Верижните задвижвания се открояват като жизненоважно решение за механично предаване на мощност, широко използвано за пренос на мощност между компоненти-независимо дали на дълги разстояния (като в 5-етажни корабни двигатели) или на къси (като при велосипеди). Те се нареждат сред петте най-разпространени механични метода за предаване на мощност, заедно със съединители, зъбни задвижвания, ремъчни задвижвания и силови винтове. Всеки метод има своите уникални плюсове и минуси, така че инженерите трябва внимателно да претеглят тези фактори, за да направят оптималния избор за конкретни приложения. Тази статия разглежда основите на верижните задвижвания, техните класификации, често срещани типове вериги, критерии за избор и ключови предимства и недостатъци.
Какво представляват верижните задвижвания?
Верижното задвижване е механична система за предаване на енергия, която използва верига за прехвърляне на мощност от едно място на друго. Типичното верижно задвижване се състои от две или повече зъбни колела (зъбни колела) и самата верига-с дупки в звената на веригата, монтирани върху зъбите на зъбните колела.
Когато основният двигател (напр. електрически мотор или двигател с вътрешно горене) се върти, той завърта зъбното колело, прикрепено към неговия вал. Това въртене задвижва веригата, увита около зъбното колело, което след това прилага механична сила към задвижвания вал, като ефективно предава мощност.
Ключови сравнения с други методи на предаване
Срещу ремъчни задвижвания: За разлика от ремъчните задвижвания, верижните задвижвания предлагат нулево приплъзване, осигурявайки постоянно съотношение на скоростта. Това елиминира забавянето на предаването на мощността, което ги прави идеални за приложения като синхронизиращи вериги на двигатели с вътрешно горене. Единствената загуба на мощност при верижните задвижвания идва от триенето между звената на веригата и зъбните колела, което води до по-висока механична ефективност.
Срещу зъбни задвижвания: Верижните задвижвания са по-гъвкави по отношение на работното разстояние. Те превъзхождат, когато валовете са раздалечени по-далеч от това, което зъбните колела могат да поемат, като същевременно поддържат компактна настройка. Освен това една верига може да задвижва множество валове едновременно-характеристиката, която зъбните колела рядко съвпадат.
Видове верижни задвижвания (по функция)
Верижните задвижвания са категоризирани в три основни типа въз основа на основната им функция, всяка от които е съобразена със специфични нужди на приложението:
1. Верижни задвижвания на силовото предаване
Проектирани изключително за пренос на мощност между два вала, тези верижни задвижвания се справят с общо предизвикателство: повечето-генериращи енергия машини (напр. двигатели в помпи) не могат да използват мощността, която произвеждат на-на място.
Често срещани приложения: Велосипеди, селскостопански машини, компресори и разпределителни валове на двигатели-разчитат на вериги за предаване на мощност, за да пренасят енергия от източника до точката на използване.
2. Задвижвания на конвейерни вериги
Верижните задвижвания на конвейера са специализирани за обработка на материали. Те могат да се похвалят със стотици дизайни с персонализирани свойства, като ниско триене, висока-температурна устойчивост, химическа устойчивост, антистатични способности или магнитни характеристики. Към веригата могат да се добавят и приставки, за да отговарят на различни нужди.
Употреби в промишлеността: Широко разпространено в опаковките, автомобилното производство, производството на храни и напитки, фармацевтичните продукти и текстила за ефективен транспорт на материали.
3. Повдигащи и теглителни верижни задвижвания
Тези верижни задвижвания се използват в машини за повдигане и спускане на тежки товари, като често работят с макари за намаляване на усилието. Примерите включват верижни телфери (ръчни, електрически или пневматични), които са често срещани в гаражи, работилници, строителни площадки, корабни машинни отделения и фабрики-, способни да повдигат/спускат товари до 20 тона.
Подемните вериги се разделят допълнително на два подвида:
Елиптични вериги (спирални вериги): Използват се за средно-до-ниско натоварване, ниска-скорост на повдигане. Връзките им са елипсовидни и свързани чрез заваряване. Веригите с квадратни-звени понякога са алтернатива, но обикновено се избягват поради лошо разпределение на напрежението и проблеми със завързването.
Вериги с шипове: Предпочитани за приложения с-високо натоварване. Всяка връзка има шпилка, монтирана във вътрешната й ширина, която предотвратява образуването на възли и повишава здравината и издръжливостта. Те обикновено се използват в корабни котви и друго оборудване за повдигане на тежки-натоварвания.
Често срещани типове вериги във верижните задвижвания
Пет вида вериги доминират в индустриалните и търговските приложения, всяка с различни структури и предимства:
1. Ролкови вериги (ролкови вериги с втулки)
Най-разпознаваемият тип вериги, ролковите вериги (или ролковите вериги с втулки) се използват широко в предаването на мощност за велосипеди, мотоциклети и транспортно оборудване. Те обикновено са направени от обикновена въглеродна стомана или стоманени сплави.
Структура: Състои се от вътрешни плочи (ролкови плочи), външни плочи (щифтови плочи), втулки, щифтове и ролки. Ролките са разположени равномерно между връзките, зацепвайки се със зъбни колела за предаване на мощност.
Основни предимства: Ролките се въртят според нуждите, когато са в контакт със зъбите на зъбното колело, минимизирайки загубата на мощност. За трансмисионните вериги височината на ролковите плочи (от двете страни на ролките) надвишава диаметъра на ролката-като не позволява страничните плочи да докосват зъбните колела и действат като водачи за избягване на приплъзване на веригата. За конвейерните ролкови вериги диаметърът на ролката е по-голям от височината на страничната греда, елиминирайки контакта между страничните греди и конвейерните релси за намаляване на триенето. Предлагат се много{4}}ролкови вериги за високи-мощни нужди, позволяващи по-ниски скорости и по-малки стъпки за същите изисквания за натоварване.
2. Безшумни вериги (вериги с обърнати зъбци)
Традиционните верижни задвижвания често са шумни, което ги прави неподходящи за шум{0}}чувствителни среди като затворени пространства, мини или жилищни райони. Безшумните вериги (или вериги с обърнати зъбци) решават това, като работят тихо, като същевременно предават висока мощност при високи скорости.
Структура: Изработена от плоски плочи, подредени в редове и свързани с един или повече щифтове. Долната част на всяко звено има профил, съответстващ на зъбни колела за гладко зацепване.
Производителност: Капацитетът на натоварване, якостта на опън и ширината на веригата се увеличават с броя на плоските пластини на връзка.
3. Листни вериги
Най-простият тип вериги, листовите вериги се състоят само от щифтове и плочи-с плочи, редуващи се като щифтови връзки и шарнирни връзки. Те не се зацепват със зъбни колела; вместо това те се движат на макари за насочване.
Приложения: Идеален за повдигане и балансиране, като например в асансьори, мотокари, разклонени носачи и мачти на асансьори. Тези ниско{1}}скоростни машини подлагат веригите на високи статични натоварвания и минимални работни натоварвания, а листовите вериги се справят отлично с удар и инерция.
Критично изискване: Трябва да издържа на голямо напрежение на опън без удължение или счупване и да има достатъчна пластичност, за да издържи на умора. По време на проектирането трябва да се вземат предвид смазването и условията на околната среда.
4. Вериги с плосък-горен край
Използвани изключително за транспортиране, веригите с плосък връх-заменят транспортните ленти и ремъчните задвижвания-материалите могат да се транспортират директно по техните връзки.
Структура: Отделните връзки обикновено са направени от стоманени плочи с бъчвообразни-кухи издатини на дъното. Щифтовете минават през тези издатини, за да свързват съседни връзки, позволявайки движение само в една посока. Специализирани вериги с плосък-върх могат да се огъват странично (чрез модифицирани щифтови структури), позволявайки на конвейера да се движи по кривите.
Приложения: Използва се в ниско{0}}скоростни конвейери за транспортиране на материали в поточни линии.
5. Вериги от инженерна стомана
Разработени през 1880 г., веригите от инженерна стомана са проектирани за тежки среди и взискателни приложения. Те са изработени от горе{2}}валцована стомана (понякога топлинно-обработена за допълнителна здравина) и имат по-големи междини между компонентите за справяне с прах, мръсотия и абразиви по време на работа.
Съвременни употреби: Използват се предимно като транспортни вериги за обработка на материали, но някои служат като задвижващи механизми. Те се намират в конвейери, мотокари, елеватори с кофи и нефтени сондажни платформи-с подобрена здравина, устойчивост на износване, товароносимост и наклон, за да отговорят на съвременните индустриални изисквания.
Как да изберете правилното верижно задвижване
Изборът на правилното верижно задвижване изисква оценка на нуждите на приложението, за да се елиминират неподходящите опции. Ключовите фактори, които трябва да имате предвид, са:
1. Заредете
Определете мощността, която трябва да бъде предадена- веригата трябва да поеме мощността, генерирана от главния двигател. Точните изчисления са критични за безопасността и се препоръчва достатъчен коефициент на безопасност.
2. Скорост на веригата
Не всички верижни задвижвания работят при високи скорости; някои са предназначени за ниски скорости. Изчислете необходимата скорост и се уверете, че попада в препоръчителния диапазон на веригата, за да стесните опциите.
3. Оформление на вала
Повечето верижни задвижвания работят само с паралелни валове. Ако валовете са неправилно подравнени, зъбните задвижвания може да са по-добра алтернатива.
4. Централно разстояние между валовете
Препоръчително е централното разстояние между валовете да бъде 30–50 пъти стъпката на веригата. Освен това осигурете минимална контактна дъга от 120 градуса на по-малкото зъбно колело; ако зъбното колело има малко зъби, най-малко пет зъба трябва да са в контакт с веригата по всяко време.
5. Сервизна среда
Околната среда диктува необходимата устойчивост на веригата на влага, мръсотия, абразиви, корозия и високи температури. Освен това влияе върху вибрациите, нивата на шума и устойчивостта на умора. Например вериги с обърнати зъбци (безшумни вериги) се предпочитат в зони, чувствителни към шум-.
6. Смазване
Повечето верижни задвижвания се нуждаят от смазване, за да удължат живота на износване. Типът, размерът, натоварването и скоростта на веригата определят метода на смазване (ръчно, капково подаване, маслена баня или принудително смазване). Предлагат се-самосмазващи се вериги-те използват втулки, направени от-напоена с масло синтерована пластмаса или метал, за да осигурят непрекъснато смазване без външна поддръжка.
Предимства на верижните задвижвания
Може да предава въртящ момент на големи разстояния.
Без приплъзване (за разлика от ремъчните задвижвания), осигурявайки постоянна работа.
По-компактен от ремъчните задвижвания, побиращ се в относително малки пространства.
Едно верижно задвижване може да захранва множество валове.
Универсален, работещ при високи температури и различни среди (сухи, мокри, абразивни, корозивни и др.).
Система с ниско{0}}триене, гарантираща висока механична ефективност.
Недостатъци на верижните задвижвания
Не може да се използва с не{0}}успоредни валове.
Склонен към шум и вибрации по време на работа.
Неправилното подравняване може да причини приплъзване на веригата.
Някои конструкции изискват непрекъснато смазване.
Обикновено се нуждаят от заграждение за защита.
Необходимо е периодично опъване (напр. чрез ленти) за поддържане на производителността.
