기술자료 대형 컨베이어 체인 선정

9. 체인에 작용하는 장력의 계산 방법

운행 중에 컨베이어 체인에 작용하는 정적 최대 장력 Tmax는 표 3에서 계산할 수 있습니다.

또한 표 3의 체인 장력 T의 식은 질량 M(중량)×마찰 계수를 기본으로 컨베이어 전체의 장력을 구하고 있습니다.

고속 컨베이어에 있어서 급 기동, 급정지하는 경우나 푸셔 컨베이어 등으로 반송물을 급격하게 움직이는 경우에는 관성력이 매우 커집니다. 이 경우에는 관성력을 고려하여 체인장력, 소요동력을 구하십시오.

계산식은 SI 단위와 중력 단위를 병기합니다. 중력 단위로 장력 T를 계산하는 경우, 중력 단위의 중량(kgf)은 SI 단위의 질량(kg)과 동일한 수치입니다.

체인에 작용하는 장력

9.1 용어 설명

SI 단위 중력 단위
TMAX 체인에 작용하는 정적 최대 장력 kN {kgf}
T'MAX 보정 체인 장력 kN {kgf}
T 체인에 작용하는 정적 장력 kN {kgf}
Q 가능한 최대 이송량 t/h {tf/h}
V 반송 속도(체인 속도) m/min m/min
H 스프로킷 중심 거리 (수직 방향) m m
L 스프로킷 중심 거리 (수평 방향) m m
C 스프로킷 중심 거리 m m
M 운행부의 질량 {중량}
(체인×조수, 버킷, 앞치마 등의 질량 {중량})		 kg/m {kgf/m}
f1 체인과 가이드 레일의 마찰 계수 (표 5, 표 6)
f2 반송물과 바닥판, 측판과의 미끄럼 마찰 계수(표 7)
f 직접 올릴 때 f = 1 긁어 운반 할 때 f = f2 / f1
g 중력 가속도 9.80665m/s 2
W 반송 물질량 {중량}
벌크자재
W=16.7 주 ×Q/V {W=16.7×Q/V}
개수자재
W=반송물질량(kg/개)/적재간격(m)
{W=반송물 중량(kgf/개)/적재 간격(m)}		 kg/m {kgf/m}

주) 벌크자재가 체인 1m당 적재되어 있는 질량(중량)으로 환산하는 계수 16.7=1000/60

※정역 운전을 자주 실시하는 경우는 테이크업에 의해 체인의 처짐을 취할 필요가 있으므로, 아래와 같은 계산식과는 다릅니다.
테이크업으로 체인의 처짐을 취하는 경우는, 이쪽의 Q&A6의 계산식을 사용해 주세요.

9.2 체인 장력 계산 (표 3)

SI 단위 {중력 단위}

수평 이송

수평 이송

T1 = 1.35 ※1 × M × L1 × g 1000 ......kN

T2 = ( L - L1) × M × f1 × g 1000 + T1 ......kN

T3 = 1.1 ※2 × T2 ......kN

TMAX = (W × f + M ) × L × f1 × g 1000 + T3 ......kN

T1 = 1.35 × M × L1 ......{kgf}

T2 = ( L - L1) × M × f1 + T1 ......{kgf}

T3 = 1.1 × T2 ......{kgf}

TMAX = (W × f + M ) × L × f1 + T3 ......{kgf}

  • ※1 하기 표 4 참조
  • ※2 1.1은 종동 스프로킷 부에서의 장력 증가 계수

수평 이송

수평 이송

T1 = 1.35 × M × L1× g 1000 + 0.1※ × M × L × g 1000 ......kN

T2 = 1.1 × T1 ......kN

TMAX = (W × f + M) × L × f1 × g 1000 + T2 ......kN

T1 = 1.35 × M × L1 + 0.1※ × M × L ......{kgf}

T2 = 1.1 × T1 ......{kgf}

TMAX = (W × f + M) × L × f1 ......{kgf}

  • ※0.1은 리턴측 롤러의 회전 저항 계수

수직 반송

수직 반송
  • 주) 버킷 엘리베이터에서는 반송물을 적재할 때의 하중증가를 고려하여 스프로킷의 중심거리(H)를 1m증가하여 계산합니다.
    W T: 테이크업 부하입니다. 도르래의 원리에 의해 체인 1개당 테이크업 부하의 1/2이 작용합니다.

TMAX = (W + M) × H × g 1000 + WT 2 × g 1000 ......kN

TMAX = (W + M) × H + WT 2 ......{kgf}

경사 반송

경사 반송

T1 = M(Lf1 - H) × g 1000 ......kN

​T1 <0일 때는 T2 =0으로 한다.

T2 = 1.1 × T1 ......kN

TMAX = W(Lf1 × f + H) × g 1000 + M(Lf1 + H) × g 1000 + T2 ......kN

T1 = M(Lf1 - H) ......{kgf}

​T1 <0일 때는 T2 =0으로 한다.

T2 = 1.1 × T1 ......{kgf}

TMAX = W(Lf1 × f + H) + M(Lf1 + H) + T2 ......{kgf}

응용 예

응용 예

T1= M × L1 × f1 × g 1000 ......kN

T2= T1× Kc1 ......kN

T3= M(L2f1 - H) × g 1000 + T2 ......kN

T4= T3× Kc2 ......kN

​T3 <0일 때는 T4 =0

T5= M × L3 × f1 × g 1000 + T4 ......kN

T6= 1.1 × T5 ......kN

T7= (M + W × f) × L4 × f1 × g 1000 + T6 ......kN

T8= T7× Kc3 ......kN

T9= W(L5f1 × f + H) × g 1000 + M(L5f1 + H) × g 1000 + T8 ......kN

T10 = T9× Kc4 ......kN

TMAX = (M + W × f) × L6 × f1 × g 1000 + T10 ......kN

코너 계수 Kc

f1 각도
30° 60° 90° 120° 180°
0.03 1.02 1.03 1.05 1.06 1.10
0.10 1.05 1.11 1.17 1.23 1.37
0.15 1.08 1.17 1.27 1.37 1.60
0.20 1.11 1.23 1.37 1.52 1.87
0.24 1.13 1.29 1.46 1.65 2.13
0.30 1.17 1.37 1.60 1.87 2.57
0.40 1.23 1.52 1.87 2.31 3.51

T1 = M × L1 × f1 ......{kgf}

T2 = T1 × Kc1 ......{kgf}

T3 = M(L2f1 - H) + T2 ......{kgf}

T4 = T3 × Kc2 ......{kgf}

​T3 <0일 때는 T4 =0

T5 = M × L3 × f1 + T4 ......{kgf}

T6 = 1.1 × T5 ......{kgf}

T7 = (M + W × f) × L4 × f1 + T6 ......{kgf}

T8 = T7 × Kc3 ......{kgf}

T9 = W(L5f1 × f + H) + M(L5f1 + H) + T8 ......{kgf}

T10 = T9 × Kc4 ......{kgf}

TMAX = (M + W × f) × L6 × f1 + T10 ......{kgf}

배속체인의 예

배속체인의 예

TMAX = 2.1M(L1 + L2) f1 × g 1000 + (W × L1 × f1)
× g 1000 + (W1 × L2 × f3 × g 1000 ) ......kN

TMAX = 2.1M(L1 + L2) f1 + (W × L1 × f1) + (W1 × L2 × f3) ......{kgf}

  • L 1: 반송부의 길이(m)
  • L 2: 어큐뮬레이트부의 길이
  • W 1: 어큐뮬레이트부의 반송물질량(kg/m){질량 kgf/m}
  • f 1: 반송시의 체인과 레일의 마찰계수(0.05)
  • f 3: 어큐뮬레이트시의 마찰계수(0.2)

소요 동력의 계산에 사용하는 체인 장력 T는 아래의 식이 됩니다.

수평 T = T MAX- T 1

수직 T = T MAX- MH × g 1000

경사 T = T MAX- M(H - Lf 1) × g 1000

T = TMAX - MH

T = TMAX - M(H - Lf1)

  • H - Lf1이 마이너스일 때는 T= TMAX로 한다.

· 소요 동력 계산

1kW = 1kN・m/s

kW = T × V 60

1kW = 102kgf・m/s

kW = T × V 102 × 60

체인과 스프로킷의 맞물림 및 스프로킷의 회전 마찰 저항 등의 동력 손실을 10% 정도로 간주한다. (1/0.9 = 1.1)

구동부의 전동기계 효율을 η로 하면,

kW = T × V 60 × 1.1 × 1 η

kW = T × V 102 × 60 × 1.1 × 1 η

표 4. 카테나리 장력 그래프

カテナリ張力グラフ

카테나리 장력을 구하는 방법

T1 = 1.35 × M × L1 × g 1000 ......kN

이 수식의 1.35는 다음과 같습니다.

카테나리량 10%일 때 δ = 0.10L 1

위 그림에서
δ L 1 = 0.10 → 2T 1 ML 1 = 2.7보다
T 1 = 1.35 × M × L 1 × g 1000

카테나리부의 체인 길이를 구하는 방법

δ L1 = 0.10 → S L1 = 1.027

S = 1.027L1

표 5. 체인과 가이드 레일 사이의 구름 마찰 계수 (상온) f 1

롤러 직경 구분
(mm)		 윤활 상태 윤활유가 부족한 경우
R,F 롤러 S,M,N 롤러 R,F 롤러 S,M,N 롤러
D＜65 0.08 0.16 0.15 0.24
65≦D＜100 0.08 0.15 0.14 0.23
100≦D 0.08 0.14 0.13 0.22
RF-214(예외) 0.12 0.15 0.18 0.22

주)

  • 1. 급유는 ISO VG100~150(SAE30~40) 정도의 경우
  • 2. 먼지가 적고, 상온에서 실내 분위기의 경우
  • 3. 톱 롤러 부착 체인의 톱 롤러와 반송물의 f 1은 상기 R 롤러와 동일합니다.
시리즈 f1
플라스틱롤러 시리즈 0.08(무급유)
베어링 롤러 시리즈 0.03(윤활 상태)
니들 부시 시리즈 0.14(윤활상태), 0.21(윤활유 끊김)
EPC78 0.1(윤활상태), 0.2(수윤활), 0.25(윤활유 끊김)

표 6. 체인과 가이드 레일 사이의 미끄럼 마찰 계수 f 1

운반물의 온도 ℃ 윤활 상태 윤활유 조각
상온～400 0.20 0.30
400～600 0.30 0.35
600～800 0.35 0.40
800～1000 - 0.45

표 7. 반송물과 바닥판·측판의 미끄럼 마찰 계수 f 2

반송물 f2 겉보기 비중
스케일 0.67 1.54
적철광 0.47 2.99
황철광 0.58 1.54
철재 0.48 0.90
스크랩 0.73 0.54
납광분말 0.77 3.26
아연 광분 0.79 1.93
니켈 광분 0.45 0.92
크롬 광분 0.51 1.14
알루미나 0.55 0.83
마그네시아 0.84 1.48
돌 0.64 0.77
석영가루 0.55 1.24
장석 0.55 1.36
백운석 0.55 1.62
점토 0.63 0.77
주물 모래 0.41 1.59
인광석 0.42 1.51
생석회 0.46 1.53
소석회 0.63 0.69
석면 0.58 0.19
석회석 0.47 0.35～0.55
시멘트 0.54 0.60～0.75
시멘트 클링커 0.46 1.30
목탄 0.41 0.44
탄소 0.53 0.30
피치 0.41 0.70
소다 재 0.45 0.52
명반 0.63 1.01
폴리에틸렌 0.52 0.34
고무 분말 0.53 0.39
비누 원료 0.27 0.65
우레아 0.63 0.64
염화암모니아 0.79 0.67
염화칼슘 0.43 0.68
황화칼슘 0.64 1.01
탄산칼슘 0.49 0.88
나무 칩 0.74 0.36
쌀 0.4 0.77
보리 0.71 0.39
밀 0.43 0.73
콩 0.41 0.68
옥수수 0.4 0.71
전분 0.57 0.71
설탕 0.47 0.68
암염 0.57 1.09
혼합 사료 0.5 0.55
석탄 - 0.30～0.70
코크스 - 0.30～0.70

주) 건조, 습기에 의해 상기의 값은 바뀝니다.

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