閔杭臨，楊愛桂

（泰州海鋒機械制造有限公司，江蘇泰州 2253002）

【自然科學研究與應用】

六輥燙平機鏈傳動的可靠性計算

閔杭臨，楊愛桂

（泰州海鋒機械制造有限公司，江蘇泰州 2253002）

為了保證六輥燙平機鏈的傳動質量，減少和避免質量事故發(fā)生，根據可靠性設計理論，結合套筒滾子鏈傳動的傳統設計準則和方法，給出鏈傳動可靠度計算公式；每兩個輥之間傳遞動力的鏈輪齒數相差兩個齒，相應的主動輥轉速比從動輥轉速略快，這樣織物在熨燙時處于拉緊狀態(tài)，能有效避免織物堆積、起褶，提高了熨燙質量。

六輥燙平機；鏈傳動；可靠性計算

目前六輥燙平機的傳動裝置采用鏈傳動或同步帶傳動。鏈傳動是具有中間撓性件的嚙合傳動，無彈性滑動和打滑現象，因此能保持準確的平均傳動比；張緊力小，作用在軸上的壓力較??；結構簡單，加工成本低，易于維護，能在高溫、多塵、油污等惡劣的環(huán)境中工作。其缺點是傳動平穩(wěn)性差，易產生振動、沖擊和噪音，而且磨損后還會發(fā)生跳齒和脫鏈現象[1]。六輥燙平機是連續(xù)工作的機械，一旦鏈傳動失效，就會造成嚴重的質量事故。根據六輥燙平機的工作要求，我們認為有必要運用可靠性設計理論計算鏈傳動的可靠度。

一、結構組成和工作原理

六輥燙平機的傳動裝置如圖1所示，六個輥軸平行設置，輥軸與箱體內輥筒相連。電動機1與減速機2相連，減速機2與第一輥軸8相連，第一輥軸8上設有第一鏈輪3，第二輥軸9設有第二鏈輪4，第一鏈輪3和第二鏈輪4之間形成一級鏈傳動；第二輥軸9設有第三鏈輪5，第三輥軸10設有第四鏈輪6，第三鏈輪5和第四鏈輪6之間形成第二級鏈傳動；第三輥軸上還設有第五鏈輪7，以此類推。

圖1 六輥燙平機鏈傳動結構圖

為了使織物在熨燙時處于拉緊狀態(tài)，能有效避免織物產生堆積、起褶的現象，設計時，每兩個輥之間傳遞動力的鏈輪齒數不同，相應的主動輥轉速比從動輥轉速略快，設第一鏈輪3的齒數為N，第二鏈輪4的齒數則為N-2，同樣，設第三鏈輪5的齒數為N，第四鏈輪6的齒數則為N-2，以此類推。

二、鏈傳動可靠性計算

當單列鏈能傳遞的極限功率和實際傳遞功率均為正態(tài)分布時，根據干涉模型和可靠度公式，可通過以下導出的聯接方程求得可靠度系數UR，然后使用標準正態(tài)分布表求出可靠度[2]。

式中，KA為工作情況系數，P為鏈傳動輸入功率，KM為多排鏈系數，對于單排鏈KM=1。其實際傳遞功率的均值、標準差和變異系數分別為：

式中工作情況系數的變異系數和鏈排數變異系數各為：

對于單排鏈CKm=0。而輸入功率變異系數：

其中，△P為輸入功率P的偏差值。

單列鏈極限傳遞功率計算公式：

式中，P0為單列鏈最大許用功率；KZ為小鏈輪齒數系數；KL為鏈長系數。其極限傳遞功率的均值、標準差和變異系數分別為：

式中：Z1為小鏈輪齒數；n1為小鏈輪轉速；p為鏈條節(jié)距。其均值、標準差分別為：

變異系數CP0可按經驗確定，一般取CP0=0.08[3]。

小鏈輪齒數系數KZ的均值和變異系數可按下式計算：

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

1P都接近或大于0.1時，為安全起見，也可按安全系lim數服從正態(tài)分布模型計算。安全系數的均值和變異系數為：

可靠性方程為：

三、實例計算

六輥燙平機選用電機功率P=4kw，經減速機減速后，驅動燙平機第一輥的轉速為：n1=13.9r/ min，連續(xù)工作不超過10h，經初步設計得：采用16A-1×170 GB1243－1997鏈,鏈條節(jié)距p= 25.4mm，鏈節(jié)數LP= 170；第一鏈輪齒數Z1=87，第二鏈輪齒數Z1=89,中心距a=1041mm，根據有關圖表，取工作情況系數KA=1.2，減速機效率系數η= 0.95，輸入功率偏差值△P=0.4kw，試計算此燙平機的第一級鏈傳動可靠度。

根據已知數據，帶入上述相關公式計算，得到如下計算結果：

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

四、結束語

可靠性是指產品在規(guī)定的條件下和在規(guī)定時間內完成規(guī)定功能的能力。通過對鏈傳動進行可靠性計算可以預報其在正常工作條件下和在規(guī)定時間內完成規(guī)定功能的概率，為正確使用和維護、降低故障率提供依據。設計中每兩個輥之間傳遞動力的鏈輪齒數相差兩個齒，相應的主動輥轉速比從動輥轉速略快，這樣織物在熨燙時處于拉緊狀態(tài)，能有效避免織物產生堆積、起褶的現象，使得熨燙出的織物非常平展。

[1]李立.機械設計基礎[M].北京：科學出版社，2011：198-210.

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

[3]王啟.套筒滾子鏈傳動的可靠性設計[J].北京服裝學院學報,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)支撐項目（TG201316）

閔杭臨（1960—），男，江蘇泰州人，工程師，研究方向為機械設計與制造；楊愛桂（1965—），男，江蘇泰州人，工程師，研究方向為機械設計與制造。