Hoe voorkom je dat mechanisch spannen leidt tot overrekking van de rollenkettingen?
In industriële transmissiesystemen zijn rollenkettingen, vanwege hun hoge efficiëntie en duurzaamheid, essentiële transmissiecomponenten geworden in transportmachines, landbouwmachines en de automobielindustrie. Mechanisch spannen is een cruciaal proces bij de installatie, inbedrijfstelling en het onderhoud van rollenkettingen. De juiste uitvoering ervan bepaalt direct de levensduur van de ketting en de stabiliteit van de apparatuur. Onjuiste uitvoering, die leidt tot overspanning, kan niet alleen voortijdige kettingbreuk veroorzaken, maar ook een reeks problemen teweegbrengen, waaronder stilstand van de apparatuur en productieongevallen. Dit artikel analyseert diepgaand de kernprincipes van mechanisch spannen, onderzoekt uitgebreid de gevaren van overspanning en biedt een wetenschappelijk en praktisch plan ter voorkoming van overspanning vanuit drie perspectieven: voorbereiding, uitvoering en testen en onderhoud.
1. Inzicht in het fundamentele verband tussen mechanisch rekken en overrekken van rollenkettingen
Voordat we bespreken “hoe dit te voorkomen”, moeten we eerst duidelijk maken “wat” het is. Alleen door het mechanisme van mechanisch rekken en de criteria voor het definiëren van overrekken te begrijpen, kunnen we de risico's bij de bron aanpakken. 1. De kernfunctie van mechanisch rekken: niet “de ketting verlengen”, maar “precies passen”.
Mechanisch spannen is meer dan alleen het spannen van een rollenketting met externe kracht. De essentie ervan is het gebruik van gecontroleerde mechanische kracht om een vooraf ingestelde kettingspanning te bereiken tijdens de installatie of om opgebouwde plastische vervorming, veroorzaakt door langdurig gebruik, tijdens onderhoud te elimineren. Specifieke toepassingsscenario's zijn onder andere:
Voorrekken tijdens de installatie van een nieuwe ketting: Tijdens het productieproces ontstaan er kleine openingen tussen componenten zoals de kettingplaten, pinnen en rollen. Mechanisch rekken kan deze openingen opvullen, waardoor trillingen en lawaai als gevolg van te grote speling tijdens de eerste ingebruikname worden voorkomen.
Een oude ketting afstellen tijdens onderhoud: Rollenkettingen die lange tijd in gebruik zijn geweest, vertonen door slijtage een verlenging van de steeklengte. Mechanisch rekken kan helpen bepalen of de ketting nog binnen het veilige werkingsbereik valt of deze verlenging compenseren door de kettingspanner nauwkeurig af te stellen.
Synchrone kalibratie in meerassige transmissies: Wanneer apparatuur meerdere rollenkettingen gebruikt, zorgt mechanische rek voor een constante spanning over alle kettingen, waardoor overbelasting van individuele kettingen door een ongelijke krachtverdeling wordt voorkomen. 2. Definiëren van overrekking: De rode lijn van "toelaatbare rek" tot "faaldrempel"
De "rek" van een rollenketting kan worden onderverdeeld in twee typen: elastische rek (herstelbaar nadat de externe kracht is verwijderd) en plastische rek (permanente vervorming nadat de externe kracht de vloeigrens van het materiaal overschrijdt). De kern van overrek is "overmatige plastische rek", die meestal wordt bepaald door de verlenging van de steek:
Voor gewone transmissiekettingen geldt: een steekrek van meer dan 3% wordt beschouwd als overrekking en vereist vervanging;
Voor rollenkettingen in zware/hogesnelheidsaandrijvingen geldt: een steekverlenging van meer dan 2% is reden tot bezorgdheid, en bij meer dan 2,5% is vervanging noodzakelijk.
Overrekking treedt in wezen op wanneer de toegepaste kracht tijdens het mechanisch rekken de vloeigrens van het kettingmateriaal overschrijdt, of wanneer de rektijd te lang is, wat resulteert in een overmatige opeenhoping van plastische vervorming.
2. De gevaren van overbelasting: meer dan alleen "kettingbreuk", het is "apparatuurramp"
Veel mensen denken dat "overbelasting er simpelweg voor zorgt dat de ketting niet lang meegaat", maar in werkelijkheid kan overbelasting een domino-effect hebben op het hele transmissiesysteem en zelfs leiden tot veiligheidsincidenten.
1. Direct gevaar: Onherstelbare schade aan de ketting
Breuk van de kettingplaat: Overmatige rek kan spanningsconcentratie veroorzaken bij de gaten in de kettingplaat, wat na langdurig gebruik kan leiden tot scheurvorming aan de randen van de gaten.
Versnelde slijtage van de pen: Plastische vervorming vergroot de speling tussen de pen en het gat in de kettingplaat, waardoor de slijtage 3-5 keer sneller verloopt dan normaal.
Vastlopen van de rol: Ongelijkmatige kracht tijdens het spannen kan leiden tot een verkeerde uitlijning tussen de rol en de huls, waardoor de rol niet soepel kan draaien en de slijtage verder toeneemt. 2. Indirecte gevaren: Cascaderende storingen in het transmissiesysteem
Verminderde transmissienauwkeurigheid: Overmatige kettingspanning vergroot de steek van de ketting, waardoor de speling tussen de ketting en de tandwielen toeneemt. Dit kan gemakkelijk leiden tot het overslaan van tanden en het losraken van de ketting, wat de operationele nauwkeurigheid van de apparatuur beïnvloedt (bijvoorbeeld een grotere positioneringsfout bij transportbanden).
Voortijdige slijtage van het tandwiel: Wanneer een ketting met een te grote steek in een standaard tandwiel grijpt, wordt er een ongelijke kracht op de tandwieltanden uitgeoefend. Dit veroorzaakt plaatselijke slijtage en afbrokkeling van de tanden, waardoor de levensduur van het tandwiel wordt verkort.
Piekbelasting van de motor: Wanneer de ketting te ver wordt uitgerekt, neemt de bedrijfsweerstand toe, waardoor de motor meer vermogen moet leveren om te blijven functioneren. Dit kan op de lange termijn leiden tot oververhitting van de motor, doorbranden of frequente uitschakeling van de frequentieregelaar.
3. Ultiem gevaar: Productieonderbreking en veiligheidsrisico's
Voor fabrikanten van lopende banden kan kettingbreuk als gevolg van overmatige kettinguitrekking leiden tot uren of zelfs dagenlange stilstand, met directe economische verliezen van tienduizenden tot honderdduizenden yuan tot gevolg.
Bij hijs- en hefapparatuur kan overmatige spanning op de rollenketting ervoor zorgen dat zware objecten vallen, met persoonlijk letsel tot gevolg.
3. Belangrijkste preventiemaatregel: Volledige procesbeheersing van "Voorbereiding" tot "Uitvoering"
De sleutel tot het voorkomen van overrekking tijdens mechanisch rekken is beheersbaarheid. Door nauwkeurige voorbereiding, gestandaardiseerde operationele uitvoering en realtime monitoring en inspectie kan het rekproces binnen het "elastische bereik" worden gehouden om overmatige plastische vervorming te voorkomen. Hieronder volgt een gefaseerd implementatieplan:
Fase 1: Voorbereiding – Ken jezelf en je vijand om blinde acties te voorkomen
Onvoldoende voorbereiding is de voornaamste oorzaak van overstrekking. Drie belangrijke taken moeten worden voltooid voordat met rekken wordt begonnen:
1. Bepaal de "treksterkteparameters" van de ketting.
Rollenkettingen van verschillende modellen en materialen hebben aanzienlijk verschillende vloeigrens en toelaatbare rek. Belangrijke parameters moeten vooraf worden vastgesteld door de producthandleiding te raadplegen of tests uit te voeren.
Nominale trekbelasting: De maximale trekkracht die de ketting kan weerstaan zonder plastische vervorming (bijvoorbeeld, de nominale trekbelasting voor een rollenketting uit de 16A-serie is ongeveer 15,8 kN);
Toegestane spoedverlenging: bepaald op basis van de bedrijfsomstandigheden van de apparatuur (3% voor normale omstandigheden, minder dan 2,5% voor zware omstandigheden);
Vloeigrens van het materiaal: De vloeigrens van de belangrijkste componenten van de ketting (zoals 40Mn voor de kettingplaten en 20CrMnTi voor de pinnen) wordt gebruikt als basis voor de berekening van de trekkracht.
Praktisch advies: Als de producthandleiding niet beschikbaar is, knip dan een stuk van dezelfde ketting af en voer een 'proefrek' uit. Gebruik een trektestmachine om het vloeipunt te bepalen; dit dient als referentie voor het daadwerkelijke rekken. 2. Kies de juiste rekapparatuur en -gereedschappen.
Gangbare apparatuur voor mechanische rekmethoden omvat handmatige spanners, elektrische spanners en hydraulische spanners. De belangrijkste factoren bij de keuze van de juiste apparatuur zijn regelbare precisie en stabiele spanning.
Kleine ketting (steek ≤ 12,7 mm): Met een handmatige kettingspanner en een momentsleutel kan de spanning worden geregeld (bepaal de koppelwaarde met behulp van de formule "koppel - spanning").
Middelgrote tot grote ketting (steek 15.875-38.1 mm): Een elektrische kettingspanner met digitale spanningsweergave en automatische uitschakeling wordt aanbevolen.
Zware ketting (steek ≥ 50,8 mm): Er moet een hydraulische kettingspanner worden gebruikt met een hydraulische pomp om de druk nauwkeurig te regelen en plotselinge spanningsverhogingen te voorkomen.
Tip ter voorkoming: Het gebruik van brute kracht om de ketting te spannen (bijvoorbeeld met een kraan) is ten strengste verboden. Deze methode biedt geen controle over de spanning en kan gemakkelijk leiden tot overstrekking. 3. Controleer de staat van de ketting en de fundering.
Een controle voorafgaand aan het oprekken kan helpen om risico's te voorkomen die worden veroorzaakt door "aangeboren afwijkingen":
Inspectie van het uiterlijk van de ketting: Controleer op scheuren in de kettingplaten, losse pinnen en intacte rollen. Repareer of vervang eventuele gebreken voordat u de ketting spant.
Basisuitlijning: Controleer of de tandwielassen parallel en in hetzelfde vlak liggen (de afwijking mag niet groter zijn dan 0,5 mm/m). Een te grote afwijking van de basis kan leiden tot plaatselijke overrekking van de ketting na het spannen, als gevolg van een ongelijke krachtverdeling.
Reinigen en smeren: Verwijder olie en onzuiverheden van het kettingoppervlak. Breng een geschikte hoeveelheid kettingspecifiek smeermiddel aan om wrijving tijdens het spannen te verminderen en plaatselijke spanningsconcentraties als gevolg van wrijving te voorkomen.
Fase 2: Controle van het rekproces – Nauwkeurige krachttoepassing om het vervormingsritme te beheersen
De kern van het rekproces is "constante snelheid, regelbare kracht en realtime monitoring". De volgende vier stappen moeten strikt worden gevolgd:
1. De parameters voor "Gefaseerd rekken" instellen
Om overmatige plastische vervorming door een eenmalige toepassing van te grote kracht te voorkomen, moet een "gefaseerde rek"-modus worden gebruikt. De specifieke parameters zijn als volgt:
Niveau 1 (Voorrekken): Breng 30-40% van de nominale trekkracht gedurende 5-10 minuten aan om de initiële speling in de ketting te elimineren en observeer op abnormale vervorming.
Niveau 2 (Werkende Rekking): Verhoog de trekkracht langzaam tot 60-70% van de nominale trekbelasting en houd dit 10-15 minuten aan. De ketting bevindt zich nu in de elastische rekfase en de spanning kan naar behoefte worden aangepast.
Niveau 3 (Kalibratie-rek): Als verdere aanpassing nodig is, verhoog dan de trekkracht tot 80% van de nominale trekbelasting (strikt niet meer dan 90%), houd dit 5 minuten aan en laat de belasting vervolgens langzaam afnemen. Controleer daarbij op veranderingen in de spoed. Kernprincipe: Pauzeer 3-5 minuten tussen elke rekfase om de kettingspanning gelijkmatig te verdelen en plotselinge trekschokken te voorkomen.
2. Het beheersen van de reksnelheid en de krachtuniformiteit
Reksnelheid: Bij handmatig rekken mag de rotatiesnelheid van de sleutel maximaal 1 omwenteling per seconde bedragen. Bij elektrisch/hydraulisch rekken mag de krachttoename maximaal 5 kN per minuut bedragen om "plotselinge kracht" te voorkomen die lokale overbelasting kan veroorzaken.
Gelijkmatige krachtverdeling: Zorg er bij het spannen voor dat de spanpunten aan beide uiteinden van de ketting in lijn liggen met de as van de ketting. Als de ketting te lang is (meer dan 5 meter), voeg dan extra steunen in het midden toe om ongelijkmatige krachtverdeling te voorkomen die ontstaat doordat de ketting door zijn eigen gewicht doorhangt.
Richtingscontrole: De spanrichting moet overeenkomen met de werkbelasting van de ketting (bijvoorbeeld, een aandrijfketting moet in het aandrijfvlak worden gespannen) om vervorming van de ketting door zijdelingse spanning te voorkomen. 3. Realtime monitoring van de spanstatus: "Observeren, meten en luisteren"
Tijdens het rekproces is multidimensionale monitoring vereist om snel tekenen van overrekking te detecteren:
Deformatie observeren: Gebruik een schuifmaat of steekmeter om de steek van de ketting elke 5 minuten te meten (meet 10 opeenvolgende steken en neem het gemiddelde om de rek te berekenen). Wanneer de rek 80% van de toegestane waarde nadert, vertraag dan het rekproces.
Spanning meten: Gebruik het digitale display van de spanapparatuur om de spanning in realtime te controleren. Als de spanning plotseling daalt (wat wijst op plastische vervorming van de ketting), stop dan onmiddellijk met spannen.
Luister naar afwijkende geluiden: Als er tijdens het spannen ongebruikelijke geluiden zoals "klikken" of "piepen" worden gehoord, kan dit duiden op een mismatch tussen de kettingplaat en de pen. Stop de machine voor inspectie en verhelp het probleem voordat u verdergaat. 4. Standaardiseer het losproces: Voorkom schade door terugslag.
Nadat de gewenste rek is bereikt, is het ontlastingsproces even belangrijk. Onjuiste ontlasting kan ertoe leiden dat de ketting terugveert en vervormt.
Ontlastingssnelheid: Verminder de spanning geleidelijk. De ontlastingssnelheid moet in overeenstemming zijn met de reksnelheid en vermijd abrupte ontlasting.
Inspectie na het lossen: Meet na het lossen de steek van de ketting opnieuw om te controleren of de rek stabiel is (de elastische rek zal herstellen, terwijl de plastische rek behouden blijft). Als de rek de toegestane waarde overschrijdt, vervang de ketting dan onmiddellijk.
Tijdelijke bevestiging: Als de ketting na het lossen tijdelijk moet worden opgeborgen, moet deze aan een daarvoor bestemde beugel worden opgehangen om te voorkomen dat deze wordt samengedrukt of verdraaid, wat de gekalibreerde spanning kan beïnvloeden.
Fase 3: Onderhoud na het spannen – "Continue monitoring" om de levensduur van de ketting te verlengen
Mechanisch stretchen is geen eenmalige oplossing. Regelmatig onderhoud na het stretchen kan potentiële problemen snel aan het licht brengen:
1. Stel een "Kettingrekbestand" samen.
Registreer de belangrijkste gegevens voor elke rekbewerking om een compleet dossier voor levenscyclusbeheer te creëren:
Datum van het strekken, operator, model van de apparatuur;
Toonhoogte voor/na het strekken, spanningswaarde, vasthoudtijd;
Bedrijfsomstandigheden van de ketting (belasting, snelheid, temperatuur).
Door deze bestanden te vergelijken, kunt u de vervormingspatronen van de ketting tijdens het uitrekken analyseren en een basis leggen voor latere aanpassingen aan de rekparameters.
2. Controleer regelmatig toonhoogteveranderingen
Ontwikkel een inspectieplan voor het speelveld op basis van de frequentie waarmee de apparatuur in gebruik wordt genomen:
Standaarduitrusting: Maandelijkse inspectie;
Zwaarbelaste/hogesnelheidsapparatuur: Wekelijkse inspectie;
Kritieke apparatuur (zoals de hoofdaandrijving van de productielijn): Steekproefsgewijs controleren tijdens dagelijkse inspecties.
Wanneer de steekrek 90% van de toelaatbare waarde bereikt, plan dan tijdig onderhoud in om plotselinge uitval te voorkomen. 3. Optimaliseer de bedrijfsomgeving om de ophoping van kettingrek te verminderen.
Smeerbeheer: Voeg regelmatig een geschikt smeermiddel toe (zoals minerale olie of synthetische olie) om slijtage van de ketting te verminderen en steekverlenging te vertragen.
Belastingsbeheersing: Vermijd langdurige overbelasting (de belasting mag niet meer dan 85% van de nominale belasting bedragen) om de rekspanning van de ketting te verminderen.
Reiniging en onderhoud: Verwijder regelmatig stof en onzuiverheden van de ketting om abnormale verlenging van de steek door slijtage te voorkomen.
4. Veelgemaakte fouten om te vermijden: Deze "ogenschijnlijk redelijke" handelingen versnellen in werkelijkheid overbelasting.
Zelfs na het beheersen van de standaardprocedures vervallen veel mensen nog steeds in misvattingen die leiden tot overbelasting. Hier zijn drie veelvoorkomende valkuilen:
Mythe 1: "Hoe strakker de spanning, hoe beter; voorkom dat de spanning tijdens het gebruik afneemt."
Feit: Overmatige kettingspanning stelt de ketting bloot aan langdurig hoge spanning, waardoor plastische vervorming wordt versneld. De juiste aanpak is om de kettingspanning te beperken tot 2%-4% van de hartafstand tussen de twee tandwielen (bij horizontale transmissie). Minder doorhang duidt op overmatige kettingspanning.
Mythe 2: "Oude en nieuwe kettingen door elkaar gebruiken om de lengte aan te passen door ze uit te rekken."
Feit: De oude ketting heeft al plastische vervorming ondergaan. Wanneer deze samen met de nieuwe ketting wordt opgerekt, zal de oude ketting door zijn lagere treksterkte eerst te ver uitrekken, wat resulteert in een ongelijke spanningsverdeling over de ketting. De juiste aanpak is om alle kettingen in hetzelfde transmissiesysteem te vervangen door nieuwe kettingen van hetzelfde model en dezelfde batch. Misvatting 3: "Het negeren van slijtage aan de tandwielen en simpelweg de ketting oprekken"
Feit: Als de tandwielen ernstig versleten zijn (de tandpunten zijn puntig, de tandoppervlakken bladderen af), zal er, zelfs als de ketting tot de standaard steek is gespannen, nog steeds een ongelijke kracht worden uitgeoefend tijdens het aangrijpen, wat indirect leidt tot plaatselijke overrekking van de ketting. De juiste aanpak is om de staat van de tandwielen te controleren vóór het spannen. Als de slijtage van de tandwielen de standaard overschrijdt, vervang dan het tandwiel voordat u de ketting spant.
5. Samenvatting: Drie kernprincipes voor het garanderen van beheersbare mechanische rek
Overrekking van rollenkettingen door mechanische rek is in wezen het gevolg van "menselijke fouten" en "gebrek aan inzicht in de parameters". Om dit risico volledig te vermijden, dient u de volgende drie principes in acht te nemen:
Parameters eerst: Voordat er wordt begonnen met rekken, moeten belangrijke parameters zoals de nominale belasting en de toelaatbare rek duidelijk worden gedefinieerd. Vertrouw daarbij niet op ervaring.
Beheersbaar proces: Gebruik gefaseerd rekken en realtime monitoring om spanning en vervorming binnen het elastische bereik te houden.
Continu onderhoud: Voer na het spannen regelmatig inspecties uit en optimaliseer de omgeving om rekvorming te vertragen en de levensduur van de ketting te verlengen.
Geplaatst op: 3 september 2025