Производител на оригинално оборудване за минно дело в Кьонбук поръча верига, която изглеждаше като адекватна задвижваща верига за нов транспортен конвейер, обслужващ подземна трошачка за руда. Специфицираната верига - едножилна ANSI #120 - носеше каталожно натоварване от 127 kN, а изчисленото задвижващо натоварване в стационарен режим беше 14 kN, което дава теоретичен коефициент на безопасност 9:1. Задвижването се повреди при счупване на щифта след 340 часа. Анализът след повредата показа, че трошачката е подава материал на отделни партиди, създавайки ударни натоварвания, оценени на пик от 85–110 kN - съотношение пик към средна стойност приблизително 7:1. Коефициентът на безопасност 9:1, приложен към средното натоварване, беше без значение; коефициентът на безопасност 1,4:1 при пиково ударно натоварване определи времевата линия на повредата. Това е централният проблем при определянето. тежкотоварна верига и зъбно колело системи: коефициентът на обслужване трябва да бъде съобразен с характера на пиковото натоварване, а не със средното потребление на мощност.
Какво означава „тежък режим на работа“ в инженерството на верижните задвижвания – и какво не означава
Терминът „тежък режим на работа“ се използва за две доста различни категории продукти в производството на вериги и объркването им води до скъпоструващи грешки в спецификациите. Първата категория е тежка серия ролкови вериги — обозначени с наставката H в номерацията по ANSI (напр. #80H, #100H, #120H). Веригите от тежка серия имат същата стъпка като стандартните си аналози, но използват по-дебели звена и по-големи диаметри на щифтовете, което увеличава минималното натоварване на скъсване с приблизително 20–25% при еквивалентна стъпка. Окръжността на стъпката на зъбните колела е идентична с тази на стандартната серия — едни и същи зъбни колела приемат както стандартни, така и H-серийни вериги.
- Същата стъпка като стандартната ANSI верига
- По-дебели плочи: приблизително напречно сечение на плочата +20%
- По-голям диаметър на щифта: +10–15%
- Напречно натоварване: +20–25% спрямо стандартния еквивалент
- Съвместим със стандартни зъбни колела
- Най-подходящо за: задвижвания с високо натоварване и умерени удари
- Фундаментално различно съотношение на стъпката на цевта към диаметъра на цевта
- Проектиран за теглителни товари, а не само за опън
- Диаметърът на цевта (втулката) е пропорционално много по-голям
- Изисква специални зъбни колела — не са взаимозаменяеми
- Специфични за серията: 55/67/81X/88K/94/95/132
- Най-подходящо за: товари от конвейер, минно дело, цимент
Втората категория — вериги от инженерен клас — е структурно различна от ролковите вериги и не се избира чрез сравнение на товароносимостта със стандартните ANSI вериги. Изборът ѝ се определя от площта на лагера на цилиндричния елемент, товароносимостта при съпротивление и съвместимостта на конкретната серия с наличните зъбни колела. И двете категории често се наричат „тежки натоварвания“ в търговската мрежа, но не са взаимозаменяеми и не се използват за едни и същи приложения.
Фактори за обслужване на тежкотоварни верижни задвижвания: Да се справим правилно е всичко
Методологията за коефициента на обслужване по ANSI B29.1 използва един множител, приложен към проектната мощност в стационарно състояние, за да отчете вариациите в натоварването. Този подход е адекватен за задвижвания с относително стабилни товари - центробежни помпи, компресори с плавно подаване, вентилатори. За приложения с истинско ударно натоварване, той е систематично неадекватен, тъй като коефициентът на обслужване умножава средното натоварване, а не пиковото. Енергията на удара се съдържа в кратки импулси с висока интензивност, които коефициентът на обслужване при средно натоварване не може да улови.
| Тип приложение | ANSI B29.1 Фактор на обслужване | Препоръчителен коефициент на тежко натоварване | Причина за увеличението |
|---|---|---|---|
| Трошачки за руда, скални разбивачи | 1.7 | 3.0–4.0 | Съотношение пик:средна стойност до 8:1 при удар с твърд материал |
| Задвижвания на валци за стоманолеярна | 1.5 | 2,5–3,5 | Входен шок при контакт на заготовката с ролките |
| Кофови елеватори (едър материал) | 1.5 | 2.0–3.0 | Удар при запълване при зареждане; удар от големи бучки |
| Триони за дървен материал, машини за обезкоряване на трупи | 1.7 | 2,5–3,5 | Ударът на възел/възел предизвиква мигновени пикове на натоварването |
| Преси, ковашки машини | 1,5–2,0 | 3.0–5.0 | Контактът с матрицата създава много висок мигновен въртящ момент |
| Тежки конвейери, равномерно натоварване | 1,3–1,5 | 1.8–2.5 | Инерция при стартиране и от време на време отстраняване на заседнали части |
Специфициране на зъбното колело за задвижвания с голямо натоварване
Зъбното колело често е пренебрегваният компонент в спецификациите на тежкотоварните задвижвания — по-голямата част от инженерните усилия са насочени към избора на верига, докато зъбното колело се третира като стандартен артикул от каталога. При задвижвания с висока амортисьорност този подход води до зъбни колела, които се повреждат преди веригата.
Двете спецификации на зъбните колела, които са най-важни при тежкотоварни приложения, са твърдостта на зъбите и конфигурацията на главината. Стандартните търговски зъбни колела от повечето каталози са закалени до HRC 28–32. За приложения в минното дело и строителството, където твърд абразивен материал е в контакт със зъбите на зъбните колела (чрез веригата), тази твърдост е недостатъчна — върховете на зъбите се износват и развиват кукообразен профил, характерен за силно износване на зъбите, в рамките на 1000–2000 часа при абразивна работа. Цементираните зъбни колела с повърхност на зъбите 55–60 HRC и дълбочина на корпуса 1,0–1,5 мм издържат 3 до 5 пъти по-дълго от стандартните зъбни колела в същата абразивна среда.
Зъбно колело за тежки условия на работа — конфигурацията на главината и дълбочината на зъбния корпус са също толкова важни, колкото и броят на зъбите при приложения с високо натоварване.
Конфигурацията на главината в тежкотоварни задвижвания заслужава специално внимание. C-образната главина (главина, стърчаща симетрично от двете страни) е предпочитана за тежкотоварни приложения, защото осигурява най-голяма площ на лагеруване върху вала, разпределяйки напречното натоварване на веригата върху по-голяма дължина на главината и намалявайки огъващия момент върху шпонката на вала. Зъбно колело B-образна главина със същия размер на отвора има по-къса дължина на зацепване на шпонката и по-високо напрежение на огъване на вала на повърхността на главината. При задвижвания, където опънът на веригата надвишава 30 kN, задаването на C-образна главина или конусно заключващо закрепване (което разпределя силата на затягане върху по-голяма дължина на зацепване на вала) е по-скоро най-добра инженерна практика, отколкото опционално подобрение.
За конусовидно заключване и QD-втулка тежкотоварни зъбни колела, въртящият момент за монтаж на втулката е посочен в информационния лист на производителя и трябва да се спазва стриктно. Недостатъчно затегнатите втулки в задвижвания с висока ударна натоварваемост могат да се плъзгат по вала при пикови натоварвания, което води до износване от трене между отвора на втулката и вала, което бързо прогресира до повреда на вала. Въртящият момент за монтаж на втулката 3535 на задвижване ANSI #120, например, обикновено е 270–310 Nm - стойност, която изисква динамометричен ключ, за да се постигне надеждно, и не може да се възпроизведе само с усещане.
Данни за производителността на веригите от тежка серия: ключови размери и товароносимост
| Верига № | Стъпка (мм) | Дебелина на плочата (мм) | Диаметър на щифта (мм) | Мин. товароносимост (kN) | Стандартно натоварване на скъсване (kN) | Увеличение спрямо стандартно |
|---|---|---|---|---|---|---|
| #60H | 19.05 | 3.25 | 12.19 | 40.0 | 31.8 | +26% |
| #80H | 25.40 | 4.00 | 15.88 | 68.0 | 56.7 | +20% |
| #100H | 31.75 | 4.80 | 19.85 | 109.0 | 88.5 | +23% |
| #120H | 38.10 | 5.60 | 23.01 | 159.0 | 127.0 | +25% |
| #140H | 44.45 | 6.40 | 27.94 | 214.0 | 172.4 | +24% |
| #160H | 50.80 | 7.10 | 31.75 | 280.0 | 226.8 | +23% |
Смазване в тежкотоварни верижни задвижвания: Факторът, който отменя спецификацията
Разликата в експлоатационния живот между правилно смазана и лошо смазана верига за тежкотоварни автомобили не е нарастваща — тя е разлика от порядък. Правилно специфицирана верига #120H при непрекъснато смазване в маслена баня в покрит корпус може да издържи 12 000–18 000 часа, преди да достигне удължение 3%. Същата верига в открита, несмазана среда на минен конвейер може да се повреди на 800–1200 часа, независимо от това колко консервативно е избрано. Смазването за верижни задвижвания за тежкотоварни автомобили не е съображение за поддръжка — то е основен конструктивен параметър, който трябва да бъде специфициран преди да се определи окончателно размерът на веригата.
Периодично нанасяне с четка или бутилка с стискащо масло от страната на хлабавата верига. Подходящо само за задвижвания под 150 об/мин на малкото зъбно колело. На практика интервалите за ръчно смазване често се пропускат — всяко верижно задвижване, зависимо от този метод в индустриална среда, най-често е недостатъчно смазано.
Резервоар доставя измерени капки масло върху вътрешността на веригата чрез дозираща дюза. Минимум за всички тежкотоварни задвижвания, работещи над 100 оборота в минута. Дебитът трябва да бъде калибриран спрямо скоростта на веригата - твърде малко масло изчерпва интерфейса между щифта и втулката; твърде много масло се изхвърля и замърсява околната среда.
Веригата преминава през маслен картер в долната част на корпуса на задвижването. Това е препоръчителният минимум за всички задвижвания с високо натоварване и висока мощност. Нивото на маслото трябва да се поддържа в центъра на най-ниското звено по време на работа — над това ниво, бъркането на маслото генерира топлина, а не охлаждане. Под него веригата работи частично на сухо.
Маслена помпа доставя непрекъснат поток към веригата, с филтър и охладител във веригата. Това е правилната спецификация за задвижвания, работещи над 600 оборота в минута, за задвижвания в среда с висока околна температура или за всяко задвижване, където достъпът за поддръжка е ограничен и е необходим удължен експлоатационен живот.
Тежкотоварни верижни задвижвания на практика: Специфични за индустрията конфигурации
Минно дело и подземен добив. Задвижванията на бронирани зачелен конвейер (AFC), задвижванията за транспортиране на комбайнери с дълги стени и претоварните пунктове на повърхностни конвейери използват тежкотоварни вериги, работещи при високи натоварвания и ниски скорости в среди с непрекъснат контакт с абразивен материал. Веригата за задвижвания на подземни въгледобивни предприятия обикновено е калибрирана верига с кръгли звена (различна категория продукти от ролковите вериги), а не ролкови или инженерни вериги — но повърхностните претоварващи конвейери често използват тежка серия ролкови вериги ANSI с чугунени зъбни колела в диапазона от #120H до #160H. Критичната спецификация на задвижванията в минните предприятия е уплътнената верига — уплътнената с O-пръстен или X-пръстен тежка серия ролкови вериги предотвратява навлизането на въглищен прах в хлабината между щифтовете и втулките и осигурява задържане на смазката при продължителна експлоатация без достъп.
Стоманолеярна и металообработваща промишленост. Задвижванията на ролкови маси в горещопрокатните валци, задвижванията на конвейерите за блуми и системите за прехвърляне на рулони изискват вериги, които толерират повишена околна температура (често 80–150°C на повърхността на веригата поради излъчвана топлина), както и високи ударни натоварвания от удар на заготовка върху ролкови маси. За тези приложения се използват цементирани вериги. тежкотоварна ролкова верига с високотемпературна смазка (синтетично масло на базата на PAO или перфлуорирано етерно масло, предназначено за 200°C). Корпусът на веригата трябва да включва система за позитивно охлаждане — циркулация на маслото с топлообменник — тъй като животът на веригата в среда с излъчвана топлина е ограничен предимно от окисляването на смазката, а не от механичната умора.
Строителна техника и кранове. Веригите за подемници на кранове, задвижванията за регулиране на ъгъла на релсите на булдозерите и задвижванията за подаване на пилотажни съоръжения работят под високи статични натоварвания с редки, но силни удари по време на работни цикли. За приложения в подемници на кранове, листовата верига (серия AL/BL), а не ролковата верига, е правилната спецификация — тя е проектирана единствено за опънно натоварване, без компоненти за търкаляне. За задвижващи вериги в строителната техника, тежката серия ролкови вериги с минимален коефициент на безопасност при работно натоварване 8:1 и обработка от неръждаема стомана или никел за устойчивост на външна корозия осигурява правилната комбинация от товароносимост и защита на околната среда.
Обработка на цимент и насипни материали. Вертикалните кофови елеватори за клинкер и хоризонталните входни конвейери за пещи изискват верига от инженерен клас, както беше обсъдено, но главните и задвижващите зъбни колела за тези системи са предмет на посочените по-горе спецификации. Зъбни колела с конично заключване за задвижвания с високо натоварване в минното дело и циментовата промишленост трябва да се поръчват с потвърдени сертификати за твърдост на зъбите и протоколи от изпитвания на повърхностната твърдост, а не просто да се приема, че са закалени въз основа на описанието в каталога.
Четене на повреди при тежкотоварни вериги: Какво ви казва повърхността на счупване
Изследването на повредена проба от верига преди поръчка на резервна е една от най-ценните диагностични методи, достъпни при поддръжката на тежкотоварни задвижвания. Режимът на повреда определя дали правилният отговор е да се подмени подобна верига, да се увеличи размерът на веригата или да се реши системен проблем, който ще унищожи резервната верига през същия интервал.
| Наблюдение на неуспеха | Най-вероятна причина | Правилен отговор |
|---|---|---|
| Счупване на щифт при срязване, чисто счупване | Единично претоварване, надвишаващо натоварването на разрушаване; блокиране, последвано от удар | Идентифицирайте и отстранете източника на претоварване; помислете за надграждане на тежки серии |
| Фрактура на щифт с плажни следи (набраздявания от умора) | Циклична умора при ударни натоварвания под еднократно натоварване на скъсване | Приложете по-висок коефициент на ударна експлоатация; помислете за двужилна или H-серия |
| Пукнатина на вътрешната плоча при отвора за болт | Циклична умора на опън; евентуално плоча с недостатъчни спецификации или прекомерни обороти | Проверете спецификацията за твърдост на плочата; проверете скоростта на веригата спрямо номиналната максимална скорост |
| Отчупване или счупване на ролката | Прекалено закаляване на ролката или ударно натоварване от отломки върху зъбното колело | Проверете спецификацията за твърдост на ролките; добавете предпазител за отломки преди задвижването |
| Бързо удължаване (500–1000 часа) | Недостиг на смазване — износване на отвора на втулката на болта | Преминете към непрекъснато капково смазване или смазване с маслена баня, преди да смените веригата |
| Фрактура от удар на страничната плоча | Странична интерференция — несъответствие, отломки или повреда в хлабината на направляващия елемент | Проверете подравняването на зъбното колело (±0,5 мм макс. за тежки задвижвания); отстранете източника на отломки |
Често задавани въпроси
Готови ли сте да посочите вашия верижен задвижващ механизъм за тежки условия на работа?
Изпратете подробности за вашето приложение – пиково натоварване, характер на удара, достъп до смазване и околна среда – и нашите инженери ще потвърдят серията верига, експлоатационния коефициент, спецификацията на зъбното колело и конфигурацията на втулката, преди да поемем какъвто и да е ангажимент.
Редактор: Cxm
