Memilih Sistem Pengoptimal: Rantai, V-Belt, atau Synchronous Belt

Penggerus Rantai Roller

Popularitas penggerus rantai berasal dari kemampuannya untuk mentransmisikan momen torsi tinggi dalam paket kecil, dengan biaya relatif rendah, sambil menggunakan komponen stok yang mudah didapatkan. Sementara biaya awal penggerus rantai roller standar bisa cukup rendah, biaya pemeliharannya bisa besar. Pemeliharaan yang tepat esensial untuk performa optimal penggerus rantai roller dan mencakup faktor biaya berikut:

• Pelumas
• Pengaturan
• Tegangan
• Penggantian komponen penggerus

Menurut estimasi industri rantai, penggerus rantai roller yang beroperasi tanpa pelumas aus sekitar 300 kali lebih cepat daripada penggerus yang setara yang pelumasnya tepat. Namun, produsen rantai roller mengestimasi bahwa 90 hingga 95 persen semua penggerus terpasang atau tidak pelumasnya tepat atau sama sekali tidak pelumas. Menentukan jenis metode pelumas yang diperlukan adalah pertimbangan desain utama dengan implikasi biaya sendiri. Rumah rantai yang menahan minyak, misalnya, dapat mewakili hingga 75 persen biaya total sistem penggerus rantai. Selain pelumas, pengaturan sprocket yang tepat dan penegangan rantai krusial untuk meningkatkan umur rantai roller.

Faktor pemeliharaan lain dengan implikasi biaya adalah penggantian komponen penggerus. Kelemahan utama dari penggerus rantai roller adalah aus rantai, yang mengakibatkan meregang atau elongasi. Produsen merekomendasikan penggantian rantai roller ketika elongasi sekitar 3 persen terjadi. Sebagian besar produsen rantai roller juga merekomendasikan mengganti sprocket dengan setiap rantai roller baru karena kontak logam-ke-logam menghasilkan aus sprocket yang parah.

Tabel daya rating yang diterbitkan dalam industri rantai roller didasarkan pada usia desain teoretis 15.000 jam, dengan asumsi desain penggerus yang tepat, pengaturan, pelumas, pemeliharaan, dll. Namun, dalam lingkungan operasi yang khas, usia penggerus aktual jarang mendekati ideal. Penggerus rantai roller tanpa pelumas yang beroperasi dalam kondisi keras dapat berumur pendek hingga 100 jam.

Biaya persyaratan pemeliharaan yang disebutkan di atas, ditambah biaya awal, mendekati biaya sebenarnya dari penggerus rantai roller standar. Namun, di luar biaya pelumas dan penggantian komponen penggerus adalah biaya tenaga kerja dari penegangan ulang yang sering, yang memerlukan pemadaman penggerus, menghasilkan downtime produksi. Juga, penggerus rantai roller standar beroperasi pada efisiensi 91 hingga 94 persen, tergantung pada aplikasi, jadi biaya energi harus dipertimbangkan.

Meskipun biaya pemeliharaan dan energi, penggerus rantai roller menawarkan beberapa keuntungan bagi desainer dan pengguna dibandingkan sistem penggerus V-belt atau synchronous belt:

1. Keberagaman (lampiran fungsional dapat ditambahkan untuk mengangkut produk, trip switch, actuate levers, dll.)
2. Kemampuan untuk membuat panjang rantai apa pun dengan connecting links
3. Ketersediaan pilihan besar rantai dan sprocket

Penggerus V-Belt

Penggerus V-belt mentransmisikan daya melalui gesekan antara belt dan pulley. Dengan efisiensi berkisar 95 hingga 98 persen saat pemasangan, penggerus ini menggunakan energi lebih efisien daripada penggerus rantai roller, dan sedikit lebih efisien daripada penggerus synchronous belt. Penggerus V-belt adalah standar industri, menawarkan berbagai ukuran dengan biaya relatif rendah, bersama dengan pemasangan yang mudah dan operasi yang tenang.

Bagian pengganti penggerus V-belt mungkin lebih murah daripada komponen rantai roller atau penggerus synchronous, tetapi penegangan ulang V-belt yang teratur dapat menambah biaya pemeliharaan.

V-belt diproduksi dalam berbagai bahan, cross-section, dan bahan penguat, dan sering digunakan secara tunggal, dalam set yang cocok, atau dalam konfigurasi yang digabungkan. Mereka cocok untuk aplikasi duty berat, seperti yang melibatkan beban kejutan dan beban start tinggi. Penggerus V-belt standar beroperasi paling baik dalam aplikasi 500 RPM atau lebih, rasio kecepatan hingga 6:1, dan dalam rentang suhu operasi minus-40 hingga 130 derajat Fahrenheit. Karena V-belt goyang ketika overloaded, mereka membantu melindungi peralatan yang lebih mahal dari lonjakan beban. Mereka juga memberikan fleksibilitas dalam penempatan motor dan beban.

Dalam aplikasi yang cocok, usia layanan penggerus V-belt yang terpasang dan dirawat dengan baik berkisar dari 20.000 hingga 25.000 jam. Komponen penggerus V-belt sederhana relatif murah untuk dibeli, dipasang, diganti, dan dirawat. Setelah dipasang dengan benar dan diberi tegangan sesuai nilai yang direkomendasikan produsen belt, penggerus ini memerlukan sangat sedikit pelayanan, kecuali penegangan ulang selama jadwal pemeliharaan rutin. Karena goyang belt, mereka kehilangan hingga 5 persen efisiensi setelah pemasangan. V-belt meregang saat aus, sehingga goyang semakin parah, yang dapat menurunkan efisiensi hingga 10 persen kecuali dikoreksi oleh penegangan ulang berkala. V-belt cogged atau notched dapat meningkatkan efisiensi 2 persen dibandingkan desain standar.

Penggerus Synchronous Belt

Synchronous belt bekerja pada prinsip pegangan gigi. Gigi bundar, persegi, atau modifikasi curvilinear belt bersarang dengan gerigi pada sprocket untuk memberikan transmisi daya positif pada aplikasi momen torsi tinggi dengan kecepatan tinggi dan rendah.

Jika ukuran penggerus adalah masalah, banyak sistem penggerus synchronous belt sekarang memiliki kapasitas setara dengan penggerus rantai roller pada lebar yang sama.

Komponen sistem penggerus synchronous belt biasanya lebih mahal awalnya daripada penggerus rantai roller atau V-belt standar yang setara. Sebaliknya, penggerus synchronous belt tidak memiliki biaya pemeliharaan yang terkait dengan penggerus rantai roller. Mereka tidak memerlukan pelumas dan sistem pelumas, hanya perlindungan keselamatan dasar. Sementara rantai roller memerlukan penegangan ulang yang sering dan V-belt memerlukan penegangan ulang berkala, synchronous belt biasanya tidak memerlukan penegangan ulang untuk umur belt.

Untuk mengilustrasikan jumlah meregang yang dapat terjadi dalam rantai roller, dapat dibandingkan dengan center distance take-up allowances untuk belt drive dengan center distance take-up yang diperlukan untuk rantai roller pada panjang yang sama. Asumsikan panjang 100 inci, rantai roller, V-belt, dan synchronous belt dapat dibandingkan sebagai berikut:

Rantai roller: Rantai roller akan meregang sekitar 3 inci (atau 3 persen) selama usianya, membutuhkan sekitar 1,5 inci center distance take-up.

V-belt: V-belt membutuhkan 1,5 hingga 2,5 inci center distance take-up selama usianya, tergantung pada cross section dan produsen belt.

Synchronous belt: Synchronous belt biasanya membutuhkan hanya .04 inci center distance take-up selama usianya, tergantung pada jenis belt dan produsen.

Aus rantai dan sprocket adalah faktor biaya signifikan dalam penggerus rantai roller. Synchronous belt dan sprocket mengalami aus yang jauh lebih sedikit. Dalam sistem penggerus synchronous, misalnya, belt bertahan lebih lama daripada rantai roller yang setara dalam urutan 3 hingga 1, dan sprocket bertahan lebih lama daripada sprocket rantai roller 10 hingga 1.

Figure 1. Required center distance take‑up due to lifetime elongation (in inches).

Seperti penggerus rantai roller, penggerus synchronous belt sensitif terhadap kesetelan dan tidak boleh digunakan pada sistem di mana kesetelan inherent pada operasi penggerus. Kesetelan menyebabkan aus belt yang tidak konsisten dan kegentangan shasan premature karena beban shasan yang tidak sama. Dan sementara synchronous belt tahan terhadap aus, korosi, dan larutan cuci kaustik yang digunakan di industri pengolahan pangan, mungkin tidak cocok untuk lingkungan korosif tinggi tertentu di mana rantai tahan korosi mungkin pilihan yang lebih baik.

Salah satu kesalahpahaman tentang synchronous belt adalah bahwa mereka tidak cocok untuk penggerus serpentine. Desainer engineering mungkin berpikir rantai roller adalah opsi satu-satunya ketika beban harus dijalankan di kedua sisi; namun, double-sided synchronous rubber belt menawarkan banyak keuntungan hemat biaya yang sama dibandingkan rantai roller seperti sepupu single-sided mereka.

Karena rating efisiensi tinggi mereka (sehingga 99 persen secara berkelanjutan untuk beberapa sistem penggerus), penggerus synchronous belt juga dapat menurunkan biaya energi dibandingkan penggerus rantai roller atau V-belt.

Kesimpulan

Ketika dipertimbangkan berdasarkan basis biaya kepemilikan, sistem penggerus synchronous belt dapat lebih hemat biaya daripada sistem penggerus rantai roller atau V-belt yang setara. Sementara sistem penggerus synchronous mungkin awalnya mahal rata-rata 30 persen lebih dari penggerus rantai roller standar yang setara, ia memiliki banyak keuntungan hemat biaya bagi manajer pemeliharaan dan desainer engineering.

Di pasar MRO, synchronous drive dapat sangat mengurangi biaya operasional sehari-hari, dan meningkatkan output produksi dibandingkan downtime dan kehilangan produktivitas yang dihasilkan dari pemeliharaan dan penggantian yang sering dari penggerus rantai roller dan V-belt. Desainer engineering sistem penggerus yang memilih synchronous drive dapat memberikan produk mereka daya saing dengan memberikan produk yang performa lebih baik, bertahan lebih lama, lebih bersih, lebih tenang, dan bebas pemeliharaan yang beroperasi dengan biaya keseluruhan lebih rendah.

Artikel ini ditulis oleh departemen aplikasi produk transmisi daya di Gates Corporation. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang topik ini, kunjungi www.gates.com.