В края на 2023 г. циментов завод в провинция Кьонги, Корея, се сблъска с повтаряща се повреда на веригата на своя клинкерен конвейер. Заводът поръчваше стандартна ролкова верига ANSI #80 като заместител и задвижванията се повреждаха при срязване на щифтовете в рамките на 180–250 часа. Спецификацията изглеждаше правилна на хартия – стъпката съвпадаше, веригата пасваше на зъбните колела, а каталожното натоварване на скъсване изглеждаше достатъчно за изчисленото натоварване на задвижването. Това, което екипът по покупките беше пропуснал, беше, че оригиналната верига беше верига от инженерен клас 81XH, а не ANSI #80. „H“ не е суфикс за класификация тук – това е напълно различна серия вериги, с диаметър на цевта почти два пъти по-голям от този на стандартната ролкова верига и работно натоварване няколко пъти по-високо. Цената на всяка повреда на веригата, включително труд и престой, надвишаваше цената на правилната верига осем пъти.
Този вид грешка е специфична за конвейерна верига приложения, тъй като конвейерните задвижвания обхващат по-широк диапазон от условия на натоварване, видове вериги и инженерни стандарти, отколкото всяка друга категория верижни задвижвания. Разбирането как различните конвейерна верига Разликите между типовете – структурно, размерно и по отношение на приложенията, за които са предназначени – са в основата на правилния избор.
Защо конвейерната верига не е просто по-дълга ролкова верига
Стандартен ролкова верига — видът, използван в задвижванията на мотоциклети, задвижванията на скоростните кутии и общите силови трансмисии — е проектиран предимно за предаване на въртящ момент между два вала. Геометрията му оптимизира контактната площ на втулката и щифта и механиката на зацепване на ролките за тази цел. Конвейерната верига има различни приоритети: тя трябва да носи разпределено натоварване по цялата си дължина, да издържа на непрекъснат контакт с абразивни или корозивни материали и да работи надеждно в продължение на години с минимален достъп за поддръжка.
Три структурни характеристики отличават конвейерната верига от стандартната задвижваща верига:
При конвейерните вериги от инженерен клас външният диаметър на ролковата втулка е непропорционално голям спрямо стъпката. Това увеличава площта на лагеруване спрямо основата на зъба на зъбното колело и разпределя контактното напрежение върху по-широка повърхност – критично, когато съпротивителните товари създават продължително високо странично натоварване на веригата.
Повечето конвейерни вериги са проектирани да приемат заварени или болтови приставки — удължени звена (K1, K2), огънати приставки (A1, A2) или тласкащи пръти — които пренасят транспортирания материал. Геометрията на приставката трябва да бъде специфицирана заедно със серията верига, а не да се третира като допълнителна мисъл.
Конвейерните системи за хранителни продукти изискват външни плочи от неръждаема стомана с вътрешни части от въглеродна стомана или изцяло от неръждаема стомана в зоните за измиване. Приложенията в циментовата и минната промишленост използват термично обработена въглеродна стомана със закалени повърхности на цевта. Правилният материал зависи от това с какво е в контакт веригата, а не от изискването за предаване на мощност.
Шест вида конвейерни вериги: структура, диапазон на стъпката и правилна употреба
Всеки тип конвейерна верига е проектиран за специфичен характер на натоварването, работна среда и геометрия на обработката на материалите. Изборът на грешен тип не само намалява експлоатационния живот, но може да доведе до системни повреди, които увреждат цялата конструкция на конвейера, а не само веригата.
| Тип верига | Типичен диапазон на височината на тона | Структурна характеристика | Основно приложение | Ключово ограничение |
|---|---|---|---|---|
| Ролкова верига с двоен ход | 38,10–76,20 мм | Стандартен ролков механизъм, 2× стъпка | Лек конвейер, бавно движение на режийните части, натрупване на части | Макс. ~60 м/мин; полигонален ефект над тази скорост |
| Верига с плосък връх (843/845/1843) | 25,40–50,80 мм | Плоска горна повърхност; без ролки | Плъзгащ конвейер за бутилиране, консервиране, автомобилен монтаж | Високо триене върху долната повърхност; изисква смазана водеща релса |
| Верига от клас „Инженер“ (55/67/81X/88K) | 63,5–228,6 мм | Голяма цев, солидна втулка, тежка плоча | Скобяни транспортьори, скреперни транспортьори, минно дело, цимент | Не може да се замества между подсерии (риск от грешка 94 срещу 95) |
| Верига за кофичен елеватор | 76,20–203,2 мм | Заварено приспособление за фланци с болтове на кофа | Зърнодобивни елеватори, кофови елеватори за цимент, минно дело | Високо ударно натоварване в точката на пълнене — трябва да се посочи тежка серия |
| Верига Pintle (662/667/88K) | 50,80–101,60 мм | Чугун или стомана, отворена цев | Селско стопанство, конвейери за дървени стърготини, отпадъци от хартиени фабрики | Чугунът е крехък при удар; за ударни натоварвания е предпочитан вид стомана |
| Верига за листо / повдигач (серия AL/BL) | 12,70–50,80 мм | Без ролки; чисто опънно натоварване | Мачта за мотокар, подемник за кран, вертикално повдигане | Не е за хоризонтални конвейери; страничното натоварване не е предназначено за |
Как веригата с двоен ход и веригата от инженерен клас носят товар по различен начин
Двустъпкова трансмисионна верига — обърнете внимание на удължената стъпка на звената със стандартен диаметър на ролката
Двустъпкова транспортна верига носи товара по същия начин като стандартната ролкова верига — чрез сила на опън в звената и търкалящ се контакт между ролката и основата на зъбното колело. Удвоената стъпка просто намалява броя на звената на метър верига, намалявайки теглото и цената на веригата. Това, което не прави, е да увеличава товароносимостта пропорционално — звената са със същото напречно сечение като еквивалентната верига със стандартна стъпка, така че товароносимостта е по същество същата като при версията със стандартна стъпка.
Верига от класове на инженери работи на фундаментално различен принцип на носене на натоварване. Цилиндърът (комбинираният възел от втулка и ролка в инженерния клас) има много по-голям външен диаметър, отколкото би се подразбирало само от стъпката. При верига от серия 67 със стъпка от 63,5 мм, диаметърът на цилиндъра е 44,45 мм - съотношение от 0,70 цилиндър към стъпка, в сравнение с типичните 0,60 за стандартната ролкова верига ANSI. Този по-голям цилиндър драстично увеличава проектираната площ на лагеруване между веригата и зъба на зъбното колело, позволявайки на веригата да носи много по-големи товари на съпротивление на единица тегло на веригата. Компромисът е, че зъбните колела от инженерния клас трябва да бъдат изработени така, че да съответстват на специфичния диаметър на цилиндъра на серията вериги - и серията трябва да бъде потвърдена преди да се направи каквато и да е поръчка.
Изчисляването на натоварването за конвейерни вериги също се различава от оразмеряването на задвижващата верига. Задвижващата верига се оразмерява въз основа на предаваната мощност и скоростта на вала. A верига за влачене на конвейер се определя от общото съпротивително натоварване - сумата от теглото на материала върху веригата, умножена по коефициента на триене между веригата и коритото, плюс теглото на самата верига, умножено по същия коефициент. За 30-метров хоризонтален скреперен конвейер с 2000 кг/час насипна плътност на материала и коефициент на триене между веригата и стоманения корит от 0,35, съпротивителното натоварване може лесно да достигне 8–12 kN от натоварената страна. Ограничението на работното натоварване на веригата при необходимия коефициент на обслужване (обикновено 8:1 за ударно натоварени конвейери според индустриалната практика) определя минималната спецификация на веригата, а не инсталираната мощност на двигателя.
Как да изберете стъпка на конвейерната верига: Практичен метод
Няма универсално приложима формула за избор на стъпка на конвейерната верига — правилният подход зависи от това дали приложението е влачещ се конвейер, плъзгащ се конвейер, кофов елеватор или система с плосък връх. Следният метод се прилага за най-често срещания случай: хоризонтален или леко наклонен влачещ се или скреперен конвейер.
- Изчислете общото опънно усилие на веригата (Fc) в kN. За хоризонтален влачещ се конвейер: Fc = (Wm + Wc) × μ × g / 1000, където Wm е масата на материала върху конвейера (kg), Wc е масата на веригата и люка (kg), μ е коефициентът на триене между веригата и коритото (0,25–0,40 за стомана върху стомана) и g = 9,81 m/s². За наклонени конвейери добавете гравитационния компонент: Wm × sin(θ) × g / 1000, където θ е ъгълът на наклона.
- Приложете коефициента на обслужване. За равномерни, непрекъснати товари: умножете Fc по 5,0 (минимален коефициент на безопасност за работно натоварване). За умерени удари (насипен материал с откъснати бучки): умножете по 8,0. За тежки удари (скали, руда, едрогабаритен материал): умножете по 10,0 или по-високо. Това дава необходимото минимално натоварване на веригата.
- Изберете типа на веригата и стъпката ѝ от таблиците за товароносимост. Използвайки необходимото натоварване при скъсване, определете класа инженер или серията тежкотоварни конвейерни вериги, които отговарят или надвишават тази стойност. Уверете се, че диаметърът на цилиндъра на избраната верига е съвместим с наличните зъбни колела за необходимото междуосово разстояние и конфигурация на вала.
- Проверете скоростта на веригата спрямо максималната за избрания тип. Двустъпкова транспортна верига: максималната практическа скорост е приблизително 60 м/мин. Стандартна ролкова верига на конвейерно приложение: 50–150 м/мин в зависимост от стъпката. Инженерен клас: обикновено под 30 м/мин — тези вериги са проектирани за високо натоварване при ниска скорост, а не за високоскоростно транспортиране.
Конвейерна верига в специфични индустрии: Какво всъщност се специфицира
Индустриалните конвейерни системи изискват избор на вериги, съобразен с теглото на материала, нивото на износване и характера на ударите, а не просто с инсталираната мощност на двигателя.
Преработка на цимент и минерали. Скребните конвейери за клинкер, конвейерите за подаване на суровини в мелници и входните конвейери за пещи работят в изключително абразивни условия при повишени температури. Стандартната спецификация тук е инженерен клас 81XH или 88K. конвейерна верига с термично обработени цеви (обикновено 55–60 HRC на повърхността на цевта). Критичният режим на повреда в циментови среди е износването на цевта от прахови частици, попадащи в контактната зона между цевта и зъбното колело, а не умората на веригата. Запечатаните вериги от инженерен клас, където има такива, драстично удължават експлоатационния живот в циментови приложения, като изключват праха от интерфейса между цевта и плочата.
Зърнени и селскостопански елеватори. Веригите на кофовите елеватори при обработка на зърно използват двустъпкови или тежкоролкови вериги със заварени плочи за закрепване на кофата на равни интервали. Разстоянието между звената за закрепване на кофата трябва да бъде точно кратно на стъпката на веригата, за да се поддържа подравняване на кофата върху зъбните колела на главата и основата. За корейските съоръжения за преработка на ориз, двустъпковите вериги #2060 и #2080 с приставки K1 са стандартната конфигурация за вертикални крака на оризови елеватори, работещи със скорост 45–80 м/мин.
Производство на храни и напитки. Верижните транспортьори с плосък връх за бутилки, консервни кутии и опаковки са сред най-технически взискателните приложения на транспортьорите – не поради причини, свързани с натоварването, а поради хигиена и прецизност на размерите. Плоската горна повърхност трябва да се поддържа с строги допуски за плоскост, така че контейнерите да не се преобръщат по време на прехвърляне между транспортьорите. Зъбни колела от неръждаема стомана с плосък връх С UHMW направляващите релси са стандартната спецификация за хранителна зона, като едновременно елиминират рисковете от корозия и замърсяване със смазочни материали.
Автомобилен монтаж. Надземните конвейери без захранване в заводите за сглобяване на автомобили използват специално профилирана тролейна верига с кодирано разстояние между носачите, за да поддържат програмирани времеви прозорци за сглобяване. Веригата в тези системи обикновено е кована верига с стъпка от 4 инча или 6 инча - категория, която е напълно различна както от ролковите вериги, така и от веригите от инженерен клас, използвайки ковани стоманени звена с плътни щифтове, а не пресованата конструкция от плоча и щифт на стандартната ролкова верига.
Съоръжения за отпадъци и рециклиране. Решетъчни и подови конвейери с бутално-постъпателно движение в инсталации за преобразуване на отпадъци в енергия и центрове за рециклиране изискват вериги с много висока устойчивост на странично натоварване от обемисти, неправилно оформени отпадъчни материали. Веригата с щифтове (от лят или ковък чугун) със заварени летящи пръти е конвенционалното решение, въпреки че стоманената верига с щифтове е все по-предпочитана пред чугунената, тъй като стоманеният вариант абсорбира ударните натоварвания еластично, вместо да се счупи при удар от твърди предмети в потока от отпадъци.
Опции за материал и повърхностна обработка на конвейерни вериги
| Материал / Обработка | Корозионна производителност | Устойчивост на износване | Най-подходяща среда | Относителна цена |
|---|---|---|---|---|
| Въглеродна стомана, черен оксид | Ниско | Добро (със смазване) | Сухо на закрито; обработка на минерали със смазване | Базова линия |
| Никелирана въглеродна стомана | Умерено | Добре | Леко корозивен; обща работа в близост до храни | +25–40% |
| Неръждаема стомана 304, смесени вътрешни части | Добре | Умерена (по-мека повърхност на зъбите) | Зони за измиване с лека киселина, преработка на храни | +80–120% |
| Неръждаема стомана 316L, изцяло външна | Отлично | Умерено | Морски дарове, химически, хлорирани измиващи средства | +140–180% |
| Закалена цев, карбонова плоча | Ниско-умерено | Отлично | Цимент, минно дело, обработка на абразивни насипни материали | +30–60% |
Измерване на износването на конвейерните вериги и планиране на подмяната им
Конвейерните вериги се подменят при граници на удължение, подобни на тези на задвижващите вериги — 2% за повечето приложения на леки конвейери, 1.5% за приложения с критична точност на стъпката, като конвейери с плосък връх, където преобръщането на продукта е риск при по-голямо удължение. Методът на измерване е идентичен: пребройте 12–20 звена от стегнатата страна, измерете разстоянието между щифтовете по целия обхват и сравнете с номиналната стойност.
Допълнителната проверка за поддръжка, специфична за класа на инженера верига за влачене на конвейер е износване на цевта. С износването на външната повърхност на цевта от контакт с абразивен материал, ефективната височина на веригата намалява и тя започва да стои по-ниско в корито от проектираното. Когато износването на цевта намали оригиналния диаметър на цевта с повече от 15%, способността на веригата да почиства дъното на корито намалява и неефективността на остъргване на летящата греда се увеличава. Тази проверка изисква измерване с шублер на няколко диаметъра на цевта по веригата, сравнено с номиналната стойност за серията.
Верига от инженерен клас — големият диаметър на цевта е видим; следенето на износването на цевта е задължително в абразивни среди.
Една често срещана грешка при планирането на подмяната на конвейерната верига: подмяната на веригата без проверка на геометрията на зъбите на зъбното колело. Износена конвейерна верига, работеща върху правилно профилирано зъбно колело, ще износи основата на зъба на зъбното колело, за да съответства на удължената стъпка на веригата. Когато новата верига е монтирана, правилно разположените ѝ ролки не съответстват на износената геометрия на основата на зъбното колело - те контактуват със зъба в точка, разположена по-високо на профила, увеличавайки контактното напрежение и ускорявайки ранното удължаване на новата верига. Ако годишните разходи за веригата на конвейера са значителни, подмяната на зъбните колела едновременно с веригата винаги е правилното икономическо решение.
Често задавани въпроси
Нуждаете се от конвейерна верига, специфицирана за вашето приложение?
Предоставянето на серията верига, вида на закрепването, диаметъра на цилиндъра и работната среда преди поръчка гарантира правилната спецификация — предотвратявайки грешки при подмяна на серии, които са причина за преждевременните повреди на повечето конвейерни вериги. Нашите инженери потвърждават съвместимостта, преди да бъде извършена каквато и да е поръчка.
Редактор: Cxm
