Производни инжењер у корејској индустријској пекари је одредио замену за неуспели погонски ланац на погону мешалице за тесто. Узела је натписну плочицу мотора — 7,5 kW при 1.450 обртаја у минути — применила је ANSI фактор сервиса од 1,3 за умерене ударе, пронашла одговарајући ланац у табели за избор и наручила га. Замена је отказала на истом месту након 1.100 сати, што је скоро тачно одговарало веку трајања оригинала. Избор ланца је био технички исправан за стандардну примену са умереним ударима. Оно што није узело у обзир јесте да се мешалица за тесто покреће под пуним оптерећењем три пута по смени — хладно, чврсто тесто — и сваки догађај покретања достиже врхунац од приближно 4 пута већи од обртног момента при покретању током прве 2–3 секунде. Систем ANSI фактора сервиса примењује се на стационарна и умерена циклична оптерећења; не обухвата инерцијална оптерећења при покретању. Пројектовање погона за обртни момент при покретању, а не за обртни момент при покретању, захтевало би ланац две величине већи или флуидну спојницу узводно да би се ограничио врхунац при покретању. Ниједна опција није разматрана јер услов покретања није био укључен у прорачун избора.
Избор исправног погонски ланац захтева редослед решавања четири различита инжењерска питања и захтева да се на свако питање одговори за стварно радно стање, а не за стање са натписне плочице. Овај водич пружа метод за сваки корак.
Корак 1 — Одређивање кориговане пројектоване снаге
Метода избора према ANSI B29.1 почиње са коригованом пројектованом снагом, што је снага мотора са називне плочице помножена са фактором рада који узима у обзир карактер оптерећења покретане машине. Објављени ANSI фактори рада су:
| Тип оптерећења | Учитај карактер | ANSI фактор услуге | Типични примери опреме |
|---|---|---|---|
| Глатко | Константан обртни момент, без импулса | 1.0 | Центрифугалне пумпе, вентилатори, мешалице течности |
| Умерени шок | Циклични или пулсирајући, повремени врхови | 1,3–1,5 | Тракасти транспортери, мешалице за тесто, машински алати |
| Јак шок | Јаки повремени врхови, преокрети | 1,7–2,0 | Дробилице за камен, пресе, компресори (клипни) |
Поред стандардног фактора услуге, у специфичним случајевима се примењују два додатна мултипликатора: a вишеланчани фактор (када се користи дуплекс или триплекс ланац, номинална снага се множи са 1,7 или 2,5 респективно, уместо да се једноставно удвостручи или утростручи, јер нити не деле оптерећење савршено подједнако); и фактор затезног ланчаника (обичан затезни точак на лабавој страни смањује номиналну снагу за приближно 10–15% због додатног циклуса замора услед савијања).
Корак 2 — Изаберите корак ланца из табеле снаге
Однос између преносног односа, брзине вратила и обртног момента — фундаменталан за правилан избор корака ланца.
Дијаграми номиналне снаге према ANSI B29.1 мапирају било коју комбинацију кориговане пројектоване снаге (kW) и брзине малог ланчаника (RPM) на препоручени корак ланца. Дијаграм је подељен на регионе - сваки регион је ограничен минималним и максималним бројем обртаја у минути при номиналној снази ланца за сваки корак. Исправан корак је онај чији регион садржи пројектовану тачку (пресек снаге × RPM).
Два правила избора која сама табела не преноси: прво, када се тачка пројектовања налази близу границе између две зоне корака, увек изаберите мањи корак и потврдите да ли је двоструки ланац у мањем кораку пожељнији од једноструког у већем. Друго, при малим брзинама (испод приближно 100 обртаја у минути на малом ланчанику), номиналне снаге на табели постају конзервативне јер формирање филма мазива постаје маргинално — при веома малим брзинама, избор следеће веће величине из резултата табеле и навођење континуираног подмазивања је исправан приступ без обзира на границу табеле.
| Корак ланца | Практични опсег брзине (о/мин) | Номинална снага при 500 обртаја у минути (kW, 17T) | Номинална снага при 1450 обртаја у минути (kW, 17T) | Максимална препоручена брзина (о/мин, 17T) |
|---|---|---|---|---|
| #35 (9,525 мм) | 400–3.000+ | 0.37 | 0.82 | 4,800 |
| #40 (12,70 мм) | 200–2.500 | 1.20 | 2.90 | 3,200 |
| #50 (15,875 мм) | 150–2.000 | 2.30 | 5.20 | 2,500 |
| #60 (19,05 мм) | 100–1.800 | 4.20 | 9.10 | 2,000 |
| #80 (25,40 мм) | 60–1.200 | 9.50 | 19.5 | 1,400 |
| #100 (31,75 мм) | 40–900 | 18.0 | 35.5 | 1,100 |
| #120 (38,10 мм) | 30–700 | 30.0 | 57.0 | 800 |
Све номиналне снаге у овој табели односе се на једноланчани ланац са 17 зубаца са подмазивањем кап по кап Тип 2. Стварна номинална снага се повећава са бројем зубаца (17T → 21T додаје приближно 18% капацитета) и смањује се са неадекватним подмазивањем (ручно подмазивање при номиналној брзини смањује ефективни капацитет за 30–40% од вредности Тип 2). Табела је почетна тачка за избор ланца, а не крајња тачка — увек упоредите са објављеном табелом произвођача за одређену класу ланца која се разматра.
Корак 3 — Изаберите број зубаца ланчаника и потврдите преносни однос
Када се потврди корак ланца, бира се број зубаца ланчаника како би се постигао жељени однос брзине. Формула за преносни однос је тачна за ланчане погоне због позитивног захвата:
Три правила бројања зубаца која утичу на квалитет погона изван преносног односа:
ANSI B29.1 наводи 17 зубаца као практични минимум за гладак и тих рад. Испод 17 зубаца, варијација брзине полигонског ефекта прелази ±1,7%, што производи чујну буку и мерљиво таласање брзине вратила. Испод 13 зубаца, угао обухватања на малом ланчанику пада испод 120°, смањујући број зубаца у захвату и захтевајући смањење објављених номиналних снага. Користите минимум 17T на драјверу; 21T или више за прецизно индексиране и серво спрегнуте погоне.
Коришћење непарног броја зубаца на једном ланчанику и парног броја зубаца на другом осигурава да сваки ваљак додирује сваки зубац на свом ланчанику, уместо да више пута додирује исти зубац. Ово распоређује хабање по целом обиму ланчаника, уместо да га концентрише на део зубаца који би више пута били у контакту са истим ваљцима. Ефекат је најизраженији када је дужина ланца цео вишеструки корак — избегавање овог односа „лова зубаца“ коришћењем броја зубаца са заједничким фактором 1 производи мерљиво равномернију расподелу хабања.
ANSI B29.1 препоручује максимални једностепени преносни однос од 7:1. Изнад овог односа, угао обухватања на малом ланчанику пада до тачке где се затегнутост ланца не може поуздано одржавати без затезача. Практичније речено, односи изнад 5:1 у једном степену се обично боље решавају двостепеним ланчаним погоном или комбинованим распоредом ланца и мењача — велики погонски ланчаник потребан за однос 7:1 при уобичајеним брзинама вратила постаје физички непрактичан при средњим и великим корацима ланца.
Корак 4 — Растојање између центара, дужина ланца и подешавање прогиба
Препоручено растојање између центара за стандардне хоризонталне ланчане погоне је 30–50 пута веће од корака ланца. За ланац ANSI #60 са кораком од 19,05 мм, ово даје препоручени распон од 571–952 мм. Растојање ближе од 30 корака смањује угао обухватања на малом ланчанику; веће од 50 корака ствара дугачак слободан распон на лабавој страни који развија резонантне вибрације при одређеним опсезима обртаја. Обе крајности захтевају додатне мере - затезач на кратким центрима, вођицу у средишњем распону или пригушивач вибрација на великим распонима.
Дужина ланца у корацима (карикама) се израчунава из:
Заокружите резултат на најближи паран број да бисте добили стандардну пуну спојну карику (полукарике или офсет карике су слабије и треба их избегавати у свим применама осим код лаких). Затим се међуосно растојање мало подешава како би се прилагодило ланцу са целим кариком — смањите међуосно растојање ако се заокружује наниже, повећајте ако се заокружује навише.
Прогиб на лабавој страни за хоризонтални погон треба да буде подешен на приближно 2% међуосног растојања. За погон са међуосним растојањем од 600 мм, исправан прогиб — мерено у средини доњег дела ланца док је погон у мировању — је око 12 мм. Превише затегнут ланац повећава оптерећење лежаја и више се загрева; недовољна затегнутост омогућава да лабава страна лепрша и повећава брзину удара ваљка на погонски ланчаник. Код погона са вертикалним или косим деловима ланца, захтев за прогибом се смањује на 0–1% међуосног растојања јер гравитација помаже затезању ланца на доњем распону.
Корак 5 — Избор система подмазивања који одговара снази
ANSI табеле снаге објављене су за одређене типове подмазивања. Коришћење методе подмазивања нижег квалитета од номиналног типа подмазивања смањује ефективни капацитет снаге у односу на табеларну вредност. Ово је најчешће игнорисани аспект избора ланчаног погона, јер се одлука о подмазивању често доноси независно од димензионисања ланца — од стране инжењера одржавања, након што је механички дизајн завршен.
Системи погонских ланаца инсталирани у контролисаним индустријским окружењима — избор система подмазивања је једнако важан као и избор величине ланца.
| Тип подмазивања | Метод | Применљива брзина (о/мин, мали ланчаник) | Снага у односу на номиналну снагу |
|---|---|---|---|
| Тип 1 — Ручно | Периодично четкајте или стискајте боцу до опуштене стране | Испод 200 обртаја у минути | 60–70% номиналног |
| Тип 2 — Капање | Дозирано уље капље из резервоара на ланац унутра | 200–1.000 обртаја у минути | 100% оцењеног (на основу графикона) |
| Тип 3 — Купање / Слингер | Ланац се увлачи у картер или диск уља, што доводи до преливања уља на ланац | До 2.000 обртаја у минути | 130–150% номиналног |
| Тип 4 — Присилни ток | Уљна пумпа обезбеђује континуирани млаз; филтер + хладњак | Све брзине, укључујући преко 2.000 обртаја у минути | 150–175% номиналног |
Импликације ове табеле су значајне за пројектовање погона. Ланац изабран на граници свог номиналног капацитета под капајућим подмазивањем типа 2, а затим инсталиран само са ручним подмазивањем, ефективно ради на 140–167% свог капацитета — стање које ће довести до заморног лома пре пројектованог века трајања, без обзира на квалитет ланца. Насупрот томе, прелазак са капајућег подмазивања на подмазивање у уљној купки на постојећем погону може ефикасно повећати капацитет снаге за 30–50%, понекад потпуно одлажући пројекат повећања димензионисања ланца.
Шест грешака при избору ланца погона које су узрок већине превремених кварова
Снага мотора наведена на натписној плочици је максимална континуирана снага, а не просечна радна снага. Мотор од 7,5 kW који покреће полунатоварен транспортер са ефективним оптерећењем од 3,8 kW требало би да користи ефективно оптерећење за избор, а не натписну плочицу — ова грешка може претерати са спецификацијом ланца за 50–100%, што губи трошкове, али је безазлено. Опасан смер је примена фактора сервиса на натписну плочицу када погон рутински прелази вредност изнад натписне плочице током покретања или у прелазним условима.
Директно покретање мотора (DOL) производи 5–7× номинални обртни момент током 0,5–2 секунде. Код ланчаног погона директно повезаног са мотором (без каиша или флуидне спојнице за апсорпцију врха покретања), овај вршни обртни момент се у потпуности преноси кроз ланац. При 6× номиналном обртном моменту, ланац правилно димензионисан за стационарно стање са фактором сигурности 7:1 тренутно је на фактору сигурности 1,2:1 — испод прага отказа у једном догађају за акумулацију оштећења услед замора.
Избор ланца и избор подмазивања морају се обавити истовремено. Ланац изабран на горњој граници своје оцене капајућег подмазивања типа 2, а затим инсталиран без капајућег уља — ослањајући се на месечно ручно подмазивање — ради са 40–50% изнад свог стварног капацитета под инсталираним условима подмазивања.
Коришћење 13 или 15 зубаца ради уштеде простора доводи до горе описаног ефекта полигона, као и до таласања брзине. Ово је компромис у дизајну, а не инжењерска оптимизација. Ако простор заиста не може да прими ланчаник са 17 зубаца на потребном међуосно растојању, исправан одговор је промена корака ланца, а не минималног броја зубаца.
Офсетна веза (полувезна веза) смањује локални век трајања на замор на том споју за 20–35% у поређењу са пресованом спојном везом. Код стандардних примена са лаким условима рада ово је прихватљиво. Код тешких или погона са високим ударним оптерећењем, исправан приступ је подешавање међуосној удаљености како би се сместио паран број веза и коришћење пресоване спојне везе са заковицама.
Ланчаник који је радио уз издужени ланац има модификовану геометрију зубаца како би се подударио са издуженим кораком. Инсталирање новог ланца на модификовану геометрију зубаца доводи до убрзаног раног издужења — нови ланац достиже свој праг замене за делић нормалног века трајања. Замените и ланац и ланчанике када достигну праг издужења.
Примене где правилан избор погонског ланца има највеће последице
Серво-вођени системи за индексирање. Серво мотори који раде у апликацијама прецизног позиционирања толеришу веома мале варијације брзине у ланчаном погону. Полигонски ефекат услед малог броја зубаца појављује се као синусна грешка положаја на погоњеном вратилу — драјвер са 17 зубаца производи варијацију брзине од ±1,7%, што одговара грешци положаја од приближно ±0,3 мм на радијусу круга корака од 100 мм. За високо прецизно индексирање, минимум 21 зубац на драјверу, са фиксним међуосно растојањем (без подесивог затезача по лабавости) и подмазивањем у уљној купки, пружа најбољу комбинацију тачности положаја и века трајања. Погледајте наш асортиман ланчаници са готовим отвором за прецизне погоне за компатибилне конфигурације.
Погони за пољопривредну опрему. Погони увлачног комора, вршилице и елеватора комбајна раде под веома променљивим оптерећењима у абразивним окружењима. Принцип избора овде је димензионисање погонског ланца за најгори могући сценарио оптерећења — не просечно — и одређивање ланца са О-прстеном за критичне погоне где је приступ подмазивању ограничен. Запечаћени ланац ANSI #80 или #100 у увлачном комори комбајна ће трајати дуже од отвореног ланца еквивалентне снаге за фактор 4-6 под корејским теренским условима. Запечаћено варијанте ваљкастих ланаца за пољопривредне примене Доступне су у величинама корака од #60 до #120.
Континуирани погони у процесној индустрији. Фабрике папира, цементаре и сервисни центри за челичане често користе ланчане погоне континуирано недељама између планираних периода одржавања. За ове примене, избор треба да се заснива на минималном веку трајања од 10.000 сати, што захтева избор ланца са радним оптерећењем не већим од 8–10% минималног прекидног оптерећења са континуираним подмазивањем циркулацијом уља. Ово делује веома конзервативно – и намерно јесте – јер непланирани застоји у индустријама са континуираним процесима обично коштају 10–30 пута више од цене самог ланца по инциденту.
Често постављана питања
Нека наши инжењери провере ваш избор погонског ланца
Пошаљите податке о апликацији — снагу мотора, брзину, врсту оптерећења, приступ подмазивању и окружење — и ми ћемо потврдити корак ланца, фактор сервиса, број зубаца ланчаника и спецификацију подмазивања пре него што се било који делови обавежу. Преглед спецификације без обавеза у року од једног радног дана.
Уредник: Cxm
