Kako določiti varnostni faktor valjčne verige
V industrijskih prenosnih sistemih varnostni faktor valjčne verige neposredno določa obratovalno stabilnost opreme, njeno življenjsko dobo in varnost upravljavca. Ne glede na to, ali gre za težke menjalnike v rudarskih strojih ali precizni transport v avtomatiziranih proizvodnih linijah, lahko nepravilno nastavljeni varnostni faktorji povzročijo prezgodnji prelom verige, izpad opreme in celo nesreče. Ta članek bo sistematično razložil, kako določiti varnostni faktor valjčne verige, od osnovnih konceptov, ključnih korakov, vplivnih dejavnikov do praktičnih priporočil, ki bodo inženirjem, kupcem in vzdrževalcem opreme pomagala pri sprejemanju natančnih odločitev o izbiri.
I. Osnovno razumevanje varnostnega faktorja: Zakaj je "rešilna bilka" pri izbiri valjčnih verig
Varnostni faktor (SF) je razmerje med dejansko nosilnostjo valjčne verige in njeno dejansko delovno obremenitvijo. V bistvu zagotavlja »varnostno rezervo« za delovanje verige. Ne le izravnava negotovosti, kot so nihanja obremenitve in vplivi okolja, temveč zajema tudi morebitna tveganja, kot so napake pri izdelavi verige in odstopanja pri namestitvi. Je ključni kazalnik za uravnoteženje varnosti in stroškov.
1.1 Osnovna definicija varnostnega faktorja
Formula za izračun varnostnega faktorja je: Varnostni faktor (SF) = Nazivna nosilnost valjčne verige (Fₙ) / Dejanska delovna obremenitev (F_w).
Nazivna nosilnost (Fₙ): Določi jo proizvajalec verige na podlagi materiala, strukture (kot sta korak in premer valja) in proizvodnega procesa, običajno pa vključuje nazivno dinamično nosilnost (obremenitev, ki ustreza utrujenostni življenjski dobi) in nazivno statično nosilnost (obremenitev, ki ustreza takojšnjemu lomu). To je mogoče najti v katalogih izdelkov ali v standardih, kot sta GB/T 1243 in ISO 606.
Dejanska delovna obremenitev (F_w): Največja obremenitev, ki jo veriga lahko prenese med dejanskim delovanjem. Ta faktor upošteva dejavnike, kot so zagonski udarci, preobremenitev in nihanja obratovalnih pogojev, in ne zgolj teoretično izračunane obremenitve.
1.2 Industrijski standardi za dovoljene varnostne faktorje
Zahteve glede varnostnih faktorjev se med različnimi scenariji uporabe precej razlikujejo. Neposredno sklicevanje na "dovoljeni varnostni faktor", ki ga določajo industrijski standardi ali industrijski standardi, je bistveno za preprečevanje napak pri izbiri. Sledi referenca za dovoljene varnostne faktorje za običajne obratovalne pogoje (na podlagi standarda GB/T 18150 in industrijske prakse):
II. 4-stopenjski osnovni postopek za določanje varnostnih faktorjev valjčnih verig
Določanje varnostnega faktorja ni preprosta uporaba formule; zahteva postopno razčlenitev na podlagi dejanskih obratovalnih pogojev, da se zagotovijo natančni in zanesljivi podatki o obremenitvi na vsakem koraku. Naslednji postopek je uporaben za večino industrijskih aplikacij valjčnih verig.
1. korak: Določite nazivno nosilnost valjčne verige (Fₙ).
Prednostno pridobite podatke iz kataloga izdelkov proizvajalca. Bodite pozorni na »dinamično nosilnost« (običajno ustreza 1000 uram utrujenostne življenjske dobe) in »statično nosilnost« (ustreza statični natezni lomni trdnosti), ki sta označeni v katalogu. Obe vrednosti je treba uporabljati ločeno (dinamična nosilnost za dinamične obremenitvene pogoje, statična nosilnost za statične obremenitve ali pogoje nizke hitrosti).
Če vzorčni podatki manjkajo, se lahko izračuni opravijo na podlagi nacionalnih standardov. Na primer, po standardu GB/T 1243 lahko dinamično nosilnost valjčne verige (F₁) ocenimo po formuli: F₁ = 270 × (d₁)¹.⁸ (d₁ je premer zatiča v mm). Statična nosilnost (F₂) je približno 3–5-krat večja od dinamične nosilnosti (odvisno od materiala; 3-kratnik za ogljikovo jeklo in 5-kratnik za legirano jeklo).
Popravek za posebne obratovalne pogoje: Če veriga deluje pri temperaturi okolice nad 120 °C, ali če je prisotna korozija (na primer v kemičnem okolju) ali če je prisotna abrazija prahu, je treba nazivno nosilnost zmanjšati. Na splošno se nosilnost zmanjša za 10 %–15 % za vsakih 100 °C povišanja temperature; v korozivnih okoljih je zmanjšanje 20 %–30 %.
2. korak: Izračunajte dejansko delovno obremenitev (F_w)
Dejanska delovna obremenitev je ključna spremenljivka pri izračunu varnostnega faktorja in jo je treba celovito izračunati glede na vrsto opreme in obratovalne pogoje. Izogibajte se uporabi "teoretične obremenitve" kot nadomestka. Določite osnovno obremenitev (F₀): Izračunajte teoretično obremenitev glede na predvideno uporabo opreme. Na primer, osnovna obremenitev transportne verige = teža materiala + teža verige + teža transportnega traku (vse izračunano na meter); osnovna obremenitev pogonske verige = moč motorja × 9550 / (hitrost zobnika × učinkovitost menjalnika).
Faktor superponirane obremenitve (K): Ta faktor upošteva dodatne obremenitve med dejanskim delovanjem. Formula je F_w = F₀ × K, kjer je K kombinirani faktor obremenitve in ga je treba izbrati glede na obratovalne pogoje:
Faktor zagonskega udarca (K₁): 1,2–1,5 za opremo z mehkim zagonom in 1,5–2,5 za opremo z neposrednim zagonom.
Faktor preobremenitve (K₂): 1,0–1,2 za neprekinjeno stabilno delovanje in 1,2–1,8 za občasno preobremenitev (npr. drobilnik).
Faktor obratovalnih pogojev (K₃): 1,0 za čista in suha okolja, 1,1–1,3 za vlažna in prašna okolja ter 1,3–1,5 za korozivna okolja.
Kombinirani faktor obremenitve K = K₁ × K₂ × K₃. Na primer, za rudarski tekoči trak z neposrednim zagonom je K = 2,0 (K₁) × 1,5 (K₂) × 1,2 (K₃) = 3,6.
Čas objave: 27. oktober 2025