Was ist die Arbeitslastgrenze von Ketten?

Definition der Arbeitslastgrenze

Die Tragfähigkeitsgrenze ist die maximale statische Belastung, der die Kette unter normalen Einsatzbedingungen standhalten kann. Sie wird allgemein als „WLL“ bezeichnet. Sie gibt die sichere Belastung der Kette präzise wieder. Sie ist zudem ein wichtiger Parameter bei der Konstruktion, Auswahl und Verwendung der Kette, um die Sicherheit im Einsatz zu gewährleisten.

Faktoren, die die WLL beeinflussen

Die Tragfähigkeit einer Kette wird von vielen Faktoren beeinflusst. Unterschiedliche Materialien, Einsatzumgebungen und Herstellungsverfahren wirken sich unterschiedlich auf die Tragfähigkeit der geschweißten Kette aus.

Material

• Kohlenstoffstahl: Kette aus Kohlenstoffstahl hat eine geringe WLL und ist nur für leichte Anwendungen geeignet.
• Legierter Stahl: Durch die Zugabe von Elementen wie Chrom und Molybdän werden die Festigkeit und Zähigkeit des Materials deutlich verbessert. Dies macht Ketten aus legiertem Stahl viel stärker und kann für einige schwere Maschinen verwendet werden.
• Edelstahl: Edelstahlketten sind korrosionsbeständig und können in Meeres- oder Chemieumgebungen verwendet werden, ihre WLL beträgt jedoch etwa 80% bei Kohlenstoffstahlketten.

Herstellungsprozess

• Wärmebehandlung: Durch Abschrecken und Anlassen können die Härte und Zähigkeit geschweißter Ketten wirksam verbessert und ihre Tragfähigkeit erhöht werden.
• Schweißverfahren: Automatisiertes Abbrennstumpfschweißen oder Argon-Lichtbogenschweißen kann das traditionelle Handschweißen ersetzen. Durch die Vollschweißtechnik wird eine vollständige, glatte und blasen- und rissfreie Schweißnaht gewährleistet, was die Härte der Schweißverbindungen verbessert.
• Oberflächenbehandlung: Durch Feuerverzinken oder Beschichten können die Rostbeständigkeit und die Oberflächenhärte verbessert werden, was auch die Tragfähigkeit der Ketten verbessern kann.

Größe und Struktur

• Drahtdurchmesser: Dies bezieht sich auf den Durchmesser des Drahtes, aus dem die geschweißte Kette hergestellt wird. Die Tragfähigkeit ist proportional zum Quadrat des Drahtdurchmessers. Beispielsweise hat eine Kette mit 12 mm Durchmesser die vierfache Tragfähigkeit einer 6 mm Kette.
• Tonhöhe: Die Länge der Teilung (z. B. bei Kurz- oder Langgliederketten) kann die Tragfähigkeit direkt beeinflussen. Kurzgliedrige Ketten haben eine höhere Tragfähigkeit als langgliedrige Ketten mit gleichem Drahtdurchmesser und Material.
• Kettengliedform: Geschweißte Kettenglieder sind normalerweise oval und nicht rund, da ovale Glieder eine höhere Zugfestigkeit aufweisen.

Lasttyp

• Statische Belastung: Eine langsam ansteigende Last und die WLL kann direkt entsprechend der Last verwendet werden.
• Stoßbelastung: Wenn eine Kette als Sicherheitskette Um ein fallendes Objekt plötzlich zu stoppen, beträgt die Zugkraft auf die Kette das 2- bis 3-fache des Gewichts des Objekts. Daher muss eine Kette mit einer höheren WLL gewählt werden.

Umweltfaktoren

• Temperatur: Kohlenstoffstahlketten werden bei niedrigen Temperaturen spröde und hohe Temperaturen verringern die Festigkeit der Ketten. Daher sollten für Umgebungen mit niedrigen oder hohen Temperaturen Stahlketten mit höherer WLL gewählt werden.
• Korrosion: Beim Einsatz in Meerwasser sollte die Kette nur mit 50% oder sogar 30% ihrer WLL verwendet werden und die Oberflächenkorrosion der Kette muss regelmäßig überprüft werden.

Verschleiß

Die geschweißte Kette nutzt sich bei längerem Gebrauch ab und ihre Tragfähigkeit nimmt allmählich ab. Sie muss regelmäßig überprüft werden, um Sicherheitsunfälle zu vermeiden.

Beziehung zwischen WLL und verwandten Parametern

Bruchfestigkeit

Die Bruchfestigkeit wird durch Tests ermittelt, indem die Kette einer zunehmenden Last ausgesetzt wird, bis sie reißt. Die Kraft, der die Kette im Moment des Bruchs standhält, ist ihre Bruchfestigkeit, auch Bruchkraft genannt. Diese Kraft steht in direktem Zusammenhang mit der Tragfähigkeit (WLL).

Sicherheitsfaktor

Der Sicherheitsfaktor ist ein wichtiger Parameter bei Stahlketten. Er misst den Sicherheitsabstand zwischen der Bruchkraft und der tatsächlichen Arbeitslast und gewährleistet so die Sicherheit der Kette im Einsatz und dass diese auch bei einem Unfall nicht beschädigt wird.

Mithilfe der Bruchfestigkeit und des Sicherheitsfaktors lässt sich die Arbeitslastgrenze (WLL) berechnen:

WLL = Bruchfestigkeit/Sicherheitsfaktor​

Wenn eine Kette beispielsweise eine geprüfte Bruchfestigkeit von 10 Tonnen und einen Sicherheitsfaktor von 5 aufweist, beträgt ihre WLL:

WLL=10÷5=2 Tonnen

Darüber hinaus erfordern unterschiedliche Anwendungen unterschiedliche Sicherheitsfaktoren.

Zum Beispiel:

Wenn die Stahlkette in der Hebeindustrie verwendet wird, beträgt der Sicherheitsfaktor im Allgemeinen 4 oder 5.

Wenn die Ketten jedoch in Anwendungen zum Einsatz kommen, bei denen es um die Sicherheit von Menschen geht, wie beispielsweise bei Bühnenaufbauten usw., kann der Sicherheitsfaktor sogar bis zu 8 betragen.

WLL-bezogene Normen

ISO-Normen

• ISO 1834: Diese Norm legt die Klassifizierungen und Tragfähigkeitsgrenzen (WLL) von geschweißten Stahlketten fest, beispielsweise der Güten G80 und G100. Der Prüfbereich umfasst Zug-, Ermüdungs- und Biegeprüfungen usw.

ANSI-Standards

• ASME B30.9: Dies ist der amerikanische Standard für Hebeketten, was erfordert, dass die Kette vor dem Versand einem Bruchtest unterzogen wird.
• OSHA-Vorschriften: Es ist obligatorisch, Ketten zu verwenden. WLL-Kennzeichnung, Und Überladung ist illegal.

DIN-Normen

• DIN 5685: Diese deutsche Norm für hochfeste Ketten definiert die chemische Zusammensetzung und den Härtebereich von Ketten der Güteklasse 80 und 100.

Bitte beachten Sie, dass die WLL je nach Norm unterschiedlichen Anforderungen unterliegt.

Beispielsweise hat eine 10 mm dicke geschweißte G80-Kette gemäß ISO-Norm eine WLL von etwa 8 Tonnen und der Sicherheitsfaktor beträgt 4. Da die DIN-Norm jedoch strenger ist, hat eine 10 mm dicke G80-Kette aus demselben Material und mit demselben Herstellungsverfahren gemäß DIN-Norm eine WLL von etwa 7 Tonnen.

So wählen Sie die richtige Kette mit geeigneter Tragfähigkeit

Bei der Kettenauswahl ist neben Größe und Material vor allem die Tragfähigkeit (WLL) entscheidend. Sie stellt sicher, dass sich die Kette im Einsatz nicht verformt oder bricht.

Das folgende Beispiel erläutert, wie Sie die am besten geeignete Kette für WLL auf intuitivere Weise auswählen können:

• Anwendung: Verwenden von Hebegeräten zum Anheben eines 10 Tonnen schweren Objekts.
• Sicherheitsfaktor: Da es sich um eine Hochrisikoanwendung handelt, wird ein Sicherheitsfaktor von 5 gewählt.
• Laden: Beim Anheben kann die Aufprallkraft das 1,5-fache des Gewichts erreichen, daher benötigen wir eine Gesamtlast von 10*1,5=15 Tonnen, was eine sichere Last darstellt

Anhand des Sicherheitsfaktors und der erforderlichen Belastung lässt sich die Bruchkraft der benötigten Kette wie folgt berechnen:

15*5=75 Tonnen

Daher können wir je nach Bruchspannung der Kette die am besten geeignete Kette auswählen, z. B. eine 18 mm G100-Kette mit einer Bruchkraft von 80 Tonnen, die unseren Anforderungen gerecht wird.

Umweltaspekte

Wenn die Kette in einer Meeresumgebung verwendet wird, sollte aus Korrosionsgründen Edelstahl 316 gewählt werden.

Allerdings weist Edelstahl eine geringere Festigkeit als legierter Stahl auf. Daher müssen wir die WLL den spezifischen Umständen entsprechend berechnen, um die Bruchfestigkeit zu verbessern und die Sicherheit zu erhöhen.

Zusammenfassung

Die WLL (Widerstandsgrenze) ist der direkteste Sicherheitswert der geschweißten Stahlkette. Sie muss basierend auf Material, Einsatzumgebung, Produktionsprozess und tatsächlichen Arbeitsbedingungen ausgewählt werden. Die wichtigsten Punkte sind:

• Bei der Wahl der WLL muss die Belastung unter Berücksichtigung des Worst-Case-Szenarios berechnet werden.
• Da verschiedene Stahlkettenhersteller unterschiedliche Produktionsprozesse haben, kann die tatsächliche Tragfähigkeit variieren. Orientieren Sie sich daher an den Angaben des Herstellers und schätzen Sie nicht unbegründet.
• Nachdem Sie Stahlketten mit der richtigen Tragfähigkeit ausgewählt haben, müssen diese während des Gebrauchs regelmäßig überprüft und detailliert dokumentiert werden, um Verschleiß im Laufe der Zeit zu vermeiden, der die Tragfähigkeit verringern und Sicherheitsunfälle verursachen kann.

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