1. 굽힘 주파수 및 응력 집중 효과
1. 체인 굽힘 주파수 증가
작은 스프로킷에는 치아가 적으며 메쉬 할 때는 작은 반경으로 체인이 구부러져야합니다. 체인이 작은 스프로킷 주위에서 회전 할 때마다 각 링크는 더 자주 굽힘 변형을 겪어야하므로 금속 내부 격자 구조의 반복 변형이 발생하여 피로 균열의 개시를 가속화합니다.
- 실험에 따르면 치아 수가 30%감소하면 체인 굽힘 주파수는 약 50%증가하고 피로 수명이 40%이상 단축 될 수 있습니다.
2. 응력 집중 점 증가
작은 스프로킷 치아 사이의 아크는 더 선명하며 체인 롤러가 스프로킷 치아에 접촉 할 때 국소 응력 분포가 고르지 않습니다. 체인 핀 표면에 원래 흠집과 구덩이와 같은 결함이있는 경우 (처리 품질이 좋지 않은 체인에서 일반적), 이러한 결함은 피로 균열의 출발점이되어 고주파 굽힘 하중 하에서 빠르게 확장됩니다.
2. 고르지 않은 하중 분포의 증폭 효과
1. 단일 치아의 힘 비율 증가
작은 스프로킷에는 메쉬 이빨이 적습니다 (예 : 10- 치아 스프로킷의 3-4 치아 만 동시에 메쉬)가있어 각 치아에 더 큰 하중이 발생합니다. 이 불균형 하중 분포는 체인 핀과 체인 플레이트 사이의 교대 굽힘 응력을 악화시켜 초기 피로를 유발합니다.
2. 체인 플레이트 갭 편차의 효과
체인 플레이트 두께가 고르지 않거나 어셈블리 갭이 너무 큰 경우, 작은 스프로킷의 높은 하중 특성은 체인 플레이트 사이의 동적 충격력을 증폭시켜 핀이 회전 중에 추가 굽힘 모멘트를 부여하게됩니다.
3. 윤활 실패 및 마찰 손실 증가
1. 윤활제 압출 효과
작은 스프로킷은 체인 굽힘 각도가 증가하고, 체인 링크 사이의 상대 슬라이딩을 증가시키고, 그리스는 접촉 표면에서 쉽게 압박 될 수 있습니다. 효과적인 윤활없이 PIN과 부싱 사이에 건조 마찰이 발생하며 국소 온도 증가는 미세 배치를 유발하여 피로 강도를 더욱 줄입니다.
2. 랩 각도가 줄어들면 메쉬가 열악합니다
작은 스프로킷 체인의 랩 각도 (체인과 스프로킷 사이의 접촉 아크)는 작기 때문에 메쉬 톱니 수가 줄어 듭니다. 불완전하게 메쉬 체인 링크는 로컬로 미끄러 져 충격 하중을 발생시키고 마모가 가속화 될 수 있습니다.
IV. 재료와 설계의 상승적 영향
1. 표면 처리 결함 감도
고강도 체인 강 (예 : 30CRMNSIA)은 작은 스프로킷 조건에서 표면 결함에 더 민감합니다. 핀의 표면 경도가 HRC53 이상에 도달하면 원래 구덩이 및 스크래치와 같은 결함은 피로 강도를 30%-50%감소시킵니다.
2. 경량 디자인의 모순
작은 스프로킷의 회전 관성을 줄이기 위해 얇은 벽 또는 중공 설계가 종종 사용되지만, 이는 구조적 강성을 희생하고 스프로킷 변형을 유발하며 체인 힘 궤적을 변경할 수 있습니다.
5. 사용 시나리오의 중복 위험
다음 시나리오에서 작은 스프로킷은 체인 파손을 유발할 가능성이 높습니다.
- 높은 토크 하중 (건축 기계의 시작 및 정지 등) : 체인이 극도로 장력을 가질 때 핀 결함의 균열 전파 속도가 10 배 이상 가속됩니다.
- 고온 환경 : 금속 재료의 피로 한계는 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 400도에서 사슬의 피로 수명은 실온에서 그 중 20%에 불과할 수 있습니다.
최적화 제안
1. 재료 개선 : 질화 된 40crnimoa 강철을 사용하고 HRC 45-50의 표면 경도를 제어하여 강도와 인성을 균형을 유지합니다.
2. 프로세스 제어 : 핀 처리 정확도는 6 레벨에 도달해야하며 표면 거칠기 RA는 0.
3. 윤활 전략 : 몰리브덴 이황화를 함유 한 고격도 그리스를 사용하고 50 시간마다 작동합니다.
