Com determinar el factor de seguretat de la cadena de rodets
En els sistemes de transmissió industrials, el factor de seguretat de la cadena de rodets determina directament l'estabilitat operativa de l'equip, la vida útil i la seguretat de l'operador. Tant si es tracta d'una transmissió de gran capacitat en maquinària minera com d'un transport de precisió en línies de producció automatitzades, uns factors de seguretat mal configurats poden provocar la ruptura prematura de la cadena, temps d'inactivitat de l'equip i fins i tot accidents. Aquest article explicarà sistemàticament com determinar el factor de seguretat de la cadena de rodets, des de conceptes bàsics, passos clau, factors d'influència fins a recomanacions pràctiques, per ajudar els enginyers, compradors i mantenidors d'equips a prendre decisions de selecció precises.
I. Comprensió bàsica del factor de seguretat: per què és la "línia de vida" de la selecció de la cadena de rodets
El factor de seguretat (SF) és la relació entre la capacitat de càrrega real d'una cadena de rodets i la seva càrrega de treball real. Essencialment, proporciona un "marge de seguretat" per al funcionament de la cadena. No només compensa incerteses com les fluctuacions de càrrega i les interferències ambientals, sinó que també cobreix riscos potencials com ara errors de fabricació de la cadena i desviacions d'instal·lació. És un indicador clau per equilibrar la seguretat i el cost.
1.1 Definició bàsica del factor de seguretat
La fórmula per calcular el factor de seguretat és: Factor de seguretat (SF) = Capacitat de càrrega nominal de la cadena de corrons (Fₙ) / Càrrega de treball real (F_w).
Capacitat de càrrega nominal (Fₙ): Determinada pel fabricant de la cadena en funció del material, l'estructura (com ara el pas i el diàmetre del corró) i el procés de fabricació, normalment inclou la capacitat de càrrega dinàmica (la càrrega corresponent a la vida a fatiga) i la capacitat de càrrega estàtica (la càrrega corresponent a la fractura instantània). Això es pot trobar als catàlegs de productes o en normes com ara GB/T 1243 i ISO 606.
Càrrega de treball real (F_w): La càrrega màxima que una cadena pot suportar en funcionament real. Aquest factor té en compte factors com ara el xoc d'arrencada, la sobrecàrrega i les fluctuacions de les condicions de funcionament, en lloc d'una simple càrrega calculada teòricament.
1.2 Estàndards de la indústria per als factors de seguretat admissibles
Els requisits del factor de seguretat varien significativament segons els diferents escenaris d'aplicació. Referir-se directament al "factor de seguretat admissible" especificat pels estàndards de la indústria o pels estàndards de la indústria és essencial per evitar errors de selecció. A continuació es mostra una referència per als factors de seguretat admissibles per a condicions de funcionament comunes (basats en GB/T 18150 i la pràctica industrial):
II. Procés bàsic de 4 passos per determinar els factors de seguretat de les cadenes de rodets
Determinar el factor de seguretat no és una simple aplicació de fórmules; requereix un desglossament pas a pas basat en les condicions reals de funcionament per garantir dades de càrrega precises i fiables a cada pas. El procés següent és aplicable a la majoria d'aplicacions de cadenes de rodets industrials.
Pas 1: Determineu la capacitat de càrrega nominal de la cadena de rodets (Fₙ).
Prioritzeu l'obtenció de dades del catàleg de productes del fabricant. Presteu atenció a la "capacitat de càrrega dinàmica" (que normalment correspon a 1000 hores de vida a fatiga) i la "capacitat de càrrega estàtica" (que correspon a la fractura per tracció estàtica) marcades al catàleg. Les dues s'han d'utilitzar per separat (capacitat de càrrega dinàmica per a condicions de càrrega dinàmica, capacitat de càrrega estàtica per a condicions de càrrega estàtica o baixa velocitat).
Si falten dades de mostra, es poden fer càlculs basats en normes nacionals. Prenent com a exemple la norma GB/T 1243, la capacitat de càrrega dinàmica de la cadena de rodets (F₁) es pot estimar mitjançant la fórmula: F₁ = 270 × (d₁)¹.⁸ (d₁ és el diàmetre del passador, en mm). La capacitat de càrrega estàtica (F₂) és aproximadament de 3 a 5 vegades la capacitat de càrrega dinàmica (segons el material; 3 vegades per a l'acer al carboni i 5 vegades per a l'acer d'aliatge).
Correcció per a condicions especials de funcionament: si la cadena funciona a una temperatura ambient superior a 120 °C, o si hi ha corrosió (com ara en un entorn químic), o si hi ha abrasió per pols, cal reduir la capacitat de càrrega nominal. Generalment, la capacitat de càrrega es redueix entre un 10% i un 15% per cada augment de 100 °C de temperatura; en entorns corrosius, la reducció és del 20% al 30%.
Pas 2: Calculeu la càrrega de treball real (F_w)
La càrrega de treball real és la variable principal en el càlcul del factor de seguretat i s'ha de calcular de manera exhaustiva en funció del tipus d'equip i les condicions de funcionament. Eviteu utilitzar una "càrrega teòrica" com a substitut. Determineu la càrrega base (F₀): calculeu la càrrega teòrica en funció de l'ús previst de l'equip. Per exemple, la càrrega base d'una cadena transportadora = pes del material + pes de la cadena + pes de la cinta transportadora (tot calculat per metre); la càrrega base d'una cadena d'accionament = potència del motor × 9550 / (velocitat del pinyó × eficiència de transmissió).
Factor de càrrega superposada (K): Aquest factor té en compte les càrregues addicionals durant el funcionament real. La fórmula és F_w = F₀ × K, on K és el factor de càrrega combinat i s'ha de seleccionar en funció de les condicions de funcionament:
Factor de xoc d'arrencada (K₁): 1,2-1,5 per a equips d'arrencada suau i 1,5-2,5 per a equips d'arrencada directa.
Factor de sobrecàrrega (K₂): 1,0-1,2 per a un funcionament estable continu i 1,2-1,8 per a una sobrecàrrega intermitent (per exemple, trituradora).
Factor de condicions de funcionament (K₃): 1,0 per a ambients nets i secs, 1,1-1,3 per a ambients humits i polsegosos, i 1,3-1,5 per a ambients corrosius.
Factor de càrrega combinat K = K₁ × K₂ × K₃. Per exemple, per a una cinta transportadora de mineria d'arrencada directa, K = 2,0 (K₁) × 1,5 (K₂) × 1,2 (K₃) = 3,6.
Data de publicació: 27 d'octubre de 2025