Экспериментальное определение динамических нагрузок в приводной цепи при ее поперечных колебаниях как струны с закрепленными концами

Цепные передачи нашли широкое применение в различных отраслях промышленности. Их используют в приводах подъемно-транспортных и сельскохозяйственных машин, в станках и технологическом оборудовании. Однако они имеют такой существенный недостаток, как высокая виброактивность в условиях большой динамической нагруженности. В связи с этим изучение динамических нагрузок, возникающих при колебаниях цепей и влияющих на работоспособность привода машины, является одной из актуальных задач его динамики. Проведены экспериментальные исследования по определению максимальных динамических нагрузок в цепной передаче привода машины при поперечных колебаниях цепи. Рассмотрен самый распространенный случай поперечных колебаний ветви цепи как струны с закрепленными концами. Этот вид колебаний характерен для цепных передач с большими массами звездочек и присоединенных к ним деталей. Приведено описание оригинального экспериментального стенда с автоматизированной системой сбора и обработки опытных данных и методики проведения испытаний. Получены экспериментальные зависимости максимальных динамических нагрузок от средней за цикл колебаний силы натяжения цепи и амплитуды ее поперечных колебаний в центре пролета, отнесенной к его длине. В результате аппроксимации массива экспериментальных данных предложена описывающая их эмпирическая формула, удобная для использования в динамических расчетах привода. Установлено, что максимальная динамическая нагрузка и ее амплитуда увеличиваются с ростом отношения амплитуды поперечных колебаний цепи в середине ее пролета к его длине и силы начального натяжения цепи, а отношение амплитуды динамической нагрузки к силе натяжения цепи уменьшается с повышением последней.

Литература

[1] Готовцев А.А., Котенок И.П. Проектирование цепных передач. Москва, Машиностроение, 1982, 336 с.

[2] Решетов Д.Н., Левина З.М., Каминская В.В., Котляренко Л.Б. Табличные расчеты деталей станков. Вып. 2. Расчеты цепных передач, червячных передач и муфт. Москва, Машгиз, 1953. 212 с.

[3] Головнин Г.Я. Динамика канатов и цепей. Харьков, Металлургиздат, 1962. 124 с.

[4] Пилипенко О.И., Полуян А.В. Алгоритм расчета и подбора оптимальных параметров многомассовой цепной передачи. Технические науки и технологии, 2016, № 2(4), с. 9–15.

[5] Мевша Н.В., Пунтус А.В. Экспериментальное определение нагрузок, действующих в роликовых цепных передачах. Новые материалы и технологии в машиностроении, 2016, № 24, с. 34–37.

[6] Алексеев В.И., Палочкин С.В. Рассеяние энергии крутильных колебаний в цепных передачах приводов машин. Современные проблемы теории машин, 2017, № 5, с. 49–53.

[7] Палочкин С.В., Алексеев В.И. Рассеяние энергии малых поперечных колебаний ветви цепной передачи вследствие контактных деформаций в шарнирах цепи. Технологии и качество, 2018, № 2(40), с. 23–27.

[8] Алексеев В.И., Палочкин С.В. Демпфирование продольных колебаний приводных цепных передач вследствие контактных деформаций в шарнирах их цепей. Машиностроение: инновационные аспекты развития. Мат. I Междунар. науч.-практ. конф., Санкт-Петербург, СПбФ НИЦ МС, 2018, № 1, с. 8–11.

[9] Джомартов А.А., Тулешов А.К., Каимов А.Т. Моделирование динамики цепной передачи на программном комплексе Simulationx. Проблемы механики современных машин. Матер. VII Междунар. науч. конф., Улан-Удэ, 25–30 июня 2018, Улан-Удэ, ВСГУТУ, 2018, с. 130–139.

[10] Мевша Н.В., Пунтус А.В. Оборудование для исследования динамики цепных передач. Приводы и компоненты машин, 2019, № 1–2(31), с. 17–19.

[11] Датчик силы UU-K500. URL: http://dacell.com/attach/dacell/20181101/1851d25d8e242af2e61478f6c35b495e.pdf (дата обращения 28 января 2019).

[12] Анализатор спектра ZET017-T8. Тензостанция. Руководство по эксплуатации. ЗТМС.411168.004 РЭ. URL: https://zetlab.com/shop/izmeritelnoe-oborudovanie/tezostantsii/tenzostaniya-zet-017-t8/ (дата обращения 19 февраля 2019).

[13] Программное обеспечение ZETLAB. URL: https://zetlab.com/podderzhka/programmnoe-obespechenie-podderzhka/ (дата обращения 19 февраля 2019).

[14] ГОСТ 134568–97. Цепи приводные роликовые и втулочные. Общетехнические условия. Минск, ИПК Изд-во стандартов, 2003. 23 с.

[15] Поршнев С.В. MATLAB 7. Основы работы и программирования. Москва, Бином-Пресс, 2006. 20 с.