Rullketi anatoomia: iga komponendi selgitus

Korea tsemenditehase hooldusinsener vahetas kulunud rullkett eelmisel aastal, kasutades teiselt tarnijalt pärit detaili, mis nägi välja nagu identne. Samm sobis. Laius nägi õige välja. Kuus nädalat hiljem oli kett ebaühtlaselt veninud, ketiratta hambad olid hakanud haakuma ja planeeritud kahetunnine hooldusaken oli muutunud 14-tunniseks seisakuks. Põhjus oli lihtne: asenduskett kasutas teistsugust rulli läbimõõt — üks, mis ei istunud ketiratta hambajuures õigesti. Detail oli mõõtmetelt küll täpne, aga mitte spetsifikatsioonile vastav.

Selline viga juhtub sagedamini, kui enamik hankemeeskondi tunnistada tahaks, ja see tuleneb peaaegu alati rullkettide käsitlemisest ühe vahetatava kaubana, mitte viie eraldi komponendi komplektina, millel igaühel on oma materjalispetsifikatsioon, mõõtmete tolerants ja rikkeviis. Kui olete aru saanud, mida iga komponent tegelikult teeb, muutub valede osade ostmine palju raskemaks.

Rullketi viis põhikomponenti

Iga standard ANSI rullkett — olenemata sammu suurusest vahemikus #25 kuni #240 — on valmistatud samadest viiest komponendist, mis on kokku pandud sama korduva mustri järgi. Terminoloogia erineb ANSI B29.1 ja ISO 606 standardite vahel veidi, kuid füüsilised komponendid on funktsionaalselt identsed. Kvaliteediketi ja mittestandardse ahela erinevus ei ole komponentide loend, vaid mõõtmete täpsus, materjali klass ja iga viie osa pinnatöötlus.

Viis komponenti on sisemine lüliplaat, välimine lüliplaat (nimetatakse ka ühenduslüliplaadiks), ühendustihvt, rullpuks ja vaba rull. Igal neist on kindel koormust kandev või kulumiskindel funktsioon ning igaüks neist rikki läheb iseloomulikul viisil, kui spetsifikatsioon on vale või määrimine on ebapiisav.

Kuidas iga komponent koormust kannab – ja miks see kulub

Sisemine lüliplaat on stantsitud külmvaltsitud keskmise süsinikusisaldusega terasribast. Pukside jaoks stantsitud kaks auku on pinge kontsentratsioonipunktid – tsüklilise tõmbekoormuse all levivad väsimuspraod nende aukude servast. Seetõttu kasutavad kvaliteetsete kettide tootjad kontrollitud raadiusega augu servi ja haaveldavad plaate pärast stantsimist: augu pinnal olev survejääkpinge takistab väsimuspragude teket.

Välimine ühendusplaat täidab struktuurilt sarnast eesmärki, kuid see pressitakse ühendustihvtide, mitte pukside külge. Pressimispinge on määratud ANSI B29.1 tolerantside järgi – tavaliselt 0,010–0,025 mm standardsete sammude suuruste puhul – ja just see pinge takistab tihvti pöörlemist välimise plaadi sees. Kui pressimispinge on ebapiisav (levinud kvaliteediviga eelarvekettides), pöörleb tihvt välimise plaadi augus ja kiirendab samaaegselt mõlema kontaktpinna kulumist.

See ühendustihvt on ketikomplekti kõige kriitilisemalt kuumtöödeldav komponent. See peab olema pinnalt piisavalt kõva (55–60 HRC), et taluda pöörleva puksi ava abrasiivset kulumist, kuid samas piisavalt tugev südamikus, et taluda löökkoormusest tulenevat väände-nihkekoormust. Läbikarastatud tihvtid ei ole selleks rakenduseks piisavad – läbikarastatud tihvt puruneb löögikoormuse all, selle asemel et energiat elastselt neelata. 0,5–1,2 mm kesta sügavusega karastatud tihvtid on standardne lähenemisviis kettide tihvtide puhul, mille nimivool on üle #40.

See rullpuks on üksik komponent, mis vastutab kõige enam nn keti venituse eest. See termin on tehniliselt eksitav. Metall ei veni. Tegelikult kulub puksi sisemine ava miljonite liigendtsüklite jooksul vastu tihvti pinda, suurendades tihvti ja puksi vahe efektiivset läbimõõtu. Iga 0,05 mm kulunud tihvti ja puksi ühenduskoht lisab selle lüli efektiivsele sammule 0,05 mm. ANSI #60 ketis, mille nimisamm on 19,05 mm, on 100 lüliga kett, mis on kulunud 0,08 mm liigendi kohta, nüüd mõõtmetega selline, nagu oleks selle samm 19,13 mm – mis on täpselt see tingimus, mis põhjustab keti hammastel ülespoole liikumist ja hammaste kiiremat kulumist.

See vaba rull on komponent, mis eristab rullketti puksketist. See pöörleb vabalt puksi välispinnal, kui kett haakub ketiratta hambaga. See veerev kontakt – mitte libisev kontakt – annab rullketile efektiivsuse eelise tavalise puksketiga võrreldes. Rull neelab haardumise löögi ketiratta hambajuure vastu, jaotades kontaktpinge rulli kõverale pinnale, selle asemel, et seda ühte punkti koondada. Suure löögikoormuse korral võib rull aga puruneda, kui selle pinna kõvadus ületab materjali purunemiskindluse – see on veel üks põhjus, miks rullide korpuse sügavuse ja südamiku vastupidavuse spetsifikatsioonid on sama olulised kui pinna kõvadus.

ANSI vs ISO: kuidas standardid erinevad ja miks see on asendamise seisukohalt oluline

Kõige levinum standarditevaheline asendusviga esineb samaväärse sammuga ANSI B29.1 ja ISO 606 kettide vahel. Sammu mõõtmed on defineeritud identselt – nii ANSI #40 kui ka ISO 08A ketil on 12,70 mm samm. Seetõttu näivad ketid kataloogis omavahel vahetatavatena. Nad ei ole seda. Rullikute läbimõõdud erinevad: ANSI #40 määrab 7,92 mm rulli, samas kui ISO 08A määrab 7,95 mm rulli. Ka sisemise lüli laius erineb veidi. Kui ISO 08A kett töötab ANSI #40 geomeetria jaoks lõigatud ketirattal, ei asetu rull hambajuures õigel sügavusel ja ketiratta hambad hakkavad asümmeetriliselt kuluma mõnesaja töötunni jooksul.

Selle tabeli praktiline järeldus on see, et #50 ja suuremate puhul lähenevad ANSI ja ISO rullide läbimõõdud. Alla #50 on erinevused piisavalt suured, et põhjustada märgatavat sobimatust. ANSI #35 (samm 9,525 mm) puhul puudub ISO ekvivalent üldse – see sammu suurus on puhtalt Ameerika standard ja meetriliselt lähedase DIN 8187 ketiga asendamine toob kaasa kohese ketiratta ühildumatuse.

Kus rullketi komponentide tundmine mõjutab otseselt tegevuskulusid

Põllumajandustehnika. Kombainide, riisipeksumasinate ja teraviljaelevaatorite ajamid käitavad kette tolmuses ja abrasiivses keskkonnas, kus määrimisintervalle on raske järgida. Sellistes tingimustes kulub pukside ava kiiremini kui mis tahes puhtas tööstuskeskkonnas. Suletud kett (O-rõngas või X-rõngas) kasutab iga tihvti ja pukside ühenduskohas elastomeerseid tihendeid, et hoida tehases peale kantud määret püsivalt – tihendid takistavad abrasiivsete osakeste sisenemist tihvti ja pukside vahesse. Suletud keti valimine kombaini söötmiskambri ajamite jaoks võib pikendada kasutusiga 3–5 korda võrreldes sama rakenduse standardse avatud rullketiga.

Konveieri- ja materjalikäitlussüsteemid. Lameda ülaosaga konveierisüsteemid ja kinnitusketid nõuavad, et välimise lüliplaadi mõõtmed oleksid rangelt piiratud, kuna kinnitusdetailid keevitatakse või poltidega kinnitatakse otse välimise plaadi külge. Kui välimise plaadi paksus varieerub, siis kinnitusdetailide joondus väljub spetsifikatsioonist ja kett koormab ketiratast külgsuunas. Nende rakenduste puhul standardne ANSI rullkett A2 või K1 kinnituskonfiguratsioonis tuleks määrata kinnitatud välisplaadi paksuse tolerantsiga – mitte lihtsalt sammu suuruse järgi tellida.

Toidu- ja joogitöötlemine. Roostevabast terasest keti lüliplaatide ja tihvtide jaoks kasutatakse 304 või 316 roostevabast terasest, kuid puks ja rull on tavaliselt ikkagi valmistatud süsinikterasest, kuna roostevabast terasest paagutatud puksid pole laialdaselt saadaval. Seetõttu ei ole roostevaba kett tegelikult "täielikult roostevaba" – sisemised kulumiskomponendid jäävad süsinikteraseks. Tõeliselt korrosiivsetes pesemiskeskkondades ei ole lahendus mitte täielikult roostevabast terasest kett (mida standardsel kujul ei eksisteeri), vaid ülikõrge molekulmassiga plastist pingutusrattad, mis välistavad pingutusrataste määrimise täielikult, ning suletud roostevabast terasest välisplaadiga kett ajamipositsioonidel.

Kaevandamine ja tsement. Inseneriklassi ketid (55-seeria, 67-seeria, 81X-seeria) erinevad konstruktsioonilt tavalistest rullkettidest – trummel (puks) on sammu suhtes palju suurem, et suurendada tihvtide kandepinda ja taluda konveierite löökkoormusi. Standardse ANSI rullketi tellimine kaevanduskonveieri inseneriklassi keti asemel põhjustab tihvtide nihkepurunemise, tavaliselt 200–400 töötunni jooksul.

Automatiseerimine ja pakendamine. Väikese ketiratta kiirustel üle 600 p/min muutub rulliku müra märkimisväärseks ja hulknurga efekt (kiiruse kõikumine, mis on põhjustatud keti nurkhaardemustrist) hakkab täppisindekseerimissüsteemides vibratsiooni tekitama. Nende rakenduste puhul on õige insenerilahendus keti sammu vähendamine ja hammaste arvu suurendamine väikesel ketirattal – mitte ühe suure sammuga keti kasutamine. 25 hambaga #35 kett töötab sujuvamalt ja väiksema kiiruse pulsatsiooniga kui 11 hambaga #60 kett, isegi kui need kaks konfiguratsiooni edastavad identset võimsust.

Rullkettajamid materjalikäitlus- ja konveierirakendustes – kus ketikomponentide spetsifikatsioonid määravad otseselt süsteemi tööaja.

Kuidas õigesti tuvastada rullkett vahetamiseks

Ainult sammust ei piisa asendusketi määramiseks. Need kolm mõõtmist, mis on kulunud ketilt nihikuga võetud, identifitseerivad üheselt keti seeria:

1. Tihvtidevaheline samm: Mõõtke täpselt 10 lüli ulatuses ja jagage 10-ga. See keskmistab üksikute liigeste kulumise ja annab täpsema nimisammu kui ühe lüli mõõtmine. Võrrelge ANSI B29.1 või ISO 606 sammutabeliga.
2. Rulli (tünni) välisläbimõõt: Mõõda rulli välisläbimõõtu nihikuga, mitte puksi järgi. See on mõõt, mis eristab ANSI #40 standardist ISO 08A ning hoiab ära kõige levinuma asendusvea. Mõõda mitu rulli – kui need erinevad rohkem kui 0,15 mm, on kett ebaühtlaselt kulunud ja tuleks täielikult välja vahetada, mitte liita.
3. Sisemise lüli laius: Kahe sisemise lüliplaadi vaheline kaugus keskel. See kinnitab ketiratta pinna laiuse õiget ühilduvust. Ketiratta pinna jaoks liiga kitsas sisemine laius põhjustab keti külgkoormuse sisemistele plaatidele iga lülitustsükli ajal ketiratta hammaste vastu.

Kui kolm mõõtmist kinnitavad keti seeria, on materjali spetsifikatsioon lõplik otsus. Standardne süsinikterasest kett katab enamiku rakendustest, mis töötavad alla 100 °C ja vajavad perioodilist määrimist. Roostevabast terasest või nikeldatud rullketi variandid on ette nähtud söövitavate keskkondade, mitte kõrge temperatuuriga rakenduste jaoks – roostevaba teras kaotab olulise tõmbetugevuse üle 300 °C ja roostevaba keti avaldatud purunemiskoormus on tavaliselt 15–20% madalamad kui sama sammuga süsinikterase ekvivalentidel.

Korduma kippuvad küsimused