六辊烫平机链传动的可靠性计算

闵杭临，杨爱桂

（泰州海锋机械制造有限公司，江苏泰州 2253002）

【自然科学研究与应用】

六辊烫平机链传动的可靠性计算

闵杭临，杨爱桂

（泰州海锋机械制造有限公司，江苏泰州 2253002）

为了保证六辊烫平机链的传动质量，减少和避免质量事故发生，根据可靠性设计理论，结合套筒滚子链传动的传统设计准则和方法，给出链传动可靠度计算公式；每两个辊之间传递动力的链轮齿数相差两个齿，相应的主动辊转速比从动辊转速略快，这样织物在熨烫时处于拉紧状态，能有效避免织物堆积、起褶，提高了熨烫质量。

六辊烫平机；链传动；可靠性计算

目前六辊烫平机的传动装置采用链传动或同步带传动。链传动是具有中间挠性件的啮合传动，无弹性滑动和打滑现象，因此能保持准确的平均传动比；张紧力小，作用在轴上的压力较小；结构简单，加工成本低，易于维护，能在高温、多尘、油污等恶劣的环境中工作。其缺点是传动平稳性差，易产生振动、冲击和噪音，而且磨损后还会发生跳齿和脱链现象[1]。六辊烫平机是连续工作的机械，一旦链传动失效，就会造成严重的质量事故。根据六辊烫平机的工作要求，我们认为有必要运用可靠性设计理论计算链传动的可靠度。

一、结构组成和工作原理

六辊烫平机的传动装置如图1所示，六个辊轴平行设置，辊轴与箱体内辊筒相连。电动机1与减速机2相连，减速机2与第一辊轴8相连，第一辊轴8上设有第一链轮3，第二辊轴9设有第二链轮4，第一链轮3和第二链轮4之间形成一级链传动；第二辊轴9设有第三链轮5，第三辊轴10设有第四链轮6，第三链轮5和第四链轮6之间形成第二级链传动；第三辊轴上还设有第五链轮7，以此类推。

图1 六辊烫平机链传动结构图

为了使织物在熨烫时处于拉紧状态，能有效避免织物产生堆积、起褶的现象，设计时，每两个辊之间传递动力的链轮齿数不同，相应的主动辊转速比从动辊转速略快，设第一链轮3的齿数为N，第二链轮4的齿数则为N-2，同样，设第三链轮5的齿数为N，第四链轮6的齿数则为N-2，以此类推。

二、链传动可靠性计算

当单列链能传递的极限功率和实际传递功率均为正态分布时，根据干涉模型和可靠度公式，可通过以下导出的联接方程求得可靠度系数UR，然后使用标准正态分布表求出可靠度[2]。

式中，KA为工作情况系数，P为链传动输入功率，KM为多排链系数，对于单排链KM=1。其实际传递功率的均值、标准差和变异系数分别为：

式中工作情况系数的变异系数和链排数变异系数各为：

对于单排链CKm=0。而输入功率变异系数：

其中，△P为输入功率P的偏差值。

单列链极限传递功率计算公式：

式中，P0为单列链最大许用功率；KZ为小链轮齿数系数；KL为链长系数。其极限传递功率的均值、标准差和变异系数分别为：

式中：Z1为小链轮齿数；n1为小链轮转速；p为链条节距。其均值、标准差分别为：

变异系数CP0可按经验确定，一般取CP0=0.08[3]。

小链轮齿数系数KZ的均值和变异系数可按下式计算：

求解上述分布参数之后，就可代入式（1）计算可靠度系数UR，确定可靠度；但当变异系数CP和C

1P都接近或大于0.1时，为安全起见，也可按安全系lim数服从正态分布模型计算。安全系数的均值和变异系数为：

可靠性方程为：

三、实例计算

六辊烫平机选用电机功率P=4kw，经减速机减速后，驱动烫平机第一辊的转速为：n1=13.9r/ min，连续工作不超过10h，经初步设计得：采用16A-1×170 GB1243－1997链,链条节距p= 25.4mm，链节数LP= 170；第一链轮齿数Z1=87，第二链轮齿数Z1=89,中心距a=1041mm，根据有关图表，取工作情况系数KA=1.2，减速机效率系数η= 0.95，输入功率偏差值△P=0.4kw，试计算此烫平机的第一级链传动可靠度。

根据已知数据，带入上述相关公式计算，得到如下计算结果：

根据UR=2.48，查正态分布表得可靠度R= 0.99。对于链传动，其可靠度大于0.98就能满足使用要求。

四、结束语

可靠性是指产品在规定的条件下和在规定时间内完成规定功能的能力。通过对链传动进行可靠性计算可以预报其在正常工作条件下和在规定时间内完成规定功能的概率，为正确使用和维护、降低故障率提供依据。设计中每两个辊之间传递动力的链轮齿数相差两个齿，相应的主动辊转速比从动辊转速略快，这样织物在熨烫时处于拉紧状态，能有效避免织物产生堆积、起褶的现象，使得熨烫出的织物非常平展。

[1]李立.机械设计基础[M].北京：科学出版社，2011：198-210.

[2]郝静如.机械可靠性工程[M].北京：国防工业出版社，2008：40-48.

[3]王启.套筒滚子链传动的可靠性设计[J].北京服装学院学报,1997（1）:69-71.

（编辑：林钢）

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

江苏省泰州市工业支撑项目（TG201316）

闵杭临（1960—），男，江苏泰州人，工程师，研究方向为机械设计与制造；杨爱桂（1965—），男，江苏泰州人，工程师，研究方向为机械设计与制造。