Rollenkettenberechnung

Welche Antriebsleistung oder Förderleistung soll übertragen werden?

Oft ist die zu übertragende Antriebsleistung noch nicht bekannt. Der maximal entstehende Kettenzug muss unter Berücksichtigung der Betriebsfaktoren berechnet werden. Bei Mehrstrangketten (Achtung: nicht Mehrfachketten) ist der maximale Kettenzug auf die Anzahl der treibenden bzw. fördernden Kettenstränge aufzuteilen. Dabei ist darauf zu achten, ob die Last gleichmäßig auf alle Ketten verteilt wird oder ob es zu einer ungleichmäßigen Lastverteilung kommt.

Werden Rollenketten als Förderketten eingesetzt ist bei der Berechnung des Kettenzugs der Rollwiderstand (μ2) zu berücksichtigen. Falls die Rollenketten auf den Laschen gleiten ist der Gleitreibbeiwert (μ1) zu beachten. Für die Berechnung der Antriebsleistung des Kettentriebs ist der höhere Losreißwiderstand zu kalkulieren.

In Kettentrieben entstehen dynamische Kettenbelastungen. Statischen Kettenzug finden wir in der Praxis fast nie vor.

Um die dynamischen Kettenzugkräfte zu berücksichtigen, wird ein Betriebsfaktor (Korrekturwert) benötigt. Dieser hängt ab von der Stoßbelastung, den Betriebsbedingungen, der Triebanordnung (Einbausituation), der Leistungsaufnahme (z.B. Taktbetrieb) und ob die Ketten im Reversierbetrieb arbeiten müssen.

Den Achsabstand wählt man mit mindestens 30 - 50 x Kettenteilung, wenn eine zufriedenstellende Lebensdauer erreicht werden soll (ca. 15.000 Betriebsstunden bei Verschleißlängung bis max. 3% - 30 mm bei 1 m Kette). Der Kettenwechsel soll jedoch schon bei 1,5 - 2% Längenverschleiß erfolgen, um den Kettenradverschleiß zu minimieren. Kettenräder sind meist wesentlich aufwendiger und kostenintensiver zu wechseln als die Ketten.

Zähnezahl des Antriebskettenrades festlegen, Drehzahl des Antriebskettenrades festlegen

Die günstigste Zähnezahl für Kleinräder und hohe Leistungsübertragung liegt bei z = 17 - 25. Bei perfekten Betriebsbedingungen (Betriebssicherheit, Schmierung, Einbausituation) und Auslegung gemäß den von uns vorgeschlagenen Auslegungsparametern, können Kettengeschwindigkeiten bis zu 24 m/s übertragen werden.

z = 26 - 40 sind die günstigsten Zähnezahlen für hoch beanspruchte, schnell laufende Antriebsräder. Der Polygoneffekt ist hier vernachlässigbar klein. Schwingungs- und Geräuschverhalten erfüllen höchste Ansprüche. Es sind Kettengeschwindigkeiten bis zu v = 30 m/s möglich.

Die Zähnezahl der Kettenräder werden sehr oft auf Basis des vorhandenen Bauraums und / oder von der notwendigen Kettengeschwindigkeit bestimmt. Falls für die optimale Zähnezahl nicht ausreichend Platz vorhanden sein sollte, können Mehrfachketten mit kleinerer Teilung und somit kleinerem Kettenraddurchmesser verwendet werden.

Die Kettengeschwindigkeit errechnet sich aus der Drehzahl des Antriebskettenrades, der Kettenteilung und des gewählten Übersetzungsverhältnisses.

Dabei ist auf den Mehrstrangfaktor zu achten. Dieser besagt, dass z.B. eine Zweifachrollenketten (Duplexrollenkette) nicht die doppelte Leistung einer Einfachrollenkette (Simplexrollenkette), sondern nur ca. 1,7x so viel, übertragen kann. Der Grund liegt darin, dass es bei Mehrstrangketten zu einer ungünstigen Lastverteilung kommt. Je mehr Stränge, desto ungünstiger.