Ulsani tööstuspumpade tootja jahutusveepumba ajamil tekkis enneaegne keti rike – ANSI #80 duplekskett saavutas 11 kuuga pikenemise 3%, kuigi spetsifikatsiooni kohaselt oli keti eluiga üle 30 kuu. Mootori võimsus oli 18,5 kW pöörlemissagedusel 1450 p/min ja ülekandearvuga 3:1. Algse ketivaliku ülevaatamisel selgus, et insener oli valinud keti ANSI B29.1 tabelist, kasutades otse mootori nimivõimsust. Tabel näitas, et #80 simpleksketil pöörlemissagedusel 1450 p/min oli nimivõimsus 21,4 kW – see on piisav 18,5 kW mootori jaoks, varuga 15%. Insener ei olnud rakendanud rakendustüübi teenindustegurit (keskmise löögijõuga – pumbaajam vahelduva suure koormusega käivitusega: K_s = 1,4), paigaldatud tilkõlitajaga tüübi määrimiskorrektsiooni (tüüp 2 – tegur 0,9 nimivõimsusel) ja 15T ajami ketiratta väikese ketiratta korrektsiooni (tegur 0,9 alla 17T võrdlusväärtuse). Selle konkreetse paigaldise korrigeeritud nimivõimsus oli 21,4 × 0,9 × 0,9 = 17,3 kW – vähem kui 18,5 kW rakendatud koormus. Kett töötas pidevalt oma korrigeeritud nimivõimsusest 7% võrra kõrgemal, mis on enam kui piisav lühenenud kasutusea selgitamiseks.
ANSI keti nimivõimsuse tabelid ei asenda täielikku ajami nimivõimsuse arvutust. Need on üks sisend – maksimaalne nimivõimsus võrdlustingimustes. Võrdlustingimusi korratakse reaalsetes tööstusrakendustes harva. Allolev arvutus annab täieliku protseduuri.
Kuueastmelise ketiülekande võimsuse hindamise protseduur
1
Määrake projekteerimisvõimsus
P_kavandus = P_mootor × K_s
P_mootor on mootori nimiväljundvõimsus kW-des. K_s on 2. sammu tabelist saadud hooldustegur. See on võimsus, mille edastamiseks kett peab olema nimivõimsus – mitte mootori nimivõimsus. Märkimisväärse inertsiga ajamite (hoorattad, suured rootorid, käivituskoormused) puhul kasutage P_disaini alusena nimivõimsuse asemel tippkäivitusmomenti.
2
Määrake teenindustegur K_s
| Koormuse tüüp |
10 tundi päevas (K_s) |
16 tundi päevas (K_s) |
24 tundi ööpäevas (K_s) |
Näidisrakendused |
| Sujuv (ilma löögita) |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
Tsentrifugaalpumbad, ventilaatorid, kergkonveierid |
| Mõõdukas šokk |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
Kolbpumbad, kompressorid, tööpingid |
| Tugev šokk |
1.5 |
1.7 |
1.9 |
Löökkoormusega purustid, pressid, konveierid |
Töötundide tegur arvestab termilise väsimuse akumuleerumist. 24 tundi ööpäevas töötavad ajamid ei saavuta kunagi termilist tasakaalu – keti temperatuur püsib kogu aeg kõrge, suurendades pikenemiskiirust. 24 tunni/päevane tegur on selle termilise efekti tõttu tundide arvuga proportsionaalselt suurem.
3
Valige samm ANSI B29.1 võimsustabelist vastavalt ajamivõlli pöörlemissagedusele
Vaadake ANSI keti võimsustabelit ajami võlli kiirusel (n₁). Leidke esimene keti samm, mille puhul nimivõimsus (17T ajami ja 3. tüüpi õlivanni määrimise korral – võrdlustingimused) ületab P_design. See annab esialgse sammu. Kui ükski üheahelaline kett ei vasta P_design nõuetele, kaaluge dupleks- või tripleksahela valikuid (nimivõimsus korrutub dupleksahela puhul ligikaudu 1,7-kordselt ja tripleksahela puhul 2,5-kordselt sama sammuga üheahelalise ketiga võrreldes).
| Keti samm |
400 p/min (kW) |
700 p/min (kW) |
1000 p/min (kW) |
1450 p/min (kW) |
2000 p/min (kW) |
| #40 (12,7 mm) |
1.4 |
2.1 |
2.7 |
3.3 |
3.9 |
| #50 (15,9 mm) |
2.8 |
4.4 |
5.7 |
7.3 |
8.5 |
| #60 (19,05 mm) |
5.0 |
7.9 |
10.4 |
13.7 |
16.2 |
| #80 (25,4 mm) |
9.4 |
15.2 |
20.1 |
21.4 |
22.8 |
| #100 (31,75 mm) |
15.8 |
25.6 |
34.0 |
36.2 |
38.4 |
| #120 (38,1 mm) |
24.6 |
39.9 |
51.5 |
54.7 |
56.1 |
Võrdlustingimused: 17T juhtmestik, 3. tüüpi määrimine (õlivann), ühepoolne juhe. Teie rakenduse tegelik nimivõimsus nõuab sammudest 4–5 saadud parandustegureid.
4
Rakenda määrimisparandustegurit K_L
ANSI B29.1 tabel eeldab 3. tüüpi määrimist (õlivann või sundtsirkulatsioon). Kui tegelik määrimine on vähem efektiivne, rakendage laua võimsusele vähendavat tegurit:
Tüüp 1 — käsitsi/tilgutiõli
K_L = 0,7–0,8
Manuaalne pealekandmine ≥ iga 8 tunni järel; tilkõlitaja
Tüüp 2 — Tilk- või ketasõlitaja
K_L = 0,85–0,95
Tilktoit õigesti seadistatud; pidevtoit
Tüüp 3 — Õlivann / tsirkulatsioon
K_L = 1,0
Võrdlustingimus – kehtib täielik tabeli hinnang
Korrigeeritud nimivõimsus = tabeli nimivõimsus × K_L. Kui see korrigeeritud väärtus ületab P_design, on kett määrdesüsteemi jaoks piisav. Kui mitte, siis kas uuendage määrdesüsteemi või minge üle järgmisele suuremale sammule.
5
Rakenda väikese ketiratta korrektsioonitegurit K_T
Tabeli võrdlustingimus on 17T juht. Kui juhthammaste arv erineb 17T-st, rakendage K_T:
| Juhi hambad (N₁) |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
17 |
19 |
21+ |
| K_T |
0.53 |
0.62 |
0.70 |
0.78 |
0.85 |
1.00 |
1.08 |
1.15 |
Korrigeeritud nimivõimsus = tabeli nimivõimsus × K_L × K_T. See on võimsus, mida kett suudab tegelikus paigaldises edastada. Piisavuse kindlakstegemiseks võrrelge seda P_design-väärtusega.
6
Kontrollige keti pinge ohutustegurit
F_tihe = (P_kavandatud × 1000) / v_ahel [N]
SF = F_purunemine / F_tihe
Arvutage tiheda külje pinge P_design ja keti kiiruse (m/s) abil. Ohutusteguri saamiseks jagage keti minimaalne katkevuskoormus (tootja tabelist) tiheda külje pingega. ANSI B29.1 nõuab tavapärastes tingimustes keti ajamite puhul SF ≥ 5,0. Kui SF < 5, valige kas järgmine suurem samm või lisage teine kett. Keti kiirus: v_chain = (n₁ × N₁ × p) / 60 000, kus p = samm millimeetrites ja n₁ = ajami pöörlemissagedus.
Töönäide: purusti söötmiskonveieri täielik võimsusnäitaja arvutus
Antud tingimused
Veovõlli kiirus
960 p/min
Taotlus
Purusti etteanderihma ajam — tugev löök
Operatsioon
16 tundi päevas pidevalt
Määrimine
Tilkõlitaja (tüüp 2)
Samm-sammult lahendus
- K_s: Tugev šokk, 16 h/päevas → K_s = 1.7
- P-disain = 22 × 1,7 = 37,4 kW
- Pigi valik tabelist kiirusel 960 p/min: interpoleerimine väärtuste 700 ja 1000 p/min vahel — #100 kiirused ≈ 31,0 kW kiirusel 960 p/min (liiga madal). #120 kiirused ≈ 47,5 kW kiirusel 960 p/min → esialgne samm = #120
- K_L (2. tüüpi tilkõlitaja) = 0.90Korrigeeritud nimivõimsus = 47,5 × 0,90 = 42,8 kW
- K_T (15T juht) = 0.85Lõplik korrigeeritud hinnang = 42,8 × 0,85 = 36,4 kW
- Võrdle: 36,4 kW < 37,4 kW (projekteeritud võimsus). Varu on −2,7%. #120 üheahelaline traat KÕLBAB väikese varuga.
- Valikud: (a) Õlivanniõlitamine (K_L = 1,0) → 42,8 × 1,0 × 0,85 = 36,4, ikka veel marginaalne. (b) Suurenda ajami võimsust 17T-ni → K_T = 1,0; nimivõimsus on 47,5 × 0,90 × 1,0 = 42,8 kW. LÄBIB marginaaliga 14%. ✓ (c) Kasutage #100 dupleksi: 31,0 × 1,7 × 0,90 × 0,85 = 40,3 kW. LÄBIB 8% marginaaliga. ✓
- Ohutusteguri kontroll (17T kruvikeeraja, #120, tilkõli): v_kett = (960 × 17 × 38,1) / 60 000 = 10,3 m/s. F_tihe = (37 400 W) / 10,3 = 3631 N. SF = 124 500 / 3631 = 34.3Tunduvalt üle miinimumi 5,0 – kett on struktuurilt piisav; selle valiku peamiseks kriteeriumiks on võimsusnäitaja kontroll.
Vastupidine loogiline: enamiku mõõduka võimsustasemega ketiülekande puhul on staatilise purunemiskoormuse ohutustegur väga kõrge (20–50×) ega mängi keti valiku otsuses mingit rolli. Siduv piirang on väsimustugevus – tsükliline koormus, mida piirab lüliplaadi ja tihvti väsimus, mitte staatiline voolavuspiir. ANSI võimsusreitingu tabelid kodeerivad väsimuspiiri, mitte staatilist kandevõimet. Seetõttu valitakse ohutusteguri arvutamisel (6. samm) harva suuremat ketti kui võimsusreitingu astmed ette näevad – võimsusreitingu kontrolli läbinud keti purunemiskoormuse ohutustegur on tavaliselt 20–50, mis on tunduvalt üle nõutava 5,0. Seevastu väga madala kiiruse, kuid väga suure pöördemomendiga rakendused võivad tekitada tiheda külje pingeid, mis lähenevad keti minimaalsele purunemiskoormusele – sellisel juhul saab 6. sammust määrav piirang. Kontrollige alati mõlemat.
Millal valida mitmeharuline kiudude valik suurema pigi asemel
Kui ühe kiu võimsus antud sammu juures on ebapiisav, on projekteerijal kaks võimalust: suurendada sammu või suurendada kiude arvu. Nende vahel valik sõltub ketiratta läbimõõdu piirangutest, saadavusest ja maksumusest.
| Otsustustegur |
Suurenda helikõrgust (nt #80 → #100) |
Lisa ahel (nt #80 simpleks → dupleks) |
| Ketiratta välisläbimõõt |
Suurem välisläbimõõt — võib ületada ümbriku |
Sama välisläbimõõt — ainult laiem ketiratta pind |
| Võimsuse suurendamine |
#80→#100: +80% mahutavus sama pöörete arvu juures |
Simpleks→dupleks: ×1,7 mahutavust |
| Keti laius |
Kitsam kui mitmeharuline |
Laiem – mõjutab võlli joondamise nõudeid |
| Kiire jõudlus |
Halvem (suurem samm = suurem hulknurga efekt) |
Sama mis üheahelaline sama sammuga |
| Maksumus |
Mõõdukas tõus |
Proportsionaalne suurenemine (×1,7 dupleksi puhul) |
| Eelistatud, kui: |
Ketiratta välisläbimõõtu ei piirata; madalam kiirus |
Ketiratta välisläbimõõt peab jääma väikeseks; suurem kiirus |
Levinumad arvutusvead ja kuidas neid vältida
Mootori võimsuse kasutamine ilma teenindustegurita. Kõige levinum viga on keti valimine mootori nimivõimsuse põhjal ilma K_s-ga korrutamata. Purusti etteanderakenduses oleva 22 kW mootori puhul (K_s = 1,7) on projekteeritud võimsus 37,4 kW. Sellel kiirusel 22 kW võimsusele nimiväärtusega kett on oluliselt aladimensioneeritud. Enne võimsustabeli vaatamist rakendage teenindustegurit. Keti tehnilised kirjeldused kõikide standardsete ANSI sammude jaoks on saadaval meie tootemeeskonnalt.
Väikese ketiratta korrektsiooni ignoreerimine alla 17 hamba. Ruumipiirangutega ajamites kasutatakse sageli väikeseid 12–15 hambaga ajami ketirattaid. 13T ajami puhul vähendab 1000 p/min juures keti efektiivne nimivõimsus tabeli väärtusest 70%-ni. See parandus on olemas standardis ANSI B29.1, kuid lihtsustatud tabeleid kasutavad insenerid seda sageli ei rakenda. Ainus lahendus juba väikese ajami abil paigaldatud ajami puhul on ketiratta hammaste arvu suurendamine – keti sammu asendamine ei lahenda K_T defitsiiti, kui ketirataste arv jääb alla 17T.
Keti kiirusepiirangute eiramine suure sammu ja kõrge pöörete arvu korral. ANSI võimsusnimetuse tabel näitab tippvõimsust iga sammu optimaalse ketikiiruse juures, seejärel väheneb nimivõimsus sellest kiirusest kõrgemal. 17T draiveril oleva #120 keti keti kiirus 1450 p/min on (1450 × 17 × 38,1) / 60 000 = 15,6 m/s – üle selle sammu optimaalse kiiruse. Tabelis olev nimivõimsus sellises olukorras kajastab vähendatud nimivõimsust, kuid lühendatud tabelit lugevad insenerid võivad tippvõimsust valesti kasutada. Kasutage alati p/min-spetsiifilist veergu, mitte sammu rea maksimaalset väärtust.
Sest kohandatud keti- ja ketirattakomplektid kus arvutus annab ebatavalise keti sammu või hammaste arvu, saatke kuus sisendväärtust (mootori võimsus, pöörete arv minutis, hooldustüüp, töötunnid, määrimistüüp, ajami hammaste arv) meie tehnilisele meeskonnale – me kontrollime kogu kuueastmelist arvutust ja kinnitame spetsifikatsiooni enne tellimuse esitamist.
Korduma kippuvad küsimused
Kuidas arvestab ANSI võimsusreiting tsentrite kaugust ja keti pikkust?
ANSI B29.1 võimsusnäitajad põhinevad võrdluskeskmete kaugusel, mis annab ajamisilmuses ligikaudu 120 lüli – keskmine vahemik, mis esindab tüüpilisi töötingimusi. Väga lühikeste keskmiste vahemaade korral (alla 20× sammu) on ajami ketirattal kokkupuutuvate lülide arv väiksem kui võrdlustingimustes ja koormus lüli kohta on suurem, mis vähendab veidi efektiivset võimsust. Väga pikkade keskmiste vahemaade korral (üle 80× sammu) muutuvad keti läbivajumine ja vibratsioon olulisteks teguriteks. Standardkorrektuur on hoida keskmiste vahemaid 30–50-kordselt keti sammul, et tagada optimaalne ajami jõudlus. Sellest vahemikust väljaspool asuvate ajamite puhul tuleks keskmiste vahemaade mõjude jaoks kasutada ANSI B29.1 korrektsioonitabeleid või kontrollida neid arvutuste abil tegeliku keti pinge suhtes konkreetse geomeetria korral.
Kas võimsuse hindamise protseduuri saab rakendada SP-seeria ülitugevale ketile?
Jah — SP-seeria kett kasutab sama võimsuse hindamise protseduuri ühe muudatusega: standardketi kohta kehtib ANSI B29.1 tabeli nimivõimsus. SP-seeria puhul on väsimuspiir ligikaudu 75% kõrgem kui sama sammuga standardketil, mis kajastub SP-seeria tootjate avaldatud SP-seeria võimsustabelites. Praktikas tähendab see, et kui kuueetapiline protseduur annab standardketi puhul piiripealse tulemuse (projekteerimisvõimsus 20–30% piires korrigeeritud nimivõimsusest), võib SP-seeria kett pakkuda piisavat varu ilma sammu või kiudude arvu muutmata. Rakenduste puhul, kus standardkett möödub mugava varuga (projekteerimisvõimsus väiksem kui 70% korrigeeritud nimivõimsusest), ei paku SP-seeria täiendavat eelist — ketti ei käitata koormustasemel, kus parendatud väsimuspiir on asjakohane.
Milline on õige hooldustegur konveieri ajami puhul, mis käivitub suure inertsikoormuse korral 4–6 korda tunnis?
Sagedane käivitamine suure inertsiga koormustega kuulub „tugeva löögi“ kategooriasse – K_s = 1,5 (10 h/päevas), 1,7 (16 h/päevas) või 1,9 (24 h/päevas). Konveieri ajamite puhul, mille inertsi koormus on oluliselt suurem kui töökoormus, ei pruugi ANSI B29.1 teenindustegur üksi olla piisav. Sellistel juhtudel arvutage maksimaalne käivitusmoment mootori pöördemomendi-kiiruse kõvera ja ühendatud inertsi põhjal, teisendage see keti pingeks ketiratta raadiuse abil ja kontrollige ohutustegurit (6. samm) selle tipppinge, mitte püsiseisundi tööpinge suhtes. Keti ohutustegur peab jääma üle 5,0 maksimaalse käivitustingimuse korral, mitte ainult nimitöötingimuse korral. Väga suure käivitussageduse või väga suure inertsisuhtega ajamite puhul (pöörleva massi inertsi suurus on suurem kui 5 × mootori rootori inertsist) võib olla vaja ketti suuruse järgi valida ainult käivitusmomendi põhjal, kusjuures töökoormus jääb kandevõime piiresse.
P_design → Laua hinnang × K_L × K_T → SF kontroll → Kett kinnitatud
Kas keti valikut on vaja enne tellimist kontrollida?
Saatke mootori võimsus (kW), ajamivõlli pöörete arv minutis, veetava võlli pöörete arv minutis, rakenduse tüüp, töötunnid ja määrimistüüp. Meie insenerid teevad kuueastmelise ANSI B29.1 arvutuse ja kinnitavad enne tootmist õige sammu, hammaste arvu ja ketiratta hammaste arvu.
