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沧州机床附件有限公司

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电缆支承拖链传动运动分析

人气:发表时间:2018-08-24
    电缆支承拖链是一种特种链条, 用以支承生产机械中的电缆、油、气、水等挠性管道, 实现可动的导向。运动特性是设计电缆支承拖链传动的重要理论基础。本文籍机械运动简图建立运动方程, 并对正确选用主要设计参数以降低传动的不均匀系数作了定量的分析研究, 结果表明其效果非常显著。
引言
    电缆支承拖链(简称缆链) 是一种特种链条, 用以支承生产机械中的电缆、油、气、水等挠性管道, 实现可动的导向。由于安全可靠获得广泛应用, 发展前景广阔。在国外, 缆链的产品系列较多, 并不断推出新产品。国内已有个别厂商设计试制这类产品。经作者检索文献资料表明, 到目前为止, 尚未公开发表缆链传动的运动分析。为开发该产品, 使之立足于国内, 并扩大其应用范围, 本文试图揭示其运动机理, 提供设计依据。
1 缆链传动的运动方程
    缆链在生产机械中的安置如图1 所示, 链条的主要运动尺寸参数是链节距P。由图1 可以看出, 链条的弯曲部分形成一不封闭的多边形, 在导向运动时可看作是该多边形沿一固定直线作纯滚动。
图1 缆链安置示意图
    图1 缆链安置示意图
    图2 可以看作是缆链在导向运动中的机构运动简图。现定义: 多边形绕绞接点A 从水平位置开始转动, 经历一个链节P 所对应的中心角A时, 机构就完成一个“运动循环”, 顺序绕绞接点A j ( j= 1, 2, ⋯, n) 转动完成整个导向运动( j 为运动循环的顺序号)。
图2 缆链传动机构运动简图
    图2 缆链传动机构运动简图
    首先, 建立直角坐标系A X Y。当滑块沿导向t2t 以速度V C 作匀速直线运动, 则
    (X C - X B ) 2 + (Y C - YB ) 2 = l22

2 缆链传动的运动特性
    考虑到缆链的实际工作情况, 常用于传递中、低速的运动, 故在此仅考虑速度的特性变化。式(6) 表明, X2 的波动与X1 的波动成正比,因此建议采用角速度X1 的不均匀系数K X 来表示。不均匀系数K X 是指X1max与X1m in之差值和名义角速度X1m 的比值。
    图3 示出了4 种不同型号的缆链传动的不均匀系数K X 随运动循环顺序号j 的变化曲线。4 根曲线反映出共同的特性: (1) 最大不均匀系数都出现在第一个运动循环; (2) 随着运动的循环顺序号j 的增加, 不均匀系数的变化越来越平缓。图4 绘出了不均匀系数K X 随A变化的曲线。曲线呈锯齿形, 具有谷底与峰顶, 表明了不同型号缆链传动的不均匀系数值, 对合理选用A值以降低速度的波动具有指导意义。
图3 运动循环顺序j 对不均匀系数K X 的影响
    图3 运动循环顺序j 对不均匀系数K X 的影响
图4 中心角A对不均匀系数KX的影响( j= 1)
    图4 中心角A对不均匀系数K X 的影响( j= 1)
    理论上可以取$H = 0, 对K X 影响最小。但考虑工作一段时间后铰接销轴与轴孔会磨损而形成间隙, 移动段将产生下垂量, 在“退”的导向运动中会传链拱起而造成传动的失效。为使传动安全可靠, 设图4 中心角A对不均匀系数K X 的影响( j= 1)计时应保持适量的$H (如何正确选用$H 尚待进一步探讨)。
3 实例
    例1 原设计参数P = 70 mm , R = 75 mm , 改进设计参数P = 70 mm , R = 80 mm , 试比较两者的不均匀系数值。
    原设计: A= 2arcsin ( P2R) = 55. 64°, 由式(10-15 ) 计算, 当j = 2 时, K X= 9. 6%; j = 7 时, K X=518%。改进设计: A= 2arcsin ( P2R) , 同样计算可得, j= 2 时, K X= 4. 0%; j= 7 时, K X= 3. 1%。改进设计后, j= 2, j= 7 的不均匀系数分别为原设计的41. 6% 和77. 5%。
    由此可见, A, j 是影响缆链传动不均匀系数至关重要的参数, 特别是正确选用A值对降低传动的不均匀系数的效果是非常显著的。


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