Сувязь паміж выбарам кроку ролікавага ланцуга і хуткасцю

Сувязь паміж выбарам кроку ролікавага ланцуга і хуткасцю

У прамысловых сістэмах трансмісій крок і хуткасць ролікавага ланцуга з'яўляюцца ключавымі зменнымі, якія вызначаюць эфектыўнасць трансмісіі, тэрмін службы абсталявання і стабільнасць працы. Многія інжынеры і спецыялісты па закупках, якія занадта засяроджваюцца на грузападымальнасці падчас выбару, часта выпускаюць з-пад увагі супадзенне гэтых двух фактараў. У канчатковым выніку гэта прыводзіць да заўчаснага зносу і паломкі ланцуга, і нават да прастою ўсёй вытворчай лініі. У гэтым артыкуле будуць разгледжаны асноўныя прынцыпы і ўласцівая сувязь паміж крокам і хуткасцю, а таксама прапанаваны практычныя метады выбару, якія дапамогуць вам выбраць аптымальны ролікавы ланцуг для розных умоў эксплуатацыі.

I. Разуменне двух асноўных паняццяў: вызначэнне і прамысловае значэнне вышыні і хуткасці

Перад аналізам сувязі паміж гэтымі двума паняццямі важна ўдакладніць асноўныя азначэнні — гэта неабходна, каб пазбегнуць памылак пры выбары. Незалежна ад таго, выкарыстоўваюцца ролікавыя ланцугі ANSI (амерыканскі стандарт), ISO (міжнародны стандарт) або GB (нацыянальны стандарт), уплыў кроку і хуткасці на ланцуг застаецца нязменным.

1. Крок ролікавага ланцуга: вызначае «грузапад'ёмнасць» і «плыўнасць ходу»

Крок — гэта памер стрыжня ролікавага ланцуга, які адносіцца да адлегласці паміж цэнтрамі двух суседніх ролікаў (пазначаецца сімвалам «p» і звычайна вымяраецца ў мм або цалях). Ён непасрэдна вызначае дзве характарыстыкі ланцуга:

Грузападымальнасць: большы крок ланцуга звычайна прыводзіць да большых кампанентаў ланцуга, такіх як пласціны і штыфты, і да большай намінальнай нагрузкі (як статычнай, так і дынамічнай), якую ён можа вытрымліваць, што робіць яго прыдатным для цяжкіх умоў эксплуатацыі (напрыклад, для горназдабыўной тэхнікі і цяжкага канвеернага абсталявання).

Плыўнасць ходу: меншы крок ланцуга зніжае «частату ўдараў», калі ён зачапляецца з зорачкай, што прыводзіць да меншай вібрацыі і шуму падчас перадачы. Гэта робіць яго больш прыдатным для прымянення, якія патрабуюць высокай стабільнасці (напрыклад, дакладныя станкі і абсталяванне для ўпакоўкі харчовых прадуктаў).

2. Хуткасць кручэння: вызначае «дынамічнае напружанне» і «хуткасць зносу»

Хуткасць кручэння тут адносіцца менавіта да хуткасці вядучай зоркі, да якой злучаны ланцуг (пазначаецца сімвалам «n» і звычайна вымяраецца ў аб/мін), а не да хуткасці вядзёнага канца. Яе ўплыў на ланцуг у першую чаргу праяўляецца ў двух аспектах:
Дынамічнае напружанне: чым вышэйшая хуткасць, тым большая цэнтрабежная сіла, якая ствараецца ланцугом падчас працы. Гэта таксама значна павялічвае «ўдарную нагрузку», калі звёны ланцуга ўступаюць у зачапленне з зуб'ямі зорачкі (падобна ўдару аўтамабіля, які перасякае «лежачых паліцэй» на высокай хуткасці).
Хуткасць зносу: чым вышэйшая хуткасць, тым больш разоў ланцуг уступае ў зачапленне з зорачкай і тым больш павялічваецца адноснае кручэнне ролікаў і штыфтоў. Агульная велічыня зносу за той жа перыяд часу павялічваецца прапарцыйна, што непасрэдна скарачае тэрмін службы ланцуга.

II. Асноўная логіка: прынцып «адваротнага супастаўлення» вышыні і хуткасці

Шырокая прамысловая практыка пацвердзіла, што крок ролікавага ланцуга і хуткасць маюць відавочную залежнасць «адваротнага адпаведнасці», гэта значыць, чым вышэй хуткасць, тым меншым павінен быць крок, а чым ніжэй хуткасць, тым большым можа быць крок. Сутнасць гэтага прынцыпу заключаецца ў тым, каб збалансаваць «патрабаванні да нагрузкі» з «рызыкай дынамічнага напружання». Гэта можна разбіць на тры вымярэнні:

1. Высокахуткасная праца (звычайна n > 1500 аб/мін): невялікі крок неабходны.
Калі хуткасць кручэння вядучай зоркі перавышае 1500 аб/мін (напрыклад, у вентылятарах і прывадах невялікіх рухавікоў), дынамічнае напружанне і цэнтрабежная сіла на ланцугу рэзка ўзрастаюць. Выкарыстанне ланцуга з вялікім крокам у гэтай сітуацыі можа прывесці да двух крытычных праблем:

Перагрузка ад ударнай нагрузкі: ланцугі з вялікім крокам маюць большыя звёны, што прыводзіць да большай плошчы кантакту і сілы ўдару з зуб'ямі зоркі падчас зачаплення. Гэта можа лёгка прывесці да «пераскоку звёнаў» або «паломкі зуб'я зоркі» на высокіх хуткасцях.

Правісанне, выкліканае цэнтрабежнай сілай: ланцугі з вялікім крокам маюць большую вагу, і цэнтрабежная сіла, якая ўзнікае на высокіх хуткасцях, можа прывесці да адрыву ланцуга ад зуб'яў зорачкі, што прывядзе да «падзення ланцуга» або «праслізгвання прывада». У цяжкіх выпадках гэта можа прывесці да сутыкнення абсталявання. Таму для высокахуткасных прымяненняў звычайна выбіраюцца ланцугі з крокам 12,7 мм (1/2 цалі) або менш, такія як серыі ANSI № 40 і № 50, або серыі ISO 08B і 10B.

2. Прымяненне з сярэдняй хуткасцю (звычайна 500 аб/мін < n ≤ 1500 аб/мін): выбірайце сярэдні крок.
Сярэдняхуткасныя прымяненні найбольш распаўсюджаныя ў прамысловых установах (напрыклад, канвееры, шпіндзелі станкоў і сельскагаспадарчая тэхніка). Важны баланс паміж патрабаваннямі да нагрузкі і патрабаваннямі да плыўнасці.
Для ўмераных нагрузак (напрыклад, лёгкіх канвеераў з намінальнай магутнасцю 10 кВт або менш) рэкамендуюцца ланцугі з крокам ад 12,7 мм да 19,05 мм (ад 1/2 цалі да 3/4 цалі), такія як серыі ANSI № 60 і № 80. Для больш высокіх нагрузак (напрыклад, для станкоў сярэдняга памеру з намінальнай магутнасцю 10-20 кВт) можна выбраць ланцуг з крокам ад 19,05 мм да 25,4 мм (ад 3/4 цалі да 1 цалі), напрыклад, серыі ANSI № 100 і № 120. Аднак, каб прадухіліць нестабільнасць зачаплення, неабходна дадаткова праверыць шырыню зуб'я зорачкі.

3. Праца на нізкай хуткасці (звычайна n ≤ 500 аб/мін): можна выбраць ланцуг з вялікім крокам.

У нізкахуткасных умовах (напрыклад, у драбільных установках для горных работ і цяжкіх пад'ёмніках) дынамічнае напружанне і цэнтрабежная сіла ланцуга адносна нізкія. Грузападымальнасць становіцца асноўным патрабаваннем, і перавагі ланцуга з вялікім крокам могуць быць цалкам выкарыстаны:
Ланцугі з вялікім крокам забяспечваюць большую трываласць кампанентаў і могуць вытрымліваць ударныя нагрузкі ў сотні кН, прадухіляючы паломку пласціны ланцуга і выгінанне штыфтоў пад вялікімі нагрузкамі.
Знос нізкі пры нізкіх хуткасцях, што дазваляе ланцугам з вялікім крокам падтрымліваць тэрмін службы, які адпавядае агульнаму тэрміну службы абсталявання, выключаючы неабходнасць частай замены (звычайна 2-3 гады). У гэтым выпадку звычайна выкарыстоўваюцца ланцугі з крокам ≥ 25,4 мм (1 цаля), такія як серыі ANSI № 140 і № 160, або ланцугі з вялікім крокам, распрацаваныя па індывідуальнай замове для высокіх нагрузак.

III. Практычны дапаможнік: дакладнае супастаўленне вышыні тону і хуткасці за 4 крокі

Пасля разумення тэорыі прыйшоў час рэалізаваць яе з дапамогай стандартызаваных працэдур. Наступныя 4 крокі дапамогуць вам хутка выбраць падыходны ланцуг і пазбегнуць памылак, выкліканых спадзяваннем на вопыт:

Крок 1: Вызначэнне асноўных параметраў - спачатку збярыце 3 ключавыя дадзеныя

Перад выбарам ланцуга неабходна атрымаць гэтыя тры асноўныя параметры абсталявання; ні адзін з іх нельга прапусціць:

Хуткасць кручэння вядучай зоркі (n): атрымайце яе непасрэдна з інструкцыі па эксплуатацыі рухавіка або прываднага боку. Калі даступная толькі хуткасць вядзёнага боку, вылічыце яе ў зваротным парадку па формуле «Перадатковае стаўленне = колькасць зуб'яў вядучай зоркі / колькасць зуб'яў вядзёнай зоркі».

Намінальная перадаваемая магутнасць (P): гэта магутнасць (у кВт), якую павінна перадаць абсталяванне падчас нармальнай працы. Сюды ўваходзяць пікавыя нагрузкі (напрыклад, ударныя нагрузкі падчас запуску, якія звычайна разлічваюцца як 1,2-1,5 раза большыя за намінальную магутнасць).
Працоўнае асяроддзе: праверце на наяўнасць пылу, алею, высокіх тэмператур (>80°C) або агрэсіўных газаў. Для жорсткіх умоў эксплуатацыі выбірайце ланцугі з змазачнымі канаўкамі і антыкаразійным пакрыццём. Крок ланцугоў варта павялічыць на 10%-20%, каб кампенсаваць знос.

Крок 2: Папярэдні выбар дыяпазону вышыні тону ў залежнасці ад хуткасці
Звярніцеся да табліцы ніжэй, каб вызначыць папярэдні дыяпазон кроку ў залежнасці ад хуткасці кручэння вядучай зоркі (на прыкладзе ланцуга стандарту ANSI; іншыя стандарты могуць быць адпаведна пераўтвораны):
Хуткасць вядучай зоркі (аб/мін) Рэкамендаваны дыяпазон кроку (мм) Адпаведная серыя ланцугоў ANSI Тыповыя сферы прымянення
>1500 6.35-12.7 Вентылятары № 25, № 35, № 40, малыя рухавікі
500-1500 12.7-25.4 #50, #60, #80, #100 Канвееры, станкі
<500 25.4-50.8 #120, #140, #160 Драбнілка, элеватар

Крок 3: Праверце, ці адпавядае крок нахілу грузападымальнасці, выкарыстоўваючы магутнасць
Пасля папярэдняга выбару кроку пераканайцеся, што ланцуг можа вытрымаць намінальную магутнасць, выкарыстоўваючы «Формулу разліку магутнасці», каб пазбегнуць перагрузкі. У якасці прыкладу возьмем ролікавы ланцуг стандарту ISO, спрошчаная формула выглядае наступным чынам:
Дапушчальная перадача магутнасці ланцуга (P₀) = K₁ × K₂ × Pₙ
Дзе: K₁ — карэкцыйны каэфіцыент хуткасці (больш высокія хуткасці прыводзяць да меншага K₁, які можна знайсці ў каталогу ланцугоў); K₂ — карэкцыйны каэфіцыент умоў эксплуатацыі (0,7–0,9 для жорсткіх умоў, 1,0–1,2 для чыстых умоў); і Pₙ — намінальная магутнасць ланцуга (якую можна знайсці па кроку ланцуга ў каталогу вытворцы).
Умова праверкі: P₀ павінна адпавядаць ≥ 1,2 × P (1,2 — гэта каэфіцыент бяспекі, які можна павялічыць да 1,5 для цяжкіх умоў эксплуатацыі).

Крок 4: Адкарэктуйце канчатковы план у залежнасці ад месца ўстаноўкі.
Калі першапачаткова абраны крок абмежаваны прасторай для ўстаноўкі (напрыклад, унутраная прастора абсталявання занадта вузкая для размяшчэння ланцуга з вялікім крокам), можна зрабіць дзве карэкціроўкі:
Зменшце крок + павялічце колькасць радоў ланцуга: напрыклад, калі вы першапачаткова выбралі адзін рад з крокам 25,4 мм (#100), вы можаце змяніць яго на два рады з крокам 19,05 мм (#80-2), што прапануе падобную грузападымальнасць, але меншы памер.
Аптымізацыя колькасці зуб'яў зорачкі: пры захаванні таго ж кроку, павелічэнне колькасці зуб'яў на вядучай зорачцы (звычайна не менш за 17 зуб'яў) можа паменшыць ударныя нагрузкі пры счапленні ланцуга і ўскосна палепшыць адаптыўнасць да высокіх хуткасцей.

IV. Распаўсюджаныя памылкі, якіх варта пазбягаць: пазбягайце гэтых 3 памылак

Нават пасля таго, як людзі асвояць працэс выбару, яны ўсё роўна церпяць няўдачу з-за таго, што не ўлічваюць дэталі. Вось тры найбольш распаўсюджаныя памылкі і іх рашэнні:

Памылка 1: Засяроджванне ўвагі выключна на грузападымальнасці пры ігнараванні супастаўлення хуткасці

Памылковае меркаванне: лічачы, што «большы крок азначае большую грузападымальнасць», для працы на высокай хуткасці выбіраецца ланцуг з большым крокам (напрыклад, ланцуг № 120 для рухавіка з 1500 абаротаў у хвіліну). Наступствы: узровень шуму ланцуга перавышае 90 дБ, і расколіны на пласціне ланцуга з'яўляюцца на працягу двух-трох месяцаў. Рашэнне: строга выбірайце крок ланцуга, зыходзячы з «прыярытэтнасці хуткасці». Калі грузападымальнасць недастатковая, аддайце перавагу павелічэнню колькасці радоў, а не павелічэнню кроку.

Памылка 2: блытаем «хуткасць вядучага шківа» з «хуткасцю кіраванага шківа»

Памылковае меркаванне: выкарыстанне хуткасці вядучага шківа ў якасці фактару выбару (напрыклад, калі хуткасць вядучага шківа складае 500 аб/мін, а фактычная хуткасць вядучага шківа — 1500 аб/мін, большы крок выбіраецца зыходзячы з 500 аб/мін). Наступствы: празмернае дынамічнае напружанне ў ланцугу, што прыводзіць да «празмернага зносу штыфта» (знос, які перавышае 0,5 мм за адзін месяц). Рашэнне: «Хуткасць вядучага шківа» павінна выкарыстоўвацца ў якасці стандарту. Калі ёсць нявызначанасць, разлічыце, выкарыстоўваючы хуткасць рухавіка і перадаткавае стаўленне (хуткасць вядучага шківа = хуткасць рухавіка / перадаткавае стаўленне).

Памылка 3: ігнараванне ўплыву змазкі на супастаўленне хуткасці і вышыні гуку

Памылка: меркаванне, што «дастаткова выбраць правільны крок ланцуга», прапусканне змазкі або выкарыстанне няякаснай змазкі ва ўмовах высокай хуткасці. Наступства: нават пры малым кроку тэрмін службы ланцуга можа скараціцца больш чым на 50%, і нават можа адбыцца зацісканне з-за сухога трэння. Рашэнне: ва ўмовах высокай хуткасці (n ​​> 1000 абаротаў у хвіліну) неабходна выкарыстоўваць кропельную змазку або змазку ў алейнай ванне. Вязкасць змазкі павінна адпавядаць хуткасці (чым вышэй хуткасць, тым ніжэйшая глейкасць).

V. Прамысловы выпадак: аптымізацыя ад няўдачы да стабільнасці

На канвеернай лініі на заводзе аўтамабільных дэталяў штомесяц узнікалі абрывы ланцуга. Аптымізаваўшы супастаўленне кроку і хуткасці, мы падоўжылі тэрмін службы ланцуга да двух гадоў. Падрабязнасці наступныя:
Першапачатковы план: хуткасць кручэння вядучага шківа 1200 абаротаў у хвіліну, аднарадны ланцуг з крокам 25,4 мм (№ 100), перадача магутнасцю 8 кВт, без прымусовай змазкі.
Прычына няспраўнасці: 1200 абаротаў у хвіліну — гэта верхняя мяжа сярэдняй хуткасці, і ланцуг з крокам 25,4 мм адчувае празмерную дынамічную нагрузку пры гэтай хуткасці. Акрамя таго, адсутнасць змазкі прыводзіць да паскоранага зносу.
План аптымізацыі: паменшыць крок ланцуга да 19,05 мм (#80), перайсці на двухрадны ланцуг (#80-2) і дадаць сістэму кропельнага змазвання.
Вынікі аптымізацыі: шум пры працы ланцуга знізіўся з 85 дБ да 72 дБ, штомесячны знос скараціўся з 0,3 мм да 0,05 мм, а тэрмін службы ланцуга павялічыўся з 1 да 24 месяцаў, што дазволіла зэканоміць больш за 30 000 юаняў на штогадовых выдатках на замену.

Выснова: сутнасць адбору — гэта баланс.
Выбар кроку і хуткасці ролікавага ланцуга ніколі не з'яўляецца простым рашэннем «вялікі ці малы». Замест гэтага гаворка ідзе пра пошук аптымальнага балансу паміж грузападымальнасцю, рабочай хуткасцю, прасторай для ўстаноўкі і коштам. Авалодаўшы прынцыпам «зваротнага супастаўлення», спалучыўшы яго са стандартызаваным чатырохэтапным працэсам выбару і пазбягаючы распаўсюджаных памылак, вы можаце забяспечыць стабільную і даўгавечную сістэму трансмісіі.