六輥燙平機(jī)鏈傳動(dòng)的可靠性計(jì)算

閔杭臨，楊愛(ài)桂

（泰州海鋒機(jī)械制造有限公司，江蘇泰州 2253002）

【自然科學(xué)研究與應(yīng)用】

六輥燙平機(jī)鏈傳動(dòng)的可靠性計(jì)算

閔杭臨，楊愛(ài)桂

（泰州海鋒機(jī)械制造有限公司，江蘇泰州 2253002）

為了保證六輥燙平機(jī)鏈的傳動(dòng)質(zhì)量，減少和避免質(zhì)量事故發(fā)生，根據(jù)可靠性設(shè)計(jì)理論，結(jié)合套筒滾子鏈傳動(dòng)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和方法，給出鏈傳動(dòng)可靠度計(jì)算公式；每?jī)蓚€(gè)輥之間傳遞動(dòng)力的鏈輪齒數(shù)相差兩個(gè)齒，相應(yīng)的主動(dòng)輥轉(zhuǎn)速比從動(dòng)輥轉(zhuǎn)速略快，這樣織物在熨燙時(shí)處于拉緊狀態(tài)，能有效避免織物堆積、起褶，提高了熨燙質(zhì)量。

六輥燙平機(jī)；鏈傳動(dòng)；可靠性計(jì)算

目前六輥燙平機(jī)的傳動(dòng)裝置采用鏈傳動(dòng)或同步帶傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)是具有中間撓性件的嚙合傳動(dòng)，無(wú)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，因此能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比；張緊力小，作用在軸上的壓力較??；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工成本低，易于維護(hù)，能在高溫、多塵、油污等惡劣的環(huán)境中工作。其缺點(diǎn)是傳動(dòng)平穩(wěn)性差，易產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊和噪音，而且磨損后還會(huì)發(fā)生跳齒和脫鏈現(xiàn)象[1]。六輥燙平機(jī)是連續(xù)工作的機(jī)械，一旦鏈傳動(dòng)失效，就會(huì)造成嚴(yán)重的質(zhì)量事故。根據(jù)六輥燙平機(jī)的工作要求，我們認(rèn)為有必要運(yùn)用可靠性設(shè)計(jì)理論計(jì)算鏈傳動(dòng)的可靠度。

一、結(jié)構(gòu)組成和工作原理

六輥燙平機(jī)的傳動(dòng)裝置如圖1所示，六個(gè)輥軸平行設(shè)置，輥軸與箱體內(nèi)輥筒相連。電動(dòng)機(jī)1與減速機(jī)2相連，減速機(jī)2與第一輥軸8相連，第一輥軸8上設(shè)有第一鏈輪3，第二輥軸9設(shè)有第二鏈輪4，第一鏈輪3和第二鏈輪4之間形成一級(jí)鏈傳動(dòng)；第二輥軸9設(shè)有第三鏈輪5，第三輥軸10設(shè)有第四鏈輪6，第三鏈輪5和第四鏈輪6之間形成第二級(jí)鏈傳動(dòng)；第三輥軸上還設(shè)有第五鏈輪7，以此類推。

圖1 六輥燙平機(jī)鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖

為了使織物在熨燙時(shí)處于拉緊狀態(tài)，能有效避免織物產(chǎn)生堆積、起褶的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)，每?jī)蓚€(gè)輥之間傳遞動(dòng)力的鏈輪齒數(shù)不同，相應(yīng)的主動(dòng)輥轉(zhuǎn)速比從動(dòng)輥轉(zhuǎn)速略快，設(shè)第一鏈輪3的齒數(shù)為N，第二鏈輪4的齒數(shù)則為N-2，同樣，設(shè)第三鏈輪5的齒數(shù)為N，第四鏈輪6的齒數(shù)則為N-2，以此類推。

二、鏈傳動(dòng)可靠性計(jì)算

當(dāng)單列鏈能傳遞的極限功率和實(shí)際傳遞功率均為正態(tài)分布時(shí)，根據(jù)干涉模型和可靠度公式，可通過(guò)以下導(dǎo)出的聯(lián)接方程求得可靠度系數(shù)UR，然后使用標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表求出可靠度[2]。

式中，KA為工作情況系數(shù)，P為鏈傳動(dòng)輸入功率，KM為多排鏈系數(shù)，對(duì)于單排鏈KM=1。其實(shí)際傳遞功率的均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)分別為：

式中工作情況系數(shù)的變異系數(shù)和鏈排數(shù)變異系數(shù)各為：

對(duì)于單排鏈CKm=0。而輸入功率變異系數(shù)：

其中，△P為輸入功率P的偏差值。

單列鏈極限傳遞功率計(jì)算公式：

式中，P0為單列鏈最大許用功率；KZ為小鏈輪齒數(shù)系數(shù)；KL為鏈長(zhǎng)系數(shù)。其極限傳遞功率的均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)分別為：

式中：Z1為小鏈輪齒數(shù)；n1為小鏈輪轉(zhuǎn)速；p為鏈條節(jié)距。其均值、標(biāo)準(zhǔn)差分別為：

變異系數(shù)CP0可按經(jīng)驗(yàn)確定，一般取CP0=0.08[3]。

小鏈輪齒數(shù)系數(shù)KZ的均值和變異系數(shù)可按下式計(jì)算：

求解上述分布參數(shù)之后，就可代入式（1）計(jì)算可靠度系數(shù)UR，確定可靠度；但當(dāng)變異系數(shù)CP和C

1P都接近或大于0.1時(shí)，為安全起見(jiàn)，也可按安全系lim數(shù)服從正態(tài)分布模型計(jì)算。安全系數(shù)的均值和變異系數(shù)為：

可靠性方程為：

三、實(shí)例計(jì)算

六輥燙平機(jī)選用電機(jī)功率P=4kw，經(jīng)減速機(jī)減速后，驅(qū)動(dòng)燙平機(jī)第一輥的轉(zhuǎn)速為：n1=13.9r/ min，連續(xù)工作不超過(guò)10h，經(jīng)初步設(shè)計(jì)得：采用16A-1×170 GB1243－1997鏈,鏈條節(jié)距p= 25.4mm，鏈節(jié)數(shù)LP= 170；第一鏈輪齒數(shù)Z1=87，第二鏈輪齒數(shù)Z1=89,中心距a=1041mm，根據(jù)有關(guān)圖表，取工作情況系數(shù)KA=1.2，減速機(jī)效率系數(shù)η= 0.95，輸入功率偏差值△P=0.4kw，試計(jì)算此燙平機(jī)的第一級(jí)鏈傳動(dòng)可靠度。

根據(jù)已知數(shù)據(jù)，帶入上述相關(guān)公式計(jì)算，得到如下計(jì)算結(jié)果：

根據(jù)UR=2.48，查正態(tài)分布表得可靠度R= 0.99。對(duì)于鏈傳動(dòng)，其可靠度大于0.98就能滿足使用要求。

四、結(jié)束語(yǔ)

可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。通過(guò)對(duì)鏈傳動(dòng)進(jìn)行可靠性計(jì)算可以預(yù)報(bào)其在正常工作條件下和在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率，為正確使用和維護(hù)、降低故障率提供依據(jù)。設(shè)計(jì)中每?jī)蓚€(gè)輥之間傳遞動(dòng)力的鏈輪齒數(shù)相差兩個(gè)齒，相應(yīng)的主動(dòng)輥轉(zhuǎn)速比從動(dòng)輥轉(zhuǎn)速略快，這樣織物在熨燙時(shí)處于拉緊狀態(tài)，能有效避免織物產(chǎn)生堆積、起褶的現(xiàn)象，使得熨燙出的織物非常平展。

[1]李立.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：科學(xué)出版社，2011：198-210.

[2]郝靜如.機(jī)械可靠性工程[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2008：40-48.

[3]王啟.套筒滾子鏈傳動(dòng)的可靠性設(shè)計(jì)[J].北京服裝學(xué)院學(xué)報(bào),1997（1）:69-71.

（編輯：林鋼）

Reliability Calculation of Chain Drive of Six Roller Ironing Machine

MIN Hang-linYANG Ai-gui
（Taizhou Haifeng Machinery Manufacturing Co.,Ltd.Taizhou,225300,China）

According to the theory of reliability design,and by referring to the traditional design principles and methods of sleeve roller chain drive,this paper presents a formula for calculating the reliability of the chain drive in order to ensure the quality of the chain transmission in six roller ironing machine and reduce or avoid quality accidents.A two-tooth difference exists in the sprocket teeth transmitting power between every two rollers,and correspondingly the speed of driving rollers is slightly faster than that of driven ones.Consequently, fabric is in a state of tension when ironed,which can effectively avoid fabric accumulation and creases,thus the quality of the ironing being improved.

six roller ironing machine;chain drive;reliability calculating

TH 132.45

A

1671-4806（2014）06-0101-03

2014-10-18

江蘇省泰州市工業(yè)支撐項(xiàng)目（TG201316）

閔杭臨（1960—），男，江蘇泰州人，工程師，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)與制造；楊愛(ài)桂（1965—），男，江蘇泰州人，工程師，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)與制造。