Łańcuchy napędowe: dane dotyczące wydajności i przewodnik po wyborze

Aby zapewnić niezawodne przenoszenie mocy mechanicznej, należy odpowiednio określić i konserwować łańcuch napędowy osiąga do Sprawność 98%. bezpośrednio ograniczając straty energii i nieplanowane przestoje. Najważniejszym miernikiem konserwacji jest wydłużenie łańcucha: gdy łańcuch się rozciągnie 3% pierwotnej długości, awaria staje się nieunikniona. Dlatego regularny pomiar wydłużenia i odpowiednie smarowanie stanowią podstawę skutecznego zarządzania łańcuchem napędowym.

Pomiar wydłużenia łańcucha w celu przewidywania żywotności

Wydłużenie łańcucha nie wynika z rozciągania samego metalu, ale ze zużycia powierzchni sworznia i tulei. Każda artykulacja usuwa mikroskopijne cząsteczki, stopniowo zwiększając długość skoku. Nowy łańcuch rolkowy ANSI 40 ma podziałkę 12,70 mm. Wydłużenie właśnie 0,5% wskazuje już na znaczne zużycie sworznia, natomiast wydłużenie przekracza 1,5% do 2% prowadzi do nierównego zazębiania się z zębatkami, przyspieszonego zużycia i ryzyka przeskakiwania zębów. W przypadku zastosowań wymagających dużych prędkości powyżej 500 obr./min. wymianę należy zaplanować po osiągnięciu wydłużenia 1% .

• Zmierz ponad 1 metr łańcucha (lub najdłuższy dostępny prosty odcinek).
• Zastosuj mierzalne napięcie wynoszące co najmniej 2% obciążenia zrywającego łańcucha, aby usunąć luz.
• Porównaj pomiar z nowym odcinkiem łańcucha o identycznej długości.

Na przykład 1-metrowy odcinek zużytego łańcucha napędowego o długości 1012 mm ma wydłużenie wynoszące: 1,2% , co jest nadal akceptowalne w przypadku napędów o niskiej prędkości poniżej 200 obr./min, ale krytyczne w przypadku przenośników o dużej prędkości. Ta metoda pomiaru umożliwia wymianę predykcyjną zamiast reaktywnego zarządzania awariami.

Metody smarowania i ich wpływ na wydajność

Smarowanie zmniejsza tarcie pomiędzy sworzniami i tulejami oraz pomiędzy rolkami i zębami koła łańcuchowego. Bez odpowiedniego smarowania łańcuch napędowy może stracić nawet do 5% jego wydajności w ciągu 100 godzin pracy, a stopień zużycia wzrasta aż do 7 razy . Prawidłowa metoda smarowania zależy od prędkości łańcucha i środowiska pracy.

W przypadku smarowania kąpielowego olej musi osiągnąć lepkość wynoszącą 68 do 100 cSt w 40°C dla większości napędów przemysłowych. Jeśli łańcuch pracuje w podwyższonych temperaturach powyżej 70°C, oleje syntetyczne o wyższych wskaźnikach lepkości utrzymują film smarny lepiej niż oleje mineralne. Łańcuchy pracujące na sucho lub z niewystarczającym smarowaniem wykazują gwałtowny wzrost temperatury sworzni, często przekraczający 85°C mierzone za pomocą termografii w podczerwieni, co bezpośrednio koreluje z przyspieszonym wydłużeniem.

Wybór właściwej podziałki i splotów łańcucha napędowego

Za mały rozmiar łańcucha napędowego prowadzi do szybkiej awarii zmęczeniowej, natomiast za duży zwiększa niepotrzebną bezwładność i koszty. Moc projektowa doboru łańcucha jest równa przesyłanej mocy pomnożonej przez współczynnik serwisowy. W przypadku typowego napędu przenośnika pracującego 10 godzin dziennie przy umiarkowanych obciążeniach udarowych współczynnik serwisowy wynosi 1,2 do 1,4 . Na przykład silnik o mocy 7,5 kW przy 300 obr./min wymaga mocy projektowej wynoszącej 9,0 do 10,5 kW . W tym zakresie konieczne jest odniesienie się do tabel danych producenta dla łańcuchów ANSI 80 (podziałka 25,40 mm) lub ANSI 100 (podziałka 31,75 mm).

Łańcuchy wielożyłowe zwiększają moc, ale zmniejszają elastyczność i wymagają bardziej precyzyjnego ułożenia. Łańcuch dwuniciowy (dwużyłowy) przenosi w przybliżeniu 1,7 razy moc pojedynczej nici, podczas gdy potrójna nić niesie 2,5 razy . Jednak nierównowaga obciążenia pomiędzy pasmami jest powszechna. Aby uniknąć nierównomiernego zużycia, całkowite przesunięcie kół zębatych musi być mniejsze niż 0,25 mm na 300 mm długości wału . W przypadku napędów o mocy przekraczającej 30 kW pojedynczy łańcuch szerokosplotowy jest często bardziej niezawodny niż wiele wąskich splotów, ponieważ ryzyko nierównomiernego rozkładu obciążenia jest mniejsze.

Kontrola zwisu, naprężenia i obciążenia dynamicznego

Właściwy zwis łańcucha po luźnej stronie jest niezbędny do zmniejszenia obciążeń udarowych i zużycia zębatki. W przypadku napędów poziomych o środkach oddalonych od 1 metra ugięcie powinno wynosić 2% do 3% odległości środkowej. Dla odległości od środka wynoszącej 600 mm jest to równe 12 do 18 mm całkowitego odkształcenia pionowego mierzonego w środku luźnej żyłki. Zbyt napięty łańcuch (zwis poniżej 1%) zwiększa obciążenie łożysk i powoduje powstawanie skoków rozciągających podczas rozruchowego momentu obrotowego. Zbyt luźny (ugięcia powyżej 5%) umożliwia działanie bicza i cięciwy łańcucha na generowanie częstotliwości wibracji, które mogą rezonować z konstrukcją napędu.

Napięcie łańcucha można oszacować mierząc siłę potrzebną do odchylenia luzu o 1% odległości od środka . Dla typowego napędu przemysłowego siła odchylająca wynosi 2 do 5 N na milimetr szerokości łańcucha jest odpowiedni dla luźnej strony. Jeśli zmierzona siła przekracza 8 N/mm, prawdopodobne jest nadmierne naprężenie. Łańcuchy poddawane działaniu powtarzających się szczytów wysokiego napięcia powyżej 30% ich ostatecznej wytrzymałości na rozciąganie ulegnie uszkodzeniu w wyniku pęknięcia zmęczeniowego wewnętrznych płyt bocznych 10 milionów do 20 milionów cykli , co przy 500 obr/min odpowiada jedynie 300 do 600 godzinom pracy.

Częstotliwość przeglądów i kryteria wymiany

Systematyczny harmonogram przeglądów zapobiega katastrofalnym awariom. W przypadku ciągłej pracy 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, co tydzień sprawdzaj stan smarowania i zwis łańcucha. Zmierz wydłużenie co 500 godzin pracy lub co miesiąc. Zapisz wartości wydłużenia na wykresie trendu. Wymienić łańcuch po osiągnięciu zmierzonego wydłużenia 2,0% do napędów zamkniętych i 1,5% do środowisk otwartych lub ściernych. Koła łańcuchowe należy także wymieniać, gdy zużycie powierzchni bocznych zębów przekracza 0,5 mm na średnicy podziałowej dla łańcuchów ANSI 60 i mniejszych, lub gdy profil zęba zostaje zakrzywiony. Ponowne użycie zużytych zębatek w nowym łańcuchu skraca żywotność nowego łańcucha nawet o 75% ponieważ łańcuch jest osadzony głębiej w zużytym profilu zęba, zwiększając kąt przegubu i zużycie sworznia.

W przypadku napędów krytycznych, w których koszty nieplanowanych przestojów przekraczają cenę łańcucha 20-krotnie lub więcej, należy wdrożyć limit zużycia wynoszący Wydłużenie 1,0%. jako próg zastępczy. Ten konserwatywny limit, w połączeniu z cotygodniowymi kontrolami poziomu oleju i comiesięczną termografią, wydłuża średni czas między awariami z typowych 8000 godzin do ponad 25 000 godzin dla dobrze utrzymanych łańcuchów pracujących w zakresie obciążeń znamionowych.