電纜拖鏈傳動運動分析：

  電纜支承拖鏈是一種特種鏈條, 用以支承生產機械中的電纜、油、氣、水等撓性管道, 實現可動的導向。運動特性是設計電纜支承拖鏈傳動的重要理論基礎。本文機械運動簡圖建立運動方程, 并對正確選用主要設計參數以降低傳動的不均勻系數作了定量的分析研究, 結果表明其效果非常顯著。

引言

    電纜支承拖鏈(簡稱坦克鏈) 是一種特種鏈條, 用以支承生產機械中的電纜、油、氣、水等撓性管道, 實現可動的導向。由于安全可靠獲得廣泛應用, 發展前景廣闊。在國外, 拖鏈的產品系列較多, 并不斷推出新產品。國內已有個別廠商設計試制這類產品。經作者檢索文獻資料表明, 到目前為止, 尚未公開發表拖鏈傳動的運動分析。為開發該產品, 使之立足于國內, 并擴大其應用范圍, 本文試圖揭示其運動機理, 提供設計依據。

1　拖鏈傳動的運動方程

 電纜拖鏈傳動運動分析

   拖鏈在生產機械中的安置如圖1 所示, 鏈條的主要運動尺寸參數是鏈節距P。由圖1 可以看出, 鏈條的彎曲部分形成一不封閉的多邊形, 在導向運動時可看作是該多邊形沿一固定直線作純滾動。

    圖1　拖鏈安裝示意圖

    圖2 可以看作是拖鏈在導向運動中的機構運動簡圖?，F定義: 多邊形繞絞接點A 從水平位置開始轉動, 經歷一個鏈節P 所對應的中心角A時, 機構就完成一個“運動循環”, 順序繞絞接點A j ( j= 1, 2, ?, n) 轉動完成整個導向運動( j 為運動循環的順序號)。

    圖2　拖鏈傳動機構運動簡圖

    首先, 建立直角坐標系A X Y。當滑塊沿導向t2t 以速度V C 作勻速直線運動, 則
    (X C - X B ) 2 + (Y C - YB ) 2 = l22

2　拖鏈傳動的運動特性
    考慮到拖鏈的實際工作情況, 常用于傳遞中、低速的運動, 故在此僅考慮速度的特性變化。式(6) 表明, X2 的波動與X1 的波動成正比,因此建議采用角速度X1 的不均勻系數K X 來表示。不均勻系數K X 是指X1max與X1m in之差值和名義角速度X1m 的比值。

    圖3 示出了4 種不同型號的拖鏈傳動的不均勻系數K X 隨運動循環順序號j 的變化曲線。4 根曲線反映出共同的特性: (1) 醉大不均勻系數都出現在個運動循環; (2) 隨著運動的循環順序號j 的增加, 不均勻系數的變化越來越平緩。圖4 繪出了不均勻系數K X 隨A變化的曲線。曲線呈鋸齒形, 具有谷底與峰頂, 表明了不同型號纜鏈傳動的不均勻系數值, 對合理選用A值以降低速度的波動具有指導意義。

    圖3　運動循環順序j 對不均勻系數K X 的影響

    圖4　中心角A對不均勻系數K X 的影響( j= 1)

    理論上可以取$H = 0, 對K X 影響小。但考慮工作一段時間后鉸接銷軸與軸孔會磨損而形成間隙, 移動段將產生下垂量, 在“退”的導向運動中會傳鏈拱起而造成傳動的失效。為使傳動安全可靠, 設圖4　中心角A對不均勻系數K X 的影響( j= 1)計時應保持適量的$H (如何正確選用$H 尚待進一步探討)。

3　實例

    例1　原設計參數P = 70 mm , R = 75 mm , 改進設計參數P = 70 mm , R = 80 mm , 試比較兩者的不均勻系數值。

    原設計: A= 2arcsin ( P2R) = 55. 64°, 由式(10-15 ) 計算, 當j = 2 時, K X= 9. 6%; j = 7 時, K X=518%。改進設計: A= 2arcsin ( P2R) , 同樣計算可得, j= 2 時, K X= 4. 0%; j= 7 時, K X= 3. 1%。改進設計后, j= 2, j= 7 的不均勻系數分別為原設計的41. 6% 和77. 5%。

    由此可見, A, j 是影響纜鏈傳動不均勻系數至關重要的參數, 特別是正確選用A值對降低傳動的不均勻系數的效果是非常顯著的。

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