Koło łańcuchowe przenośnika: typy, wybór i przewodnik po konserwacji

A koło łańcuchowe przenośnika to koło zębate, które zazębia się z łańcuchem przenośnika w celu przenoszenia mocy i sterowania ruchem łańcucha wzdłuż systemu przenośnika. Wybór właściwej zębatki — dopasowanej do podziałki łańcucha, rozmiaru wału, prędkości i obciążenia — jest najważniejszym czynnikiem zapobiegającym przedwczesnemu zużyciu, przeskakiwaniu łańcucha i nieplanowanym przestojom. W tym przewodniku omówiono typy kół zębatych, kryteria wyboru, typowe wzorce awarii i najlepsze praktyki konserwacji.

Jak działa koło łańcuchowe przenośnika

Zęby koła łańcuchowego sprzęgają się z płytkami łączącymi lub rolkami łańcucha przenośnika, przekształcając ruch obrotowy wału w liniowy ruch łańcucha. W przeciwieństwie do koła zębatego, które zazębia się z innym kołem zębatym, koło zębate jest zawsze połączone z elastycznym łańcuchem, co sprawia, że ​​precyzja profilu zęba i średnicy koła podziałowego ma kluczowe znaczenie.

The boisko zębatki musi dokładnie odpowiadać podziałce łańcucha. Na przykład łańcuch z Skok 1 cala (25,4 mm). wymaga zębatki o tym samym 1-calowym skoku — nawet niedopasowanie 0,5 mm przyspiesza zużycie zębów nawet o 300% pod obciążeniem.

W każdym układzie napędowym przenośnika istnieją dwa podstawowe położenia kół łańcuchowych:

• Koło napędowe: Podłączony do wału silnika; przykłada siłę ciągnącą do łańcucha.
• Koło zębate napinające/ogonowe: Znajduje się na przeciwległym końcu; utrzymuje napięcie i prowadzi powrót łańcucha.

Typowe typy kół łańcuchowych przenośników

Nie wszystkie koła łańcuchowe przenośnika są wymienne. Właściwy typ zależy od typu łańcucha, profilu obciążenia i tego, czy koło łańcuchowe wymaga częstego demontażu w celu konserwacji.

Koła zębate łańcucha rolkowego

Zaprojektowane dla łańcuchów rolkowych zgodnych ze standardem ANSI/ISO (np. #40, #50, #80), są to najczęściej używane koła łańcuchowe w ogólnych zastosowaniach przenośnikowych. Są dostępne w konfiguracjach typu A (płaska płyta), typu B (pojedyncza piasta) i typu C (podwójna piasta). Typy B i C są preferowane w przypadku obciążeń poprzecznych ponieważ piasta zapewnia większe podparcie wału.

Koła zębate klasy inżynieryjnej

Stosowane z łańcuchami przenośnikowymi do dużych obciążeń (takimi jak seria ANSI 700 lub 800), te koła łańcuchowe są przeznaczone do środowisk o niskiej prędkości i dużym obciążeniu — powszechnych w hutach stali, górnictwie i transporcie materiałów sypkich. Często są wyposażone w wymienne segmenty zębów, aby obniżyć koszty wymiany zębatki.

Dzielone zębatki

Podzielone na dwie połowy koła zębate można montować i demontować bez demontażu wału lub sąsiednich elementów. Czas przestojów konserwacyjnych zostaje skrócony nawet o 70% w porównaniu do pełnych kół zębatych w instalacjach z łożyskami lub sprzęgłami, które są trudne do demontażu.

Zębatki plastikowe/nylonowe

Stosowany w liniach przetwórstwa spożywczego, farmaceutycznego i lekkich linii pakujących, gdzie problemem jest zanieczyszczenie metalami lub wymagana jest praca bez smarowania. Nylonowe koła łańcuchowe mogą pracować na sucho i są odporne na korozję, chociaż zazwyczaj mają niższą nośność odpowiedni do 300 funtów uciągu łańcucha w zależności od liczby zębów i podziałki.

Koła zębate napinacza z łożyskami

Te koła łańcuchowe obracają się swobodnie na stałym wale za pomocą zintegrowanych łożysk kulkowych lub wałeczkowych. Stosowane są jako koła zębate napinające lub prowadzące, gdzie nie jest potrzebne przenoszenie mocy, a jedynie podparcie łańcucha i zmiana kierunku.

Kluczowe dane techniczne, które należy dopasować przy wyborze zębatki

Nieprawidłowa specyfikacja jest główną przyczyną przedwczesnej awarii zębatki i łańcucha. Podczas dopasowywania koła łańcuchowego do łańcucha przenośnika należy skorzystać z poniższej tabeli:

Liczba zębów i współczynnik prędkości

Stosunek prędkości pomiędzy zębatkami napędowymi i napędzanymi to po prostu stosunek liczby ich zębów. A Koło napędowe z 20 zębami w połączeniu z kołem napędzanym z 40 zębami zapewnia redukcję 2:1 , zmniejszając o połowę prędkość wyjściową i podwajając moment obrotowy. Zawsze przed złożeniem zamówienia należy obliczyć wymagane przełożenie zębów, szczególnie gdy skrzynia biegów nie jest częścią układu napędowego.

Użycie nieparzystej liczby zębów na jednej zębatce i parzystej liczby na drugiej (np. 19 i 38) powoduje bardziej równomierne rozłożenie zużycia na wszystkie zęby — praktyka ta nazywa się projekt zęba myśliwskiego — zauważalne wydłużenie żywotności w zastosowaniach wymagających dużej liczby cykli.

Porównanie materiałów dla różnych środowisk operacyjnych

Wybór materiału znacząco wpływa zarówno na koszt, jak i żywotność. W poniższej tabeli porównano cztery najpopularniejsze materiały, z których wykonane są koła łańcuchowe:

Oznaki zużycia zębatki i kiedy ją wymienić

Zużyte zębatki przyspieszają zużycie łańcucha i odwrotnie. Zamontowanie nowego łańcucha na zużytej zębatce powoduje zużycie nowego łańcucha w ciągu kilku tygodni. Zwróć uwagę na te konkretne wskaźniki awarii:

• Zęby haczykowate lub płetwy rekina: Profil zębów staje się asymetryczny, co pozwala łańcuchowi podnosić się i przeskakiwać pod obciążeniem – co jest wyraźnym powodem wymiany spustu.
• Redukcja grubości zęba powyżej 20%: Zmierz grubość zęba na linii podziałowej; wymienić, jeśli zużyje się więcej niż 20% w stosunku do wymiaru oryginalnego.
• Skakanie łańcucha lub wibracje: Często jest to pierwszy objaw zauważany przez operatorów, zwykle spowodowany połączeniem wydłużenia łańcucha i zużycia zębów koła łańcuchowego.
• Widoczne wżery lub pęknięcia: Zmęczenie powierzchni spowodowane obciążeniem udarowym; powszechne w przenośnikach indeksujących o dużej wydajności.
• Zwiększony hałas łańcucha: Głośne grzechotanie lub uderzanie w miejscu załączenia koła łańcuchowego zazwyczaj wskazuje na niedopasowanie skoku spowodowane zużyciem.

Najlepszą praktyką branżową jest wymieniaj zębatkę co drugi lub trzeci cykl wymiany łańcucha lub gdy zużycie zębów osiągnie próg 20% – w zależności od tego, co nastąpi wcześniej.

Najlepsze praktyki dotyczące instalacji i wyrównywania

Nawet poprawnie dobrana zębatka ulegnie wcześniejszej awarii, jeśli zostanie nieprawidłowo zainstalowana. Aby zapewnić niezawodne działanie, wykonaj następujące kroki:

1. Sprawdź średnicę wału i pasowanie wpustu przed wciśnięciem zębatki; dla większości napędów przemysłowych tolerancja otworu względem wału powinna wynosić H7/k6.
2. Wyrównaj koła napędowe i napędzane w tej samej płaszczyźnie za pomocą linijki lub laserowego narzędzia do wyrównywania; Niewspółosiowość boczna większa niż 1/16 cala (1,6 mm) na stopę odległości od środka powoduje obciążenie krawędzi i przyspieszone zużycie.
3. Ustaw prawidłowe napięcie łańcucha — w przypadku większości przenośników poziomych zwis łańcucha powinien wynosić w przybliżeniu 1–2% odległości od środka . Nadmierne dokręcenie powoduje nadmierne obciążenie łożyska i wału; niedokręcenie powoduje uderzanie łańcucha.
4. Dokręć śruby ustalające lub elementy złączne zgodnie ze specyfikacją — zbyt słabe dokręcenie elementów mocujących powoduje poślizg koła łańcuchowego i uszkodzenie wału; Zbyt mocne dokręcenie elementów złącznych może spowodować pęknięcie odlewanych lub plastikowych kół zębatych.
5. Dotarcie przy zmniejszonym obciążeniu przez pierwsze 4–8 godzin pracy, aby umożliwić wzajemne osadzenie się powierzchni łańcucha i zębatki.

Wymagania dotyczące smarowania kół łańcuchowych przenośnika

Smarowanie zmniejsza tarcie na styku łańcuch-koło łańcuchowe i jest czynnikiem mającym największy wpływ na wydłużenie żywotności. Prawidłowa metoda zależy od prędkości łańcucha i obciążenia:

• Smarowanie ręczne/kroplowe: Nadaje się do prędkości łańcucha poniżej 25 stóp/min; regularnie smaruj łańcuch bezpośrednio przed zazębieniem się z zębatką.
• Kąpiel olejowa lub tarcza odrzutowa: Dla prędkości do 300 stóp/min; łańcuch przechodzi przez zamkniętą miskę olejową lub jest rozpylany przez obracającą się tarczę.
• Smarowanie pod wymuszonym ciśnieniem: Wymagane w przypadku prędkości łańcucha powyżej 300 stóp/min lub w zastosowaniach wymagających dużych obciążeń; dostarcza dokładną ilość oleju do punktu zazębienia koła łańcuchowego.
• Smary suche/stałe (PTFE, grafit): Stosowany tam, gdzie zabronione jest stosowanie płynnych smarów — w strefach kontaktu z żywnością, przenośnikach w pomieszczeniach czystych lub w zapylonych środowiskach, gdzie olej przyciąga zanieczyszczenia.

Pokazują to badania przeprowadzone przez producentów łańcuchów, takich jak Tsubaki i Renold Samo właściwe smarowanie wydłuża żywotność łańcucha i zębatki od 3 do 10 razy w porównaniu do pracy na sucho w tych samych warunkach obciążenia.

Obniżenie całkowitego kosztu posiadania

Cena zakupu zębatki rzadko stanowi najwyższy koszt — przestoje, robocizna i uszkodzenia łańcucha spowodowane awarią zębatki znacznie przekraczają koszt części. Rozważ następujące strategie, aby obniżyć całkowity koszt posiadania:

• Zmień na zębatki utwardzane dyfuzyjnie lub indukcyjnie w zastosowaniach wysokocyklowych; premia kosztowa w wysokości 30–50% jest zwykle odzyskiwana w ciągu pierwszego cyklu wymiany.
• Używaj dzielonych kół zębatych w trudno dostępnych miejscach skrócić czas konserwacji z kilku godzin do poniżej 30 minut.
• Standaryzacja w przypadku mniejszej liczby rozmiarów podziałek w całym zakładzie, aby zmniejszyć zapasy części zamiennych i uprościć zaopatrzenie.
• Wymień razem łańcuch i zębatki — mieszanie zużytych i nowych podzespołów jest najczęstszą przyczyną przedwczesnych awarii nowo serwisowanego układu napędowego.
• Wdrożenie harmonogramu wymiany opartego na stanie stosowanie okresowych pomiarów zużycia zębów zamiast dochodzenia do awarii; ogranicza to nieplanowane przestoje o około 60–80% w dobrze zarządzanych obiektach.