Errodadura-katearen pausoaren hautaketaren eta abiaduraren arteko erlazioa
Industria-transmisio sistemetan, arrabol-kateen pausoa eta abiadura dira transmisio-eraginkortasuna, ekipamenduen iraupena eta funtzionamendu-egonkortasuna zehazten duten aldagai nagusiak. Ingeniari eta erosketa-langile askok, hautaketan karga-ahalmenean gehiegi zentratuta, askotan bi faktore horien arteko bat etortzea alde batera uzten dute. Horrek, azken finean, katearen higadura eta haustura goiztiarra dakar, eta baita ekoizpen-lerro osoa geldiaraztea ere. Artikulu honek pausoaren eta abiaduraren arteko oinarrizko printzipioak eta berezko harremana aztertuko ditu, funtzionamendu-baldintza desberdinetarako arrabol-kate egokiena aukeratzen laguntzeko hautaketa-metodo praktikoak eskainiz.
I. Bi kontzeptu nagusi ulertzea: tonuaren eta abiaduraren definizioa eta garrantzia industriala
Bi hauen arteko erlazioa aztertu aurretik, garrantzitsua da oinarrizko definizioak argitzea; hau ezinbestekoa da hautaketa-erroreak saihesteko. ANSI (Amerikar Araua), ISO (Nazioarteko Araua) edo GB (Nazional Araua) arrabol-kateak erabiltzen diren ala ez, urratsaren eta abiaduraren oinarrizko eragina koherentea da.
1. Errodadura-katearen pausoa: "Karga-ahalmena" eta "Martxan jartzeko leuntasuna" zehazten ditu
Distantzia arrabol-kate baten nukleoaren neurria da, bi arrabol hurbilen erdiguneen arteko distantziari erreferentzia eginez ("p" ikurraz adierazten da eta normalean mm edo hazbeteetan neurtzen da). Bi giltza-kate ezaugarri zehazten ditu zuzenean:
Karga-ahalmena: Pauso handiago batek, oro har, kate-osagai handiagoak sortzen ditu, hala nola plakak eta pinak, eta jasan dezakeen karga handiagoa (bai estatikoa bai dinamikoa), eta horrek aplikazio astunetarako egokia bihurtzen du (meatzaritzako makineria eta garraio-ekipo astunak, esaterako).
Martxan jartzeko leuntasuna: Pauso txikiagoak "inpaktu-maiztasuna" murrizten du katea piñoiarekin engranatzen denean, eta horrek bibrazio eta zarata gutxiago eragiten du transmisioan. Horrek egokiagoa egiten du egonkortasun handia behar duten aplikazioetarako (adibidez, doitasun-makina-erremintak eta elikagaiak ontziratzeko ekipoak).
2. Errotazio-abiadura: "Tentsio dinamikoa" eta "Higadura-tasa" zehazten ditu
Hemen biraketa-abiadurak katea konektatuta dagoen piñoi eragilearen abiadurari egiten dio erreferentzia zehazki ("n" ikurraz adierazten da eta normalean bira/min-tan neurtzen da), ez mutur eragilearen abiadurari. Katean duen eragina bi alderditan agertzen da batez ere:
Tentsio dinamikoa: Zenbat eta abiadura handiagoa izan, orduan eta handiagoa da kateak funtzionamenduan zehar sortzen duen indar zentrifugoa. Horrek ere nabarmen handitzen du “inpaktu-karga” kate-loturak piñoi-hortzekin elkartzen direnean (abiadura handian abiadura-kolpe batetik igarotzen den auto batek duen inpaktuaren antzekoa).
Higadura-tasa: Abiadura zenbat eta handiagoa izan, orduan eta gehiagotan engranatzen da katea piñoiarekin eta arrabolen eta pinuen biraketa erlatiboa handitu egiten da. Denbora-tarte berean higadura-kopuru osoa proportzionalki handitzen da, katearen bizitza erabilgarria zuzenean laburtuz.
II. Oinarrizko logika: Tonuaren eta abiaduraren “alderantzizko parekatzearen” printzipioa
Industria-praktika zabalak egiaztatu du arrabol-kateen pausoak eta abiadurak "alderantzizko parekatze" erlazio argia dutela; hau da, zenbat eta abiadura handiagoa izan, orduan eta txikiagoa izan behar du pausoak, eta zenbat eta abiadura txikiagoa izan, orduan eta handiagoa izan daiteke pausoak. Printzipio honen funtsa "karga-eskakizunak" "tentsio dinamikoaren arriskuarekin" orekatzea da. Hau hiru dimentsiotan bana daiteke:
1. Abiadura handiko funtzionamendua (normalean n > 1500 r/min): Pauso txikia ezinbestekoa da.
Piñoi-errotaren abiadura 1500 bira/min-tik gorakoa denean (adibidez, haizagailuetan eta motor txikietan), katearen gaineko tentsio dinamikoa eta indar zentrifugoa izugarri handitzen dira. Egoera honetan urrats handiko kate bat erabiltzeak bi arazo kritiko sor ditzake:
Inpaktu-karga gainkarga: Pauso handiko kateek lotura-eremu handiagoak dituzte, eta horrek kontaktu-eremu eta inpaktu-indarra handiagoa eragiten du piñoi-hortzekin engranatzean. Horrek erraz eragin dezake "lotura-jauzia" edo "piñoi-hortzaren haustura" abiadura handian.
Indar zentrifugoak eragindako lasaitasuna: Pauso handiko kateek pisu hil handiagoa dute, eta abiadura handian sortutako indar zentrifugoak katea piñoi-hortzetatik askatzea eragin dezake, "katearen erorketa" edo "irristada" eraginez. Kasu larrietan, horrek ekipamenduen talkak eragin ditzake. Beraz, abiadura handiko aplikazioetarako, normalean 12,7 mm-ko (1/2 hazbeteko) edo gutxiagoko pausoa duten kateak hautatzen dira, hala nola ANSI #40 eta #50 serieak, edo ISO 08B eta 10B serieak.
2. Abiadura ertaineko aplikazioak (normalean 500 r/min < n ≤ 1500 r/min): Aukeratu pauso ertaina.
Abiadura ertaineko aplikazioak ohikoenak dira industria-aplikazioetan (adibidez, garraiatzaileak, makina-erremintaren ardatzak eta nekazaritzako makineria). Garrantzitsua da karga-eskakizunen eta leuntasun-eskakizunen arteko oreka.
Karga moderatuetarako (adibidez, 10 kW edo gutxiagoko potentzia nominala duten garraiatzaile arinetarako), 12,7 mm-tik 19,05 mm-ra (1/2 hazbetetik 3/4 hazbetera) bitarteko pausoa duten kateak gomendatzen dira, hala nola ANSI #60 eta #80 serieak. Karga handiagoetarako (adibidez, 10 kW-20 kW-ko potentzia nominala duten tamaina ertaineko makina-erremintetarako), 19,05 mm-25,4 mm-ra (3/4 hazbetetik 1 hazbetera) bitarteko pausoa duen kate bat hauta daiteke, hala nola ANSI #100 eta #120 serieak. Hala ere, piñoiaren hortz-zabaleraren egiaztapen gehigarria beharrezkoa da engranaje-ezegonkortasuna saihesteko.
3. Abiadura txikiko funtzionamendua (normalean n ≤ 500 r/min): Pauso handiko katea hauta daiteke.
Abiadura baxuko baldintzetan (meategietako birringailuetan eta karga astuneko altxagailuetan, adibidez), katearen tentsio dinamikoa eta indar zentrifugoa nahiko baxuak dira. Karga-ahalmena funtsezko eskakizuna bihurtzen da, eta urrats handiko kate baten abantailak guztiz aprobetxa daitezke:
Pauso handiko kateek osagaien erresistentzia handiagoa eskaintzen dute eta ehunka kN-ko inpaktu-kargak jasan ditzakete, kate-plakaren haustura eta pinearen tolestura saihestuz karga handien pean.
Abiadura baxuetan higadura-tasa txikia da, eta horrek aukera ematen die urrats handiko kateei ekipamenduaren bizitza osoaren pareko iraupena mantentzeko, maiz ordezkatzeko beharra ezabatuz (normalean 2-3 urte). Egoera honetan, ≥ 25,4 mm (1 hazbete) urratsa duten kateak, hala nola ANSI #140 eta #160 serieak, edo neurrira egindako urrats handiko kate astunak, erabili ohi dira.
III. Gida praktikoa: Zehaztasunez lotu tonua eta abiadura 4 urratsetan
Teoria ulertu ondoren, prozedura estandarizatuen bidez ezartzeko garaia da. Hurrengo 4 urratsek kate egoki bat azkar hautatzen eta esperientzian oinarritzeak eragindako akatsak saihesten lagunduko dizute:
1. urratsa: Identifikatu parametro nagusiak – Bildu 3 datu gako lehenik
Kate bat aukeratu aurretik, ekipamenduaren hiru parametro nagusi hauek lortu behar dituzu; ezin da horietako bat ere ez ahaztu:
Trakzio-pignonaren abiadura (n): Eskuratu hau zuzenean motorraren edo trakzio-muturraren eskuliburutik. Trakzio-muturraren abiadura bakarrik badago eskuragarri, kalkulatu alderantziz "Transmisio-erlazioa = trakzio-pignonaren hortz kopurua / eragin-pignonaren hortz kopurua" formula erabiliz.
Transferentzia-potentzia nominala (P): Ekipamenduak funtzionamendu normalean transferitu behar duen potentzia da (kW-tan). Honen barruan sartzen dira puntako kargak (adibidez, abiaraztean gertatzen diren talka-kargak, normalean potentzia nominalaren 1,2-1,5 aldiz gisa kalkulatzen direnak).
Lan-ingurunea: Egiaztatu hautsa, olioa, tenperatura altuak (>80 °C) edo gas korrosiboak dauden. Ingurune gogorretan, aukeratu lubrifikazio-zirrikituak eta korrosioaren aurkako estaldurak dituzten kateak. Higaduraren aurkako pausoa % 10-% 20 handitu behar da.
2. urratsa: Abiaduraren araberako hasierako tonu-tartearen hautaketa
Kontsultatu beheko taula piñoi-abiaduraren arabera hasierako pauso-tartea zehazteko (ANSI estandar-katea adibide gisa erabiliz; beste estandar batzuk horren arabera bihur daitezke):
Trakzio-piñoiaren abiadura (r/min) Gomendatutako distantzia-tartea (mm) Dagokion ANSI kate-seriea Aplikazio tipikoak
>1500 6.35-12.7 #25, #35, #40 Haizagailuak, Motor Txikiak
500-1500 12.7-25.4 #50, #60, #80, #100 Garraiatzaileak, Makina-erremintak
<500 25.4-50.8 #120, #140, #160 Birrintzeko makina, igogailua
3. urratsa: Egiaztatu inklinazioak karga-ahalmena betetzen duela potentzia erabiliz
Aurretiazko pausoa hautatu ondoren, egiaztatu kateak potentzia nominala jasan dezakeela "Potentzia Kalkuluaren Formula" erabiliz, gainkarga saihesteko. ISO estandar arrabol katea adibidetzat hartuta, formula sinplifikatua honako hau da:
Katearen potentzia-transmisio baimendua (P₀) = K₁ × K₂ × Pₙ
Non: K₁ abiadura zuzentzeko faktorea da (abiadura handiagoek K₁ txikiagoa dakarte, kateen katalogoan aurki daitekeena); K₂ funtzionamendu-baldintzen zuzentzeko faktorea da (0,7-0,9 ingurune gogorretarako, 1,0-1,2 ingurune garbietarako); eta Pₙ katearen potentzia nominala da (fabrikatzailearen katalogoan pausoaren arabera aurki daitekeena).
Egiaztapen-baldintza: P₀-k ≥ 1,2 × P bete behar du (1,2 segurtasun-faktorea da, eta 1,5era igo daiteke karga astunetarako).
4. urratsa: Egokitu azken plana instalazio-espazioaren arabera.
Hasieran hautatutako pausoa instalazio-espazioak mugatzen badu (adibidez, ekipamenduaren barne-espazioa estuegia bada pauso handiko kate bat hartzeko), bi doikuntza egin daitezke:
Murriztu pausoa + handitu kate-lerro kopurua: Adibidez, hasieran 25,4 mm-ko pausoko ilara bat hautatu bazenuen (#100), 19,05 mm-ko pausoko bi ilarara alda ditzakezu (#80-2), antzeko karga-ahalmena baina tamaina txikiagoa eskaintzen duena.
Optimizatu piñoi-hortzen kopurua: Pauso bera mantenduz, eragile-pignonaren hortz kopurua handitzeak (normalean gutxienez 17 hortzera) katearen lotura-kolpea murriztu dezake eta, zeharka, abiadura handiko egokitzapena hobetu.
IV. Saihestu beharreko ohiko akatsak: Saihestu 3 akats hauek
Hautaketa prozesua menperatu ondoren ere, jende askok huts egiten du xehetasunak alde batera uzteagatik. Hona hemen hiru ideia oker ohikoenak eta haien irtenbideak:
1. ideia okerra: Karga-ahalmenean soilik zentratzea, abiaduraren parekatzea alde batera utzita
Ideia okerra: “Pauso handiago batek karga-ahalmen handiagoa esan nahi duela” uste izanik, pauso handiagoko kate bat hautatzen da abiadura handiko funtzionamendurako (adibidez, #120 katea 1500 bira/min-ko motor baterako). Ondorioak: Katearen zarata-mailak 90dB-tik gorakoak dira, eta kate-plakaren pitzadurak garatzen dira bi edo hiru hilabeteko epean. Irtenbidea: Zorrotz hautatu pausoak “abiaduraren lehentasunaren” arabera. Karga-ahalmena nahikoa ez bada, lehentasuna eman errenkada kopurua handitzeari, pausoa handitzea baino.
2. ideia okerra: «Trakzio-polearen abiadura» «eragiketa-polearen abiadura»rekin nahastea
Ideia okerra: Polea eragilearen abiadura erabiltzea hautaketa-faktore gisa (adibidez, polea eragilearen abiadura 500 bira/min bada eta polea eragilearen benetako abiadura 1500 bira/min bada, pauso handiagoa hautatzen da 500 bira/min-tan oinarrituta). Ondorioak: Katean gehiegizko tentsio dinamikoa, eta horren ondorioz "pintzaren gehiegizko higadura" (hilabete batean 0,5 mm-tik gorako higadura). Irtenbidea: "Polea eragilearen abiadura" erabili behar da estandar gisa. Ziur ez bazaude, kalkulatu motorraren abiadura eta murrizketa-erlazioa erabiliz (polea eragilearen abiadura = motorraren abiadura / murrizketa-erlazioa).
3. ideia okerra: Lubrifikazioak abiadura-pausoaren parekatzean duen eragina alde batera uztea
Akatsa: "paso egokia hautatzea nahikoa dela pentsatzea", lubrifikazioa saltatzea edo lubrifikatzaile eskasa erabiltzea abiadura handiko baldintzetan. Ondorioa: Paso txikia izan arren, katearen bizitza % 50 baino gehiago laburtu daiteke, eta marruskadura lehorraren bidezko gripetzea ere gerta daiteke. Irtenbidea: Abiadura handiko baldintzetarako (n > 1000 rpm), tantaka lubrifikazioa edo olio-bainuko lubrifikazioa erabili behar da. Lubrifikatzailearen biskositatea abiadurarekin bat etorri behar da (zenbat eta abiadura handiagoa, orduan eta biskositate txikiagoa).
V. Industria-kasu-azterketa: Akatsetik egonkortasunera optimizatzea
Automobilgintzako piezen fabrika bateko garraiatzaile-linea batek hilean behin hausten zuen katea. Abiadura-aldaketa optimizatuz, katearen iraupena bi urtera luzatu genuen. Xehetasunak hauek dira:
Jatorrizko plana: 1200 bira/min-ko polea eragilearen abiadura, 25,4 mm-ko pausoko ilara bakarreko katea (#100), 8 kW-ko potentzia-transmisioa, behartutako lubrifikaziorik gabe.
Matxura kausa: 1200 bira/min abiadura ertainaren goiko mugan dago, eta 25,4 mm-ko urratseko kateak tentsio dinamiko gehiegi jasaten du abiadura horretan. Gainera, lubrifikazio faltak higadura bizkortzea dakar.
Optimizazio plana: Murriztu katearen pausoa 19,05 mm-ra (#80), aldatu bi ilarako kate batera (#80-2) eta gehitu tantaka lubrifikazio sistema.
Optimizazio emaitzak: Katearen funtzionamendu-zaratak 85 dB-tik 72 dB-ra murriztu dira, hileko higadura 0,3 mm-tik 0,05 mm-ra murriztu da eta katearen iraupena hilabete 1etik 24 hilabetera luzatu da, urtean 30.000 yuan baino gehiago aurreztuz ordezkapen-kostuetan.
Ondorioa: Hautaketaren funtsa oreka da.
Arrabol-katearen pausoa eta abiadura hautatzea ez da inoiz "handia edo txikia" den erabaki soil bat. Horren ordez, karga-ahalmenaren, funtzionamendu-abiaduraren, instalazio-espazioaren eta kostuaren arteko oreka optimoa aurkitzea da kontua. "Alderantzizko parekatzearen" printzipioa menperatuz, lau urratseko hautaketa-prozesu estandarizatu batekin konbinatuz eta ohiko akatsak saihestuz, transmisio-sistema egonkor eta iraunkorra berma dezakezu.
Argitaratze data: 2025eko urriaren 17a