RU2490530C2

RU2490530C2 - Plate chain

Info

Publication number: RU2490530C2
Application number: RU2009135246/11A
Authority: RU
Inventors: Артём Станиславович Усов; Елена Владимировна Усова
Original assignee: Артём Станиславович Усов
Priority date: 2009-09-21
Filing date: 2009-09-21
Publication date: 2013-08-20
Also published as: RU2009135246A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: plate chain consists of plates, rollers and grooved inserts installed without any possibility of being rotated in holes of internal and external plates. Middle part of outer surface of each insert, which is located between internal plates, is open for contact with teeth of sprockets and made in that section in the form of flat or convex faces. End faces of ends of inserts protrude beyond outer surfaces of external plates. Position of inserts in a hinge is fixed with a roller freely installed in axial and radial directions between their inner surfaces.

EFFECT: low-noise transmission and higher durability of a chain.

2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к общему машиностроению к конструкции приводных и транспортерных пластинчатых цепей и может быть использовано, например, в приводах и транспортерах рабочих органов сельскохозяйственных машин и орудий, а также для открытых цепных приводов в других отраслях хозяйствования.The invention relates to general mechanical engineering for the design of drive and conveyor plate chains and can be used, for example, in drives and conveyors of the working bodies of agricultural machines and implements, as well as for open chain drives in other industries.

Известны приводные пластинчатые роликовые и втулочные цепи по ГОСТ 13568-97, принятые за прототип.Known drive plate roller and sleeve chains according to GOST 13568-97, adopted as a prototype.

Однако известные конструкции пластинчатых цепей не могут быть эффективно использованы для применения в цепных и транспортерных приводах, например, сельскохозяйственных машин и орудий и особенно для работы в закрытых помещениях, так как обладают рядом недостатков.However, the known design of plate chains cannot be effectively used for use in chain and conveyor drives, for example, agricultural machinery and implements, and especially for working indoors, as they have a number of disadvantages.

Недостатком известных приводных пластинчатых цепей сельскохозяйственного назначения является их весьма низкая долговечность.A disadvantage of the known drive plate chains for agricultural purposes is their very low durability.

Ролики, не обязательные в передаче усилий, усложняют конструкцию, значительно уменьшают полезное сечение шарнира, окружную толщину зубьев и хордальную их высоту, что существенно снижает предельное удлинение шага цепи. Они увеличивают вес цепи и при работе ее на звездочках создают значительную силу удара с поверхностями зубьев, вызывая высокую шумность и их повышенный износ.The rollers, which are not obligatory in the transfer of forces, complicate the design, significantly reduce the useful hinge section, the circumferential thickness of the teeth and their chordal height, which significantly reduces the ultimate chain pitch elongation. They increase the weight of the chain and when it is operated on sprockets, they create significant impact force with the surfaces of the teeth, causing high noise and increased wear.

Для прототипа характерно неодинаковое изменение шага внутренних и наружных звеньев от износа деталей шарниров. Этим ухудшается кинематика передачи, соседние шарниры изнашиваются на разную величину и преждевременно достигают предельного расположения на зубьях.The prototype is characterized by an uneven change in the pitch of the internal and external links from wear of the hinge parts. This worsens the kinematics of the transmission, adjacent joints wear out at different sizes and prematurely reach the ultimate position on the teeth.

Втулки прототипа изнашиваются односторонне, что вследствие неизбежной их тонкостенности, ограниченной из-за наличия роликов предельно возможными габаритами шарниров, также не позволяет увеличить предельное удлинение шага цепи, резко снижая ее долговечность.The prototype bushings wear out one-sidedly, which due to their inevitable thin-walledness, limited due to the presence of rollers to the maximum possible dimensions of the hinges, also does not allow to increase the ultimate lengthening of the chain pitch, sharply reducing its durability.

Кроме того, длина опорной поверхности шарниров существенно меньше ширины цепи, что также снижает коэффициент полезного использования металла, несущую способность цепи и потенциальную ее долговечность.In addition, the length of the bearing surface of the hinges is significantly less than the width of the chain, which also reduces the efficiency of the metal, the bearing capacity of the chain and its potential durability.

Детали шарниров прототипа соединяются с пластинами по посадкам с натягом. При этом требуется сравнительно высокая точность исполнения размеров их поверхностей, что увеличивает затраты на изготовление и затрудняет сборку.The hinge parts of the prototype are connected to the plates by interference fit. This requires a relatively high accuracy in the execution of the dimensions of their surfaces, which increases the cost of manufacture and makes assembly difficult.

Цель изобретения - увеличить долговечность цепей в открытых передачах, например, мобильных и стационарных сельскохозяйственных машин и оборудования, упростить технологию их изготовления и значительно уменьшить шумность передач.The purpose of the invention is to increase the durability of the chains in open transmissions, for example, mobile and stationary agricultural machinery and equipment, to simplify their manufacturing technology and significantly reduce the noise of the gears.

Для достижения этой цели каждый шарнир содержит по два независимых вкладыша, по внутренней поверхности имеющих форму полукруглых желобов, каждый из которых по внешней поверхности, на участке между внутренними пластинами, выполнен в виде двух преимущественно симметричных плоских или выпуклых граней.To achieve this, each hinge contains two independent inserts on the inner surface of the shape of a semicircular grooves, each of which on the outer surface, in the area between the inner plates, is made in the form of two mostly symmetrical flat or convex faces.

Вкладыши имеют практически одинаковую форму, опираются прорезями, выполненными на их внешних поверхностях, на лыски отверстий пластин, чем обеспечивается их фиксация в соответствующих пластинах.The liners have almost the same shape, are supported by slots made on their outer surfaces, on the flats of the holes of the plates, which ensures their fixation in the respective plates.

Для обеспечения максимально возможного угла перегиба цепей данного типа поперечные размеры вкладышей ограничены продольными торцевыми поверхностями. Все точки этих поверхностей расположены внутри или на сторонах угла, биссектрисой которого служит линия, пересекающая оси шарниров, относящихся к каждому звену, а величина определяется выражением β≤180°(1-2/z_min), где z_min - минимальное число зубьев звездочки, рекомендуемое для цепных приводов данного типа, например, по ГОСТ 591-69. При этом вершина этого угла отстоит от оси внутренней поверхности соответствующего вкладыша по направлению к его телу на величину S, определяемую планируемым предельным суммарным износом поверхностей вкладыша и валика. Этим обеспечивается заданный угол перегиба цепи в процессе износа деталей ее шарниров.To ensure the maximum possible angle of inflection of chains of this type, the transverse dimensions of the liners are limited by the longitudinal end surfaces. All points of these surfaces are located inside or on the sides of the angle, the bisector of which is the line intersecting the axis of the hinges related to each link, and the value is determined by the expression β≤180 ° (1-2 / z _min ), where z _min is the minimum number of teeth of the sprocket recommended for chain drives of this type, for example, according to GOST 591-69. Moreover, the vertex of this angle is spaced from the axis of the inner surface of the corresponding liner towards its body by S, determined by the planned ultimate total wear of the surfaces of the liner and roller. This ensures a predetermined angle of inflection of the chain in the process of wear of parts of its hinges.

Вкладыши, установленные во внутренних и наружных пластинах, проходят за внешние поверхности наружных пластин и фиксируются свободно размещенными между ними валиками. Этим достигается увеличение более чем на 50% контактной поверхности шарниров в сравнении с прототипом при тех же внешних габаритах и поочередная работа вкладышей при перегибах и разгибах цепи.The liners installed in the inner and outer plates extend beyond the outer surfaces of the outer plates and are fixed by the rollers freely placed between them. This achieves an increase of more than 50% in the contact surface of the hinges in comparison with the prototype with the same external dimensions and the alternate operation of the inserts during bends and bends of the chain.

Вкладыши образуют двойные шарниры, чем обеспечивается возможность минимум двойного увеличения предельного шага цепи от износа в сравнении с односторонним износом тонкостенных втулок прототипа. Кроме того, тело вкладышей значительно толще тела втулок прототипа, что открывает дополнительные возможности по использованию хордальной высоты зубьев звездочек и увеличению предельно допустимых износов деталей шарниров.The liners form double hinges, which ensures the possibility of a minimum of a double increase in the maximum chain pitch from wear in comparison with the one-sided wear of thin-walled prototype bushings. In addition, the body of the liners is much thicker than the body of the plugs of the prototype, which opens up additional possibilities for using the chordal height of the teeth of the sprockets and increase the maximum allowable wear of the parts of the hinges.

Отверстия наружных и внутренних пластин имеют преимущественно одинаковые номинальные форму и размеры и снабжены лысками, препятствующими проворачиванию соответствующих вкладышей относительно поверхностей этих отверстий при работе цепи на звездочках.The holes of the outer and inner plates have mainly the same nominal shape and size and are equipped with flats that prevent the corresponding inserts from turning relative to the surfaces of these holes when the chain operates on sprockets.

Предлагаемая конструкция обеспечивает одинаковое удлинение шага внутренних и наружных звеньев, примерно на 17%, повышая предельно допустимое увеличение шага от износа деталей шарниров. Это также способствует максимальному использованию хордальной высоты зубьев и улучшает кинематику передачи.The proposed design provides the same lengthening of the pitch of the internal and external links by about 17%, increasing the maximum allowable increase in the pitch from wear of the hinge parts. It also helps maximize the use of chordal tooth heights and improves transmission kinematics.

Вкладыши каждого шарнира предлагаемой цепи контактируют с зубьями ведущей и ведомой звездочек поочередно при отсутствии при этом вращательного их движения относительно поверхностей зубьев во время перегибов цепи. Этим обеспечивается минимальный итоговый износ зубьев и наружных поверхностей вкладышей, не превышающий этот показатель у прототипа. При этом поверхности вкладышей в зоне контакта с зубьями, после некоторой приработки, переходят от контакта с рабочими поверхностями зубьев по линии, как это имеет место у роликов прототипа, к контакту по некоторой площадке, чем значительно уменьшается давление на зубья.The liners of each hinge of the proposed chain are in contact with the teeth of the driving and driven sprockets, alternately in the absence of their rotational movement relative to the surfaces of the teeth during chain bends. This ensures the minimum total wear of the teeth and the outer surfaces of the liners, not exceeding this figure for the prototype. In this case, the surfaces of the liners in the zone of contact with the teeth, after some running in, go from contact with the working surfaces of the teeth along the line, as is the case with the prototype rollers, to contact along a certain area, which significantly reduces the pressure on the teeth.

Образование площадки на вкладышах приближает пластинчатую цепь по характеру работы к зубчатой цепи, так как вкладыши при этом входят в зацепление с зубьями и выходят из него по касательной линии с минимальным ударом, что обеспечивает малую шумность передачи.The formation of a pad on the inserts brings the chain chain closer in nature to the gear chain, since the inserts mesh with the teeth and come out of it along a tangent line with minimal impact, which ensures low transmission noise.

Уменьшенное с пяти до практически трех количество типоразмеров деталей в сравнении с прототипом, при одновременном уменьшении сложности их конструкции, в том числе за счет упразднения посадок с натягом, способствует упрощению технологического процесса изготовления цепи и значительной экономии энергозатрат на ее изготовление.A reduced from five to almost three number of standard sizes of parts in comparison with the prototype, while reducing the complexity of their design, including by eliminating interference fit, simplifies the process of manufacturing a chain and significantly saves energy costs for its manufacture.

На фиг.1 показан отрезок предлагаемой цепи в двух проекциях.Figure 1 shows a segment of the proposed chain in two projections.

Предлагаемая пластинчатая цепь состоит из преимущественно одинаковых наружных и внутренних пластин 1, практически одинаковых вкладышей 2 и 3 и свободно установленных между ними валиков 4. Концы валиков расклепаны или раскатаны, но с таким расчетом, чтобы была обеспечена свобода их перемещения и в осевом направлении. Отверстия 7 внутренних и наружных пластин имеют одинаковые номинальные форму и размеры и снабжены лысками 6, обеспечивающими относительную неподвижность вкладышей в звеньях.The proposed lamellar chain consists mainly of the same outer and inner plates 1, almost the same liners 2 and 3, and the rollers 4 freely mounted between them. The ends of the rollers are riveted or rolled, but in such a way that their freedom of movement in the axial direction is ensured. The holes 7 of the inner and outer plates have the same nominal shape and size and are equipped with flats 6, providing relative immobility of the liners in the links.

На фиг.2 и 3 показаны конструкции вкладышей соответственно для наружных и внутренних пластин, на внешних поверхностях которых выполнены прорези 5, входящие в соединение с лысками 6 (фиг.1) отверстий звеньев.Figure 2 and 3 shows the design of the liners, respectively, for the outer and inner plates, on the outer surfaces of which are made slots 5 that are connected to the flanges 6 (figure 1) of the holes of the links.

На фиг.4 показано расположение продольных торцевых поверхностей вкладышей относительно оси внутренней их поверхности.Figure 4 shows the location of the longitudinal end surfaces of the liners relative to the axis of their inner surface.

На фиг.5 показаны возможные различные формы исполнения граней внешних поверхностей вкладышей в промежутке между внутренними пластинами, предназначенных для непосредственного контакта с зубьями звездочек.Figure 5 shows the possible various forms of execution of the faces of the outer surfaces of the liners in the gap between the inner plates, intended for direct contact with the teeth of the sprockets.

Claims

1. The chain chain, consisting of plates, rollers and grooved liners installed without the possibility of rotation respectively in the holes of the inner and outer plates, characterized in that the middle part of the outer surface of each liner located between the inner plates is open for contact with the teeth of the sprockets installed both inside the chain contour and outside, and is made on this site in the form of at least two, independent when working with asterisks, mostly symmetrical faces, but they have a planar or convex shape, including the possibility of forming a single surface, for example, along an arc of a circle, while the end faces of the ends of both inserts extend beyond the outer surfaces of the outer plates, and the position of the inserts in the hinge is fixed by a roller freely mounted in axial and radial directions between their inner surfaces.

2. The plate chain according to claim 1, characterized in that the angle limiting the arc of contact of the inner surface of each liner with the roller and the location of the longitudinal end surfaces of the liner, the bisector of which is a line intersecting the axis of the hinges associated with each link, is determined by the expression β≤ 180 ° (1-2 / z _min ), where z _min is the minimum number of sprocket teeth recommended for all chain drives of this type, and its top is spaced from the center of curvature of the inner surface of each liner towards its body the value of the planned maximum total wear of the surfaces of the liner and roller.