Začiatkom roka 2024 vymenila betonáreň na spracovanie kameniva už štvrtýkrát za 18 mesiacov svoju reťaz dopravníka na regeneráciu kameniva. Každá výmena mala rovnakú špecifikáciu – ťažkú valčekovú reťaz ANSI #120, ktorá bola zladená s ozubenými kolesami 25T, ktoré sa už nachádzali v pohone. Reťaz mala správny rozstup, správne medzné zaťaženie na papieri a správnu dĺžku. Na rovnakom mieste – v strednej časti spodnej vetvy, kde reťaz ťahala priamo cez nahromadený jemný kamenivo na dne žľabu – sa naďalej pokazila 4 – 5 mesiacov. Spôsob poruchy bol zakaždým rovnaký: vonkajšie článkové dosky opotrebované v strede plochy, vonkajší povrch valca opotrebovaný na kontaktnej strane a viacero zadretých spojov v dôsledku vstrebávania abrazíva. Správnym riešením nebola lepšia trieda valčekovej reťaze #120. Išlo o zmenu na kategóriu produktu navrhnutú pre tento špecifický stav zaťaženia: čapová reťaz s kalenými povrchmi valca a otvorenou konštrukciou valca, ktorá uvoľňuje zachytené abrazívum, namiesto toho, aby ho drvila do ložiskových plôch.
Pochopenie rozdielu medzi valčekovou reťazou, čapovou reťazou a ťažnou reťazou – a toho, aké špecifické konštrukčné vlastnosti každá z nich rieši – je nevyhnutné pre správny výber pre aplikácie manipulácie s ťažkým sypkým materiálom.
Čapový reťazec: Štruktúra a zdôvodnenie návrhu
Čapová reťaz (ASME B29.4, ISO 1977) je pomenovaná podľa plného čapu – „čapu“ – ktorý tvorí spoj medzi článkami. Na rozdiel od štandardnej valčekovej reťaze, kde je čap uzavretý v zostave puzdra a valčeka, čapový spoj reťaze používa otvorenú liatu alebo kovanú bočnú tyč („bočná tyč“) s otvoreným hákom alebo drážkou, ktorá prijíma čap susedného článku bez úplného uzavretia puzdra.
Kritickým konštrukčným prvkom, ktorý odlišuje čapovú reťaz od valčekovej reťaze v aplikáciách s sypkými materiálmi, je táto geometria otvoreného kĺbu. Keď abrazívny materiál vstúpi do štandardného otvoru puzdra valčekovej reťaze, zachytí sa medzi čapom a povrchom puzdra, čím sa vytvorí abrazívna zmes, ktorá sa pri každom kĺbe nepretržite brúsi. V čapovej reťazi otvorený kĺb umožňuje abrazívnym časticiam prepadnúť cez medzeru kĺbu, namiesto toho, aby boli zachytené – reťaz sa počas prevádzky čiastočne samočisti. Tento jediný konštrukčný rozdiel vedie k výrazne dlhšej životnosti v aplikáciách, kde je kontakt s jemným abrazívnym materiálom nevyhnutný.
Štandardné série čapových reťazí a ich použitie
| Číslo reťaze | Rozstup (mm) | Priemer čapu (mm) | Minimálna medzná hmotnosť (kN) | Typ odkazu | Primárna aplikácia |
|---|---|---|---|---|---|
| Séria 32 | 101.6 | 25.4 | 111.0 | Liatinový odsadený bočný panel | Rekultivácia kameniva, dopravník piesku |
| Séria 42 | 101.6 | 31.8 | 156.0 | Liatina, ťažší bočný panel | Štrk, drvený kameň, cementový slinok |
| Séria 51 | 152.4 | 38.1 | 178.0 | Liatina alebo liata oceľ | Najbežnejšie: cement, ťažba, ťažba kameniva |
| Séria 55 (ťažká) | 152.4 | 44.5 | 267.0 | Liata oceľ | Ťažké kamenivo, lom, poruba bane |
| Séria 62 | 203.2 | 50.8 | 356.0 | Ťažká liata oceľ s upevňovacími bodmi | Terminál pre hromadný náklad, veľkokusová ruda, oceľový šrot |
Plochá ťažná reťaz: Keď sú potrebné škrabky a unášače
Zatiaľ čo čapová reťaz je samodopravný prvok (telo reťaze sa dotýka materiálu), plochá ťažná reťaz je hnací prvok, ktorý nesie samostatné úchyty na uchytenie letúna – oceľové tyče alebo lopatky privarené alebo priskrutkované k reťazi v pravidelných intervaloch. Letúny tlačia materiál horizontálne pozdĺž žľabu alebo panvy bez toho, aby sa samotná reťaz musela priamo dotýkať materiálu.
Ploché ťažné reťaze používajú ako hnací prvok jeden z dvoch typov reťazí: ťažkú valčekovú reťaz inžinierskej triedy (séria ASME B29.10 – pozri článok 11 v tejto sérii) s bočnými upevňovacími doskami pre uchytenie lanka alebo účelovo vyrobenú zváranú oceľovú ťažnú reťaz, kde sú bočné tyče reťaze vyrobené z hrubého konštrukčného oceľového plechu s integrovanými upevňovacími bodmi pre uchytenie lanka.
Rozstup letiek – vzdialenosť medzi po sebe idúcimi letkami – určuje hĺbku vrstvy materiálu v žľabe. Pri jemných materiáloch (zrno, jemné uhoľné častice, prášky) udržiava bližší rozstup letiek (0,5 – 1 × šírka žľabu) rovnomernú hĺbku materiálu. Pri hrubších materiáloch (veľký kamenivo, drevná štiepka) znižuje väčší rozstup letiek (1 – 2 × šírka žľabu) ťažné zaťaženie reťaze na let tým, že umožňuje materiálu prirodzený tok, namiesto toho, aby bol tlačený ako pevná zátka.
Materiál vypĺňa celý prierez žľabu. Reťaz a unášače sa pohybujú pomaly (0,05 – 0,2 m/s) cez masu materiálu. Veľmi vysoká kapacita na jednotku sily reťaze. Používa sa na: obilie, pelety, prášky, jemné uhlie. Ťah reťaze sa vypočíta z objemovej hustoty materiálu × prierez žľabu × dĺžka × koeficient trenia.
Materiál leží vo vrstvách medzi nosníkmi reťaze v otvorenej panvici. Nosníky posúvajú materiál dopredu. Možná vyššia rýchlosť reťaze (až do 0,5 m/s). Používa sa na: kamenivo, drevnú štiepku, demolačný odpad, veľké kusové materiály. Reťaz je vystavená nárazom veľkých kusov.
Reťaz ťahá škrabáky priamo po žľabe alebo povrchu zeme. Reťaz aj škrabáky sú opotrebovávané prvky. Vysoké ťažné zaťaženie reťaze z trenia materiálu. Používa sa pri podzemnej preprave uhlia, kameniva a rudy tam, kde výška prekladu bráni použitiu pásových dopravníkov.
Výpočet ťahu reťaze pre vlečné dopravníky: Metodika návrhového zaťaženia
Primárnym výpočtom návrhu pre akúkoľvek reťaz vlečného dopravníka je ťah reťaze – ťahová sila, ktorú musí reťaz prenášať medzi hnacím ozubeným kolesom a vratným kolesom. Ťah reťaze určuje požadované medzné zaťaženie reťaze (prostredníctvom konštrukčného bezpečnostného faktora), ktorý potom určuje výber série reťaze.
F_material = ρ × A × L × g × μ_m
F_chain = m_c × L × g × (μ_c + sin θ)
F_lety = m_f × N_f × g × μ_f
F_gradient = (ρ × A × L + m_c × L) × g × sin θ
L = dĺžka dopravníka (m) · g = 9,81 m/s²
μm = koeficient trenia materiálu na žľabe
m_f = letová hmotnosť (kg) · N_f = počet letov
θ = uhol sklonu
Typické koeficienty trenia pre konštrukciu reťazového ťahacieho dopravníka: materiál na oceľovom žľabe — 0,4–0,6 pre suchý kamenivo, 0,5–0,7 pre mokrý piesok, 0,25–0,35 pre zrno. Reťaz na oceľovom žľabe — 0,1–0,2 s mazaním, 0,25–0,35 bez mazania. Reťaz na plastovej vložke odolnej voči opotrebovaniu — 0,08–0,15. Tieto koeficienty sú dominantnými premennými pri výpočte ťahu reťaze – zmena z oceľového žľabu na vložku z UHMW znižuje ťah reťaze o 35–451 TP3T, čo umožňuje výrazne menšiu (a lacnejšiu) sériu reťazí.
Požadované medzné zaťaženie reťaze sa vypočíta z ťahu reťaze: Medzné zaťaženie ≥ F_total × bezpečnostný faktor. CEMA (Asociácia výrobcov dopravníkových zariadení) odporúča bezpečnostný faktor 6 – 8 pre ťahové dopravníky sypkých materiálov – výrazne vyšší ako faktory 3 – 5 používané pre štandardné valčekové reťaze na prenos energie. Vyšší faktor zohľadňuje rázové a nárazové zaťaženia z kusového materiálu vstupujúceho do dopravníka, ktoré môžu vytvoriť okamžité špičkové sily 2 – 4-násobok ustáleného ťahu reťaze. Pre kamenivo s maximálnou veľkosťou hrudiek nad 50 mm by sa mal na F_materiál pred vynásobením bezpečnostným faktorom použiť faktor nárazu 1,5 – 2,0.
Posúdenie opotrebenia a riadenie životnosti ťažných a čapových reťazí
Štandardné hodnotenie opotrebenia valčekových reťazí (meranie predĺženia čapu a puzdra) sa vzťahuje na reťaze inžinierskej triedy používané ako pohonné prvky vlečného dopravníka. Pri čapových reťaziach je primárne meranie opotrebenia odlišné: pretože čap (čap) dosadá priamo na bočnú liatinu liateho článku, meraním opotrebenia je skôr zmenšenie priemeru čapu než predĺženie rozstupu článkov. Norma ASME B29.4 odporúča výmenu čapových reťazí, keď sa priemer čapu zmenší o viac ako 10% pôvodného priemeru v ktoromkoľvek meranom bode pozdĺž dĺžky reťaze.
Priemer čapu zmerajte pomocou vonkajších posuvných meradiel na troch miestach pozdĺž každého čapu: v strede rozpätia a na oboch koncoch do 10 mm od otvoru bočnej tyče. Opotrebenie v strede rozpätia indikuje prevádzkový kontakt s otvorom bočnej tyče počas prevádzky. Opotrebenie koncov indikuje nesúososť medzi dvoma otvormi bočnej tyče v susedných článkoch – znak skrútenia alebo bočného zaťaženia reťaze. Ak opotrebenie koncov presiahne opotrebenie v strede rozpätia, reťaz je vystavená bočnému zaťaženiu, ktoré nie je súčasťou konštrukcie – skontrolujte nesúososť žľabu, zošikmenie ozubeného kolesa a zaseknutie unášača na stenách žľabu.
Pri reťaziach vlečných dopravníkov s upevňovacími prvkami letáku sa opotrebovanie letáku posudzuje samostatne od opotrebenia reťaze. Letáky sa ťahajú priamo po vložkách žľabov a opotrebúvajú sa zospodu – opotrebenie spodnej plochy je viditeľné a merateľné. Letáky vymeňte, keď sa spodná plocha opotrebuje o viac ako 50% pôvodnej výšky tyče alebo keď je profil odtokovej hrany erodovaný do takej miery, že materiál sa kotúľa po tyči, namiesto toho, aby bol tlačený dopredu. Reťaz inžinierskej triedy a ťažká ťažná reťaz pre aplikácie sypkých materiálov je k dispozícii so zodpovedajúcimi špecifikáciami uchytenia letu.
Výber materiálu čapovej a ťažnej reťaze: uhlíková oceľ vs. legovaná oceľ vs. liatina
| Materiál odkazu | Tvrdosť (HB) | Odolnosť voči oderu | Odolnosť voči nárazu | Relatívne náklady | Najlepšia aplikácia |
|---|---|---|---|---|---|
| Štandardná liatina | 170 – 220 | Mierne | Nízka — krehký lom pri náraze | Najnižšia | Jemné materiály, nízky náraz, cement (preosiaty) |
| Temperovaná liatina | 180 – 240 | Dobré | Mierne | Nízko-stredné | Obilniny, uhlie, stredne kusové kamenivo |
| Liata oceľ (tepelne spracovaná) | 280 – 360 | Vysoká | Vysoká | Mierne | Kamenivo, drvený kameň, kusová ruda |
| Liatina s vysokým obsahom chrómu | 450 – 600 | Veľmi vysoká | Nízke – používajte iba pri nízkych rázových zaťaženiach | Vysoká | Jemný agregát s vysokým obsahom kremičitého, sklenené črepy, abrazívny prášok |
| Legovaná oceľ (kovaná) | 300 – 400 | Vysoká | Veľmi vysoká | Vysoká | Ťažká ťažba, oceľový šrot, demolačné sutiny |
Aplikácie špecifické pre dané odvetvie v Kórei a juhovýchodnej Ázii
Betónové zmesi a kamenivo. Úvodný príklad v tomto článku je reprezentatívny pre najbežnejšie použitie čapových reťazí v kórejskom priemysle – dopravníky na regeneráciu kameniva pod skladovacími priestormi, ktoré presúvajú drvený kameň, piesok a zmiešané kamenivo zo skladu do dávkovacieho systému. Správna špecifikácia je čapová reťaz z liatej ocele radu 42 alebo 51 pre aplikácie s drveným kameňom (maximálna veľkosť hrudiek 40 – 60 mm, objemová hmotnosť 1 600 – 1 800 kg/m³). Na regeneráciu jemného piesku je postačujúca a lacnejšia temperovaná liatina radu 42. Ozubené kolesá z liatej ocele s kalenými zubovými plochami sú pre tieto aplikácie špecifikované spolu s reťazou – tvrdosť zubov ozubeného kolesa musí byť prispôsobená tvrdosti materiálu reťaze, aby sa zabránilo prednostnému opotrebovaniu mäkšej zložky.
Výroba cementu. Kórejské cementárne (prevádzky Ssangyong, Asia a Hanil) používajú pri manipulácii so surovinami viacero stupňov ťahacích dopravníkov, vstupné dopravníky do pecí a reťaze chladičov slinku. Vstupný dopravník do cementárne je vystavený najnáročnejším podmienkam – slinok pri teplote 100 – 200 °C, veľké nepravidelné hrudky do 80 mm a abrazívny silikátový prach. Štandardnou špecifikáciou pre túto pozíciu je čapová reťaz z liatej ocele série 55 s tepelne odolnou čapovou zliatinou. Vstupná reťaz do pece zvyčajne pracuje pri rýchlosti 0,05 – 0,15 m/s a v dobre udržiavaných závodoch sa vymieňa v rámci 2-ročného plánovaného cyklu údržby, na rozdiel od 6 – 9 mesiacov pri štandardnej valčekovej reťazi inžinierskej triedy, ktorá sa predtým špecifikovala na starších zariadeniach.
Korečkové elevátory pre obilné družstvá. Kórejská infraštruktúra poľnohospodárskych družstiev na skladovanie obilia využíva hromadné ťahacie dopravníky na horizontálnu prepravu obilia medzi zásobníkmi a spracovateľskými zariadeniami. Materiálom je obilie (objemová hmotnosť 700 – 800 kg/m³, v porovnaní s minerálnymi aplikáciami v podstate neabrazívne) pri nízkych rýchlostiach reťaze (0,05 – 0,12 m/s). Pre tieto aplikácie je štandardom čapová reťaz z temperovanej liatiny alebo ťažká valčeková reťaz inžinierskej triedy s nerezovými upevňovacími doskami – požiadavka na oder je nízka a dominantnou požiadavkou je ochrana proti korózii (pred vlhkosťou obilia a pozberovým umývaním).
Ťažba a dobývanie vo Vietname a Indonézii. Exportní zákazníci z juhovýchodnej Ázie, ktorí prevádzkujú kamenivo a spracovanie nerastných surovín, tvoria významnú časť dodávok čapových reťazí spoločnosti Korea Ever-Power – filipínske zariadenia na spracovanie niklového lateritu, pásové podávače v indonézskych uhoľných termináloch a vietnamské regeneračné dopravníky z cementární používajú špecifikácie čapových reťazí v sérii 51 a 55. Dodacia lehota pre údržbárske operácie v juhovýchodnej Ázii – zvyčajne 3 – 6 týždňov pre položky, ktoré nie sú na sklade – znamená, že títo zákazníci výrazne profitujú z kórejských skladových zásob bežných sériových veľkostí a rozstupov v porovnaní s 12 – 20-týždňovou dodacou lehotou pri priamom obstarávaní od výrobcu.
Často kladené otázky
K dispozícii sú čapové reťaze, ťažné reťaze inžinierskej triedy a reťaze pre ťažké dopravníky
Pošlite nám dĺžku dopravníka, šírku žľabu, typ materiálu, veľkosť kusov a rýchlosť reťaze – naši technici pred výrobou potvrdia správnu sériu, materiál a konfiguráciu uchytenia pásu.
Redaktor: Cxm
