A görgőslánc-osztás kiválasztása és a sebesség közötti kapcsolat

A görgőslánc-osztás kiválasztása és a sebesség közötti kapcsolat

Az ipari átviteli rendszerekben a görgőslánc menetemelkedése és sebessége kulcsfontosságú változók, amelyek meghatározzák az átviteli hatékonyságot, a berendezések élettartamát és az üzemi stabilitást. Sok mérnök és beszerzési személyzet, akik a kiválasztás során túlságosan a teherbírásra koncentrálnak, gyakran figyelmen kívül hagyják e két tényező egyezését. Ez végső soron a lánc idő előtti kopásához és töréséhez, sőt akár a teljes gyártósor leállásához is vezet. Ez a cikk lebontja az alapelveket és a menetemelkedés és a sebesség közötti inherens kapcsolatot, gyakorlati kiválasztási módszereket kínálva, amelyek segítenek kiválasztani az optimális görgősláncot a különböző üzemi körülmények között.

I. Két alapfogalom megértése: a hangmagasság és a sebesség meghatározása és ipari jelentősége

Mielőtt elemeznénk a kettő közötti kapcsolatot, fontos tisztázni az alapvető definíciókat – ez elengedhetetlen a kiválasztási hibák elkerülése érdekében. Akár ANSI (amerikai szabvány), ISO (nemzetközi szabvány) vagy GB (nemzeti szabvány) görgősláncokat használunk, a dőlésszög és a sebesség alapvető hatása állandó marad.

1. Görgőslánc-osztás: Meghatározza a „teherbírást” és a „futás simaságát”

A osztástávolság a görgőslánc magmérete, amely két szomszédos görgő középpontja közötti távolságra utal (jelölve „p”-vel, és jellemzően mm-ben vagy hüvelykben mérve). Közvetlenül meghatározza a lánc két kulcsfontosságú jellemzőjét:

Teherbírás: A nagyobb osztásköz általában nagyobb láncalkatrészeket, például lemezeket és csapokat, valamint nagyobb névleges terhelést (mind statikus, mind dinamikus) eredményez, így alkalmassá teszi nagy igénybevételű alkalmazásokhoz (például bányászati ​​gépekhez és nehéz szállítóberendezésekhez).

Sima futás: A kisebb osztás csökkenti az „ütési frekvenciát”, amikor a lánc a lánckerékkel kapcsolódik, ami kevesebb rezgést és zajt eredményez az átvitel során. Ez alkalmasabbá teszi a nagy stabilitást igénylő alkalmazásokhoz (például precíziós szerszámgépek és élelmiszer-csomagoló berendezések).

2. Forgási sebesség: Meghatározza a „dinamikus feszültséget” és a „kopási sebességet”

A forgási sebesség itt kifejezetten a lánchoz csatlakoztatott hajtó lánckerék sebességére utal (jelölve „n”-nel, és jellemzően fordulat/perc-ben mérve), nem pedig a meghajtott vég sebességére. A láncra gyakorolt ​​hatása elsősorban két aspektusban nyilvánul meg:
Dinamikus igénybevétel: Minél nagyobb a sebesség, annál nagyobb a lánc által működés közben létrehozott centrifugális erő. Ez jelentősen megnöveli az „ütközés okozta terhelést” is, amikor a láncszemek a lánckerék fogaihoz kapcsolódnak (hasonlóan ahhoz, amikor egy autó nagy sebességgel áthajt egy fekvőrendőrön).
Kopási sebesség: Minél nagyobb a sebesség, annál többször kapcsolódik a lánc a lánckerékhez, és a görgők, valamint a csapok relatív forgása nő. Az azonos idő alatti kopás teljes mértéke arányosan nő, ami közvetlenül lerövidíti a lánc élettartamát.

II. Alapvető logika: A hangmagasság és a sebesség „inverz illesztésének” elve

Kiterjedt ipari gyakorlat igazolta, hogy a görgőslánc osztása és a sebesség között egyértelmű „fordított illeszkedési” összefüggés van – azaz minél nagyobb a sebesség, annál kisebbnek kell lennie a osztásnak, míg minél alacsonyabb a sebesség, annál nagyobb lehet a osztás. Ennek az elvnek a lényege a „terhelési követelmények” és a „dinamikus feszültségkockázat” egyensúlyba hozása. Ez három dimenzióra bontható:

1. Nagy sebességű működés (jellemzően n > 1500 ford/perc): A kis menetemelkedés elengedhetetlen.
Amikor a hajtó lánckerék sebessége meghaladja az 1500 ford/percet (például ventilátoroknál és kis motorhajtásoknál), a láncra ható dinamikus feszültség és centrifugális erő drámaian megnő. Egy nagy osztású lánc használata ebben a helyzetben két kritikus problémához vezethet:

Ütésterhelés túlterhelése: A nagy osztástávolságú láncok nagyobb láncszemekkel rendelkeznek, ami nagyobb érintkezési felületet és ütőerőt eredményez a lánckerék fogaival a kapcsolódások során. Ez nagy sebességnél könnyen „láncszem-ugrást” vagy „lánckerék fogtörést” okozhat.

Centrifugális erő okozta lazaság: A nagy osztással rendelkező láncok nagyobb önsúlyúak, és a nagy sebességnél keletkező centrifugális erő a lánc leválását okozhatja a lánckerék fogairól, ami „láncesést” vagy „hajtáscsúszást” okozhat. Súlyos esetekben ez a berendezés ütközéséhez vezethet. Ezért nagy sebességű alkalmazásokhoz általában 12,7 mm-es (1/2 hüvelykes) vagy annál kisebb osztással rendelkező láncokat választanak, például az ANSI #40 és #50 sorozatú, vagy az ISO 08B és 10B sorozatú láncokat.

2. Közepes sebességű alkalmazások (jellemzően 500 ford/perc < n ≤ 1500 ford/perc): Válasszon közepes menetemelkedést.
A közepes sebességű alkalmazások leggyakoribbak az ipari alkalmazásokban (például szállítószalagok, szerszámgéporsók és mezőgazdasági gépek). Fontos az egyensúly a terhelési követelmények és a simasági követelmények között.
Közepes terhelésekhez (például 10 kW vagy kisebb névleges teljesítményű könnyű szállítószalagokhoz) 12,7 mm és 19,05 mm (1/2 hüvelyk és 3/4 hüvelyk) közötti osztású láncok ajánlottak, például az ANSI #60 és #80 sorozatúak. Nagyobb terhelésekhez (például 10 kW-20 kW névleges teljesítményű közepes méretű szerszámgépekhez) 19,05 mm és 25,4 mm (3/4 hüvelyk és 1 hüvelyk) közötti osztású lánc, például az ANSI #100 és #120 sorozatúak választhatók. A lánckerék fogszélességének további ellenőrzése azonban szükséges a kapcsolódási instabilitás elkerülése érdekében.

3. Alacsony fordulatszámú üzem (jellemzően n ≤ 500 ford/perc): Nagy osztású lánc választható.

Alacsony sebességű körülmények között (például bányászati ​​zúzók és nagy teherbírású emelők) a lánc dinamikus feszültsége és centrifugális ereje viszonylag alacsony. A teherbírás válik az alapvető követelménygé, és a nagy osztású lánc előnyei teljes mértékben kihasználhatók:
A nagy osztású láncok nagyobb alkatrészszilárdságot kínálnak, és több száz kN ütésterhelést is elviselnek, megakadályozva a lánclemez törését és a csapok elhajlását nagy terhelés alatt.
Alacsony sebességnél alacsony a kopási sebesség, így a nagy osztású láncok élettartama megegyezik a berendezés teljes élettartamával, így nincs szükség gyakori cserére (jellemzően 2-3 év). Ebben az esetben általában a ≥ 25,4 mm (1 hüvelyk) osztású láncokat, például az ANSI #140 és #160 sorozatúakat, vagy az egyedi, nagy osztású, nagy teherbírású láncokat használják.

III. Gyakorlati útmutató: A hangmagasság és a sebesség pontos összehangolása 4 lépésben

Miután megértettük az elméletet, itt az ideje, hogy szabványosított eljárásokkal megvalósítsuk. A következő 4 lépés segít gyorsan kiválasztani a megfelelő láncot, és elkerülni a tapasztalatra való hagyatkozásból eredő hibákat:

1. lépés: Azonosítsa az alapvető paramétereket – Először gyűjtsön össze 3 kulcsfontosságú adatot

Mielőtt kiválasztana egy láncot, meg kell szereznie a berendezésnek ezt a három fő paraméterét; egyik sem hagyható ki:

Hajtókerék fordulatszáma (n): Ezt közvetlenül a motor vagy a hajtóoldal kézikönyvéből szerezheti be. Ha csak a hajtott oldal fordulatszáma áll rendelkezésre, akkor fordított sorrendben kell kiszámítani a következő képlettel: „Áttétel = a hajtó lánckerék fogainak száma / a hajtott lánckerék fogainak száma”.

Névleges átviteli teljesítmény (P): Ez az a teljesítmény (kW-ban), amelyet a berendezésnek normál üzem közben át kell vinnie. Ez magában foglalja a csúcsterheléseket (például az indításkor fellépő lökésszerű terheléseket, amelyeket jellemzően a névleges teljesítmény 1,2-1,5-szereseként számítanak ki).
Munkakörnyezet: Ellenőrizze a láncokat por, olaj, magas hőmérséklet (>80°C) vagy korrozív gázok jelenlétére. Mostoha környezeti körülmények között válasszon kenőhornyokkal és korróziógátló bevonattal ellátott láncokat. A osztásközt 10%-20%-kal növelni kell a kopás figyelembevételével.

2. lépés: Előzetes hangmagasság-tartomány kiválasztása a sebesség alapján
Az alábbi táblázat segítségével meghatározhatja az előzetes osztástartományt a hajtó lánckerék sebessége alapján (példaként ANSI szabványú láncot használva; más szabványok ennek megfelelően átszámíthatók):
Hajtókerék fordulatszáma (ford/perc) Ajánlott osztástartomány (mm) Megfelelő ANSI láncsorozat Tipikus alkalmazások
>1500 6,35-12,7 #25, #35, #40 Ventilátorok, Kismotorok
500-1500 12,7-25,4 #50, #60, #80, #100 Szállítószalagok, Szerszámgépek
<500 25,4-50,8 #120, #140, #160 Zúzó, Felvonó

3. lépés: Ellenőrizze a dőlésszög megfelelőségét a teherbírásnak teljesítmény használatával
A lánc előzetes osztásköz kiválasztása után a „Teljesítményszámítási képlet” segítségével ellenőrizze, hogy a lánc elbírja-e a névleges teljesítményt a túlterheléses meghibásodás elkerülése érdekében. Az ISO szabványú görgőslánc példájánál az egyszerűsített képlet a következő:
A lánc megengedett teljesítményátvitele (P₀) = K₁ × K₂ × Pₙ
Ahol: K₁ a sebességkorrekciós tényező (nagyobb sebességek alacsonyabb K₁ értéket eredményeznek, amely a lánckatalógusban található); K₂ az üzemi körülményekre vonatkozó korrekciós tényező (0,7-0,9 zord környezet esetén, 1,0-1,2 tiszta környezet esetén); és Pₙ ​​a lánc névleges teljesítménye (amely a gyártó katalógusában található osztásköz szerint).
Ellenőrzési feltétel: A P₀ értéknek ≥ 1,2 × P-nek kell lennie (1,2 a biztonsági tényező, amely nagy igénybevétel esetén 1,5-re növelhető).

4. lépés: A végleges tervet a telepítési hely alapján állítsa be.
Ha a kezdetben kiválasztott osztásközt a beépítési hely korlátozza (pl. a berendezés belső tere túl szűk egy nagy osztásközű lánc befogadására), kétféle beállítás végezhető el:
Csökkentse a osztást + növelje a láncsorok számát: Például, ha eredetileg egy 25,4 mm-es osztású sort választott (#100), akkor két 19,05 mm-es osztású sorra (#80-2) válthat, ami hasonló teherbírást, de kisebb méretet kínál.
Optimalizálja a lánckerék fogainak számát: Azonos osztásköz megtartása mellett a hajtó lánckerék fogainak számának növelése (általában legalább 17 fogra) csökkentheti a lánc bekapcsolódási lökését, és közvetve javíthatja a nagy sebességű alkalmazkodóképességet.

IV. Gyakori hibák, amelyeket el kell kerülni: Kerüld el ezt a 3 hibát

Még a kiválasztási folyamat elsajátítása után is sokan kudarcot vallanak a részletek figyelmen kívül hagyása miatt. Íme a három leggyakoribb tévhit és a megoldásaik:

1. tévhit: Kizárólag a teherbírásra koncentrálnak, miközben figyelmen kívül hagyják a sebességillesztést

Tévhit: Abban a hitben, hogy „a nagyobb osztás nagyobb teherbírást jelent”, a nagy sebességű működéshez nagyobb osztású láncot választanak (pl. #120-as lánc egy 1500 fordulat/perc fordulatszámú motorhoz). Következmények: A lánc zajszintje meghaladja a 90 dB-t, és a lánclemez repedései két-három hónapon belül kialakulnak. Megoldás: Szigorúan a „sebességprioritás” alapján válassza ki a osztásokat. Ha a teherbírás nem elegendő, a osztások növelése helyett a sorok számának növelését kell előnyben részesíteni.

2. tévhit: A „hajtótárcsa sebessége” és a „hajtotttárcsa sebessége” összekeverése

Tévhit: A hajtott szíjtárcsa fordulatszámának használata kiválasztási tényezőként (pl. ha a hajtott szíjtárcsa fordulatszáma 500 ford/perc, és a tényleges hajtószíjtárcsa fordulatszáma 1500 ford/perc, akkor az 500 ford/perc alapján nagyobb menetemelkedést választanak). Következmények: Túlzott dinamikus feszültség a láncban, ami „túlzott csapkopást” eredményez (a kopás meghaladja a 0,5 mm-t egy hónap alatt). Megoldás: A „hajtószíjtárcsa fordulatszámát” kell standardként használni. Bizonytalanság esetén a motor fordulatszáma és a csökkentési áttétel segítségével kell kiszámítani (hajtószíjtárcsa fordulatszáma = motor fordulatszáma / csökkentési áttétel).

3. tévhit: A kenés sebesség-osztás illesztésre gyakorolt ​​hatásának figyelmen kívül hagyása

Hiba: feltételezve, hogy „elegendő a megfelelő osztás kiválasztása”, kihagyják a kenést, vagy rossz minőségű kenőanyagot használnak nagy sebességű körülmények között. Következmény: Már kis osztás esetén is a lánc élettartama több mint 50%-kal lerövidülhet, sőt száraz súrlódás miatti berágódás is előfordulhat. Megoldás: Nagy sebességű körülmények között (n > 1000 ford/perc) csepegtető kenést vagy olajfürdős kenést kell alkalmazni. A kenőanyag viszkozitását a sebességhez kell igazítani (minél nagyobb a sebesség, annál alacsonyabb a viszkozitás).

V. Ipari esettanulmány: Optimalizálás a meghibásodástól a stabilitásig

Egy autóipari alkatrészgyár szállítószalagján havonta egyszer láncszakadás jelentkezett. A lánchossz-emelkedés összehangolásának optimalizálásával két évre növeltük a lánc élettartamát. A részletek a következők:
Eredeti terv: Hajtótárcsa fordulatszáma 1200 ford/perc, egysoros lánc 25,4 mm-es osztással (#100), 8 kW teljesítményátvitel, kényszerkenés nélkül.
Hiba oka: Az 1200 fordulat/perc a közepes sebesség felső határa, és a 25,4 mm-es osztású lánc ezen a sebességen túlzott dinamikus igénybevételnek van kitéve. Továbbá a kenés hiánya felgyorsult kopáshoz vezet.
Optimalizálási terv: A láncosztás csökkentése 19,05 mm-re (#80), váltás kétsoros láncra (#80-2), és csepegtető kenőrendszer hozzáadása.
Optimalizálási eredmények: A lánc működési zaja 85 dB-ről 72 dB-re csökkent, a havi kopás 0,3 mm-ről 0,05 mm-re csökkent, a lánc élettartama pedig 1 hónapról 24 hónapra nőtt, ami több mint 30 000 jüan megtakarítást jelent éves szinten.

Konklúzió: A kiválasztás lényege az egyensúly.
A görgőslánc-osztás és -sebesség kiválasztása soha nem egyszerű „kicsi vagy nagy” döntés. Inkább a teherbírás, az üzemi sebesség, a beépítési hely és a költség közötti optimális egyensúly megtalálásáról van szó. A „fordított illesztés” elvének elsajátításával, egy szabványosított négylépéses kiválasztási folyamattal kombinálva és a gyakori buktatók elkerülésével stabil és tartós átviteli rendszert biztosíthat.