Звездочки и цепи повышенной грузоподъемности: руководство по техническим характеристикам для промышленных приводов с высокими нагрузками.

Производитель горнодобывающего оборудования из провинции Кёнбук заказал, как казалось, подходящую приводную цепь для нового конвейера, обслуживающего подземную дробилку для руды. Указанная цепь — одножильная ANSI #120 — выдерживала разрывную нагрузку, указанную в каталоге, 127 кН, а расчетная установившаяся нагрузка привода составляла 14 кН, что давало теоретический коэффициент запаса прочности 9:1. Привод вышел из строя из-за разрушения штифта через 340 часов работы. Анализ после отказа показал, что дробилка подавала материал дискретными партиями, создавая ударные нагрузки, оцениваемые в 85–110 кН в пике — соотношение пиковой и средней нагрузки приблизительно 7:1. Коэффициент запаса прочности 9:1, примененный к средней нагрузке, оказался несущественным; именно коэффициент запаса прочности 1,4:1 при пиковой ударной нагрузке определил сроки отказа. Это главная проблема при выборе оборудования. прочная цепь и звездочка системы: коэффициент обслуживания должен соответствовать пиковой нагрузке, а не среднему потреблению электроэнергии.

Что означает «сверхпрочность» в конструкции цепных приводов — и чего она не означает.

Термин «сверхпрочный» используется в цепной промышленности для обозначения двух совершенно разных категорий продукции, и их путаница приводит к дорогостоящим ошибкам в технических характеристиках. Первая категория — это мощная роликовая цепь серии — обозначаются суффиксом H в нумерации ANSI (например, #80H, #100H, #120H). Цепи тяжелой серии имеют тот же шаг, что и их стандартные аналоги, но используют более толстые пластины звеньев и больший диаметр штифтов, что увеличивает минимальную разрывную нагрузку примерно на 20–251 Т3 Т при эквивалентном шаге. Диаметр делительной окружности звездочек идентичен стандартной серии — одни и те же звездочки подходят как для стандартных, так и для цепей серии H.

Вторая категория — инженерные цепи — структурно отличаются от роликовых цепей и не выбираются на основе сравнения разрывной нагрузки со стандартной цепью ANSI. Выбор определяется площадью подшипника скольжения, несущей способностью и совместимостью конкретной серии с имеющимися звездочками. Обе категории часто называют «тяжелыми» в коммерческой практике, но они не взаимозаменяемы и не используются для одних и тех же задач.

КПД для мощных цепных приводов: правильный выбор — это всё.

Методология расчета коэффициента запаса прочности по стандарту ANSI B29.1 использует единый множитель, применяемый к расчетной мощности в установившемся режиме, для учета колебаний нагрузки. Этот подход подходит для приводов с относительно стабильными нагрузками — центробежных насосов, компрессоров с плавной подачей, вентиляторов. Для применений с истинными ударными нагрузками он систематически недостаточен, поскольку коэффициент запаса прочности умножает среднюю нагрузку, а не пиковую. Энергия удара содержится в коротких импульсах высокой интенсивности, которые коэффициент запаса прочности, рассчитанный для средней нагрузки, не может учесть.

Выбор звездочки для приводов большой мощности

Конфигурация ступицы в приводах большой мощности заслуживает особого внимания. С-образная ступица (симметрично выступающая с обеих сторон) предпочтительна для тяжелых условий эксплуатации, поскольку она обеспечивает наибольшую площадь опоры на валу, распределяя нагрузку от выступающей цепи по большей длине ступицы и уменьшая изгибающий момент на шпонке вала. Звездочка с B-образной ступицей того же диаметра имеет меньшую длину зацепления шпонки и более высокое напряжение изгиба вала на поверхности ступицы. В приводах, где натяжение цепи превышает 30 кН, использование С-образной ступицы или конического замка (который распределяет усилие зажима по большей длине зацепления вала) является передовой инженерной практикой, а не дополнительной опцией.

Для конусной фиксации и втулки QD звездочки повышенной прочностиМомент затяжки втулки указан в техническом паспорте производителя и должен соблюдаться точно. Недостаточно затянутые втулки в приводах, работающих в условиях сильных ударных нагрузок, могут проскальзывать на валу под пиковыми нагрузками, вызывая фрикционный износ между отверстием втулки и валом, который быстро приводит к повреждению вала. Например, момент затяжки втулки 3535 в приводе ANSI #120 обычно составляет 270–310 Нм — значение, для надежной затяжки которого требуется динамометрический ключ, и которое невозможно воспроизвести на ощупь.

Технические характеристики цепей большой серии: основные размеры и допустимая нагрузка.

Смазка в цепных приводах большой мощности: фактор, имеющий приоритет над техническими характеристиками.

Разница в сроке службы между правильно смазанной и плохо смазанной цепью для тяжелых условий эксплуатации не незначительна, а составляет порядок величины. Правильно подобранная цепь #120H, работающая в условиях непрерывной смазки в масляной ванне в закрытом корпусе, может прослужить 12 000–18 000 часов до достижения удлинения 3%. Та же цепь в открытой, несмазанной среде на горнодобывающем конвейере может выйти из строя через 800–1200 часов, независимо от того, насколько консервативно был выбран размер. Смазка для цепных приводов для тяжелых условий эксплуатации не является вопросом технического обслуживания — это основной параметр конструкции, который необходимо определить до окончательного выбора размера цепи.

Прочные цепные приводы на практике: конфигурации, специфичные для различных отраслей промышленности.

Горнодобывающая промышленность и подземная добыча полезных ископаемых. Приводы бронированных забойных конвейеров (AFC), приводы проходческих комбайнов для проходческих работ в лавах и перевалочные устройства поверхностных конвейеров используют цепи повышенной прочности, работающие при высоких нагрузках и низких скоростях в условиях постоянного контакта с абразивными материалами. Цепь для приводов подземных угольных шахт обычно представляет собой калиброванную цепь с круглыми звеньями (другая категория продукции, чем роликовая цепь), а не роликовую или инженерную цепь, — но на поверхностных перевалочных конвейерах часто используются роликовые цепи повышенной прочности серии ANSI с чугунными звездочками в диапазоне от #120H до #160H. Критически важным параметром для приводов горнодобывающих машин является герметичная цепь — роликовая цепь повышенной прочности с уплотнительными кольцами O- или X-образными кольцами предотвращает попадание угольной пыли в зазор между штифтом и втулкой и обеспечивает сохранение смазки в течение длительного срока службы без доступа.

Металлургический комбинат и переработка металлов. Для приводов валков прокатных станов горячей прокатки полосы, приводов конвейеров для заготовок и систем перемещения рулонов требуются цепи, выдерживающие повышенную температуру окружающей среды (часто 80–150 °C на поверхности цепи из-за излучения тепла), а также высокие ударные нагрузки от ударов заготовки о валки. Для этих применений используются цепи с цементированной поверхностью. сверхпрочная роликовая цепь Требуется использование высокотемпературной смазки (синтетического полиальфаолефина или масла на основе перфторированного эфира, рассчитанного на температуру до 200°C). Корпус цепи должен включать систему принудительного охлаждения — циркуляцию масла с теплообменником, — поскольку срок службы цепи в условиях теплового излучения в первую очередь ограничивается окислением смазки, а не механической усталостью.

Строительная техника и краны. Цепи крановых лебедок, приводы регулировки шага гусениц бульдозеров и приводы подачи сваебойных установок работают под высокими статическими нагрузками с редкими, но сильными ударами во время рабочих циклов. Для крановых лебедок правильнее использовать листовые цепи (серии AL/BL), а не роликовые — они рассчитаны исключительно на растягивающую нагрузку и не имеют элементов, обеспечивающих роликовое зацепление. Для приводных цепей в строительной технике оптимальное сочетание грузоподъемности и защиты от воздействия окружающей среды обеспечивает роликовая цепь тяжелой серии с минимальным коэффициентом запаса прочности 8:1 и покрытием из нержавеющей стали или никеля.

Перевозка цемента и сыпучих материалов. Вертикальные ковшовые элеваторы для клинкера и горизонтальные конвейеры для подачи материала в печь, как уже обсуждалось, требуют использования цепей инженерного класса, однако головка и приводные звездочки этих систем также подлежат требованиям спецификации, изложенным выше. Конические зубчатые колеса с фиксатором для приводов высоконагруженных горных и цементных заводов. Заказ следует оформлять с подтвержденными сертификатами твердости зубьев и протоколами испытаний твердости поверхности, а не просто предполагать наличие поверхностного закаливания на основании описания в каталоге.

Чтение статьи «Повреждения цепей в тяжелых условиях эксплуатации: что говорит вам поверхность излома»

Проверка вышедшей из строя цепи перед заказом замены является одним из наиболее ценных методов диагностики при техническом обслуживании приводных систем большой мощности. Характер отказа определяет, следует ли заменить цепь на аналогичную, использовать цепь большего диаметра или устранить системную проблему, которая приведет к выходу из строя новой цепи через тот же промежуток времени.

Часто задаваемые вопросы