Hoe bepaal je de veiligheidsfactor van een rollenketting?
In industriële transmissiesystemen bepaalt de veiligheidsfactor van de rollenketting direct de operationele stabiliteit, levensduur en veiligheid van de operator. Of het nu gaat om zware transmissies in mijnbouwmachines of precisietransport in geautomatiseerde productielijnen, een onjuist ingestelde veiligheidsfactor kan leiden tot voortijdige kettingbreuk, stilstand van de apparatuur en zelfs ongelukken. Dit artikel legt systematisch uit hoe de veiligheidsfactor van de rollenketting kan worden bepaald, van basisconcepten, belangrijke stappen en beïnvloedende factoren tot praktische aanbevelingen, om ingenieurs, inkopers en onderhoudspersoneel te helpen bij het nemen van de juiste selectiebeslissingen.
I. Basisbegrip van de veiligheidsfactor: waarom deze van essentieel belang is bij de selectie van rollenkettingen
De veiligheidsfactor (SF) is de verhouding tussen het werkelijke draagvermogen van een rollenketting en de werkelijke werkbelasting. In wezen biedt het een "veiligheidsmarge" voor de werking van de ketting. Het compenseert niet alleen onzekerheden zoals belastingsschommelingen en omgevingsinvloeden, maar dekt ook potentiële risico's zoals fabricagefouten en installatieafwijkingen. Het is een belangrijke indicator voor het vinden van een balans tussen veiligheid en kosten.
1.1 Kerndefinitie van de veiligheidsfactor
De formule voor het berekenen van de veiligheidsfactor is: Veiligheidsfactor (SF) = Nominaal draagvermogen van de rollenketting (Fₙ) / Werkelijke werkbelasting (F_w).
Nominaal draagvermogen (Fₙ): Dit wordt door de kettingfabrikant bepaald op basis van het materiaal, de structuur (zoals steek en roldiameter) en het productieproces. Het omvat doorgaans het dynamische draagvermogen (de belasting die overeenkomt met de vermoeiingslevensduur) en het statische draagvermogen (de belasting die overeenkomt met een momentane breuk). Deze informatie is te vinden in productcatalogi of in normen zoals GB/T 1243 en ISO 606.
Werkelijke werkbelasting (F_w): De maximale belasting die een ketting in de praktijk kan weerstaan. Deze factor houdt rekening met factoren zoals startschokken, overbelasting en schommelingen in de bedrijfsomstandigheden, in plaats van alleen een theoretisch berekende belasting.
1.2 Industriële normen voor toelaatbare veiligheidsfactoren
De vereisten voor de veiligheidsfactor variëren aanzienlijk afhankelijk van het toepassingsscenario. Het is essentieel om de door de industrie gespecificeerde "toelaatbare veiligheidsfactor" direct te raadplegen om selectiefouten te voorkomen. Hieronder vindt u een overzicht van de toelaatbare veiligheidsfactoren voor gangbare bedrijfsomstandigheden (gebaseerd op GB/T 18150 en de industriële praktijk):
II. Vierstappenplan voor het bepalen van de veiligheidsfactoren van rollenkettingen
Het bepalen van de veiligheidsfactor is geen kwestie van een simpele formule toepassen; het vereist een stapsgewijze analyse op basis van de werkelijke bedrijfsomstandigheden om nauwkeurige en betrouwbare belastinggegevens bij elke stap te garanderen. Het volgende proces is van toepassing op de meeste industriële rollenkettingtoepassingen.
Stap 1: Bepaal het nominale draagvermogen (Fₙ) van de rollenketting.
Geef prioriteit aan het verkrijgen van gegevens uit de productcatalogus van de fabrikant. Let op de "dynamische belastingswaarde" (meestal overeenkomend met 1000 uur vermoeiingslevensduur) en de "statische belastingswaarde" (overeenkomend met statische trekbreuk) die in de catalogus vermeld staan. De twee moeten afzonderlijk worden gebruikt (dynamische belastingswaarde voor dynamische belastingomstandigheden, statische belastingswaarde voor statische belasting of lage snelheidsomstandigheden).
Als er geen monstergegevens beschikbaar zijn, kunnen berekeningen worden gemaakt op basis van nationale normen. Neem bijvoorbeeld GB/T 1243: de dynamische belastbaarheid (F₁) van de rollenketting kan worden geschat met de formule: F₁ = 270 × (d₁)¹.⁸ (waarbij d₁ de diameter van de pen in mm is). De statische belastbaarheid (F₂) is ongeveer 3-5 keer de dynamische belastbaarheid (afhankelijk van het materiaal; 3 keer voor koolstofstaal en 5 keer voor gelegeerd staal).
Correctie voor speciale bedrijfsomstandigheden: Als de ketting werkt bij een omgevingstemperatuur boven 120 °C, of als er corrosie optreedt (bijvoorbeeld in een chemische omgeving), of als er sprake is van slijtage door stof, moet het nominale draagvermogen worden verlaagd. Over het algemeen wordt het draagvermogen met 10%-15% verlaagd voor elke 100 °C temperatuurstijging; in corrosieve omgevingen bedraagt de verlaging 20%-30%.
Stap 2: Bereken de werkelijke werkbelasting (F_w)
De werkelijke werkbelasting is de kernvariabele in de berekening van de veiligheidsfactor en moet volledig worden berekend op basis van het type apparatuur en de bedrijfsomstandigheden. Vermijd het gebruik van een "theoretische belasting" als vervanging. Bepaal de basisbelasting (F₀): Bereken de theoretische belasting op basis van het beoogde gebruik van de apparatuur. Bijvoorbeeld: de basisbelasting van een transportketting = materiaalgewicht + kettinggewicht + gewicht van de transportband (alles berekend per meter); de basisbelasting van een aandrijfketting = motorvermogen × 9550 / (tandwielsnelheid × transmissierendement).
Extra belastingfactor (K): Deze factor houdt rekening met extra belastingen tijdens de daadwerkelijke werking. De formule is F_w = F₀ × K, waarbij K de gecombineerde belastingfactor is en moet worden gekozen op basis van de bedrijfsomstandigheden:
Startschokfactor (K₁): 1,2-1,5 voor apparatuur met softstart en 1,5-2,5 voor apparatuur met directe start.
Overbelastingsfactor (K₂): 1,0-1,2 voor continue stabiele werking en 1,2-1,8 voor intermitterende overbelasting (bijv. breker).
Bedrijfsconditiefactor (K₃): 1,0 voor schone en droge omgevingen, 1,1-1,3 voor vochtige en stoffige omgevingen en 1,3-1,5 voor corrosieve omgevingen.
Gecombineerde belastingfactor K = K₁ × K₂ × K₃. Bijvoorbeeld, voor een direct startende transportband in de mijnbouw geldt K = 2,0 (K₁) × 1,5 (K₂) × 1,2 (K₃) = 3,6.
Geplaatst op: 27 oktober 2025