เอกสารอ้างอิงทางวิศวกรรม · การส่งกำลัง

การเลือกใช้โซ่ขับเคลื่อน: วิศวกรเลือกโซ่ที่เหมาะสมสำหรับงานทุกประเภทได้อย่างไร

ความล้มเหลวของระบบส่งกำลังส่วนใหญ่มีสาเหตุมาจากการเลือกชิ้นส่วนที่ไม่ถูกต้อง โดยใช้สูตรที่เหมาะสมกับตัวแปรที่ไม่เหมาะสม คู่มือนี้ครอบคลุมวิธีการเลือกชิ้นส่วนแบบสี่ขั้นตอนอย่างครบถ้วน ตั้งแต่กำลังการออกแบบที่ถูกต้องไปจนถึงประเภทของสารหล่อลื่น รวมถึงข้อสมมติฐานทั่วไปที่ทำให้แต่ละขั้นตอนไม่ถูกต้อง

ตรวจสอบการเลือกโซ่ของคุณกับวิศวกรของเรา

วิศวกรฝ่ายผลิตของโรงงานเบเกอรี่อุตสาหกรรมแห่งหนึ่งในเกาหลี ได้ระบุชิ้นส่วนทดแทนสำหรับชิ้นส่วนที่ชำรุด โซ่ขับ ในเครื่องขับเคลื่อนเครื่องผสมแป้ง เธอดูจากป้ายชื่อมอเตอร์ — 7.5 กิโลวัตต์ ที่ 1,450 รอบต่อนาที — ใช้ค่าตัวประกอบการใช้งาน ANSI ที่ 1.3 สำหรับแรงกระแทกปานกลาง ค้นหาโซ่ที่เหมาะสมในตารางการเลือก และสั่งซื้อ โซ่ที่เปลี่ยนใหม่ก็เสียในตำแหน่งเดิมหลังจากใช้งานไป 1,100 ชั่วโมง ซึ่งเกือบจะตรงกับอายุการใช้งานของโซ่เดิม การเลือกโซ่ถูกต้องตามหลักการทางเทคนิคสำหรับการใช้งานที่มีแรงกระแทกปานกลางมาตรฐาน แต่สิ่งที่ไม่ได้คำนึงถึงคือ เครื่องผสมแป้งเริ่มทำงานภายใต้ภาระเต็มที่สามครั้งต่อกะ — แป้งเย็นและแข็ง — และแต่ละครั้งที่เริ่มทำงาน แรงบิดสูงสุดจะอยู่ที่ประมาณ 4 เท่าของแรงบิดขณะทำงานในช่วง 2-3 วินาทีแรก ระบบตัวประกอบการใช้งาน ANSI ใช้ได้กับภาระคงที่และภาระแบบวงจรปานกลางเท่านั้น ไม่ได้คำนึงถึงภาระเฉื่อยขณะเริ่มต้น การออกแบบระบบขับเคลื่อนสำหรับแรงบิดขณะเริ่มต้นแทนที่จะเป็นแรงบิดขณะทำงาน จะต้องใช้โซ่ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นสองขนาด หรือข้อต่อของเหลวที่ต้นทางเพื่อจำกัดแรงบิดสูงสุดขณะเริ่มต้น แต่ไม่ได้พิจารณาตัวเลือกใด ๆ เพราะเงื่อนไขการเริ่มต้นไม่ได้รวมอยู่ในการคำนวณการเลือก

การเลือกที่ถูกต้อง โซ่ขับ ขั้นตอนดังกล่าวต้องดำเนินการผ่านคำถามทางวิศวกรรมที่แตกต่างกันสี่ข้อตามลำดับ และต้องตอบคำถามแต่ละข้อโดยพิจารณาจากสภาวะการใช้งานจริง ไม่ใช่สภาวะที่ระบุไว้บนแผ่นป้ายชื่อ คู่มือนี้จะอธิบายวิธีการในแต่ละขั้นตอน

ขั้นตอนที่ 1 — คำนวณกำลังไฟฟ้าที่ออกแบบแก้ไขแล้ว

วิธีการเลือกตามมาตรฐาน ANSI B29.1 เริ่มต้นด้วยกำลังออกแบบที่แก้ไขแล้ว ซึ่งก็คือ กำลังที่ระบุบนแผ่นป้ายมอเตอร์คูณด้วยปัจจัยการใช้งานที่คำนึงถึงลักษณะการโหลดของเครื่องจักรที่ขับเคลื่อน ปัจจัยการใช้งานตามมาตรฐาน ANSI ที่เผยแพร่มีดังนี้:

ประเภทการโหลด โหลดอักขระ ค่าสัมประสิทธิ์บริการ ANSI ตัวอย่างอุปกรณ์ทั่วไป
เรียบ แรงบิดคงที่ ไม่มีแรงกระแทก 1.0 ปั๊มแรงเหวี่ยง พัดลม เครื่องกวนของเหลว
ช็อกระดับปานกลาง เป็นวัฏจักรหรือเป็นจังหวะ มีจุดสูงสุดเป็นครั้งคราว 1.3–1.5 สายพานลำเลียง, เครื่องผสมแป้ง, เครื่องมือกล
ช็อกหนัก จุดสูงสุดและต่ำสุดที่รุนแรงเป็นระยะๆ 1.7–2.0 เครื่องบดหิน, เครื่องอัด, เครื่องอัดอากาศ (แบบลูกสูบ)
ภาระการเริ่มต้นทำงานเนื่องจากแรงเฉื่อยนั้นไม่อยู่ในขอบเขตของระบบค่าตัวประกอบการใช้งานของ ANSI ค่าตัวประกอบบริการของ ANSI ได้รับการปรับเทียบสำหรับภาระการทำงานแบบวัฏจักรและแรงกระแทกปานกลางระหว่างการทำงาน ค่าเหล่านี้ไม่ได้ครอบคลุมถึง: (1) ค่าสูงสุดของแรงเฉื่อยในการสตาร์ทมอเตอร์แบบต่อตรง (2) ภาระการเริ่มต้นใหม่ของเครื่องจักรที่ติดขัดหรือหยุดนิ่ง (3) การเบรกฉุกเฉินด้วยระบบขับเคลื่อนโซ่แบบต่อพ่วง สำหรับการใช้งานที่แรงบิดเริ่มต้นเกิน 2 เท่าของแรงบิดในการทำงาน ให้คำนวณแรงดึงของโซ่ที่แรงบิดเริ่มต้นโดยอิสระและตรวจสอบกับภาระการขาดขั้นต่ำของโซ่ด้วยปัจจัยความปลอดภัยขั้นต่ำ 8:1 — โดยไม่ขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ของแผนภูมิการเลือกของ ANSI

นอกเหนือจากปัจจัยการให้บริการมาตรฐานแล้ว ยังมีตัวคูณเพิ่มเติมอีกสองตัวที่ใช้ในกรณีเฉพาะ: ก. ปัจจัยหลายสาย (เมื่อใช้งานแบบดูเพล็กซ์หรือไตรเพล็กซ์ ค่ากำลังไฟฟ้าจะถูกคูณด้วย 1.7 หรือ 2.5 ตามลำดับ แทนที่จะคูณสองหรือสามเท่า เนื่องจากเส้นลวดไม่ได้แบ่งโหลดอย่างเท่าเทียมกันอย่างสมบูรณ์) และ ปัจจัยเฟืองตัวตาม (ลูกรอกธรรมดาด้านหย่อนจะลดกำลังรับน้ำหนักที่กำหนดลงประมาณ 10–151 ตัน เนื่องจากการเกิดรอบความล้าจากการดัดงอเพิ่มเติม)

ขั้นตอนที่ 2 — เลือกระยะห่างของโซ่จากตารางกำลังไฟฟ้า

ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราทดเกียร์ ความเร็ว และแรงบิด

ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราทดเกียร์ ความเร็วรอบเพลา และแรงบิด เป็นสิ่งสำคัญพื้นฐานในการเลือกขนาดโซ่ที่ถูกต้อง

ตารางพิกัดกำลังตามมาตรฐาน ANSI B29.1 จะแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกำลังออกแบบที่แก้ไขแล้ว (kW) และความเร็วรอบของเฟืองเล็ก (RPM) กับระยะห่างของโซ่ที่แนะนำ ตารางนี้แบ่งออกเป็นหลายส่วน โดยแต่ละส่วนจะมีค่า RPM ต่ำสุดและสูงสุดที่พิกัดกำลังของโซ่สำหรับแต่ละระยะห่าง ระยะห่างที่ถูกต้องคือระยะห่างที่อยู่ในส่วนที่ตรงกับจุดออกแบบ (จุดตัดระหว่างกำลังและ RPM)

มีกฎการเลือกสองข้อที่แผนภูมิเพียงอย่างเดียวไม่ได้สื่อสารไว้ คือ ข้อแรก เมื่อจุดออกแบบอยู่ใกล้กับขอบเขตระหว่างโซนระยะห่างสองโซน ให้เลือกระยะห่างที่เล็กกว่าเสมอ และตรวจสอบว่าลวดคู่ในระยะห่างที่เล็กกว่านั้นดีกว่าลวดเดี่ยวในระยะห่างที่ใหญ่กว่าหรือไม่ ข้อที่สอง ที่ความเร็วต่ำ (ต่ำกว่าประมาณ 100 รอบต่อนาทีสำหรับเฟืองเล็ก) ค่ากำลังที่ระบุในแผนภูมิจะค่อนข้างอนุรักษ์นิยม เนื่องจากฟิล์มหล่อลื่นก่อตัวได้น้อยมาก ที่ความเร็วต่ำมาก การเลือกขนาดถัดไปจากผลลัพธ์ในแผนภูมิและระบุการหล่อลื่นอย่างต่อเนื่องเป็นวิธีการที่ถูกต้อง ไม่ว่าขอบเขตของแผนภูมิจะเป็นอย่างไรก็ตาม

ระยะห่างของโซ่ ช่วงความเร็วใช้งานจริง (รอบต่อนาที) กำลังไฟฟ้าที่ 500 รอบต่อนาที (กิโลวัตต์, 17 ตัน) กำลังไฟฟ้าที่ 1450 รอบต่อนาที (กิโลวัตต์, 17 ตัน) ความเร็วรอบสูงสุดที่แนะนำ (RPM, 17T)
#35 (9.525 มม.) 400–3,000+ 0.37 0.82 4,800
#40 (12.70 มม.) 200–2,500 1.20 2.90 3,200
#50 (15.875 มม.) 150–2,000 2.30 5.20 2,500
#60 (19.05 มม.) 100–1,800 4.20 9.10 2,000
#80 (25.40 มม.) 60–1,200 9.50 19.5 1,400
#100 (31.75 มม.) 40–900 18.0 35.5 1,100
#120 (38.10 มม.) 30–700 30.0 57.0 800

ค่ากำลังทั้งหมดในตารางนี้ใช้กับโซ่เส้นเดี่ยว 17 ฟัน ที่ใช้ระบบหล่อลื่นแบบหยดชนิดที่ 2 กำลังรับน้ำหนักจริงจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนฟัน (17T → 21T เพิ่มกำลังรับน้ำหนักประมาณ 18%) และจะลดลงหากการหล่อลื่นไม่เพียงพอ (การหล่อลื่นด้วยมือที่ความเร็วรอบที่กำหนดจะลดกำลังรับน้ำหนักจริงลง 30–40% จากค่าชนิดที่ 2) ตารางนี้เป็นเพียงจุดเริ่มต้นสำหรับการเลือกโซ่ ไม่ใช่จุดสิ้นสุด — ควรตรวจสอบกับแผนภูมิการเลือกโซ่ที่ผู้ผลิตเผยแพร่สำหรับเกรดโซ่ที่ต้องการพิจารณาเสมอ

ขั้นตอนที่ 3 — เลือกจำนวนฟันเฟืองและยืนยันอัตราทดเกียร์

เมื่อกำหนดระยะห่างของโซ่ได้แล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการเลือกจำนวนฟันของเฟืองเพื่อให้ได้อัตราส่วนความเร็วที่ต้องการ สูตรอัตราส่วนการส่งกำลังนั้นแม่นยำสำหรับระบบขับเคลื่อนด้วยโซ่เนื่องจากการเข้าเกียร์ที่แน่นอน:

ผม = N2 / N1 → n2 = n1 × (N1 / N2) → T2 = T1 × (N2 / N1) × η

i = อัตราส่วน · N = จำนวนฟัน · n = ความเร็วรอบเพลา (RPM) · T = แรงบิด (Nm) · η = ประสิทธิภาพการขับเคลื่อน (0.97–0.985 สำหรับระบบขับเคลื่อนที่หล่อลื่นอย่างดี)

กฎการนับฟันเฟือง 3 ข้อที่มีผลต่อคุณภาพของไดรฟ์ นอกเหนือจากอัตราส่วน:

กฎขั้นต่ำ 17 ฟัน

มาตรฐาน ANSI B29.1 กำหนดให้เฟือง 17 ซี่เป็นจำนวนขั้นต่ำที่เหมาะสมสำหรับการทำงานที่ราบรื่นและเงียบ หากจำนวนฟันน้อยกว่า 17 ซี่ ความผันแปรของความเร็วเนื่องจากผลของรูปหลายเหลี่ยมจะเกิน ±1.7% ทำให้เกิดเสียงดังและวัดความเร็วรอบของเพลาได้ หากจำนวนฟันน้อยกว่า 13 ซี่ มุมการพันรอบของเฟืองเล็กจะลดลงต่ำกว่า 120° ทำให้จำนวนฟันที่สัมผัสกันลดลง และจำเป็นต้องลดกำลังไฟฟ้าที่ระบุไว้ ควรใช้เฟืองอย่างน้อย 17 ซี่สำหรับตัวขับ และ 21 ซี่ขึ้นไปสำหรับระบบจัดตำแหน่งที่แม่นยำและระบบขับเคลื่อนแบบเซอร์โว

กฎฟันเลขคี่

การใช้จำนวนฟันคี่บนเฟืองตัวหนึ่งและจำนวนฟันคู่บนเฟืองอีกตัวหนึ่ง ช่วยให้ลูกกลิ้งแต่ละตัวสัมผัสกับฟันทุกซี่บนเฟือง แทนที่จะสัมผัสฟันซี่เดิมซ้ำๆ ซึ่งจะทำให้การสึกหรอกระจายไปทั่วเส้นรอบวงของเฟือง แทนที่จะกระจุกตัวอยู่ที่ส่วนของฟันที่ลูกกลิ้งชุดเดิมสัมผัสซ้ำๆ ผลกระทบนี้จะเห็นได้ชัดเจนที่สุดเมื่อความยาวของโซ่เป็นจำนวนเต็มเท่าของระยะห่างระหว่างฟัน การหลีกเลี่ยงความสัมพันธ์แบบ "ฟันล่าเหยื่อ" นี้โดยใช้จำนวนฟันที่มีตัวประกอบร่วมคือ 1 จะทำให้การสึกหรอมีการกระจายตัวที่สม่ำเสมอยิ่งขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

อัตราส่วนสูงสุดต่อขั้นตอน

มาตรฐาน ANSI B29.1 แนะนำอัตราทดเกียร์แบบขั้นเดียวสูงสุดที่ 7:1 หากอัตราทดสูงกว่านี้ มุมการพันของโซ่บนเฟืองเล็กจะลดลงจนถึงจุดที่แรงตึงของโซ่ไม่สามารถรักษาได้อย่างน่าเชื่อถือหากไม่มีตัวปรับแรงตึง ในทางปฏิบัติแล้ว อัตราทดที่สูงกว่า 5:1 ในแบบขั้นเดียวมักจะเหมาะสมกว่าด้วยระบบขับเคลื่อนโซ่แบบสองขั้นหรือระบบผสมระหว่างโซ่และเกียร์ เนื่องจากเฟืองขับขนาดใหญ่ที่จำเป็นสำหรับอัตราทด 7:1 ที่ความเร็วรอบเพลาทั่วไปนั้นไม่เหมาะสมในทางกายภาพเมื่อใช้กับระยะห่างของโซ่ขนาดกลางและขนาดใหญ่

การค้นพบผลกระทบของรูปหลายเหลี่ยมที่ดูเหมือนจะขัดกับสามัญสำนึก: คำแนะนำเรื่องจำนวนฟันเฟืองขั้นต่ำ 17 ซี่ ไม่ได้เกี่ยวกับอัตราการสึกหรอหรือการกระจายภาระ แต่เกี่ยวกับความผันผวนของความเร็วโดยเฉพาะ เฟืองขับ 9 ซี่ จะทำให้ความเร็วแปรผันที่เพลาขับ ±6.1% แม้ว่าเฟืองทั้งสองจะผลิตได้อย่างสมบูรณ์แบบและโซ่จะตึงอย่างสมบูรณ์แบบก็ตาม ความผันผวนของความเร็วนี้ไม่สามารถลดลงได้ด้วยการหล่อลื่น การปรับความตึง หรือคุณภาพของโซ่ แต่เป็นผลทางเรขาคณิตจากรูปแบบการเข้าคู่กันของข้อต่อแบบแยกส่วน วิธีแก้ปัญหาเดียวคือการเพิ่มจำนวนฟันเฟือง วิศวกรที่ระบุให้ใช้เฟืองขับ 12 ซี่ เพื่อให้ได้พื้นที่ที่ไม่สามารถรองรับเฟือง 17 ซี่ได้นั้น ไม่ได้แก้ปัญหาเรื่องการจัดวาง แต่ได้สร้างปัญหาเรื่องการสั่นสะเทือนและความล้าที่จะปรากฏในแบริ่งเพลาและอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกัน ไม่ว่าโซ่จะมีคุณภาพดีแค่ไหนก็ตาม

ขั้นตอนที่ 4 — ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลาง ความยาวโซ่ และการตั้งค่าความหย่อนของโซ่

ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางที่แนะนำสำหรับระบบขับเคลื่อนโซ่แนวนอนมาตรฐานคือ 30–50 เท่าของระยะพิทช์ของโซ่ สำหรับโซ่ ANSI #60 ที่มีระยะพิทช์ 19.05 มม. จะได้ช่วงที่แนะนำคือ 571–952 มม. ระยะห่างที่แคบกว่า 30 พิทช์จะลดมุมการพันรอบของเฟืองเล็ก ในขณะที่ระยะห่างที่มากกว่า 50 พิทช์จะทำให้เกิดช่วงว่างยาวทางด้านที่หย่อน ซึ่งจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนแบบเรโซแนนซ์ในช่วงรอบต่อนาทีบางช่วง ทั้งสองกรณีสุดขั้วนี้จำเป็นต้องมีมาตรการเพิ่มเติม เช่น ตัวปรับความตึงสำหรับระยะห่างที่สั้น และตัวนำทางช่วงกลางหรือตัวลดการสั่นสะเทือนสำหรับระยะห่างที่ยาว

ความยาวของโซ่ในหน่วยพิทช์ (ข้อต่อ) คำนวณได้จาก:

L = (2C / p) + (N1 + N2) / 2 + ((N2 − N1)² × p) / (4π² × C)
L = ความยาวโซ่ (หน่วยเป็นพิทช์) | C = ระยะห่างระหว่างศูนย์กลาง (มม.) | p = พิทช์โซ่ (มม.) | N1, N2 = จำนวนฟัน

ปัดเศษผลลัพธ์ให้เป็นเลขคู่ที่ใกล้ที่สุด เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อข้อต่อแบบเต็มมาตรฐานได้ (ข้อต่อครึ่งข้อหรือข้อต่อเยื้องศูนย์จะอ่อนแอกว่า และควรหลีกเลี่ยง ยกเว้นในงานที่ใช้งานเบา) จากนั้นปรับระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางเล็กน้อยเพื่อให้พอดีกับโซ่แบบเต็มข้อ — ลดระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางหากปัดลง เพิ่มระยะห่างหากปัดขึ้น

ระยะหย่อนของโซ่ด้านที่หย่อนสำหรับระบบขับเคลื่อนแนวนอนควรตั้งไว้ที่ประมาณ 2% ของระยะห่างศูนย์กลาง สำหรับระบบขับเคลื่อนที่มีระยะห่างศูนย์กลาง 600 มม. ระยะหย่อนที่ถูกต้อง — วัดที่กึ่งกลางของโซ่ด้านล่างขณะที่ระบบขับเคลื่อนหยุดนิ่ง — คือประมาณ 12 มม. โซ่ที่ตึงเกินไปจะเพิ่มภาระให้กับแบริ่งและทำให้เกิดความร้อนสูงขึ้น แรงตึงที่ไม่เพียงพอจะทำให้โซ่ด้านที่หย่อนกระพือและเพิ่มความเร็วในการกระทบของลูกกลิ้งกับเฟืองขับ สำหรับระบบขับเคลื่อนที่มีโซ่วิ่งในแนวตั้งหรือเอียง ความต้องการระยะหย่อนจะลดลงเหลือ 0–1% ของระยะห่างศูนย์กลาง เนื่องจากแรงโน้มถ่วงช่วยในการดึงโซ่ให้ตึงในส่วนล่าง

ขั้นตอนที่ 5 — การเลือกใช้ระบบหล่อลื่นให้เหมาะสมกับกำลังเครื่องยนต์

ตารางแสดงกำลังตามมาตรฐาน ANSI นั้นจัดทำขึ้นโดยระบุประเภทการหล่อลื่นที่เฉพาะเจาะจง การใช้วิธีการหล่อลื่นที่มีคุณภาพต่ำกว่าประเภทการหล่อลื่นที่ระบุไว้ จะลดกำลังการทำงานที่แท้จริงลงจากค่าที่แสดงในตาราง นี่เป็นประเด็นที่ถูกมองข้ามบ่อยที่สุดในการเลือกใช้ระบบขับเคลื่อนด้วยโซ่ เนื่องจากโดยทั่วไปแล้ว การตัดสินใจเรื่องการหล่อลื่นมักจะทำขึ้นโดยอิสระจากการเลือกขนาดโซ่ โดยฝ่ายวิศวกรรมซ่อมบำรุง หลังจากที่การออกแบบทางกลเสร็จสมบูรณ์แล้ว

เวิร์คช็อปพลังงานเอเวอร์ 1

ระบบขับเคลื่อนด้วยโซ่ที่ติดตั้งในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่มีการควบคุม — การเลือกใช้ระบบหล่อลื่นมีความสำคัญพอๆ กับการเลือกขนาดโซ่

ประเภทการหล่อลื่น วิธี ความเร็วรอบที่เหมาะสม (รอบต่อนาที, เฟืองเล็ก) กำลังไฟฟ้าเทียบกับพิกัดกำลังไฟฟ้า
ประเภทที่ 1 — แบบใช้มือ ใช้แปรงหรือขวดบีบทำความสะอาดด้านข้างเป็นระยะ รอบต่ำกว่า 200 รอบต่อนาที 60–70% ที่ได้รับการจัดอันดับ
ประเภทที่ 2 — การให้สารน้ำทางหลอดเลือดดำ น้ำมันที่วัดปริมาณแล้วหยดจากอ่างเก็บน้ำไปยังโซ่ภายใน 200–1,000 รอบต่อนาที 100% ที่ได้รับการจัดอันดับ (ตามแผนภูมิ)
ประเภทที่ 3 — อ่างอาบน้ำ / เครื่องพ่นลม โซ่จุ่มลงในอ่างน้ำมัน หรือจานคลัตช์เหวี่ยงน้ำมันไปโดนโซ่ สูงสุด 2,000 รอบต่อนาที 130–150% ที่ได้รับการจัดอันดับ
ประเภทที่ 4 — กระแสลมบังคับ ปั๊มน้ำมันส่งน้ำมันอย่างต่อเนื่อง; มีตัวกรองและตัวระบายความร้อน ความเร็วทุกระดับ รวมถึง 2,000+ รอบต่อนาที 150–175% ที่ได้รับการจัดอันดับ

ผลลัพธ์จากตารางนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการออกแบบระบบขับเคลื่อน โซ่ที่เลือกใช้ที่ขอบเขตความจุที่กำหนดภายใต้การหล่อลื่นแบบหยดชนิดที่ 2 และติดตั้งโดยใช้การหล่อลื่นด้วยมือเพียงอย่างเดียว จะทำงานที่ความจุเพียง 140–1671 ตัน³ ของความจุทั้งหมด ซึ่งเป็นสภาวะที่จะทำให้เกิดความเสียหายจากความล้าก่อนอายุการใช้งานที่ออกแบบไว้ ไม่ว่าคุณภาพของโซ่จะเป็นอย่างไรก็ตาม ในทางกลับกัน การอัพเกรดจากการหล่อลื่นแบบหยดเป็นการหล่อลื่นแบบแช่น้ำมันในระบบขับเคลื่อนที่มีอยู่แล้ว สามารถเพิ่มกำลังการขับเคลื่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพถึง 30–501 ตัน³ ซึ่งบางครั้งอาจช่วยชะลอโครงการเพิ่มขนาดโซ่ได้ทั้งหมด

ข้อผิดพลาด 6 ประการในการเลือกชุดขับเคลื่อนที่เป็นสาเหตุหลักของความเสียหายก่อนกำหนด

1. ใช้ค่าตัวประกอบการให้บริการกับกำลังไฟฟ้าที่ระบุไว้บนแผ่นป้าย ไม่ใช่กำลังไฟฟ้าที่ใช้งานจริง

กำลังมอเตอร์ที่ระบุบนแผ่นป้ายคือค่ากำลังสูงสุดที่ใช้งานต่อเนื่องได้ ไม่ใช่กำลังเฉลี่ยขณะทำงาน มอเตอร์ขนาด 7.5 กิโลวัตต์ที่ขับสายพานลำเลียงที่บรรทุกครึ่งหนึ่งด้วยโหลดใช้งานจริง 3.8 กิโลวัตต์ ควรใช้โหลดใช้งานจริงในการเลือกมอเตอร์ ไม่ใช่กำลังที่ระบุบนแผ่นป้าย เพราะความผิดพลาดนี้อาจทำให้เลือกมอเตอร์ที่มีกำลังเกินความจำเป็นได้ถึง 50–100 กิโลวัตต์ ซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองต้นทุนแต่ไม่มีผลเสียอะไร สิ่งที่อันตรายกว่าคือการนำค่าตัวประกอบการใช้งานไปใช้กับกำลังที่ระบุบนแผ่นป้าย ในขณะที่กำลังของมอเตอร์มักจะสูงกว่ากำลังที่ระบุบนแผ่นป้ายในระหว่างการสตาร์ทหรือสภาวะการเปลี่ยนแปลง

2. การไม่คำนึงถึงแรงบิดเริ่มต้นในการขับเคลื่อนมอเตอร์แบบ DOL ที่ต่อตรง

การสตาร์ทมอเตอร์แบบต่อตรง (DOL) จะสร้างแรงบิด 5–7 เท่าของแรงบิดที่กำหนดเป็นเวลา 0.5–2 วินาที ในระบบขับเคลื่อนด้วยโซ่ที่ต่อตรงกับมอเตอร์ (ไม่มีสายพานหรือระบบส่งกำลังแบบใช้ของเหลวเพื่อดูดซับแรงบิดสูงสุดในช่วงเริ่มต้น) แรงบิดสูงสุดนี้จะถูกส่งผ่านโซ่ทั้งหมด ที่แรงบิด 6 เท่าของแรงบิดที่กำหนด โซ่ที่มีขนาดเหมาะสมสำหรับสภาวะคงที่โดยมีปัจจัยด้านความปลอดภัย 7:1 จะมีปัจจัยด้านความปลอดภัยอยู่ที่ 1.2:1 ในช่วงเวลาสั้นๆ ซึ่งต่ำกว่าเกณฑ์ความเสียหายจากการสะสมความล้าที่ทำให้เกิดเหตุการณ์เดียว

3. การระบุโซ่โดยไม่ระบุระบบหล่อลื่น

การเลือกโซ่และการเลือกสารหล่อลื่นต้องทำไปพร้อมกัน โซ่ที่เลือกใช้ที่ขีดจำกัดสูงสุดของการหล่อลื่นแบบหยดประเภท 2 แล้วติดตั้งโดยไม่มีอุปกรณ์หล่อลื่นแบบหยด — โดยอาศัยการหล่อลื่นด้วยมือเดือนละครั้ง — จะทำงานเกินขีดความสามารถที่แท้จริงถึง 40–50% ภายใต้สภาวะการหล่อลื่นที่ติดตั้งไว้

4. เลือกใช้เฟืองเล็กที่มีจำนวนฟันน้อยกว่า 17 ซี่ เนื่องจากข้อจำกัดด้านพื้นที่

การใช้ฟันเฟือง 13 หรือ 15 ซี่เพื่อประหยัดพื้นที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์ความเร็วผันผวนแบบรูปทรงหลายเหลี่ยมดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น นี่เป็นการประนีประนอมในการออกแบบ ไม่ใช่การปรับให้เหมาะสมทางวิศวกรรม หากพื้นที่ไม่เพียงพอสำหรับเฟือง 17 ซี่ที่ระยะห่างศูนย์กลางที่ต้องการ วิธีที่ถูกต้องคือการเปลี่ยนระยะห่างของโซ่ ไม่ใช่การเปลี่ยนจำนวนฟันเฟืองขั้นต่ำ

5. การใช้ตัวเชื่อมต่อ (ครึ่งตัว) ในระบบขับเคลื่อนที่มีภาระสูง

ข้อต่อแบบเยื้องศูนย์ (ข้อต่อครึ่งเดียว) จะลดอายุการใช้งานเฉพาะที่บริเวณข้อต่อลง 20–35% เมื่อเทียบกับข้อต่อแบบกดอัด สำหรับการใช้งานทั่วไปที่มีกำลังน้อย ถือว่ายอมรับได้ แต่สำหรับการใช้งานหนักหรือที่มีแรงกระแทกสูง วิธีที่ถูกต้องคือการปรับระยะห่างระหว่างศูนย์กลางให้มีจำนวนข้อต่อเป็นเลขคู่ และใช้ข้อต่อแบบกดอัดชนิดหมุดย้ำ

6. เปลี่ยนเฉพาะโซ่เมื่อเฟืองสึกหรอ

เฟืองที่เสียดสีกับโซ่ที่ยืดออกนั้น รูปทรงของฟันเฟืองจะถูกดัดแปลงให้เข้ากับระยะห่างของฟันที่ยืดออก การติดตั้งโซ่ใหม่บนรูปทรงฟันเฟืองที่ดัดแปลงแล้ว จะทำให้เกิดการยืดตัวเร็วขึ้นกว่าปกติ โซ่ใหม่จะถึงจุดที่ต้องเปลี่ยนในระยะเวลาที่สั้นกว่าอายุการใช้งานปกติมาก ควรเปลี่ยนทั้งโซ่และเฟืองเมื่อถึงจุดที่ต้องเปลี่ยนเนื่องจากยืดตัวมากเกินไป

การใช้งานที่การเลือกโซ่ขับที่ถูกต้องมีความสำคัญสูงสุด

ระบบจัดตำแหน่งแบบใช้เซอร์โวมอเตอร์ มอเตอร์เซอร์โวที่ทำงานในงานกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำนั้น ยอมรับความแปรผันของความเร็วในระบบขับเคลื่อนด้วยโซ่ได้น้อยมาก ผลกระทบจากจำนวนฟันที่น้อยจะปรากฏเป็นข้อผิดพลาดของตำแหน่งแบบไซน์ที่เพลาขับ — ตัวขับ 17 ฟันทำให้เกิดความแปรผันของความเร็ว ±1.7% ซึ่งสอดคล้องกับข้อผิดพลาดของตำแหน่งประมาณ ±0.3 มม. ที่รัศมีวงกลมพิตช์ 100 มม. สำหรับการกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำสูง ควรใช้ตัวขับที่มีฟันอย่างน้อย 21 ฟัน พร้อมระยะห่างศูนย์กลางคงที่ (ไม่มีตัวปรับความตึงที่ปรับได้) และการหล่อลื่นด้วยน้ำมัน จะให้ความแม่นยำของตำแหน่งและอายุการใช้งานที่ดีที่สุด ดูผลิตภัณฑ์ของเราได้ที่นี่ เฟืองโซ่เจาะรูสำเร็จรูปสำหรับระบบขับเคลื่อนความแม่นยำสูง สำหรับการกำหนดค่าที่เข้ากันได้

ระบบขับเคลื่อนอุปกรณ์ทางการเกษตร ระบบขับเคลื่อนของเครื่องป้อนเมล็ดพืช เครื่องนวดข้าว และลิฟต์ลำเลียง ล้วนทำงานภายใต้ภาระที่แปรผันสูงในสภาพแวดล้อมที่มีการสึกหรอ หลักการเลือกใช้โซ่ขับเคลื่อนจึงต้องเลือกขนาดให้เหมาะสมกับสถานการณ์ภาระที่หนักที่สุด ไม่ใช่ค่าเฉลี่ย และควรเลือกใช้โซ่แบบมีซีลโอริงสำหรับระบบขับเคลื่อนที่สำคัญซึ่งมีจุดหล่อลื่นจำกัด โซ่แบบมีซีล ANSI #80 หรือ #100 ที่ใช้ในเครื่องป้อนเมล็ดพืชจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าโซ่แบบเปิดที่มีพิกัดเดียวกันถึง 4-6 เท่า ภายใต้สภาพการใช้งานในเกาหลี โซ่ลูกกลิ้งแบบต่างๆ สำหรับการใช้งานทางการเกษตร มีจำหน่ายในขนาดระยะห่างเกลียว #60 ถึง #120

อุตสาหกรรมกระบวนการต่อเนื่องเป็นตัวขับเคลื่อนหลัก โรงงานผลิตกระดาษ โรงงานปูนซีเมนต์ และศูนย์บริการเหล็ก มักจะใช้งานระบบขับเคลื่อนด้วยโซ่ต่อเนื่องเป็นเวลาหลายสัปดาห์ระหว่างช่วงเวลาการบำรุงรักษาตามกำหนด สำหรับการใช้งานเหล่านี้ การเลือกควรพิจารณาจากอายุการใช้งานขั้นต่ำ 10,000 ชั่วโมง ซึ่งจำเป็นต้องเลือกโซ่ที่มีภาระการทำงานไม่เกิน 8–101 ตันของภาระขาดขั้นต่ำ โดยมีการหล่อลื่นด้วยน้ำมันหมุนเวียนอย่างต่อเนื่อง ดูเหมือนว่าจะเป็นการพิจารณาที่ค่อนข้างระมัดระวัง — และเป็นเช่นนั้นโดยเจตนา — เพราะการหยุดทำงานโดยไม่ได้กำหนดไว้ล่วงหน้าในอุตสาหกรรมที่มีกระบวนการผลิตต่อเนื่อง มักมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าราคาของโซ่ถึง 10–30 เท่าต่อครั้ง

โซ่ลูกกลิ้งซีรีส์ SP

คำถามที่พบบ่อย

ฉันจะคำนวณแรงดึงโซ่ (แรงตึงด้านที่ตึงที่สุด) สำหรับชุดขับเคลื่อนที่ฉันต้องการเลือกขนาดได้อย่างไร?
แรงดึงของโซ่ (แรงดึงด้านตึง, F1) ในโซ่ส่งกำลังคำนวณจากกำลังที่ส่งผ่านและความเร็วของโซ่: F1 = P × 1000 / v โดยที่ P คือกำลังที่ส่งผ่านในหน่วย kW และ v คือความเร็วของโซ่ในหน่วย m/s ความเร็วของโซ่คำนวณได้ดังนี้: v = N1 × p × n1 / 60,000 โดยที่ N1 คือจำนวนฟันของตัวขับ, p คือระยะห่างระหว่างฟันในหน่วย mm และ n1 คือความเร็วของตัวขับในหน่วย RPM สำหรับตัวขับ 7.5 kW บนโซ่ 19 ฟัน #60 ที่ 1,450 RPM: v = 19 × 19.05 × 1450 / 60,000 = 8.74 m/s F1 = 7500 / 8.74 = 858 N นี่คือแรงดึงด้านตึงภายใต้สภาวะคงที่เท่านั้น — ต้องคูณด้วยค่าตัวประกอบการใช้งานสำหรับการออกแบบ แรงดึงด้านหย่อน (F2) มีค่าประมาณ F1/5 ถึง F1/10 สำหรับไดรฟ์แนวนอนที่มีแรงดึงดี แรงดึงจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะเพิ่มส่วนประกอบเพิ่มเติมที่ความเร็วสูง
เมื่อใดที่ระบบขับเคลื่อนด้วยโซ่จะไม่ใช่ตัวเลือกที่เหมาะสม เมื่อเทียบกับระบบขับเคลื่อนด้วยสายพานหรือเฟืองแบบซิงโครนัส?
ระบบขับเคลื่อนด้วยโซ่ไม่ใช่ตัวเลือกที่เหมาะสมในกรณีต่อไปนี้: (1) การใช้งานต้องการความเร็วสูงมากเกิน 3,000 รอบต่อนาที ที่เฟืองเล็กที่มีระยะห่างของฟันมากกว่า #40 — สายพานซิงโครนัสหรือเฟืองจะเงียบกว่าและบำรุงรักษาน้อยกว่าที่ความเร็วระดับนี้; (2) สภาพแวดล้อมไม่อนุญาตให้มีการหล่อลื่น และภาระหนักเกินไปสำหรับโซ่พลาสติก UHMW — สายพานซิงโครนัสช่วยลดการหล่อลื่นได้อย่างสิ้นเชิง; (3) การติดตั้งไม่สามารถรองรับแม้แต่ตัวเรือนที่ปิดสนิทรอบโซ่ — ในสภาพแวดล้อมแบบเปิดที่มีการสัมผัสกับอาหารเหนือโซ่ สายพานซิงโครนัสที่ไม่ต้องการสารหล่อลื่นจะช่วยลดความเสี่ยงของการปนเปื้อน; (4) ความหนาแน่นของกำลังสูงมากในพื้นที่ขนาดเล็กมาก — เฟืองเกลียวหรือเฟืองดาวเคราะห์ให้กำลังต่อปริมาตรสูงกว่าโซ่ ระบบขับเคลื่อนด้วยโซ่ยังคงเหนือกว่าสำหรับระยะห่างศูนย์กลางที่แปรผันได้ ความทนทานต่อแรงกระแทกสูง ภาระสูงที่ความเร็วปานกลาง และการใช้งานที่ต้องการชิ้นส่วนที่สามารถเปลี่ยนได้ในภาคสนามโดยไม่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษ
ประสิทธิภาพของระบบขับเคลื่อนด้วยโซ่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญหรือไม่เมื่อภาระหรือความเร็วเปลี่ยนแปลง?
ใช่ครับ อย่างมีนัยสำคัญ โซ่ลูกกลิ้งที่หล่อลื่นอย่างดีซึ่งทำงานที่ภาระ 30–80% ของภาระที่กำหนด ณ ความเร็วปานกลาง จะมีประสิทธิภาพเชิงกล 97–98.5% ที่ภาระเบามาก (ต่ำกว่า 10% ของภาระที่กำหนด) การสูญเสียจากแรงเสียดทานในข้อต่อโซ่และการทำงานของเฟืองจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของกำลังที่ส่งผ่าน และประสิทธิภาพอาจลดลงเหลือ 92–94% ที่ภาระหนักมาก (สูงกว่า 80% ของภาระที่กำหนด) การสูญเสียจากความร้อนจะเพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพจะลดลงเหลือ 94–96% ที่ความเร็วสูงใกล้ขีดจำกัดรอบต่อนาทีของโซ่ ผลกระทบจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางบนโซ่จะลดแรงตึงที่มีประสิทธิภาพบนเฟืองขับ ทำให้ประสิทธิภาพลดลงไปอีก ข้อมูลประสิทธิภาพที่เผยแพร่ในแคตตาล็อกส่วนใหญ่ใช้ได้กับช่วงภาระ 30–70% ซึ่งเป็นช่วงการทำงานที่ระบบขับเคลื่อนด้วยโซ่ได้รับการออกแบบมา และการใช้งานภายในช่วงนี้จะให้ทั้งประสิทธิภาพที่ดีที่สุดและอายุการใช้งานที่ยาวนานที่สุด
วิธีที่ถูกต้องในการใช้งานโซ่และเฟืองใหม่ให้เข้าที่คืออะไร?
ควรใช้งานโซ่และเฟืองใหม่ที่น้ำหนักบรรทุก 50% ในช่วง 2-4 ชั่วโมงแรกของการใช้งาน เพื่อให้เข้าที่เข้าทาง ในระหว่างช่วงการใช้งานนี้ คู่ของหมุดและบูชจะเข้าที่เข้าทางกัน ส่วนโค้งของลูกกลิ้งจะขัดเงาให้เข้ากับรูปทรงของฟันเฟือง และข้อต่อจะเข้าที่ในชุดประกอบโซ่ หลังจากใช้งานครบช่วงแรกแล้ว ให้ตรวจสอบและปรับความตึงของโซ่อีกครั้ง โซ่ใหม่จะยืดตัวเร็วขึ้นในช่วง 10-15 ชั่วโมงแรก มากกว่าช่วงเวลาต่อมา เนื่องจากความคลาดเคลื่อนในการอัดระหว่างบูชและแผ่นข้อต่อจะเข้าที่ในช่วงเวลานี้ การยืดตัวเริ่มต้นไม่ได้เกิดจากการสึกหรอ แต่เป็นกระบวนการเข้าที่ของโครงสร้าง หลังจากปรับความตึงอีกครั้งหลังจากการใช้งานครบช่วงแรกแล้ว อัตราการยืดตัวโดยทั่วไปจะคงที่เท่ากับอัตราการสึกหรอในระยะยาวตลอดอายุการใช้งานที่เหลือ
สามารถใช้ระบบขับเคลื่อนด้วยโซ่สำหรับการส่งกำลังในแนวตั้ง (ศูนย์กลางเพลาแนวตั้ง) ได้หรือไม่?
ใช่ แต่ต้องมีการดัดแปลงเฉพาะบางอย่าง ในระบบขับเคลื่อนแนวตั้ง น้ำหนักของโซ่ด้านที่หย่อนจะเพิ่มแรงตึงด้านที่หย่อนในจังหวะขึ้น และลดอัตราส่วนแรงตึงด้านที่ตึงต่อด้านที่หย่อนเมื่อเทียบกับระบบขับเคลื่อนแนวนอน ซึ่งหมายความว่าคำแนะนำเกี่ยวกับระยะหย่อนขั้นต่ำจะเปลี่ยนไป — ด้านที่หย่อนจำเป็นต้องมีตัวปรับแรงตึงหรือตัวนำเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำหนักของช่วงแนวตั้งที่ยาวทำให้เกิดระยะหย่อนมากเกินไปที่เฟืองตัวบน นอกจากนี้ สำหรับระบบขับเคลื่อนแนวตั้ง วิธีการหล่อลื่นต้องได้รับการปรับเปลี่ยน — การใช้อ่างน้ำมันแบบง่ายๆ ที่เฟืองตัวล่างมักจะใช้งานได้จริง แต่ต้องระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าโซ่จะไม่กระเด็นน้ำมันหล่อลื่นออกจากโซ่ที่เฟืองตัวบนไปยังบริเวณที่ก่อให้เกิดอันตรายหรือปัญหาการปนเปื้อน การหล่อลื่นแบบหมุนเวียนบังคับที่ส่งน้ำมันไปยังจังหวะล่างเป็นวิธีการที่แนะนำสำหรับระบบขับเคลื่อนแนวตั้งความเร็วสูง

ให้วิศวกรของเราตรวจสอบการเลือกชุดขับเคลื่อนของคุณ

ส่งข้อมูลการใช้งานของคุณมาให้เรา — กำลังมอเตอร์ ความเร็ว ประเภทโหลด การเข้าถึงระบบหล่อลื่น และสภาพแวดล้อม — แล้วเราจะตรวจสอบระยะห่างของโซ่ ปัจจัยการใช้งาน จำนวนฟันเฟือง และข้อกำหนดการหล่อลื่นก่อนที่จะมีการสั่งซื้อชิ้นส่วนใดๆ การตรวจสอบข้อมูลจำเพาะโดยไม่มีข้อผูกมัดภายในหนึ่งวันทำการ

บรรณาธิการ: Cxm