チェーンカップリングのチェーン仕様の選び方は？

動力伝達システムに関しては、適切なカップリングを選択することがシステム効率にとって重要です。さまざまなカップリング スタイルが利用可能ですが、ローラー チェーン カップリングは依然として業界で柔軟で耐久性のあるソリューションです。 

チェーンカップリングは、農業用コンベア、繊維機械、その他の分野で一般的です。ただし、タイプやサイズの選択を誤ると破損する可能性があります。今回はチェーンカップリングのチェーン仕様の選び方について説明します。 

チェーンカップリングとは何ですか?

チェーンカップリング とは、2本の軸を結合して効率よく動力を伝達するフレキシブルカップリングのことです。これは、次の 3 つの主要コンポーネントで構成される単純な機械装置です。

1. 2 つのスプロケット: スプロケットは、駆動軸と従動軸の端に取り付けられます。

2. ダブルローラーチェーン： ダブルローラーチェーンの長さは、2 つのスプロケットを接続する特定の幅です。 

3. カバー: カバーは潤滑剤を保持し、カップリングを汚れや破片から保護する鋳物です。これはオプションですが、強くお勧めします。 

チェーンカップリングは、チェーンをスプロケットの歯に係合させることによって機能し、シャフト間でトルクを伝達できるようにします。チェーンは柔軟性を提供し、わずかな位置ずれや衝撃による力に対してベアリングとシャフトを緩衝します。

正しいチェーン仕様の選択が重要な理由

選択ガイドに入る前に、正しいチェーン仕様を選択することがなぜ重要なのかを考えることが不可欠です。理由は次のとおりです。

• メンテナンスが簡単: チェーン仕様を適切に選択すると、注油、メンテナンス、交換の頻度が少なくなります。 

• 高トルク密度: チェーンカップリングは高いトルクを伝達します。したがって、適切なチェーン仕様を選択することで、過酷な用途に適したチェーンとなります。

• 早期故障の防止: 間違ったサイズのチェーンを使用すると、過剰なストレスがかかる可能性があります。その結果、チェーンの伸び、スプロケットの摩耗、故障につながります。ただし、正しい仕様を選択することで、これらの問題を回避できます。 

• 振動・騒音の低減： 不適切な仕様を選択すると、アンバランス、偏在、振動が発生し、システム全体に伝わります。適切なものを選択すると、振動や騒音が軽減されます。 

• 効率的な動力伝達: チェーンカップリングの適切なチェーン仕様により、動力損失が最小限に抑えられ、システム効率が向上します。

チェーンカップリングのチェーン仕様を選択する際に考慮すべき重要な要素

1. 伝達トルクと動力の要件

伝達されるトルクと動力の要件は、チェーンカップリングを選択する際の最も重要な要素です。従うべき標準的な計算式があります。

トルク = 9550 Pn

どこ：

T = トルク (Nm)

P = 電力 (kW)

n = 速度 (RPM)

1.2 ～ 2.5 のサービス ファクタリングを使用します。これは、衝撃荷重、始動/停止サイクル、さまざまな荷重などの状況によって異なります。カップリングは必ず計算値よりも高い定格トルクを持ったものを選定してください。 

2. 軸径と内径

チェーンカップリングは シャフトおよびボアと正確に同じサイズである必要があります。ボアのサイズはシャフトのサイズに対応する必要があります。ボアサイズの選択を誤ると、滑りや振動が発生する可能性があります。

キー溝の寸法は規制基準を満たす必要があります。適切な取り付けが保証されるため、公差はめは無視してはなりません。 

3. チェーンピッチとチェーンサイズ

チェーンのピッチは、隣り合うピンの中心間の距離と同じです。これがチェーンのサイズを決定します。一般的なチェーンの長さまたはサイズは、ANSI #40、ANSI #50、ANSI #60、ANSI #80、および ANSI #100 です。 

ピッチが大きいほど耐荷重が大きくなります。ピッチが小さいほど高速時の動作がスムーズになります。コンポーネントを交換または調達する場合は、互換性があることを確認してください。 

4. 速度（RPM）要件

考慮すべきもう 1 つの要素は、チェーン カップリングの速度要件です。チェーンカップリングは低中速に適しています。高速では遠心力が加速しますが、過度の速度は潤滑の問題を引き起こす可能性があります。チェーンは通常より高速で走行すると摩耗します。 

5. 労働環境

もう一つ考慮すべき要素は作業環境です。カップリングの性能は、温度、塵埃、湿気、腐食などの環境条件に大きく影響される場合があります。高温により潤滑が低下する可能性があり、塵や破片により摩耗が増加する可能性があります。 

この問題を解決するには、耐食性に優れた腐食環境用のステンレスチェーンを使用してください。保護コーティングを施し、密閉されたカバーを使用してください。 

6. 位置ずれ補正

ミスアライメントの補正はチェーンのカップリングに影響を与える重要な要素です。チェーンカップリングは限られたミスアライメントにしか対応できません。位置ずれにはさまざまな種類があります。

• 角度のずれ: このタイプのずれは、2 つのシャフトの中心線が斜めに交差する場合に発生します。つまり、スプロケットの面は完全に平行ではありません。チェーンカップリングは、0.5 ～ 1 度程度の少量の角度のずれを許容します。

• 平行ミスアライメント: シャフトが平行位置にある場合、平行または半径方向のミスアライメントが発生します。ただし、それらの中心線は互いにオフセットされています。つまり、一方のシャフトが他方のシャフトよりも高いか低いということです。チェーンカップリングは、サイズに応じて、0.015 ～ 0.05 インチのわずかな平行ずれのみに対応できます。 

• 軸方向の位置ずれ: 軸方向の位置ずれは、カップリング ハブ間の距離がシャフトの長手方向軸に沿って変化すると発生します。このタイプのミスアライメントでは、スプロケットが離れすぎているか、互いに近すぎます。チェーンカップリングはある程度の軸方向のずれに対応できますが、過度のずれはチェーンのベアリングにストレスを引き起こす可能性があります。これにより、チェーンカップリングの寿命が短くなり、摩耗が増加する可能性があります。 

7. 安全率とアプリケーションの種類

産業用途が異なれば、必要な安全マージンも異なります。アプリケーションのタイプに基づいて安全係数を常に含めてください。アプリケーションのカテゴリにはいくつかの種類があります。 

• 軽負荷: 軽負荷用途では、チェーンカップリングはファンや小型コンベヤに使用されます。 

• 中負荷: 中負荷用途では、ポンプとコンプレッサーにチェーン カップリングが使用されます。 

• ヘビーデューティー: このタイプの用途では、チェーンカップリングは採掘や破砕機で使用されます。 

チェーンカップリングのチェーン仕様の選び方

1. ボアサイズの決定

チェーンカップリングのチェーン仕様を選択するには、ボアサイズの決定が最初のステップです。駆動シャフト (電気モーターなど) と従動シャフト (ギアボックスやポンプなど) の直径を知っておく必要があります。  

チェーン カップリングには、多くの場合、次の 2 つのボア スタイルがあります。

• 完成したボア: 完成したボアには、特定の穴サイズ、キー溝、止めネジを備えたスプロケットがあり、すぐに取り付けることができます。 

• テーパーロックまたは QD ブッシング: ボア スタイルでは、スプロケットには大きなテーパー穴が付いています。しっかりとしたグリップを提供し、シャフトの腐食を防ぐために、シャフトに圧縮するブッシュを別個に購入することをお勧めします。 

ただし、2 つのシャフトの直径が異なるのが一般的であることに注意してください。そのような場合は、スプロケットのボアを簡単に組み合わせることができます。たとえば、ドライバーに 1 インチのボアを使用し、従動シャフトに 1.5 インチのボアを使用できます。ただし、チェーンピッチが同じであることを確認してください。 

2. 設計トルクの計算

馬力 (HP) のみに基づいてチェーン カップリングを選択すると、動力伝達システムの効率に影響を与える可能性があります。これはチェーンが耐えなければならない実際のねじり力であるため、トルクを計算する必要があります。 

次の 2 つの式を使用できます。

トルク = 9550 Pn

どこ：

T = トルク (Nm)

P = 電力 (kW)

n = 速度 (RPM)

も使用できます

トルク (ポンド単位) = (HP × 63,025) / RPM

どこ：

HP = 馬力

RPM = カップリングが回転する速度

63,025 = インチポンドの計算に使用される定数

実際のシナリオ: 1750 RPM で動作する 10 HP モーターは、約 360 インチポンドのトルクを生成します。 

3. サービスファクターを適用する

サービス係数 (SF) の適用は、ほとんどの人が忘れがちなステップです。設計上のトルクは完全に滑らかな負荷ですが、現実世界の機械は振動、衝撃、起動/停止をランダムに行います。したがって、サービス係数を適用すると、ストレスに対処するのに役立ちます。 

計算された設計トルクに、アプリケーションに適したサービス係数を掛けます。 

• 均一荷重: ファンや遠心ポンプに見られる均一荷重では、サービス係数 1.0 ～ 1.2 を使用します。

• 中程度の衝撃: 木工機械やコンプレッサーの中程度の衝撃の場合は、サービス係数 1.3 ～ 1.5 を使用します。

• 激しい衝撃: 岩石破砕機や金属プレスでの激しい衝撃には、1.5 ～ 2.0 以上のサービスファクターを与える必要があります。

• エンジン駆動: 内燃エンジンを使用している場合は、脈動トルクのためサービスファクタに約 0.5 ～ 1.0 を加算します。 

つまり、選定トルク＝計算トルク×サービスファクタとなります。

4. 速度制限を確認する

すべてのチェーンカップリングには最大速度定格があります。一般に、これらは非常に高速な速度向けに設計されていません。 

• カバーなし: カバーなしのカップリングは、サイズに応じて通常 500 ～ 800 RPM 未満の低速に制限されます。 

• カバー付き: カバーはグリースを保持するため、より高速になり、小型サイズの場合は最大 2500 ～ 4000 RPM になることがよくあります。 

アプリケーションが 3600 RPM で動作する場合は、メーカーのガイドラインを必ず確認して、選択したカップリング サイズがその速度に対応していることを確認してください。そしてカバーを使用することを忘れないでください。

結論

チェーンカップリングの適切なチェーン仕様を選択すると、トルク計算、環境条件などの重要な要素のバランスが取れます。ここで説明する手順を適用すると、堅牢で信頼性の高い接続が確保されます。 

チェーンカップリング、シャフト、およびその他の関連事項について専門的な指導が必要な場合は、HANGZHOU PERPETUAL MACHINERY & EQUIPMENT CO., LTD. にお問い合わせください。当社の専門チームが迅速に返答いたします。

よくある質問

チェーンカップリングを特殊機械用にカスタマイズできますか?

はい、独自の機械の特定の要件を満たすようにチェーン カップリングをカスタマイズできます。高トルク環境や高温環境に合わせて材質、サイズ、設計を変更できます。 

チェーンカップリングはいつ交換すればよいですか?

目に見えるチェーンの伸びが 3% を超えている場合や、著しいたるみがある場合は、チェーン カップリングを交換する必要があります。過度の騒音、高い振動、スプロケットの歯の摩耗、または損傷に気付いた場合は、チェーン カップリングを交換してください。 

ANSI チェーン規格と ISO チェーン規格の違いは何ですか?

ANSI と ISO のチェーン規格は、測定システムと寸法が異なります。 ANSI チェーンは主にアメリカで使用されています。チェーンはインチベースの測定値を使用しており、堅牢です。 ISO チェーンはミリメートルベースの測定値であり、ヨーロッパおよび英国の市場で使用されています。 

ヘビーデューティ用途にはどのチェーンピッチを選択すればよいですか?

重負荷の用途には、優れた耐疲労性と耐久性を実現する大きなチェーンピッチを使用してください。ピッチ範囲は #80 ～ #240 で、#80 (1 インチ ピッチ) が一般的な開始点となります。 

正しいチェーンカップリングのサイズを計算するにはどうすればよいですか?

適切なチェーンカップリングのサイズを計算するには、設計トルクを調べ、シャフト径に対応させます。次に、アプリケーションのカテゴリに応じて適切なモデルを選択します。