Kaip užtikrinti, kad mechaninis tempimas nesukeltų ritininių grandinių pertempimo
Pramoninėse transmisijų sistemose ritininės grandinės dėl savo didelio efektyvumo ir ilgaamžiškumo tapo pagrindiniais transmisijos komponentais transportavimo mašinose, žemės ūkio įrangoje ir automobilių gamyboje. Mechaninis tempimas yra pagrindinis ritininių grandinių montavimo, paleidimo ir priežiūros procesas. Tinkamas jos veikimas tiesiogiai lemia grandinės tarnavimo laiką ir įrangos stabilumą. Netinkamas veikimas, dėl kurio grandinė per daug įtempiama, gali ne tik sukelti priešlaikinį grandinės gedimą, bet ir sukelti daugybę problemų, įskaitant įrangos prastovas ir gamybos avarijas. Šiame straipsnyje bus išsamiai analizuojami pagrindiniai mechaninio tempimo principai, išsamiai išnagrinėti per didelio tempimo pavojai ir pateiktas mokslinis bei praktinis per didelio tempimo prevencijos planas iš trijų perspektyvų: parengimo, vykdymo, bandymo ir priežiūros.
1. Pagrindinio mechaninio tempimo ir ritininės grandinės pertempimo ryšio supratimas
Prieš aptardami, „kaip to išvengti“, pirmiausia turime išsiaiškinti, „ką“ – tik suprasdami mechaninio tempimo mechanizmą ir per didelio tempimo apibrėžimo kriterijus, galime sušvelninti riziką pačioje pradžioje. 1. Pagrindinė mechaninio tempimo funkcija: ne „grandinės pailginimas“, o „tikslus pritaikymas“
Mechaninis tempimas nėra tiesiog ritininės grandinės tempimas išorine jėga. Jo esmė – naudojant kontroliuojamą mechaninę jėgą pasiekti iš anksto nustatytą grandinės įtempimą montavimo metu arba pašalinti susikaupusią plastinę deformaciją, atsiradusią dėl ilgalaikio eksploatavimo atliekant techninę priežiūrą. Konkretūs taikymo scenarijai:
Išankstinis tempimas montuojant naują grandinę: gamybos proceso metu tarp komponentų, tokių kaip grandinės plokštės, kaiščiai ir ritinėliai, lieka nedideli tarpai. Mechaninis tempimas gali iš anksto panaikinti šiuos tarpus, taip išvengiant vibracijos ir triukšmo, kurį sukelia per didelis tarpas pradinio naudojimo metu.
Senos grandinės reguliavimas techninės priežiūros metu: ilgą laiką eksploatuojamos ritininės grandinės dėl susidėvėjimo pailgėja žingsnis. Mechaninis tempimas gali padėti nustatyti, ar grandinė vis dar yra saugiame darbiniame diapazone, arba kompensuoti šį pailgėjimą tiksliai sureguliuojant įtempiklį.
Sinchroninis kalibravimas daugiaašėse transmisijose: kai įranga naudoja kelias ritinines grandines, mechaninis tempimas užtikrina pastovų įtempimą visose grandinėse, užkertant kelią atskirų grandinių perkrovai dėl netolygaus jėgos pasiskirstymo. 2. Pertempimo apibrėžimas: raudona linija nuo „leistino pailgėjimo“ iki „gedimo ribos“
Ritininės grandinės „tempimą“ galima suskirstyti į du tipus: elastinį tempimą (atsigaunamą pašalinus išorinę jėgą) ir plastinį tempimą (nuolatinę deformaciją, kai išorinė jėga viršija medžiagos takumo ribą). Pertempimo esmė yra „per didelis plastinis tempimas“, paprastai nustatomas pagal žingsnio pailgėjimą:
Įprastoms transmisijos ritinėlių grandinėms: žingsnio pailgėjimas, viršijantis 3 %, laikomas pertemptu ir jį reikia pakeisti;
Didelės apkrovos / didelio greičio transmisijų ritininėms grandinėms: žingsnio pailgėjimas, viršijantis 2 %, kelia susirūpinimą, o jei viršija 2,5 %, grandines reikia pakeisti.
Pertempimas iš esmės įvyksta, kai mechaninio tempimo metu veikianti jėga viršija grandinės medžiagos takumo ribą arba kai tempimo laikas yra per ilgas, dėl ko susidaro per didelė sukaupta plastinė deformacija.
2. Pertempimo pavojai: tai ne tik „grandinės gedimas“, bet ir „įrangos katastrofa“
Daugelis žmonių mano, kad „pertempimas tiesiog reiškia, kad grandinė ilgai netarnaus“, tačiau iš tikrųjų pertempimas gali turėti kaskadinį poveikį visai perdavimo sistemai ir netgi sukelti saugos avarijas.
1. Tiesioginis pavojus: negrįžtamas grandinės pažeidimas
Grandinės plokštės lūžis: per didelis tempimas gali sukelti įtempių koncentraciją grandinės plokštės skylėse, todėl po ilgalaikio eksploatavimo skylių kraštuose gali atsirasti įtrūkimų.
Pagreitintas kaiščio dilimas: dėl plastinės deformacijos padidėja tarpas tarp kaiščio ir grandinės plokštės angos, todėl kaištis dilsta 3–5 kartus greičiau nei įprastai.
Volelio užstrigimas: netolygi jėga tempimo metu gali sukelti volelio ir įvorės nesutapimą, dėl ko volelis negali sklandžiai suktis ir dar labiau padidėja susidėvėjimas. 2. Netiesioginiai pavojai: kaskadiniai gedimai transmisijos sistemoje
Sumažėjęs perdavimo tikslumas: per didelis grandinės tempimas padidina grandinės žingsnį, padidindamas sukibimo tarpą su žvaigždės dantimis. Dėl to dantys gali lengvai peršokti ir grandinė gali iškristi, o tai turi įtakos įrangos veikimo tikslumui (pvz., padidėja padėties nustatymo paklaida transportavimo įrangoje).
Priešlaikinis žvaigždutės gedimas: Kai per didelio žingsnio grandinė susikabina su standartine žvaigždute, žvaigždutės dantims taikoma netolygi jėga, dėl kurios atsiranda vietinis dilimas ir dantų skilinėjimas, o tai sutrumpina žvaigždutės tarnavimo laiką.
Variklio apkrovos viršįtampis: kai grandinė pertempiama, padidėja darbinė varža, todėl varikliui reikia didesnės galios, kad jis veiktų. Ilgainiui tai gali sukelti variklio perkaitimą, perdegimą arba dažną keitiklio išsijungimą.
3. Galutinis pavojus: gamybos sutrikdymas ir saugos rizika
Surinkimo linijų gamintojams grandinės nutrūkimas dėl per didelio grandinės tempimo gali sukelti valandų ar net dienų prastovas, dėl kurių patiriami tiesioginiai ekonominiai nuostoliai nuo dešimčių iki šimtų tūkstančių juanių.
Kėlimo ir kėlimo įrangoje per didelis ritininės grandinės tempimas gali sukelti sunkių daiktų kritimą ir sužalojimą.
3. Pagrindinė prevencija: visapusė proceso kontrolė nuo „parengiamojo pasiruošimo“ iki „įgyvendinimo“
Svarbiausias dalykas, siekiant išvengti per didelio tempimo mechaninio tempimo metu, yra valdymas. Tikslus išankstinis planavimas, standartizuotas operacijų vykdymas ir stebėjimas bei tikrinimas realiuoju laiku leidžia išlaikyti tempimo procesą „elastinio diapazono“ ribose, kad būtų išvengta per didelės plastinės deformacijos. Toliau pateikiamas etapinis įgyvendinimo planas:
1 etapas: Pasirengimas tempimui – pažinkite save ir savo priešą, kad išvengtumėte operacijų be užuominų
Nepakankamas pasiruošimas yra pagrindinė per didelio tempimo priežastis. Prieš tempimą reikia atlikti tris pagrindines užduotis:
1. Nustatykite grandinės „tempimo ribinius parametrus“.
Skirtingų modelių ir medžiagų ritininių grandinių takumo ribos ir leistinas pailgėjimas labai skiriasi. Pagrindiniai parametrai turi būti nustatyti iš anksto, peržiūrint gaminio vadovą arba atliekant bandymus:
Nominali tempiamoji apkrova: maksimali tempiamoji jėga, kurią grandinė gali atlaikyti be plastinės deformacijos (pvz., 16A serijos ritininės grandinės nominali tempiamoji apkrova yra maždaug 15,8 kN);
Leistinas žingsnio pailgėjimas: nustatomas atsižvelgiant į įrangos eksploatavimo sąlygas (3 % įprastomis sąlygomis, mažiau nei 2,5 % sunkiomis sąlygomis);
Medžiagos takumo riba: Tempimo jėgai apskaičiuoti naudojamas grandinės pagrindinių komponentų takumo riba (pvz., 40Mn grandinės plokštėms ir 20CrMnTi kaiščiams).
Praktinis patarimas: jei gaminio vadovo nėra, nupjaukite to paties modelio grandinės dalį ir atlikite „bandomąjį tempimą“. Tempimo bandymo mašina nustatykite takumo ribą, kuri bus naudojama kaip atskaitos taškas atliekant tikrąjį tempimą. 2. Pasirinkite tinkamą tempimo įrangą ir įrankius.
Įprasta mechaninio tempimo metodų įranga apima rankinius įtempiklius, elektrinius įtempiklius ir hidraulinius įtempiklius. Svarbiausi veiksniai renkantis tinkamą įrangą yra valdomas tikslumas ir stabilus įtempimas.
Maža grandinė (žingsnis ≤ 12,7 mm): Įtempimui valdyti galima naudoti rankinį įtempiklį su sukimo momento raktu (sukimo momento vertę nustatykite naudodami „sukimo momentas – įtempimas“ perskaičiavimo formulę).
Vidutinio arba didelio dydžio grandinėms (žingsnis 15,875–38,1 mm): rekomenduojamas elektrinis įtempiklis su skaitmeniniu įtempimo ekranu ir automatiniu išsijungimu.
Didelės apkrovos grandinė (žingsnis ≥ 50,8 mm): Turi būti naudojamas hidraulinis įtempiklis, naudojant hidraulinį siurblį, kad būtų galima tiksliai kontroliuoti slėgį ir išvengti staigaus įtempimo padidėjimo.
Venkite patarimo: Griežtai draudžiama tempti grandinę jėga (pvz., naudojant kraną). Šis metodas nekontroliuoja įtempimo ir gali lengvai sukelti per didelį tempimą. 3. Patikrinkite grandinės ir pagrindo būklę.
Prieš tempimą atliktas būklės patikrinimas gali padėti išvengti tempimo rizikos, kurią sukelia „įgimti defektai“:
Grandinės išvaizdos patikrinimas: patikrinkite, ar grandinės plokštelėse nėra įtrūkimų, ar nėra atsilaisvinusių kaiščių ir ar nepažeistų ritinėlių. Jei yra kokių nors defektų, prieš tempdami juos sutaisykite arba pakeiskite.
Pagrindo išlyginimas: patikrinkite, ar žvaigždutės ašys yra lygiagrečios ir vienoje plokštumoje (nuokrypis turėtų būti ≤ 0,5 mm/m). Per didelis pagrindo nuokrypis dėl netolygios jėgos gali sukelti lokalinį grandinės pertempimą po tempimo.
Valymas ir tepimas: Pašalinkite alyvą ir nešvarumus nuo grandinės paviršiaus. Užtepkite tinkamą kiekį grandinei skirto tepalo, kad sumažintumėte trintį tempimo metu ir išvengtumėte lokalizuotų įtempių koncentracijų, kurias sukelia trintis.
2 etapas: Tempimo proceso valdymas – tikslus jėgos taikymas deformacijos ritmui valdyti
Tempimo operacijos esmė yra „pastovus greitis, valdoma jėga ir stebėjimas realiuoju laiku“. Turi būti griežtai laikomasi šių keturių žingsnių:
1. „Laipsniško tempimo“ parametrų nustatymas
Siekiant išvengti per didelės plastinės deformacijos, kurią sukelia vienkartinis per didelės jėgos pritaikymas, reikėtų naudoti „laipsniško tempimo“ režimą. Konkretūs parametrai yra šie:
1 lygis (išankstinis tempimas): 5–10 minučių taikykite 30–40 % vardinės tempimo apkrovos, kad pašalintumėte pradinį grandinės laisvumą, ir stebėkite, ar nėra nenormalios deformacijos.
2 lygis (darbinis tempimas): lėtai didinkite tempimo jėgą iki 60–70 % vardinės tempimo apkrovos ir palaikykite 10–15 minučių. Dabar grandinė yra elastingo tempimo stadijoje, o įtempimą galima reguliuoti pagal poreikį.
3 lygis (kalibravimo tempimas): jei reikia atlikti papildomą reguliavimą, tempimo jėgą padidinkite iki 80 % vardinės tempimo apkrovos (griežtai neviršijant 90 %), palaikykite 5 minutes, tada lėtai atleiskite apkrovą ir stebėkite žingsnio pokyčius. Pagrindinis principas: tarp kiekvieno tempimo etapo darykite 3–5 minučių pauzę, kad grandinės įtempis būtų tolygiai paskirstytas ir išvengta staigių tempimo smūgių.
2. Tempimo greičio ir jėgos vienodumo valdymas
Tempimo greitis: rankiniu būdu tempiant, veržliarakčio sukimosi greitis turėtų būti ≤ 1 apsisukimas/sekundę. Elektriniu/hidrauliniu būdu tempiant, jėgos didinimo greitis turėtų būti ≤ 5 kN/minutę, kad būtų išvengta „staigios jėgos“, kuri gali sukelti vietinę perkrovą.
Jėgos tolygumas: Tempdami įsitikinkite, kad įtempimo taškai abiejuose grandinės galuose yra sulygiuoti su grandinės ašimi. Jei grandinė per ilga (daugiau nei 5 metrai), viduryje pridėkite pagalbines atramas, kad išvengtumėte netolygios jėgos dėl grandinės nukarimo dėl savo svorio.
Krypties valdymas: tempimo kryptis turėtų sutapti su grandinės darbinės apkrovos kryptimi (pvz., pavaros grandinė turėtų būti ištempta išilgai pavaros plokštumos), kad būtų išvengta grandinės deformacijos, kurią sukelia šoninė įtampa. 3. Tempimo būsenos stebėjimas realiuoju laiku: „Stebėkite, matuokite ir klausykite“.
Tempimo proceso metu reikalingas daugiamačio stebėjimo metodas, kad būtų galima laiku nustatyti per didelio tempimo požymius:
„Stebėkite“ deformaciją: grandinės žingsnį kas 5 minutes matuokite vernieriniu slankmačiu arba žingsnio matuokliu (išmatuokite 10 žingsnių iš eilės ir pailgėjimui apskaičiuoti imkite vidurkį). Kai pailgėjimas artėja prie 80 % leistinos vertės, sulėtinkite tempimo procesą.
Įtempimo „matavimas“: tempimo įrangos skaitmeniniame ekrane galite stebėti įtempimą realiuoju laiku. Jei įtempimas staiga sumažėja (tai rodo grandinės plastinę deformaciją), nedelsdami nutraukite tempimą.
„Klausykitės“ neįprastų garsų: jei tempimo metu girdite neįprastus garsus, tokius kaip „spragtelėjimas“ ar „girgždėjimas“, tai gali reikšti grandinės plokštės ir kaiščio neatitikimą. Prieš tęsdami sustabdykite mašiną patikrinimui ir pašalinkite problemą. 4. Standartizuokite iškrovimo procesą: venkite „atšokio“ žalos.
Pasiekus norimus tempimo reikalavimus, iškrovimo procesas yra lygiai taip pat svarbus. Netinkamas iškrovimas gali sukelti grandinės atšokimą ir deformaciją:
Iškrovimo greitis: Lėtai mažinkite įtempimą. Iškrovimo greitis turi atitikti tempimo greitį ir vengti staigaus iškrovimo.
Patikrinimas po iškrovimo: iškrovus grandinę, dar kartą išmatuokite grandinės žingsnį, kad įsitikintumėte, jog pailgėjimas yra stabilus (elastinis tempimas atsigaus, o plastinis tempimas išliks). Jei pailgėjimas viršija leistiną vertę, grandinę nedelsdami pakeiskite.
Laikinas tvirtinimas: Jei grandinę po iškrovimo reikia laikinai sandėliuoti, ją reikia pakabinti ant specialaus laikiklio, kad būtų išvengta suspaudimo ir susisukimo, kurie gali turėti įtakos kalibruotam įtempimui.
3 etapas: Priežiūra po tempimo – „nuolatinis stebėjimas“ grandinės tarnavimo laiko pailginimui
Mechaninis tempimas nėra vienkartinis sprendimas. Reguliarus tempimas po pratimų gali greitai nustatyti galimas tempimo problemas:
1. Sukurkite „grandinės tempimo failą“
Įrašykite pagrindinius kiekvienos tempimo operacijos duomenis, kad sukurtumėte visą gyvavimo ciklo valdymo failą:
Tempimo data, operatorius, įrangos modelis;
Žingsnis prieš tempimą/po tempimo, įtempimo vertė, išlaikymo laikas;
Grandinės veikimo sąlygos (apkrova, greitis, temperatūra).
Palyginę šiuos failus, galite analizuoti grandinės tempimo deformacijos modelius ir pateikti pagrindą vėlesniems tempimo parametrų koregavimams.
2. Reguliariai tikrinkite garso aukščio pokyčius
Sukurkite aikštelės patikrinimo planą, pagrįstą įrangos veikimo dažnumu:
Įprasta įranga: mėnesinė apžiūra;
Didelės apkrovos / didelio greičio įranga: savaitinė apžiūra;
Kritinė įranga (pvz., gamybos linijos pagrindinė pavara): atsitiktiniai patikrinimai atliekant kasdienes patikras.
Kai grandinės žingsnio pailgėjimas pasiekia 90 % leistinos vertės, iš anksto suplanuokite techninę priežiūrą, kad išvengtumėte staigaus gedimo. 3. Optimizuokite darbo aplinką, kad sumažintumėte grandinės tempimo kaupimąsi.
Tepimo valdymas: reguliariai pilkite tinkamą tepalą (pvz., mineralinę arba sintetinę alyvą), kad sumažintumėte grandinės nusidėvėjimą ir sulėtintumėte žingsnio pailgėjimą.
Apkrovos valdymas: Venkite ilgalaikio perkrovimo (apkrova turėtų būti ≤ 85 % vardinės apkrovos), kad sumažintumėte grandinės tempimo įtempį.
Valymas ir priežiūra: Reguliariai valykite nuo grandinės dulkes ir nešvarumus, kad išvengtumėte nenormalaus žingsnio pailgėjimo dėl abrazyvinio nusidėvėjimo.
4. Dažniausios klaidos, kurių reikia vengti: šios „iš pažiūros pagrįstos“ operacijos iš tikrųjų pagreitina per didelį tempimą
Net ir įvaldę standartines procedūras, daugelis žmonių vis dar klaidingai mano, kad per daug tempiasi. Štai trys dažniausios klaidos:
1 mitas: „Kuo stipresnis tempimas, tuo geriau; venkite atsipalaidavimo eksploatacijos metu.“
Tiesa: Per didelis įtempimas grandinę veikia ilgalaikėje perspektyvoje, o tai pagreitina plastinę deformaciją. Teisingas būdas – grandinės įdubimą palaikyti 2–4 % atstumo tarp dviejų žvaigdučių centre (horizontalios transmisijos atveju). Mažesnis įdubimas rodo per didelį įtempimą.
2 mitas: „Senų ir naujų grandinių maišymas, siekiant reguliuoti ilgį tempiant.“
Tiesa: Sena grandinė jau patyrė plastinę deformaciją. Kai tempiama kartu su nauja grandine, pastaroji pirmiausia pertempsis dėl silpnesnio tempiamojo stiprumo, todėl įtempis pasiskirstys netolygiai visoje grandinėje. Teisingas būdas – pakeisti visas tos pačios transmisijos grandines naujomis to paties modelio ir partijos grandinėmis. 3 klaidinga nuomonė: „Nepaisant žvaigriaračių susidėvėjimo, grandinė tiesiog tempiama“.
Tiesa: Jei žvaigždutės dantys yra labai susidėvėję (dantų galiukai smailūs, dantų paviršiai lupasi), net jei grandinė ištempta iki standartinio žingsnio, sujungimo metu vis tiek bus veikiama netolygi jėga, kuri netiesiogiai sukels lokalinį grandinės pertempimą. Teisingas būdas – prieš tempiant patikrinti žvaigždutės būklę. Jei žvaigždutės susidėvėjimas viršija standartą, prieš tempiant grandinę ją pakeiskite.
5. Santrauka: Trys pagrindiniai principai, užtikrinantys kontroliuojamą mechaninį tempimą
Ritininių grandinių pertempimas dėl mechaninio tempimo iš esmės yra „žmogiškosios klaidos“ ir „parametrų nesupratimo“ rezultatas. Norėdami visiškai išvengti šios rizikos, nepamirškite šių trijų principų:
Pirmiausia parametrai: Prieš tempiant, reikia aiškiai apibrėžti raktų grandinėlės parametrus, tokius kaip vardinė apkrova ir leistinas pailgėjimas, ir vengti pasikliauti patirtimi.
Valdomas procesas: naudokite etapinį tempimą ir stebėjimą realiuoju laiku, kad įtempimas ir deformacija išliktų elastingumo diapazone.
Nuolatinė priežiūra: po tempimo atlikite reguliarius patikrinimus ir optimizuokite aplinką, kad atitolintumėte tempimo kaupimąsi ir pailgintumėte grandinės tarnavimo laiką.
Įrašo laikas: 2025-09-03