Como garantir que o alongamento mecânico não cause alongamento excessivo das correntes de rolos

Como garantir que o alongamento mecânico não cause alongamento excessivo das correntes de rolos

Em sistemas de transmissão industrial, as correntes de rolos, devido à sua alta eficiência e durabilidade, tornaram-se componentes essenciais em máquinas de transporte, equipamentos agrícolas e na indústria automotiva. O estiramento mecânico é um processo fundamental na instalação, comissionamento e manutenção de correntes de rolos. Sua operação adequada determina diretamente a vida útil da corrente e a estabilidade do equipamento. A operação inadequada, que leva ao estiramento excessivo, pode não apenas causar falhas prematuras na corrente, mas também potencialmente levar a uma série de problemas, incluindo paradas de equipamentos e acidentes de produção. Este artigo analisará em profundidade os princípios fundamentais do estiramento mecânico, examinará de forma abrangente os perigos do estiramento excessivo e fornecerá um plano científico e prático de prevenção do estiramento excessivo a partir de três perspectivas: preparação, execução e teste e manutenção.

1. Compreendendo a conexão fundamental entre o alongamento mecânico e o alongamento excessivo da corrente de rolos

Antes de discutirmos “como prevenir” isso, devemos primeiro esclarecer “o quê” — somente compreendendo o mecanismo de alongamento mecânico e os critérios para definir o alongamento excessivo poderemos mitigar os riscos em sua origem. 1. A função principal do alongamento mecânico: não “alongar a corrente”, mas sim “ajustar com precisão”.

O estiramento mecânico não se limita a esticar uma corrente de rolos com força externa. Sua essência é utilizar força mecânica controlada para atingir uma tensão predefinida na corrente durante a instalação ou para eliminar a deformação plástica acumulada causada pela operação prolongada durante a manutenção. Exemplos de aplicação incluem:

Pré-estiramento durante a instalação de correntes novas: Durante o processo de fabricação, pequenas folgas podem existir entre componentes como as placas da corrente, pinos e roletes. O estiramento mecânico pode eliminar essas folgas, prevenindo vibrações e ruídos causados ​​por folgas excessivas durante a operação inicial.

Ajuste de uma corrente antiga durante a manutenção: Correntes de rolos que estão em operação há muito tempo sofrem alongamento do passo devido ao desgaste. O alongamento mecânico pode ajudar a determinar se a corrente ainda está dentro da faixa de operação segura ou compensar esse alongamento ajustando o tensionador.

Calibração síncrona em transmissões multieixos: Quando o equipamento utiliza múltiplas correntes de rolos, o estiramento mecânico garante uma tensão consistente em todas as correntes, evitando sobrecarga em correntes individuais devido à distribuição desigual de força. 2. Definindo o Sobreestiramento: A Linha Vermelha entre o “Alongamento Permitido” e o “Limite de Falha”
O alongamento da corrente de rolos pode ser dividido em dois tipos: alongamento elástico (recuperável após a remoção da força externa) e alongamento plástico (deformação permanente após a força externa exceder o limite de elasticidade do material). A principal causa do alongamento excessivo é o "alongamento plástico excessivo", geralmente determinado pelo alongamento do passo.

Para correntes de rolos de transmissão comuns: um alongamento do passo superior a 3% é considerado excessivo e requer substituição;

Para correntes de transmissão de alta velocidade/serviço pesado: um alongamento do passo superior a 2% é motivo de preocupação e superior a 2,5% requer substituição.

O estiramento excessivo ocorre essencialmente quando a força aplicada durante o estiramento mecânico excede a resistência ao escoamento do material da corrente, ou quando o tempo de estiramento é muito longo, resultando em deformação plástica acumulada excessiva.

2. Os perigos do alongamento excessivo: mais do que apenas "falha na corrente", é um "desastre com o equipamento"

Muitas pessoas acreditam que "esticar demais a corrente significa simplesmente que ela não vai durar muito", mas, na realidade, o esticamento excessivo pode ter efeitos em cascata em todo o sistema de transmissão e pode até levar a acidentes que colocam a segurança em risco.

1. Perigo direto: Danos irreversíveis à corrente

Fratura da placa da corrente: O alongamento excessivo pode causar concentração de tensão nos furos da placa da corrente, levando ao aparecimento de fissuras nas bordas dos furos após uso prolongado.

Desgaste acelerado do pino: A deformação plástica aumenta a folga entre o pino e o furo da placa da corrente, causando um desgaste de 3 a 5 vezes mais rápido que o normal.

Travamento do rolete: A força desigual durante o alongamento pode causar desalinhamento entre o rolete e a bucha, impedindo a rotação suave do rolete e agravando ainda mais o desgaste. 2. Riscos indiretos: Falhas em cascata no sistema de transmissão

Precisão de transmissão comprometida: O alongamento excessivo da corrente aumenta o passo da corrente, aumentando a folga de engrenamento com os dentes da roda dentada. Isso pode facilmente levar ao salto de dentes e à queda da corrente, afetando a precisão operacional do equipamento (por exemplo, aumento do erro de posicionamento em equipamentos de transporte).

Falha prematura da roda dentada: Quando uma corrente com passo excessivo engrena com uma roda dentada padrão, uma força desigual é aplicada aos dentes da roda dentada, causando desgaste localizado e lascamento dos dentes, reduzindo a vida útil da roda dentada.

Sobrecarga do motor: Quando a corrente é sobrecarregada, a resistência operacional aumenta, exigindo que o motor forneça mais potência para manter o funcionamento. Isso pode levar ao superaquecimento do motor, queima ou desligamento frequente do inversor a longo prazo.

3. Risco máximo: Interrupção da produção e riscos à segurança

Para fabricantes de linhas de montagem, a quebra da corrente devido ao estiramento excessivo pode causar horas ou até mesmo dias de paralisação, resultando em perdas econômicas diretas de dezenas a centenas de milhares de yuans.

Em equipamentos de elevação e içamento, o estiramento excessivo da corrente de rolos pode causar a queda de objetos pesados, resultando em ferimentos pessoais.

3. Prevenção Essencial: Controle Total do Processo, da “Preparação Preliminar” à “Implementação”

A chave para evitar o estiramento excessivo durante o estiramento mecânico é o controle. Através de um planejamento prévio preciso, execução operacional padronizada e monitoramento e inspeção em tempo real, o processo de estiramento pode ser mantido dentro da "faixa elástica" para evitar deformação plástica excessiva. A seguir, apresentamos um plano de implementação faseado:

Fase 1: Preparação Pré-Alongamento – Conheça a Si Mesmo e ao Seu Inimigo para Evitar Operações às Cegas

A preparação insuficiente é a principal causa do alongamento excessivo. Três tarefas essenciais devem ser concluídas antes do alongamento:

1. Determine os “parâmetros limite de tração” da corrente.

Correntes de rolos de diferentes modelos e materiais apresentam limites de resistência e alongamentos admissíveis significativamente diferentes. Os parâmetros principais devem ser determinados previamente consultando o manual do produto ou realizando testes.

Carga de tração nominal: A força de tração máxima que a corrente pode suportar sem deformação plástica (por exemplo, a carga de tração nominal para uma corrente de rolos da série 16A é de aproximadamente 15,8 kN);

Alongamento de passo admissível: Determinado com base nas condições de operação do equipamento (3% para condições normais, menos de 2,5% para condições de serviço pesado);

Resistência ao escoamento do material: A resistência ao escoamento dos principais componentes da corrente (como 40Mn para as placas da corrente e 20CrMnTi para os pinos) é usada como base para o cálculo da força de tração.

Conselho prático: Se o manual do produto não estiver disponível, corte um trecho da corrente do mesmo modelo e faça um teste de alongamento. Use uma máquina de ensaio de tração para determinar o limite de elasticidade, que servirá como referência para o alongamento real. 2. Selecione os equipamentos e ferramentas adequados para o alongamento.
Os equipamentos comuns para métodos de estiramento mecânico incluem tensionadores manuais, tensionadores elétricos e tensionadores hidráulicos. Os principais fatores na seleção do equipamento adequado são a precisão controlável e a tensão estável.

Corrente pequena (passo ≤ 12,7 mm): Um tensionador manual pode ser usado com uma chave dinamométrica para controlar a tensão (determine o valor do torque usando a fórmula de conversão “torque – tensão”).

Correntes de tamanho médio a grande (passo de 15,875 a 38,1 mm): Recomenda-se o uso de um tensionador elétrico com visor digital de tensão e desligamento automático.

Corrente reforçada (passo ≥ 50,8 mm): Deve ser utilizado um tensionador hidráulico, com uma bomba hidráulica para controlar a pressão com precisão e evitar aumentos repentinos de tensão.

Dica para evitar problemas: Esticar a corrente à força (como com o uso de um guindaste) é estritamente proibido. Esse método não controla a tensão e pode facilmente levar ao estiramento excessivo. 3. Verifique as condições da corrente e da fundação.

Uma avaliação prévia das condições de alongamento pode ajudar a prevenir riscos de alongamento causados ​​por "defeitos congênitos":

Inspeção visual da corrente: Verifique se há rachaduras nas placas da corrente, pinos soltos e roletes intactos. Se houver algum defeito, repare ou substitua-o antes de esticar a corrente.

Alinhamento da base: Verifique se os eixos das rodas dentadas estão paralelos e coplanares (o desvio deve ser ≤ 0,5 mm/m). Um desvio excessivo da base pode levar a um alongamento excessivo localizado da corrente após o estiramento devido à força desigual.

Limpeza e lubrificação: Remova o óleo e as impurezas da superfície da corrente. Aplique uma quantidade adequada de lubrificante específico para correntes a fim de reduzir o atrito durante o alongamento e evitar concentrações localizadas de tensão causadas pelo atrito.

Etapa 2: Controle do Processo de Alongamento — Aplicação Precisa de Força para Controlar o Ritmo de Deformação

O princípio fundamental da operação de alongamento é "velocidade constante, força controlável e monitoramento em tempo real". Os quatro passos a seguir devem ser rigorosamente seguidos:

1. Configurar os parâmetros de “Alongamento Gradual”

Para evitar deformações plásticas excessivas causadas pela aplicação de uma força excessiva em uma única aplicação, deve-se utilizar um modo de "estiramento gradual". Os parâmetros específicos são os seguintes:

Nível 1 (Pré-estiramento): Aplique de 30% a 40% da carga de tração nominal durante 5 a 10 minutos para eliminar a folga inicial na corrente e observe se há deformação anormal.

Nível 2 (Alongamento de Trabalho): Aumente lentamente a força de tração para 60% a 70% da carga de tração nominal e mantenha por 10 a 15 minutos. A corrente agora está na fase de alongamento elástico e a tensão pode ser ajustada conforme necessário.

Nível 3 (Alongamento de Calibração): Se for necessário um ajuste adicional, aumente a força de tração para 80% da carga de tração nominal (não excedendo 90%), mantenha por 5 minutos e, em seguida, descarregue lentamente e monitore as alterações de passo. Princípio Fundamental: Faça uma pausa de 3 a 5 minutos entre cada etapa de alongamento para distribuir uniformemente a tensão da corrente e evitar choques de tração repentinos.
2. Controlando a velocidade de alongamento e a uniformidade da força
Velocidade de alongamento: Ao alongar manualmente, a velocidade de rotação da chave deve ser ≤ 1 rotação/segundo. Ao alongar eletricamente/hidraulicamente, a taxa de aumento da força deve ser ≤ 5 kN/minuto para evitar “força repentina” que pode causar sobrecarga localizada.
Uniformidade da força: Ao esticar a corrente, certifique-se de que os pontos de tensão em ambas as extremidades estejam alinhados com o eixo da corrente. Se a corrente for muito longa (mais de 5 metros), adicione suportes auxiliares no meio para evitar força desigual devido à curvatura da corrente causada pelo seu próprio peso.
Controle Direcional: A direção do alongamento deve estar alinhada com a direção da carga operacional da corrente (por exemplo, uma corrente de transmissão deve ser alongada ao longo do plano de transmissão) para evitar distorções causadas por tensão lateral. 3. Monitoramento em Tempo Real do Status de Alongamento: “Observar, Medir e Ouvir”

É necessário um monitoramento multidimensional durante o processo de alongamento para detectar prontamente sinais de alongamento excessivo:

Observe a deformação: Use um paquímetro ou medidor de passo para medir o passo da corrente a cada 5 minutos (meça 10 passos consecutivos e calcule a média para obter o alongamento). Quando o alongamento se aproximar de 80% do valor permitido, diminua a velocidade do processo de alongamento.

Meça a tensão: Utilize o visor digital do equipamento de alongamento para monitorar a tensão em tempo real. Se a tensão cair repentinamente (indicando deformação plástica da corrente), pare o alongamento imediatamente.

“Escute” Sons Anormais: Se ruídos incomuns, como “cliques” ou “guincho”, forem ouvidos durante o alongamento, isso pode indicar um desalinhamento entre a placa da corrente e o pino. Pare a máquina para inspeção e corrija o problema antes de continuar. 4. Padronize o Processo de Descarregamento: Evite “Danos por Rebote”

Após atingir o alongamento desejado, o processo de descarregamento é igualmente importante. Um descarregamento inadequado pode fazer com que a corrente retorne à posição original e se deforme.

Velocidade de Descarregamento: Reduza a tensão lentamente. A velocidade de descarregamento deve ser consistente com a velocidade de alongamento, evitando descarregamentos repentinos.

Inspeção pós-descarregamento: Após o descarregamento, meça novamente o passo da corrente para confirmar se o alongamento está estável (o alongamento elástico se recuperará, enquanto o alongamento plástico permanecerá). Se o alongamento exceder o valor permitido, substitua a corrente imediatamente.

Fixação temporária: Se a corrente precisar ser armazenada temporariamente após o descarregamento, ela deve ser pendurada em um suporte específico para evitar apertos e torções, que podem afetar a tensão calibrada.

Fase 3: Manutenção pós-estiramento – “Monitoramento contínuo” para prolongar a vida útil da corrente.

O alongamento mecânico não é uma solução definitiva. A manutenção regular após o alongamento pode identificar prontamente possíveis problemas:

1. Criar uma “Fileira de Alongamento de Corrente”

Registre os dados principais de cada operação de alongamento para criar um arquivo completo de gerenciamento do ciclo de vida:

Data de início do alongamento, operador, modelo do equipamento;

Altura do som antes/depois do alongamento, valor da tensão, tempo de sustentação;

Condições de operação da corrente (carga, velocidade, temperatura).

Ao comparar esses arquivos, você pode analisar os padrões de deformação por estiramento da cadeia e fornecer uma base para ajustes subsequentes nos parâmetros de estiramento.

2. Verifique regularmente as alterações de tom.

Desenvolva um plano de inspeção do campo com base na frequência de operação do equipamento:

Equipamentos comuns: Inspeção mensal;

Equipamentos de carga pesada/alta velocidade: Inspeção semanal;

Equipamentos críticos (como o acionamento principal da linha de produção): Verificação pontual durante as inspeções diárias.

Quando o alongamento do passo atingir 90% do valor permitido, agende a manutenção com antecedência para evitar falhas repentinas. 3. Otimize o ambiente operacional para reduzir o acúmulo de alongamento da corrente.
Gestão da lubrificação: Adicione regularmente um lubrificante apropriado (como óleo mineral ou óleo sintético) para reduzir o desgaste da corrente e retardar o alongamento do passo.
Controle de carga: Evite operação com sobrecarga prolongada (a carga deve ser ≤ 85% da carga nominal) para reduzir a tensão de alongamento da corrente.
Limpeza e manutenção: Remova regularmente a poeira e as impurezas da corrente para evitar o alongamento anormal do passo causado pelo desgaste abrasivo.

4. Erros comuns a evitar: Estas operações “aparentemente razoáveis” na verdade aceleram o alongamento excessivo.

Mesmo após dominar os procedimentos padrão, muitas pessoas ainda caem em equívocos que levam ao alongamento excessivo. Aqui estão três armadilhas comuns:

Mito 1: “Quanto mais apertado o elástico, melhor; evite afrouxá-lo durante a operação.”

Verdade: O tensionamento excessivo expõe a corrente a tensões elevadas prolongadas, acelerando a deformação plástica. A abordagem correta é manter a folga da corrente entre 2% e 4% da distância entre os centros das duas engrenagens (em transmissões horizontais). Menos folga indica tensionamento excessivo.

Mito 2: “Misturar correntes novas e antigas para ajustar o comprimento esticando-as.”

Verdade: A corrente antiga já sofreu deformação plástica. Ao ser combinada com a corrente nova para esticar, a corrente antiga se esticará demais primeiro devido à sua menor resistência à tração, resultando em uma distribuição desigual de tensão ao longo da corrente. A abordagem correta é substituir todas as correntes do mesmo sistema de transmissão por correntes novas do mesmo modelo e lote. Equívoco 3: “Ignorar o desgaste da engrenagem e simplesmente esticar a corrente”
Verdade: Se os dentes da engrenagem estiverem muito desgastados (pontas afiadas, superfícies descascando), mesmo que a corrente seja esticada até o passo padrão, ainda haverá aplicação de força desigual durante o engrenamento, o que indiretamente leva ao alongamento excessivo localizado da corrente. A abordagem correta é verificar a condição da engrenagem antes de esticar a corrente. Se o desgaste da engrenagem exceder o padrão, substitua-a antes de esticar a corrente.

5. Resumo: Três princípios fundamentais para garantir o alongamento mecânico controlável

O alongamento excessivo das correntes de rolos causado pelo estiramento mecânico é essencialmente resultado de “erro humano” e “falta de compreensão dos parâmetros”. Para evitar completamente esse risco, tenha em mente os três princípios a seguir:
Primeiro os parâmetros: Antes de esticar a corrente, parâmetros-chave como a carga nominal e o alongamento admissível devem ser claramente definidos, evitando-se confiar apenas na experiência.
Processo controlável: Utilize alongamento gradual e monitoramento em tempo real para manter a tensão e a deformação dentro da faixa elástica.
Manutenção contínua: Após o alongamento, realize inspeções regulares e otimize o ambiente para retardar o acúmulo de tensão e prolongar a vida útil da corrente.