链式输送机输送带张紧轮合理直径的确定

　　0　引　言

　　链传动不仅作为动力传动广泛应用于机械传动领域,而且作为输送用被广泛应用于输送机械中,如普通输送机用短节距、长节距输送链,平项式输送链,悬挂输送链,埋刮板输送链等。文中主要是针对工程上应用较多的开式铰链的不同节距的板式链条的张紧轮直径的合理确定问题开展研究。目的在于提高该输送链条的工作可靠性和寿命,为广大链式输送机设计及使用部门提供一些理论指导。

　　1　理论分析

　　对于一种节距Pu=常数的链条来讲,链式输送带的驱动轮和张紧轮的分度圆直径可由下面式子确定[1]:

　　这里,Z为驱动链轮的齿数,dw为铰链直径。

　　包围链轮及张紧轮的弧长上计有Z/2个链节。在Z为偶数时计有整数个链节,Z为奇数时计有整数个链节加上半个链节。但是在整个围绕的弧长链轮加上张紧轮(2π)为整数个链节。因此,在曲线段上链条长度是恒定的,这种情况下,在链条和链轮的相互作用中张紧轮上的动力载荷取决于交变的半径。运动中的链节的铰链的线速度由(1)式确定:

　　这里,φ1为链轮上的链节所对应的中心角;φ为链轮转角。

　　作为链式输送带的张紧机构,采用了不同节距的链条,使得链条输送带的动力载荷很大,由于在现存的张紧轮直径的选择方法中,在围链节及张紧轮的弧长上计有交变的奇偶数对链节,依照文献[2],驱动轮分度圆直径dg、张紧轮直径dp可表示为:

　　这里,dg=Pcp/sin(2π/Z),Pcp为链条平均节距,dt为开式铰链的圆柱直径,P1和Pt为外链节及内链节的节距。

　　张紧的链条同驱动链轮和张紧链轮的啮合过程的动力学及静力学分析表明,在改变链节环长度时在链条中会产生附加的动载荷。在驱动链轮(例如:齿数Z=13及平均节距为Pcp=125mm)的弧长具有一对不同节距链条的链节,还有一个节距为P1和P2的链节。第二个链节完全没有啮合,剩余角δ1.2是变化的:

　　类似的情况在张紧轮上也可以观察到,为了降低附加动载荷,可以依照驱动链轮的齿数,使链条长度补足成偶数对或奇数对不同节距链条的链节,包括节距为Pcp=0.5(P1+P2)的过渡链节。但是,把过渡链节计入链条环中,补足链条环成偶数对或奇数对不同节距的链条可以降低变化角δ1.2的值,也就是减小了链条环长度方向的振荡。在输送带长度不大时,过渡链节的计入比较有效。

　　正如所研究的那样,如果使驱动链轮的分度圆直径和张紧轮的直径相匹配,依靠不同节距的链条,可以非常有效地减小由于链条环长度方向的振荡而产生的附加动载荷。在这种情况下,链条环长度方向最小变化将为整数对不同节距的链节(图1)。