技术资料传动链滚子链选型

6.容许张力选择

这是利用最大容许张力进行选择的方法。

容许张力选择

1.速度考虑因素

本选择方法是在表1所示的速度内使用滚子链时的选择方法。在表中的上限速度以上使用时,请使用一般选择法进行选择。

表1选定上限速度
间距
mm
上限速度
m/min
小于12.70 120
12.70 100
15.875 90
19.05 80
25.40 70
31.75 60
38.10 50
44.45 50
50.80 50
57.15 40
63.50 40
76.20 40
101.60 30
127.00 30

塑料组合链条的最大速度为 70 m/min。

2.冲击考虑因素

在恶劣条件下,例如受到较大冲击的传动装置,特别是承受较大载荷的传动装置或可能施加横向载荷的传动装置,应使用 F 型连接链节或 2 节距过渡链节。

3.连接链节和过渡链节的强度

当使用表 2 和表 3 所示的滚子链的 M 型连接链节或过渡链节时,将最大容许张力乘以表中所示的百分比。

表2 M型连接链节的强度
RS滚子链 RS15, RS25,
RS37, RS38,
RS41, BF25-H
80%
RS滚子链
BS/DIN规格
RF06B,
RS56B,
RS56B
80%
耐寒滚子链条
KT规格
所有尺寸 80%
表3:过渡链节强度
过渡链节
一节距 两节距 四节距
RS滚子链 65% 100% -
RS滚子链
BS/DIN规格
60% 60% -
超级链条 - - 85%
RS滚子链
NP规格
65% - -
RS滚子链
NEP规格/ APP规格
65% - -
低噪音链条 65% - -

4.链轮考虑

使用强力传动链时,链条张力会增加。因此,市售铸铁链轮的加强筋和轮毂强度可能不足。请使用 S35C 或更高等级的材料。RS 链轮强度足以承受强力传动链。对于强力传动链请使用齿顶经过硬化处理的链轮。

请参照选定链条时使用的计算公式 (此处)、系数 (此处),以及惯性矩的求法 (此处) 。

根据容许张力选定法的选定例

根据容许张力选定法的选定例

条件

使用机器 输送机驱动
搬运物量 M 6000kg
搬运物速度 V 30m/min
输送辊外径 380mm
皮带厚度 10mm
输送机转矩 3.3kN・m{337kgf・m}
电动机主要规格
  • 11kW n1 = 1800r/min
  • 起动扭矩Ts 200%
  • 最大 (静止) 扭矩Tmax 210%
  • 制动扭矩Tb 200%
  • 惯性矩Im 0.088kg·m 2
  • {飞轮效应GD 2 m 0.352kgf·m 2}
减速机减速比 1/50 (i = 50)
传动轴 轴径Φ66mm
从动轴 轴径Φ94mm
轴距 500mm
从动链轮外径 ≦400mm
起动频率 10次/天
撞击类型 伴随着一些冲击。
软启动停止
SI单位

步骤1电机特性的确认

·额定扭矩
Tn=9.55× kW n1 =9.55× 11 1800 =0.058 (kN・m)

·起动扭矩
Ts=Tn×2=0.058×2=0.116 (kN・m)

·最大 (静止) 扭矩
Tmax=Tn×2.1=0.058×2.1=0.122 (kN・m)

·制动扭矩
Tb=Tn×2.0=0.058×2.0=0.116 (kN・m)

·电机惯性矩
Im=0.088 (kg・m 2)

步骤2根据负荷计算

驱动轴转速
n 2 = V × 1000 (输送辊外径 + 2 × 皮带厚度) × π
= 30 × 1000 (380 + 20) × π = 23.9(r/min)

驱动轴转速
n = n 1 /i = 1800 50 = 36(r/min)

链条减速比= 23.9 36 = 1 1.51

从动链轮的PCD d 2 =400mm时
链条张力Fw=传送带辊旋转扭矩×1000× 2 d 2
=3.3×1000× 2 400 =16.5 (kN)

进行链条的临时选定。

影响程度有限……使用系数Ks = 1.3

假修正链张力=Fw×Ks=16.5×1.3=21.5 (kN)

暂定最大容许张力为30.4kN的RS120-1。

从动链轮外径<400mm 31T
外径398mm PCD d 2 = 376.60(mm)

主动链轮齿数= 31 1.51 =21T PCD d=255.63 (mm)

链条速度 = P × Z' × n 1000 = 38.1 × 21 × 36 1000
= 28.8米/分钟 < 50米/分钟,因此可以选择容许张力。

小链轮转速:36 r/min,旋转系数 Kn = 1.03

小链轮齿数21T ....齿数系数Kz=1.10

链条张力Fw=传送带辊旋转扭矩×1000× 2 d 2
=3.3×1000× 2 376.6 =17.5 (kN)

校正链条张力 F'w = Fw × Ks × Kn × Kz
= 17.5 × 1.3 × 1.03 × 1.10 = 25.8(kN)...(1)

RS120-1可使用最大容许张力30.4kN。

检查搬运物速度(选择条件:30m/min)

V l =n 2 × (传送辊外径+2×皮带厚度) × π 1000
=n 1 × 21 31 × (传送辊外径+2×皮带厚度) × π 1000
=36× 21 31 × (380+2×10) × π 1000
=30.6 (m/min)

步骤3根据加减速时间计算

在步骤 2 的计算中,确定小链轮(减速机输出轴链轮)为 RS120 21T,因此接下来的计算也将选择一个具有相同节距和齿数的链轮。

如果加减速时间已知,则使用该值进行计算。这里以未知的假设计算。

作用扭矩Tm= Ts+Tmax 2 = 0.116+0.122 2 =0.119 (kN·m)

负荷扭矩T l =Fw× d 2×1000×i =17.5× 255.63 2×1000×50
=0.045 (kN・m)

电机轴换算负荷侧的惯性力矩I l
I l =M× V l π ×n1 2
=6000× 30.6 π ×1800 2
=0.044 (kg·m 2)

电机的惯性矩Im=0.088 (kg·m 2)

电机的加速时间
ts= (Im+I l) × n 1 9550× (Tm-T l)
= (0.088+0.044) × 1800 9550× (0.119 -0.045)
=0.34 (s)

电机减速时间
tb= (Im+I l) ×n 1 9550× (Tb+T l) = (0.088+0.044) ×1800 9550× (0.116+0.045) =0.15 (s)

由于 tb < ts,减速时链条张力 Fb 大于加速时链条张力 Fs,因此下文也采用此值。

减速度
αb= V l tb×60 = 30.6 0.15×60
=3.40 (m/s 2)

减速时链条张力
Fb= M×αb 1000 × (传送辊外径+2×皮带厚度) d 2
+Fw= 6000×3.40 1000 × (380+2×10) 376.6 +17.5=39.2 (kN)

校正链条张力
F'b = Fb × Kn × Kz = 39.2 × 1.03 × 1.10 = 44.4(kN)...(2)
F'b = 44.4 (kN),因此 RS120-2(最大容许张力51.7 kN)
或者,可以使用 RS120-SUP-2(最大容许张力66.7kN)。

研究具有同等PCD的RS140 18T (外径279mm d 1 =255.98) 和27T (外径407mm d 2 =382.88) 时,由于与从动链轮外径≤400mm的条件相抵触,因此不能使用。

链条减速比从要求的3623.9变为2618
输送速度=30× 3623.9 × 2618 =31.3m/min。
如果考虑 26T(外径 393mm d2 = 368.77),(2)F'b = 44.3(kN)。

RS140-1 不能使用,因为它的最大容许张力为 40.2kN。

RS140-SUP-1 可以使用,因为它的最大容许张力为 53.9kN。

链轮轴孔径18T时最大89mm, 26T时最大103mm。
可使用驱动轴:轴径Φ66mm、从动轴:轴径Φ94mm。

由于中心距为 500 mm,链轮齿数为 18 齿(d 1 = 255.98)。
可以使用 26T (d 2 = 368.77)。链节数为 46。

步骤4根据惯性比R计算

惯性比R= I l Im = 0.044 0.088 =0.5

由于传动装置有间隙....冲击系数K=1.0

起动扭矩Ts=0.116 (kN·m)

基于起动扭矩的链条张力
Fms=Ts×i×1000× 2 d
=0.116×50×1000× 2 255.63 =45.4 (kN)

制动扭矩Tb=0.116 (kN·m)

基于制动扭矩的链条张力
Fmb=Tb×i×1.2×1000× 2 d
=0.116×50×1.2×1000× 2 255.63 =54.5 (kN)

如果 Fmb > Fms,则使用较大的 Fmb。

补偿链条张力
F'mb = Fmb × K × Kn × Kz
= 54.5×1.0×1.03×1.10=61.7(kN)..........(3)

(1)比较、(2) 和 (3) 时,(3) 产生最大的修正链张力。

F'mb = 61.7 (kN),因此 RS120-3 (最大容许张力76.0 kN)
或者,可以使用 RS120-SUP-2(最大容许张力66.7kN)。

由于中心距为 500 mm,链轮齿数为 21T(d 1 = 255.63)。
可以使用 31T (d 2 = 376.60)。链节数为 54。

RS160 15T(外径269mm d 1 = 244.33)采用相同的PCD
考虑23T(外径400mm d2 =373.07)
(3)最大值为F'mb = 64.6(kN)。

RS160-1 不能使用,因为它的最大容许张力为 53.0kN。

RS160-SUP-1 可以使用,因为它的最大容许张力为 70.6kN。

链轮轴孔径15T时最大95mm, 23T时最大118mm。
可使用驱动轴:轴径Φ66mm、从动轴:轴径Φ94mm。

由于中心距为 500 mm,链轮齿数为 15T(d 1 = 244.33)。
可以使用 23T (d 2 = 373.07)。链节数为 40。

{重力单位}

步骤1电机特性的确认

·额定扭矩
Tn=974× kW n1 =974× 11 1800 =5.95 (kgf・m)

·起动扭矩
Ts=Tn×2=5.95×2=11.9 (kgf・m)

·最大 (静止) 扭矩
Tmax=Tn×2.1=5.95×2.1=12.5 (kgf・m)

·制动扭矩
Tb=Tn×2.0=5.95×2.0=11.9 (kgf・m)

·电机的GD 2
GD 2 m=0.352 (kgf・m 2)

步骤2根据负荷计算

驱动轴转速
n 2 = V × 1000 (输送辊外径 + 2 × 皮带厚度) × π
= 30 × 1000 (380 + 20) × π = 23.9(r/min)

驱动轴转速
n = n 1 /i = 1800 50 = 36(r/min)

链条减速比= 23.9 36 = 1 1.51

从动链轮的PCD d 2 =400mm时
链条张力Fw=传送带辊旋转扭矩×1000× 2 d 2
=337×1000× 2 400 =1690 (kgf)

进行链条的临时选定。

影响程度有限……使用系数Ks = 1.3

假修正链张力=Fw×Ks=1690×1.3=2200 (kgf)

临时选定最大容许张力为3100kgf的RS120-1。

从动链轮外径<400mm 31T
外径398mm PCD d 2 = 376.60(mm)

主动链轮齿数= 31 1.51 =21T PCD d=255.63 (mm)

链条速度 = P × Z' × n 1000 = 38.1 × 21 × 36 1000
= 28.8米/分钟 < 50米/分钟,因此可以选择容许张力。

小链轮转速:36 r/min,旋转系数 Kn = 1.03

小链轮齿数21T ....齿数系数Kz=1.10

链条张力Fw=传送带辊旋转扭矩×1000× 2 d 2
=337×1000× 2 376.6 =1790 (kgf)

修正链条张力 F'w = Fw × Ks × Kn × Kz
= 1790 × 1.3 × 1.03 × 1.10 = 2640(kgf)...(1)

RS120-1可使用最大容许张力3100kgf。

检查搬运物速度(选择条件:30m/min)

V l =n 2 × (传送辊外径+2×皮带厚度) × π 1000
=n 1 × 21 31 × (传送辊外径+2×皮带厚度) × π 1000
=36× 21 31 × (380+2×10) × π 1000
=30.6 (m/min)

步骤3根据加减速时间计算

在步骤 2 的计算中,确定小链轮(减速机输出轴链轮)为 RS120 21T,因此接下来的计算也将选择一个具有相同节距和齿数的链轮。

如果加减速时间已知,则使用该值进行计算。这里以未知的假设计算。

作用扭矩Tm= Ts+Tmax 2 = 11.9+12.5 2 =12.2 (kgf·m)

负载扭矩T l =Fw× d 2×1000×i =1790× 255.63 2×1000×50
=4.58 (kgf・m)

电机轴换算负荷侧的GD 2
GD 2l =M× V l π ×n 1 2
=6000× 30.6 π ×1800 2
=0.176 (kgf・m 2)

电机的GD 2 GD 2 m=0.352 (kgf·m 2)

电机的加速时间
ts=(GD 2 m+GD 2l n 1 375× (Tm-T l)
= (0.352+0.176) × 1800 375× (12.2 -4.58)
=0.34 (s)

电机减速时间
tb= (GD 2 m+GD 2l)×n 1 375× (Tb+T l) = (0.352+0.176) ×1800 375× (11.9+4.58) =0.15 (s)

由于 tb < ts,减速时链条张力 Fb 大于加速时链条张力 Fs,因此下文也采用此值。

减速度
αb= V l tb×60 = 30.6 0.15×60
=3.40 (m/s 2)

减速时链张力
Fb = M × αb G × (传送带外径+2×皮带厚度) d 2
+ Fw = 6000 × 3.40 G × (380 + 2 × 10) 376.6 + 1790 = 4000(kgf)

校正链条张力
F'b = Fb × Kn × Kz = 4000 × 1.03 × 1.10 = 4530(kgf)...(2)
F'b = 4530 (kgf),因此 RS120-2 (最大容许张力5270 kgf)
或者,可以使用 RS120-SUP-2(最大容许张力6800kgf) 。

研究具有同等PCD的RS140 18T (外径279mm d 1 =255.98) 和27T (外径407mm d 2 =382.88) 时,由于与从动链轮外径≤400mm的条件相抵触,因此不能使用。

链条减速比从要求的3623.9变为2618
输送速度=30× 3623.9 × 2618 =31.3m/min。
如果考虑 26T(外径 393mm d2 = 368.77),(2)F'b = 4520(kgf)。

RS140-1的最大容许张力为4100kgf,无法使用。

RS140-SUP-1 可以使用,因为它的最大容许张力为 5500 kgf。

链轮轴孔径18T时最大89mm, 26T时最大103mm。
可使用驱动轴:轴径Φ66mm、从动轴:轴径Φ94mm。

由于中心距为 500 mm,链轮齿数为 18 齿(d 1 = 255.98)。
可以使用 26T (d 2 = 368.77)。链节数为 46。

步骤4根据惯性比R计算

惯性比R= GD 2l GD 2 m = 0.176 0.352 =0.5

由于传动装置有间隙....冲击系数K=1.0

起动扭矩Ts=11.9 (kgf·m)

基于起动扭矩的链条张力
Fms=Ts×i×1000× 2 d
=11.9×50×1000× 2 255.63 =4660 (kgf)

制动扭矩Tb=11.9 (kgf·m)

基于制动扭矩的链条张力
Fmb=Tb×i×1.2×1000× 2 d
=11.9×50×1.2×1000× 2 255.63 =5590 (kgf)

如果 Fmb > Fms,则使用较大的 Fmb。

补偿链条张力
F'mb = Fmb × K × Kn × Kz
= 5590 × 1.0 × 1.03 × 1.10 = 6330(kgf)..........(3)

(1)比较、(2) 和 (3) 时,(3) 产生最大的修正链张力。

F'mb = 6330 (kgf),因此 RS120-3 (最大容许张力7550 kgf)
或者,可以使用 RS120-SUP-2(最大容许张力6800kgf) 。

由于中心距为 500 mm,链轮齿数为 21T(d 1 = 255.63)。
可以使用 31T (d 2 = 376.60)。链节数为 54。

RS160 15T(外径269mm d 1 = 244.33)采用相同的PCD
考虑23T(外径400mm d2 =373.07)
(3)最大值为F'mb = 6620(kgf)。

RS160-1的最大容许张力为5400kgf,无法使用。

RS160-SUP-1 可以使用,因为它的最大容许张力为 7200 kgf。

链轮轴孔径15T时最大95mm, 23T时最大118mm。
可使用驱动轴:轴径Φ66mm、从动轴:轴径Φ94mm。

由于中心距为 500 mm,链轮齿数为 15T(d 1 = 244.33)。
可以使用 23T (d 2 = 373.07)。链节数为 40。

选定结果

条件 步骤 型号 链轮 链节数 润滑形式
启动频率<6 步骤2 RS120-1 21T×31T 54链节 AII
启动频率6次以上
有缓冲启动。
步骤3 RS120-2 21T×31T 54链节 AII
RS140-SUP-1 18T×26T 46链节 B
启动频率6次以上
无缓冲启动。
步骤3
步骤4
RS120-3 21T×31T 54链节 AII
RS120-SUP-2 B
RS160-SUP-1 15T×23T 40链节 B
  • 备注:1.润滑类型:请查看每种链条尺寸和规格的传动功率表。
  • 2.所有轴间距离都需要调整。

请参照选定链条时使用的计算公式 (此处)、系数 (此处),以及惯性矩的求法 (此处) 。