Cómo elegir el tipo de cadena de manera correcta: segunda parte
A continuación, veremos la segunda parte de cómo elegir el tipo de cadena de manera correcta.
Selección de cadena de transmisión de potencia para velocidades lentas:
Este procedimiento de selección se basa en la tensión máxima permisible, que se utiliza cuando la velocidad de la cadena es inferior a 50 m / min., Y la frecuencia de inicio es inferior a 5 veces / día. La selección se realiza siguiendo el diagrama de flujo.
Paso 1. Seleccione tentativamente la cadena RS120, que es un tamaño más pequeño que RS140, y una rueda dentada de 15 dientes. Luego calcule la velocidad de la cadena.
V = PNn / 1,000 = (38.1 × 15 × 50) / 1,000 = 28.6 m / min. <50
De acuerdo con esta velocidad y frecuencia de inicio, se puede usar la selección de casos para baja velocidad.
Paso 2. A partir de la potencia nominal del motor, calcule la tensión Fm en la cadena.
Fm = 60 × kW / V = 60 × 7.5 / 28.6 = 15.7 kN
Paso 3. Factor de servicio Ks = 1.3, coeficiente de velocidad de la cadena Kv = 1.06
(desde la velocidad de la cadena 28.6 m / min.).
Paso 4. Coeficiente del diente del piñón Kc = 1.27 (desde el piñón de 15 dientes).
Paso 5. Calcule la tensión de la cadena de diseño F’m.
F’m = Fm × 1.3 × 1.06 × 1.27 = 27.5 kN
Paso 6. Decide el tamaño de la cadena.
Según el catálogo, la carga máxima permitida de RS120 es 30.4 kN. Debido a que este valor es más alto que la tensión de diseño de la cadena determinada en el Paso 5, se puede usar RS120 en esta aplicación.
Seleccione la cantidad de dientes en la rueda dentada grande de acuerdo con la relación de velocidad, usando el mismo procedimiento que en la selección general.
Confirme la cadena y la rueda dentada: la rueda dentada motriz es RS120-15T (el diámetro máximo del eje es 80 mm, y el diámetro del eje es 66 mm; por lo tanto, esto puede usarse), y la rueda dentada accionada es RS120-38T (el diámetro máximo del cubo no es se muestra en los catálogos). Por lo tanto, consulte con el fabricante y determine que la rueda dentada de 38 dientes acomodará un eje de 94 mm.
Paso 7. Calcula la longitud de la cadena (número de enlaces).
C = 1,500 ÷ 38,10 = 39,37
L = (N + N ‘) / 2 + 2C + ((N – N’) / 6.28) 2 / C = (38 + 15) / 2 + 2 × 39.37 + ((38 – 15) / 6.28) 2 / 39.37
= 105.58 enlaces
Por lo tanto, use 106 enlaces. Distancia del centro = 1.508 mm.
Paso 8. Verifique el catálogo del fabricante para determinar el tipo de lubricación necesaria (manual o por goteo).
Como puede ver, esta selección le permite elegir una cadena más pequeña y económica que la selección general. Pero, al mismo tiempo, considere estos hechos:
No use enlaces descentrados o enlaces de conexión normales para velocidades lentas. Utilice enlaces de conexión de ajuste, que tienen un ajuste de interferencia apretado. Si desea utilizar enlaces descentrados o enlaces de conexión normales, compruebe la reducción de potencia
Los piñones de hierro fundido no son lo suficientemente fuertes para velocidades lentas. Por lo tanto, use SS400, S35C, S45C, etc.
Use una rueda dentada de dientes tratados para la rueda dentada de alta velocidad.
La presión del cojinete en la cadena será muy alta, así que lubrique bien la cadena.
Cadena de transmisión colgante de selección:
Calcule la tensión de la cadena tanto en el lado de la carga como en el lado de la conducción, y seleccione una cadena con una tensión máxima permisible adecuada para satisfacer los requisitos. Los puntos de aviso se muestran a continuación.
Si hay leyes o pautas para la selección de cadenas, verifique y calcule en consecuencia. Asegúrese de seguir las selecciones del fabricante, y seleccione la más segura de las dos selecciones.
La velocidad de la cadena debe ser inferior a 50 m / min. Si es más de 50 m / min., Consulte al fabricante.
Use enlaces de conexión de ajuste de toma que tengan un ajuste de interferencia apretado.
Cuando desee utilizar enlaces de conexión normales o enlaces de desplazamiento, debe aplicar el valor de reducción apropiado a la intensidad de la cadena.
Lubrique las juntas de la cadena tanto como sea posible después de reducir las cargas.
La lubricación también se requiere en las conexiones de terminales, etc.
Asegúrese de seguir los procedimientos de seguridad adecuados, que incluyen:
- Asegúrese de que nadie se encuentre debajo de los objetos suspendidos.
- Instale un protector de seguridad para evitar daños en caso de fallo de la cadena.
- Examine las cadenas con regularidad y reemplácelas cuando sea necesario.
La Figura 4.12 muestra algunos ejemplos comunes de uso colgante.
Figura 4.14 Ejemplo de una máquina de cadena colgante
EJEMPLO: Está planeando usar una máquina de transmisión suspendida como la que se muestra en la Figura 4.14. Determine si puede usar SUPER120 para colgar y SUPER100 para la cadena de transmisión. La fuente de alimentación es un motor de 3.7 kW (con freno). La velocidad de rotación del eje del motor es de 1.500 rpm.
Paso 1. Verifique las características del motor.
Par nominal: Tn = 0.038 kN • m
Par de arranque: Ts = 0.083 kN • m
Par de frenado: Tb = 0.096 kN • m
Momento de inercia del motor: Im = 0.015 kN • m
Paso 2. Calcule la tensión de la cadena en función de la carga.
La tensión de la cadena Fw = M = 3.000 × 9.80665 × 10-3 = 29.4 kN
Factor de servicio Ks = 1.3 (con un poco de shock)
El coeficiente de velocidad de la cadena Kv = 1.02 (desde la velocidad de la cadena 6.2 m / min)
Coeficiente para el número de dientes del piñón Kc = 1.28 (piñón de 14 dientes)
Coeficiente de carga desequilibrada Ku = 0.6 (dos conjuntos de cadenas)
Determine la tensión del diseño de la cadena
F’w = Fw × Ks × Kv × Kc × Ku
= 29.4 × 1.3 × 1.02 × 1.28 × 0.6 = 29.9 kN
Paso 3. Calcule la tensión de la cadena en función de la carga del motor. Calcule el momento de inercia del eje del motor.
I = M × (V / 2πn1) 2 = 3.000 × (6.2 / (2 × π × 1.500)) 2 = 0.0013 kg • m2
Momento de inercia del motor Im = 0.015 kg • m2
Relación de inercia R = I / Im = 0.087
Cuando no hay juego en el sistema, el coeficiente de choque K = 0.23
La tensión de la cadena del par de arranque:
Fms = Ts × i × (30/14) × 1,000 / (d / 2)
= 0.083 × 60 × (30/14) × 1,000 / (171.22 / 2) = 124.7 kN
La tensión de la cadena calculada a partir del par de ruptura:
Fmb = Tb × i × (30/14) × 1,000 × 1.2 / (d / 2)
= 0.096 × 60 × (30/14) × 1,000 × 1.2 / (171.22 / 2) = 173.0 kN
Use el valor más grande (en este caso es Fmb) para calcular la tensión de la cadena.
F’mb = Fmb × Kv × Kc × Ku × K
= 173.0 × 1.02 × 1.28 × 0.6 × 0.23 = 31.2 kN
Paso 4. Calcule la tensión de la cadena desde la aceleración y desaceleración del motor.
Par de trabajo Tm = (Ts + Tb) / 2 = (0.083 + 0.096) / 2 = 0.0895 kN • m
Par de carga TL = (M × d) / (2 × 1,000 × i) × (g / 1,000)
= (3,000 × 171.22) / (2 × 1,000 × 60 × (30/14)) × (g / 1,000) = 0.02 kN • m
Tiempo de aceleración del motor ts = ((Im + Il) × n1) / (375 × (Tm – Tl)) × (g / 1,000) × 4
= ((0.015 + 0.00130) × 1.500) / (375 × (0.0895 – 0.02)) × (g / 1,000) × 4 = 0.037s
Tiempo de deceleración del motor tb = ((Im + Il) × n1) / (375 × (Tm + Tl)) × (g / 1,000) × 4
= ((0.015 + 0.00130) × 1.500) / (375 × (0.0895 + 0.02)) × (g / 1,000) × 4 = 0.023s
Como tb es menor que ts, la tensión de la cadena debida a la desaceleración Fb del motor es mayor que la de la aceleración.
Fb = (M × V) / (tb × 60 × 1,000) + Fw = (3,000 × 6.2) / (0.023 × 60 × 1,000) + 29.4 = 42.9 kN
Por lo tanto, la tensión de diseño de la cadena:
F’b = Fb × Kv × Kc × Ku = 42.9 × 1.02 × 1.28 × 0.6 = 33.6 kN
Al comparar las tensiones de cadena calculadas en los pasos 2, 3 y 4, tenga en cuenta que F’b en el paso 4 es el más grande. En esta tensión, Ku ya está contado. Comparando F’b con la tensión máxima permitida de la cadena SUPER 120, F’b <39.2 kN. Por lo tanto, esta cadena puede ser seleccionada.
El ejemplo que se muestra arriba es para cadenas en unidades colgantes. La tensión máxima en las cadenas de transmisión de envoltura es:
F’b × d / d ‘= 33.6 × 171.22 / 303.75 = 18.9 kN
Este valor es menor que la tensión máxima permitida de la cadena SUPER 100, que es de 30.4 kN. Por lo tanto, esta cadena es aceptable.
Otras consideraciones importantes
NOTA 1: Si hay leyes o regulaciones para la selección de cadenas, debe tenerlas en cuenta. Por ejemplo, si la directriz de seguridad dice: «El factor de seguridad debe ser superior a 10: 1 en comparación con la resistencia a la tracción mínima», entonces debe diseñar el equipo como se muestra arriba y considerar lo siguiente:
Para colgar la cadena de transmisión:
Resistencia a la tracción mínima
= M × g × Ku × 10 = 3.000 × (9.80665 × 10-3) × 0.6 × 10 = 176.5 kN
Pero la resistencia mínima a la tracción de la cadena SUPER 120 es de solo 124.6 kN, lo cual no es suficiente para cumplir con este requisito. En su lugar, seleccione la cadena SUPER 140 (213 kN).
La cadena de transmisión de embalaje requiere más de 99.5 kN de resistencia mínima a la tracción, por lo tanto, puede seleccionar la cadena SUPER 100 (111 kN).
Las regulaciones no siempre son más seguras que el procedimiento de selección sugerido por el fabricante. Elija el sistema más seguro posible.
NOTA 2: Si ocasionalmente se produce una carga mayor al par de frenado del motor, las cadenas estarán sujetas a las siguientes cargas:
Envolviendo la cadena de transmisión:
Fd = (0.096 × 1,000 × 60 × 2) / 142.68 × 0.6 = 48.4 kN
Cadena de transmisión colgante:
48.4 × (303.75 / 171.22) = 85.9 kN
Para evitar la deformación plástica de la cadena, la resistencia mínima a la tracción debe ser más del doble de estas cargas, por lo tanto, debe seleccionar la cadena SUPER 100 y la cadena SUPER 160.
Figura 4.15 Procedimiento de selección de cadena de transporte.
Hasta aquí cómo elegir el tipo de manera correcta.