Rullketi sammu valiku ja kiiruse vaheline seos

Rullketi sammu valiku ja kiiruse vaheline seos

Tööstuslikes ülekandesüsteemides on rullketi samm ja kiirus peamised muutujad, mis määravad ülekande efektiivsuse, seadmete eluea ja tööstabiilsuse. Paljud insenerid ja hankepersonal, kes keskenduvad valiku tegemisel liialt kandevõimele, jätavad sageli tähelepanuta nende kahe teguri sobivuse. See viib lõpuks keti enneaegse kulumise ja purunemiseni ning isegi terve tootmisliini seisakuni. See artikkel selgitab aluspõhimõtteid ja sammu ja kiiruse vahelist loomupärast seost, pakkudes praktilisi valikumeetodeid, mis aitavad teil valida optimaalse rullketi erinevate töötingimuste jaoks.

I. Kahe põhimõiste mõistmine: helikõrguse ja kiiruse definitsioon ja tööstuslik tähtsus

Enne nende kahe vahelise seose analüüsimist on oluline selgitada põhimõisteid – see on oluline valikuvigade vältimiseks. Olenemata sellest, kas kasutatakse ANSI (Ameerika standard), ISO (rahvusvaheline standard) või GB (riiklik standard) rullkette, jääb sammu ja kiiruse põhimõju samaks.

1. Rullketi samm: määrab kandevõime ja sujuva töö

Samm on rullketi südamiku mõõde, mis viitab kahe kõrvuti asetseva rulli keskpunktide vahelisele kaugusele (tähistatud sümboliga „p“ ja tavaliselt mõõdetakse millimeetrites või tollides). See määrab otseselt kaks peamist keti omadust:

Kandevõime: Suurem samm toob üldiselt kaasa suuremad ketikomponendid, näiteks plaadid ja tihvtid, ning suurema nimikoormuse (nii staatilise kui ka dünaamilise), mida saab kanda, mistõttu sobib see raskete rakenduste jaoks (näiteks kaevandusmasinad ja rasked konveieriseadmed).

Sujuv töö: Väiksem samm vähendab löögisagedust, kui kett haakub ketirattaga, mille tulemuseks on vähem vibratsiooni ja müra ülekande ajal. See muudab selle sobivamaks rakenduste jaoks, mis nõuavad suurt stabiilsust (näiteks täppispingid ja toiduainete pakendamisseadmed).

2. Pöörlemiskiirus: määrab dünaamilise pinge ja kulumiskiiruse

Pöörlemiskiirus viitab siinkohal konkreetselt vedava ketiratta kiirusele, millega kett on ühendatud (tähistatud sümboliga „n“ ja tavaliselt mõõdetakse p/min), mitte veetava otsa kiirusele. Selle mõju ketile avaldub peamiselt kahes aspektis:
Dünaamiline pinge: mida suurem on kiirus, seda suurem on keti töötamise ajal tekkiv tsentrifugaaljõud. See suurendab oluliselt ka „löögikoormust“, kui keti lülid haakuvad ketiratta hammastega (sarnaselt auto löögiga, mis tekib suurel kiirusel kiiruskünnisel üle sõites).
Kulumiskiirus: mida suurem on kiirus, seda rohkem kordi kett haakub ketirattaga ning rullide ja tihvtide suhteline pöörlemine suureneb. Sama aja jooksul suureneb proportsionaalselt ka kogukulumine, mis lühendab otseselt keti kasutusiga.

II. Põhiloogika: helikõrguse ja kiiruse „pöördvõrdelise sobitamise” põhimõte

Ulatuslik tööstuspraktika on kinnitanud, et rullketi sammu ja kiiruse vahel on selge "pöördvõrdeline seos" – see tähendab, et mida suurem on kiirus, seda väiksem peaks olema samm, samas kui mida väiksem on kiirus, seda suurem võib olla samm. Selle põhimõtte põhiolemus on tasakaalustada "koormusnõuded" "dünaamilise pinge riskiga". Selle saab jagada kolmeks dimensiooniks:

1. Kiire töötamine (tavaliselt n > 1500 p/min): Väike samm on oluline.
Kui ajami ketiratta kiirus ületab 1500 p/min (näiteks ventilaatorites ja väikeste mootorite ajamites), suurenevad ketile mõjuv dünaamiline pinge ja tsentrifugaaljõud dramaatiliselt. Suure sammuga keti kasutamine sellises olukorras võib kaasa tuua kaks kriitilist probleemi:

Löögikoormuse ülekoormus: Suure sammuga kettidel on suuremad lülid, mille tulemuseks on suurem kokkupuutepind ja löögijõud ketiratta hammastega hambumise ajal. See võib suurtel kiirustel kergesti põhjustada lüli hüppamist või ketiratta hammaste purunemist.

Tsentrifugaaljõust tingitud lõtk: Suure sammuga kettidel on suurem kandevõime ja suurel kiirusel tekkiv tsentrifugaaljõud võib põhjustada keti lahtituleku ketiratta hammastelt, põhjustades "keti langemist" või "veo libisemist". Rasketel juhtudel võib see põhjustada seadmete kokkupõrkeid. Seetõttu valitakse suure kiirusega rakenduste jaoks tavaliselt ketid sammuga 12,7 mm (1/2 tolli) või vähem, näiteks ANSI #40 ja #50 seeria või ISO 08B ja 10B seeria.

2. Keskmise kiirusega rakendused (tavaliselt 500 p/min < n ≤ 1500 p/min): Valige keskmine samm.
Keskmise kiirusega rakendused on kõige levinumad tööstuslikes rakendustes (nt konveierid, tööpinkide spindlid ja põllumajandusmasinad). Oluline on tasakaal koormusnõuete ja sujuvuse nõuete vahel.
Mõõdukate koormuste korral (näiteks kerged konveierid nimivõimsusega 10 kW või vähem) on soovitatav kasutada kette sammuga 12,7 mm kuni 19,05 mm (1/2 tolli kuni 3/4 tolli), näiteks ANSI #60 ja #80 seeria ketid. Suuremate koormuste korral (näiteks keskmise suurusega tööpingid nimivõimsusega 10 kW–20 kW) võib valida keti sammuga 19,05 mm–25,4 mm (3/4 tolli kuni 1 toll), näiteks ANSI #100 ja #120 seeria ketid. Hambumise ebastabiilsuse vältimiseks on aga vaja täiendavalt kontrollida ketiratta hammaste laiust.

3. Madal kiirus (tavaliselt n ≤ 500 p/min): saab valida suure sammuga keti.

Madalatel kiirustel (näiteks kaevanduspurustitel ja rasketel tõstukitel) on keti dünaamiline pinge ja tsentrifugaaljõud suhteliselt väikesed. Kandevõimest saab põhinõue ja suure sammuga keti eeliseid saab täielikult ära kasutada:
Suure sammuga ketid pakuvad suuremat komponentide tugevust ja taluvad sadade kN löökkoormusi, hoides ära ketiplaadi purunemise ja tihvtide painutamise raskete koormuste all.
Madalatel kiirustel on kulumiskiirus madal, mis võimaldab suure sammuga kettidel säilitada eluea, mis vastab seadme üldisele elueale, välistades vajaduse sagedase vahetamise järele (tavaliselt 2-3 aastat). Sellises olukorras kasutatakse tavaliselt kette sammuga ≥ 25,4 mm (1 toll), näiteks ANSI #140 ja #160 seeria või kohandatud suure sammuga vastupidavaid kette.

III. Praktiline juhend: sobita täpselt helikõrgus ja kiirus 4 sammuga

Pärast teooria mõistmist on aeg seda standardiseeritud protseduuride abil rakendada. Järgmised 4 sammu aitavad teil kiiresti valida sobiva keti ja vältida kogemustele tuginemisest tulenevaid vigu:

1. samm: tuvastage põhiparameetrid – koguge kõigepealt 3 põhiteavet

Enne keti valimist peate hankima seadme kolm põhiparameetrit; ühtegi neist ei saa välja jätta:

Veoketta kiirus (n): Hankige see otse mootori või ajamipoolse külje kasutusjuhendist. Kui saadaval on ainult veetava külje kiirus, arvutage see pöördvõrdeliselt valemi „Ülekandearv = vedava ketiratta hammaste arv / veetava ketiratta hammaste arv“ abil.

Nimivõimsus (P): see on võimsus (kW-des), mida seade peab normaalse töö ajal üle kandma. See hõlmab tippkoormusi (näiteks käivitamise ajal tekkivad löökkoormused, mis arvutatakse tavaliselt nimivõimsuse 1,2–1,5-kordselt).
Töökeskkond: Kontrollige tolmu, õli, kõrgete temperatuuride (>80 °C) või söövitavate gaaside olemasolu. Karmide keskkondade jaoks valige ketid, millel on määrdesooned ja korrosioonivastane kate. Sammu tuleks kulumise arvestamiseks suurendada 10–20%.

2. samm: kiirusel põhinev esialgne sammuvahemiku valik
Veoketta kiiruse põhjal esialgse sammuvahemiku määramiseks vaadake allolevat tabelit (näiteks ANSI standardkett; teisi standardeid saab vastavalt teisendada):
Veohammasratta kiirus (p/min) Soovitatav sammuvahemik (mm) Vastav ANSI keti seeria Tüüpilised rakendused
>1500 6,35–12,7 #25, #35, #40 ventilaatorid, väikesed mootorid
500–1500 12,7–25,4 #50, #60, #80, #100 Konveierid, tööpingid
<500 25,4–50,8 #120, #140, #160 Purusti, Elevaator

3. samm: kontrollige võimsuse abil kalde vastavust kandevõimele
Pärast esialgset sammu valimist kontrollige ülekoormusest tingitud rikete vältimiseks võimsuse arvutamise valemi abil, kas kett talub nimivõimsust. ISO standardile vastava rullketi näitel on lihtsustatud valem järgmine:
Keti lubatud jõuülekanne (P₀) = K₁ × K₂ × Pₙ
Kus: K₁ on kiiruse parandustegur (suurem kiirus annab madalama K₁ väärtuse, mille leiab ketikataloogist); K₂ on töötingimuste parandustegur (0,7–0,9 karmides keskkondades, 1,0–1,2 puhtas keskkonnas); ja Pₙ ​​on keti nimivõimsus (mille leiab sammu järgi tootja kataloogist).
Kontrolltingimus: P₀ peab vastama väärtusele ≥ 1,2 × P (1,2 on ohutustegur, mida saab raskete koormuste korral suurendada 1,5-ni).

4. samm: kohandage lõplikku plaani vastavalt paigaldusruumile.
Kui esialgu valitud samm on paigaldusruumi tõttu piiratud (nt seadme siseruum on liiga kitsas suure sammuga keti mahutamiseks), saab teha kaks seadistust:
Vähenda sammu + suurenda ketiridade arvu: Näiteks kui valisid algselt ühe rea 25,4 mm sammuga (#100), saad selle vahetada kahe rea vastu 19,05 mm sammuga (#80-2), mis pakub sarnast kandevõimet, aga on väiksema suurusega.
Optimeerige ketiratta hammaste arvu: sama sammu säilitades saab ajami ketiratta hammaste arvu suurendamisega (tavaliselt vähemalt 17 hambani) vähendada keti haardumislööki ja kaudselt parandada kohanemisvõimet suurel kiirusel.

IV. Levinud vead, mida vältida: vältige neid 3 viga

Isegi pärast valikuprotsessi omandamist ebaõnnestuvad paljud inimesed detailide tähelepanuta jätmise tõttu. Siin on kolm kõige levinumat eksiarvamust ja nende lahendused:

Eksiarvamus 1: Keskendutakse ainult kandevõimele, ignoreerides kiiruse sobitamist

Väärarusaam: Arvatakse, et „suurem samm tähendab suuremat kandevõimet“, mistõttu valitakse kiireks töötamiseks suurema sammuga kett (nt #120 kett 1500 p/min mootori jaoks). Tagajärjed: Keti müratase ületab 90 dB ja kahe kuni kolme kuu jooksul tekivad ketiplaadi praod. Lahendus: Valige sammud rangelt „kiiruse prioriteedi“ alusel. Kui kandevõime on ebapiisav, seadke prioriteediks ridade arvu suurendamine sammu suurendamise asemel.

Väärarusaam 2: „Ajami rihmaratta kiiruse” ja „vedatava rihmaratta kiiruse” segi ajamine

Eksiarvamus: Valikutegurina kasutatakse ajamiratta kiirust (nt kui ajamiratta kiirus on 500 p/min ja ajamiratta tegelik kiirus on 1500 p/min, valitakse 500 p/min põhjal suurem samm). Tagajärjed: Keti liigne dünaamiline pinge, mille tulemuseks on „liigne tihvti kulumine“ (kulumine üle 0,5 mm ühe kuu jooksul). Lahendus: Standardina tuleb kasutada „ajamiratta kiirust“. Kui te pole kindel, arvutage mootori kiiruse ja ülekandearvu abil (ajamiratta kiirus = mootori kiirus / ülekandearv).

Väärarusaam 3: Määrimise mõju kiiruse ja sammu vastavusele ignoreerimine

Viga: eeldatakse, et „õige sammu valimisest piisab“, kuid suurel kiirusel jäetakse määrimine vahele või kasutatakse halva kvaliteediga määrdeainet. Tagajärg: Isegi väikese sammu korral võib keti eluiga lüheneda enam kui 50% ja tekkida võib isegi kuivhõõrdumisest tingitud kinnikiilumine. Lahendus: Suurel kiirusel (n > 1000 p/min) tuleb kasutada tilkmäärimist või õlivanni määrimist. Määrdeaine viskoossus peab vastama kiirusele (mida suurem kiirus, seda madalam viskoossus).

V. Tööstuslik juhtumiuuring: optimeerimine rikkest stabiilsuseni

Autoosade tehase konveieriliinil purunes kett kord kuus. Sammu ja kiiruse sobitamise optimeerimisega pikendasime keti eluiga kahe aastani. Üksikasjad on järgmised:
Algne plaan: Veoratta kiirus 1200 p/min, üherealine kett 25,4 mm sammuga (#100), 8 kW jõuülekanne, sundmäärimine puudub.
Rikke põhjus: 1200 p/min on keskmise kiiruse ülempiiril ja 25,4 mm sammuga kett kogeb sellel kiirusel liigset dünaamilist pinget. Lisaks põhjustab määrimise puudumine kiiremat kulumist.
Optimeerimisplaan: vähendage sammu 19,05 mm-ni (#80), minge üle kaherealisele ketile (#80-2) ja lisage tilkmäärimissüsteem.
Optimeerimise tulemused: Keti töömüra vähenes 85 dB-lt 72 dB-le, igakuine kulumine vähenes 0,3 mm-lt 0,05 mm-le ja keti eluiga pikenes 1 kuult 24 kuuni, säästes aastas üle 30 000 jüaani asenduskuludelt.

Kokkuvõte: Valiku olemus on tasakaal.
Rullketi sammu ja kiiruse valimine ei ole kunagi lihtne „suure või väikese“ küsimus. Selle asemel on oluline leida optimaalne tasakaal kandevõime, töökiiruse, paigaldusruumi ja maksumuse vahel. „Tagurpidi sobitamise“ põhimõtte omandamine, selle kombineerimine standardiseeritud neljaastmelise valikuprotsessiga ja levinud lõksude vältimine aitab tagada stabiilse ja kauakestva ülekandesüsteemi.