Le informazioni necessarie per scegliere il tipo di catena
Punti fondamentali per la scelta della catena
- Scelta del tipo di trasportatore da utilizzare
- Calcolo del tiro totale (in condizioni statiche)
- Calcolo del carico effettivo di lavoro (in condizioni dinamiche)
- Scelta di massima della catena
- Calcolo di verifica delle pressioni specifiche
- Calcolo di verifica del carico effettivo di lavoro e della scelta della catena
1. Determinazione del tipo di trasportatore da utilizzare
Si possono distinguere 6 categorie di trasportatori; ciascuna categoria viene contraddistinta dal tipo d’attrito della catena sulle vie di corsa (radente o volvente) e da come si effettua il trasporto del materiale (sopportato o strisciante in un canale contenitore).
| Categorie | Catena | Materiale |
|---|---|---|
| 1 | Strisciante | Sopportato |
| 2 | Rotolante sui rulli | Sopportato |
| 3 | Sopportata da rulli aggiunti | Sopportato |
| 4 | Strisciante con pale raschianti | Strisciante |
| 5 | Strisciante senza pale raschianti | Strisciante |
| 6 | Rotolante sui rulli | Strisciante |
Tabella 1 – Categorie di trasportatori
2. Calcolo del tiro totale t (in condizioni statiche)
Per ciascuna delle categorie di trasportatore, usare le seguenti formule:
Categoria di trasportatori 1,2,3
Categoria di trasportatori 4,5,6
dove:
- k1= Coefficiente d’attrito (radente o volvente) della catena sulle via di corsa (tabella 2)
- k2= Coefficiente d’attrito fra materiale trasportato e canale di contenimento (tabella 3)
- p= Peso proprio della catena in kg. per metro, compreso attacchi, tapparelle, piastre ecc.
Nel caso in cui non si conosca il peso effettivo della catena, calcolarlo approssimativamente con le seguenti formule:
- α = Angolo di inclinazione
- M = Peso in kg. del materiale trasportato per metro di trasportatore
- A = Lunghezza in metri del trasportatore
- h = Altezza in metri del materiale che striscia contro le sponde del canale convogliatore
- c = Costante d’attrito del materiale contro le sponde del canale (tabella 3)
|
La catena striscia su vie di corsa in:
|
K1
|
|---|---|
|
acciaio senza lubrificazione
acciaio con lubrificazione legno duro polietilene nylon laminato plastico |
0,33
0,20 0,50 0,15 0,20 0,20 0,40 |
|
La catena scorre sui rulli
|
K1=kr*(db/dr)
|
| kr=0,50 per rullo acciaio con foro grezzo, a secco kr=0,44 per rullo acciaio con foro grezzo, lubrificato kr=0,40 per rullo in acciaio con for lavorato, a secco kr=0,30 per rullo acciaio con foro lavorato, lubrificato kr=0,25 per rullo in delrin In sede di progetto si fissa k1=0,20 Per un efficace rotolamento, si consiglia: dr>2,5 db |
db=diametro bussola dr=diametro rullo |
Tabella 2 – Coefficiente di attrito (k1)
|
La catena trasportata:
|
K2
|
C
|
|---|---|---|
|
Granaglie
Ceneri Cemento Trucioli di legno Ghiaccio Sabbia, creta, calcare(asciutta) Sabbia, creta, calcare(bagnata) Carbone fossile Carbone coke |
0,50
0,70 0,65 0,40 0,15 0,60 0,85 0,60 0,65 |
10
16 5 21 15 3 3 9 16 |
Tabella 3 – Coefficiente di attrito dei materiali (k2,c)
3. Calcolo del carico effettivo di lavoro (in condizioni dinamiche)
Il tiro totale calcolato in base alle formule precedenti, è riferito a condizioni di carico statico e non tiene conto delle seguenti possibili cause di sollecitazioni dinamiche.
CL=T * FS * FV * FC/n * 1/FA
dove:
CL= Carico effettivo di lavoro (kg)
T= Tiro catena (kg)
FS= Fattore di servizio
Tiene conto delle frequenze degli avviamenti ed arresti, nonché all’entità dei possibili sovraccarichi (tabella 4).
FV= Fattore velocità
Tiene conto della velocità di traslazione della catena in rapporto al n° di denti delle ruote di comando e rinvio (tabella 5).
FC= Fattore di carico
É il coefficiente che tiene conto, nel caso di trasportatori con 2 o più catene in parallelo azionate dallo stesso gruppo di comando, dell’eventuale impari distribuzione del carico su ciascuna catena (tabella 6).
FA= Fattore ambientale
Tiene conto delle condizioni ambientali in cui lavora la catena, e precisamente temperatura, presenza di sostanze abrasive o chimiche aggressive, umidità, ecc.
Limitatamente all’effetto temperatura segnaliamo i fattori di correzione del carico di lavoro effettivo (tabella 7).
n= Numero file di catene
Tiene conto del n° di catene che vengono montate sul trasportatore
|
n° denti ruota
|
Velocità ( m / minuto )
|
|||||
|---|---|---|---|---|---|---|
|
15
|
30
|
45
|
60
|
90
|
120
|
|
|
6
7 8 9 10 11 12 14 16 18 20 24 |
1,4
1,1 1 1 0,9 0,9 0,9 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 |
2
1,4 1,3 1,2 1,1 1 1 0,9 0,9 0,9 0,9 0,8 |
2,9
1,8 1,5 1,4 1,2 1,2 1,1 1 1 0,9 0,9 0,9 |
4,4
2,3 1,8 1,6 1,4 1,3 1,2 1,1 1 1 1 0,9 |
/
4 2,5 2 1,7 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,1 1 |
/
/ 3,6 2,6 2 1,8 1,6 1,4 1,3 1,3 1,2 1,2 |
Tabella 5 – Fattore velocità (FV)
|
Caratteristiche del trasportatore
|
FS
|
|---|---|
| Carico uniforme – velocità costante Carico con modeste variazioni – funzionamento discontinuo Carico con forti variazioni – funzionamento discontinuo e a strappi |
1
1,3 1,7 |
Tabella 4 – Fattore di servizio (FS)
|
Tipo di trasportatore
|
FC |
|---|---|
| Trasportatore con una sola catena Trasportatore con 2 o più catene |
1
1,2 |
Tabella 6 – Fattore di carico (FC)
|
Temperatura di esercizio
|
FA
|
|---|---|
|
-40°C , -20°C
-20°C , -10°C -10°C , +160°C +160°C , +200°C +200°C , +300°C |
0.25
0,30 1 0,75 0,50 |
Tabella 7 – Fattore ambientale (FA)
4. Scelta di massima della catena
Determinato il carico effettivo di lavoro della catena, il corretto dimensionamento dovrà tenere conto delle sollecitazioni ammissibili per i materiali di costruzione.
Di massima, già con un valore di carico di lavoro di 2/3 del carico di rottura della catena, i materiali sono sollecitati oltre il limite di “deformazione permanente”.
Per questa ragione, suggeriamo che il carico di rottura della catena sia almeno 8 volte il carico effettivo di lavoro ed indichiamo questo rapporto come “Coefficiente di sicurezza”.
Condizioni di esercizio particolarmente gravose, con sforzi di trazione difficilmente quantificabili nelle loro variazioni, richiedono coefficienti di sicurezza adeguati, per la determinazione dei quali il nostro Ufficio Tecnico è a Vostra disposizione.
Il calcolo del carico effettivo di lavoro non è sempre sufficiente per individuare un tipo di catena da utilizzare. Per carichi concentrati su ridotte superfici del trasportatore, si suggerisce di verificare anche i valori di pressione specifica tra rulli-bussole e bussole-perni.
5. Calcolo di verifica delle pressioni specifiche
Un ulteriore fattore da tenere presente nel dimensionamento della catena, é il calcolo delle pressioni specifiche, tra rulli-bussole e bussole-perni
a) Calcolo pressione specifica rullo-bussola
b) Calcolo pressione specifica bussola-perno
dove:
P= carico sopportato da ciascun rullo (kg)
CL= carico effettivo di lavoro (kg)
Lr= lunghezza rullo (mm)
Dfr= diametro foro rullo (mm)
Lb= lunghezza bussola (mm)
Dp= diametro perno (mm)
Qualora i valori di pressione specifica riscontrati dovessero superare i valori limite ammissibili, evidenziati nelle tabelle 8, é necessario optare per una catena che abbia maggiori superfici di contatto tra rulli-bussole e bussole-perni, in modo da avere minor carico per unità di superficie.
|
Materiale a contatto rulli-bussole
|
Pressione specif. (kg/mm²)
|
|---|---|
|
acciaio cementato – acciaio cementato
acciaio cementato – acciaio bonificato bronzo – acciaio cementato ghisa – acciaio cementato acciaio inox – acciaio inox nylon – acciaio inox |
0,98
0,85 0.60 0,71 0,40 0,10 |
|
Materiale a contatto bussola-perno
|
Pressione specif. (kg/mm²)
|
|
acciaio cementato – acciaio cementato
acciaio cementato – acciaio bonificato acciaio non trattato – acciaio non trattato acciaio inox – acciaio inox nylon – acciaio inox |
2,50 |
Tabella 8 – Pressione specifica ammissibile
N.B. I dati riportati in tabella sono validi qualora le condizioni di lavoro siano ideali, ossia: velocità bassa, assenza di materiali estranei fra superfici coniugate; lubrificazione adeguata. Qualora non sia possibile rispettare le condizioni sopra indicate, le pressioni specifiche dovranno essere ridotte adeguatamente.
6. Calcolo di verifica del carico effettivo di lavoro e della scelta della catena
Conosciuto il “carico effettivo di lavoro” (CL) e le “pressioni specifiche” (PSR-PSP), si procede alla scelta della catena per confronto col carico di rottura ammesso per ciascun tipo di catena.
Questo dato e di norma indicato dai costruttori. Scelta la catena, e conosciutone il peso esatto, si procede al calcolo di verifica del carico effettivo di lavoro e conseguentemente alla scelta della catena. Si fa questo usando le medesime formule indicate per il calcolo di progetto, però introducendo i valori esatti.
Come determinare il tipo di catena
Per permetterci di identificare correttamente la catena che stai cercando, abbiamo bisogno dei seguenti dati:
P = Passo catena
Hi = Larghezza tra le piastre interne
Dr = Diametro Rullo
Hp = Altezza piastre
S = Spessore piastre
C. Rott. = Carico di Rottura minimo necessario
Q = Quantità di catena richiesta
Altre misure utili possono essere il diametro del perno (dp) e della bussola (db).
Ci occorre inoltre sapere se la catena che state cercando ha qualche attacco, se sì a quanti fori e le dimensioni sia dell’attacco che del foro.
Nuove applicazioni
Nel caso di una nuova applicazione il cliente può richiedere assistenza all’Ufficio Tecnico di Rosa Catene che è disponibile ad individuare il tipo di catena più adatto. Per fare ciò, le informazioni da fornire devono essere precise.
Se hai questa esigenza, ti chiediamo quindi di indicare le seguenti informazioni:
- Tipo di applicazione
- Tipo di Trasportatore (orizzontale, inclinato, verticale)
- lunghezza totale del trasportatore
- peso trasportato per metro catena o su tutto l’impianto
- Tipo di Trazione (Uniforme/Shock Moderato/Shock Forte)
- Potenza trasmessa (hp)
- Numero di catene in parallelo
- Temperatura di esercizio
- Velocità della catena
- Tipo di attacco, distanza tra gli attacchi
- Ambiente di lavoro (Presenza di acqua, agenti chimici o abrasivi, etc.)
- Tipo di lubrificazione adottata
- Altre problematiche particolari
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