of the terminal and middle parts of the contour, the maximum and minimum width of the plate are made satisfying the ratio Niyama:
где R1 - радиус дуги окружности оконечной части контура;where R 1 is the radius of the arc of the circle of the end of the circuit;
b - максимальная ширина пластины в оконечной части контура;b is the maximum width of the plate in the end of the contour;
Δ - размер плоского участка на контуре пластины;Δ is the size of the flat section on the plate contour;
t - шаг цепи;t is the chain pitch;
RB - радиус дуги окружности срединной части контура;R B is the radius of the arc of the circle of the middle part of the contour;
b1 - минимальная ширина пластины в срединной части контура.b 1 - the minimum width of the plate in the middle of the contour.
На чертеже приведено схематичное изображение в плане одной четверти пластины звена приводной роликовой цепи, имеющей две оси симметрии.The drawing shows a schematic illustration in plan of one quarter of the plate link drive roller chain having two axes of symmetry.
Пластина звена приводной роликовой цепи выполнена в виде контура 1, представляющего собой дуги окружностей 2 и 3 и плоский участок 4, причем участок 4 длиной Δ расположен оппозитно горизонтальной оси 5 симметрии пластины и симметрично оси 6 отверстия 7 в пластине, отверстия 7 расположены симметрично относительно вертикальной оси 8 симметрии пластины. Радиус дуги 2 окружности оконечной части контура 1 равен R1, радиус дуги 3 окружности срединной части контура 1 равен RB, максимальная ширина пластины в оконечной части контура 1 равна b, минимальная ширина пластины в срединной части контура 1 равна b1, расстояние между отверстиями в пластине равно t (шагу цепи).The drive roller chain link plate is made in the form of a
Обоснование эффективности предложенного решения произведено проведением расчетов и серии экспериментов с последующим анализом результатов изменения геометрических характеристик и напряженно-деформированного состояния пластин с контуром по предлагаемому решению.The rationale for the effectiveness of the proposed solution was made by carrying out calculations and a series of experiments with the subsequent analysis of the results of changes in the geometric characteristics and stress-strain state of the plates with a contour according to the proposed solution.
При оценке сопротивления усталости конструкции производили оценку ее напряженно-деформированного состояния, причем основным критерием рациональности конструкции принимали уровень максимальных напряжений либо коэффициент концентрации напряжений в опасном сечении.When assessing the fatigue resistance of a structure, its stress-strain state was evaluated, and the level of maximum stresses or the stress concentration coefficient in a dangerous section was taken as the main criterion for rational design.
Определение параметров напряженно-деформированного состояния пластин цепей в экспериментах осуществлялось на основе математического моделирования методом конечных элементов (МКЭ), используемого при решении различных инженерных задач [Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов: Пер. с англ. - М.: Мир, 1981. - 304 с.], с применением универсальной CAE-системы «ANSYS». Разработанная для этих целей параметрическая модель цепи представляла собой комбинацию конечно-элементных моделей наружного звена цепи и двух ее внутренних звеньев.The parameters of the stress-strain state of the chain plates in the experiments were determined on the basis of mathematical modeling by the finite element method (FEM) used to solve various engineering problems [Norry D., de Frieze J. Introduction to the finite element method: Trans. from English - M .: Mir, 1981. - 304 p.], Using the universal CAE-system "ANSYS". The parametric chain model developed for these purposes was a combination of finite element models of the external link of the chain and its two internal links.
В известном [Цепи высокого качества: каталог фирмы Rexnord Kette GmbH, с. 40 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.inhydro.ru/docs/InHydro.Chains.pdf] решении пластины установлены соотношения размеров:In the well-known [High quality chains: catalog of the company Rexnord Kette GmbH, p. 40 [Electronic resource]. - Access mode: http://www.inhydro.ru/docs/InHydro.Chains.pdf] solution plates established aspect ratios:
В результате расчетов по зависимостям (1) и (2) и экспериментов для пластин толщиной δ с отверстиями диаметром 2r звеньев (внутренних ВП и наружных НП) стандартных приводных цепей с шагом 25,4 мм [ТУ 4173-001-25258449-2001. Цепи приводные роликовые повышенной прочности и точности. - Ульяновск: Ульяновский Завод Цепей, 2001], модифицированных по предлагаемому решению с сохранением значений b и b1 и переменным значением длины Δ плоского участка контура, получены значения размеров радиусов R1 и RB дуг окружностей криволинейных участков контура пластин, номинальных σном и максимальных σmax напряжений и коэффициентов концентрации напряжений ασ в опасных сечениях пластин в зависимости от размера Δ плоских участков контура пластины (табл. 1 и 2):As a result of calculations according to dependences (1) and (2) and experiments for plates of thickness δ with holes with a diameter of 2r links (internal VP and external NP) standard drive chains with a pitch of 25.4 mm [TU 4173-001-25258449-2001. Driving roller chains of increased strength and accuracy. - Ulyanovsk: Ulyanovsk Plant of Chains, 2001], modified according to the proposed solution with preservation of values b and b 1 and a variable length Δ of a flat section of the contour, the values of the sizes of the radii R 1 and R B of the arcs of circles of curved sections of the contour of the plates, nominal σ nom and maximum σ max stresses and stress concentration coefficients α σ in dangerous sections of the plates, depending on the size Δ of the flat sections of the plate contour (Tables 1 and 2):
Для пластины ВП по известному решению [Цепи высокого качества: каталог фирмы Rexnord Kette GmbH, с. 40 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.inhydro.ru/docs/InHydro.Chains.pdf] долговечность пластин повышается в 1,3 раза, что соответствует изменению коэффициента концентрации напряжений в 1,0385 раза (с учетом значения показателя кривой усталости 6,95 для роликовых приводных цепей [Воробьев Н.В. Цепные передачи: монография / Н.В. Воробьев. - М.: Машиностроение, 1968. - 262 с.]). При этом максимальные значения напряжений в пластине снижаются до 0,9578 значений максимальных напряжений в исходной стандартной пластине при сохранении веса пластины.For the VP plate according to a well-known solution [High quality chains: catalog of the company Rexnord Kette GmbH, p. 40 [Electronic resource]. - Access mode: http://www.inhydro.ru/docs/InHydro.Chains.pdf] the durability of the plates increases by 1.3 times, which corresponds to a change in the stress concentration coefficient by 1.0385 times (taking into account the value of the indicator of the
Для пластины внутреннего звена (ВП) цепи с шагом 25,4 мм при реализации пластины по известному (Цепи высокого качества: каталог фирмы Rexnord Kette GmbH, с. 40 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.inhydro.ru/docs/InHydro.Chains.pdf) решению по зависимости (3) получены расчетом значения R1и, bи и Δи:For an internal link plate (VP) of a chain with a pitch of 25.4 mm when selling a plate according to the well-known (High quality chains: catalog of the company Rexnord Kette GmbH, p. 40 [Electronic resource]. - Access mode: http: //www.inhydro. ru / docs / InHydro.Chains.pdf) depending on the solution (3) were obtained by calculating the values 1 and R, b and u and Δ:
Используя расчетное значение Δи, для модифицированной по предложенному решению пластины по зависимостям (1) и (2) получим значения R1 и RB:Using the calculated value of Δ and , for the plate modified according to the proposed solution, according to dependences (1) and (2), we obtain the values of R 1 and R B :
Используя данные табл. 1 (две предпоследние строки), интерполированием получим значение коэффициента концентрации напряжений ασ=2,6526, которое меньше значения в исходной стандартной пластине (первая строка табл. 1) в 1,0695 раза (максимальные значения напряжений снижаются до 0,9305 значений максимальных напряжений в исходной стандартной пластине при увеличении веса пластины в 1,1016 раза).Using the data table. 1 (two penultimate rows), by interpolation we obtain the value of the stress concentration coefficient α σ = 2.6526, which is 1.0695 times less than the value in the original standard plate (first row of Table 1) (the maximum stress values decrease to 0.9305 the maximum stresses in the initial standard plate with an increase in the plate weight by 1.1016 times).
Для пластины НП наружного звена по предлагаемому решению максимальные напряжения уменьшаются до 0,9480 значений максимальных напряжений в исходной стандартной пластине при увеличении веса пластины в 1,11145 раза.For an external link NP plate, according to the proposed solution, the maximum stresses decrease to 0.9480 values of the maximum stresses in the initial standard plate with an increase in the plate weight by 1.11145 times.
Расчетное значение долговечности пластины по предложенному решению для пластины ВП выше долговечности пластины по известному решению в 1,2226 раза, а для пластины НП - в 1,4459 раза. Следовательно, долговечность цепи в целом будет определяться долговечностью пластин ВП.The calculated value of the plate durability according to the proposed solution for the VP plate is 1.2226 times higher than the plate durability according to the known solution, and 1.4459 times for the NP plate. Therefore, the durability of the chain as a whole will be determined by the durability of the VP plates.
В качестве примера. Если срок службы машины с цепным приводом (например, буровой установки) составляет 36 тыс.часов, а долговечность цепи привода с пластинами по известному решению - около 5 тыс.часов, то необходимо за весь срок службы машины произвести 6 замен цепи. Для цепи с пластинами по предлагаемому решению долговечность составит около 6,1 тыс. часов и нужно произвести 5 замен цепи. Если принять металлоемкость цепей по первому варианту за единицу, то по второму варианту металлоемкость составит 0,918 и дополнительно уменьшаются время и затраты на ремонт цепного привода на 16,7% (исключается одна замена цепи), то есть достигается поставленная цель изобретения.As an example. If the service life of a machine with a chain drive (for example, a drilling rig) is 36 thousand hours, and the durability of the drive chain with plates according to the well-known solution is about 5 thousand hours, then it is necessary to make 6 chain changes over the entire life of the machine. According to the proposed solution, the durability for a chain with plates is about 6.1 thousand hours and 5 chain replacements need to be made. If we take the metal consumption of the chains according to the first embodiment as unity, then according to the second variant, the metal consumption will be 0.918 and the time and cost of repairing the chain drive will be further reduced by 16.7% (one replacement of the chain is excluded), that is, the stated goal of the invention is achieved.
Claims (1)
где: R1 - радиус дуги окружности оконечной части контура;
b - максимальная ширина пластины в оконечной части контура;
Δ - размер плоского участка на контуре пластины;
t - шаг цепи;
RB - радиус дуги окружности срединной части контура;
b1 - минимальная ширина пластины в срединной части контура. A plate with openings of a link of a drive roller chain, the contour of which is made with conjugate curved linear arcs of the terminal and middle parts of the contour and flat sections, the flat sections being opposite to the longitudinal axis of the plate and symmetrical about the axis of the plate openings, characterized in that the chain pitch dimensions , the radii of the arcs of circles of the terminal and middle parts of the contour, the maximum and minimum width of the plate are made satisfying the relations:
where: R 1 is the radius of the arc of the circle of the end of the circuit;
b is the maximum width of the plate in the end of the contour;
Δ is the size of the flat section on the contour of the plate;
t is the chain pitch;
R B is the radius of the arc of the circle of the middle part of the contour;
b 1 - the minimum width of the plate in the middle of the contour.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014141724/11A RU2581998C1 (en) | 2014-10-15 | 2014-10-15 | Plate link of driven roller chain |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014141724/11A RU2581998C1 (en) | 2014-10-15 | 2014-10-15 | Plate link of driven roller chain |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2581998C1 true RU2581998C1 (en) | 2016-04-20 |
Family
ID=56195106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014141724/11A RU2581998C1 (en) | 2014-10-15 | 2014-10-15 | Plate link of driven roller chain |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2581998C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US559807A (en) * | 1896-05-12 | Drive-chain | ||
US4411131A (en) * | 1980-03-25 | 1983-10-25 | Tsubakimoto Chain Co. | Chain link plate |
RU86992U1 (en) * | 2009-06-19 | 2009-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ТПЗ-Сервис" | INTERNAL LINK DRIVE FAST CHAIN |
US8157683B2 (en) * | 2005-12-22 | 2012-04-17 | Theodorus Henricus Johannes Carolina Korse | Chain for a chain transmission |
-
2014
- 2014-10-15 RU RU2014141724/11A patent/RU2581998C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US559807A (en) * | 1896-05-12 | Drive-chain | ||
US4411131A (en) * | 1980-03-25 | 1983-10-25 | Tsubakimoto Chain Co. | Chain link plate |
US8157683B2 (en) * | 2005-12-22 | 2012-04-17 | Theodorus Henricus Johannes Carolina Korse | Chain for a chain transmission |
RU86992U1 (en) * | 2009-06-19 | 2009-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ТПЗ-Сервис" | INTERNAL LINK DRIVE FAST CHAIN |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2583883A3 (en) | Track Chain Joint for a Crawler Type Work Vehicle | |
RU2008130096A (en) | CHAIN FOR CHAIN TRANSMISSION | |
WO2012155899A3 (en) | Round steel chain | |
BRPI0808997A2 (en) | METHOD FOR DETERMINING AT LEAST ONE PARAMETER SUITABLE FOR A BEVERAGE PREPARATION AND BEVERAGE PREPARER | |
WO2007048607A3 (en) | Automatic, computer-based similarity calculation system for quantifying the similarity of text expressions | |
Raptis et al. | Rating of spur gear strength using photoelasticity and the finite element method | |
RU2581998C1 (en) | Plate link of driven roller chain | |
Göncza et al. | Fatigue behaviour of 42CrMo4 steel under contact loading | |
CN111291456A (en) | Gear reliability analysis method considering strength degradation and failure mode | |
Rathore et al. | Bending Stress Analysis & Optimization of Spur Gear | |
RU2550788C1 (en) | Plate of link of driven roller or bush chain | |
JP2008121876A (en) | Roller bearing | |
CN104870339B (en) | A kind of chain conveyor conveyed for material and the method for assembling the chain conveyor conveyed for material | |
Wirth et al. | New methods for the calculation of the load capacity of bevel and hypoid gears | |
Pisal et al. | Structural Analysis Of Motorcycle Chain By Using CAE Software | |
MY164104A (en) | Method for manufacturing ball chain and ball chain coupling member | |
Yin et al. | Inclusion modeling of bucket elevator conveyor chain links | |
CN204041871U (en) | For the chain of carpenter's log splitter | |
RU2619635C1 (en) | Disassembly plate driven circuit | |
US20160053853A1 (en) | High strength inverted tooth chain having a press-fit middle plate | |
EP2530228A3 (en) | Device for structural reinforcement of wall sections, in particular glass elements | |
CN107187796A (en) | A kind of portable assembles chain | |
Zhang et al. | The Gradual Reliability and Sensitivity Analysis of Gear Transmission System Considering Strength Degradation | |
FI125205B (en) | BRUSH CARTRIDGE TO COLLECT OIL FROM A WATER SURFACE | |
JP2018509573A (en) | Drilling steel pipe with double shoulder tool joint |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161016 |