Kako zagotoviti, da mehansko raztezanje ne povzroči prekomernega raztezanja valjčnih verig

Kako zagotoviti, da mehansko raztezanje ne povzroči prekomernega raztezanja valjčnih verig

V industrijskih prenosnih sistemih so valjčne verige zaradi svoje visoke učinkovitosti in vzdržljivosti postale osrednji sestavni deli prenosnih sistemov v transportnih strojih, kmetijski opremi in avtomobilski industriji. Mehansko raztezanje je ključni postopek pri namestitvi, zagonu in vzdrževanju valjčnih verig. Njegovo pravilno delovanje neposredno določa življenjsko dobo verige in stabilnost opreme. Nepravilno delovanje, ki vodi do prekomernega raztezanja, lahko povzroči ne le prezgodnjo odpoved verige, temveč lahko povzroči tudi vrsto težav, vključno z izpadi opreme in proizvodnimi nesrečami. Ta članek bo podrobno analiziral osnovna načela mehanskega raztezanja, celovito preučil nevarnosti prekomernega raztezanja in predstavil znanstveni in praktični načrt za preprečevanje prekomernega raztezanja s treh vidikov: priprave, izvedbe ter testiranja in vzdrževanja.

1. Razumevanje ključne povezave med mehanskim raztezanjem in prekomernim raztezanjem valjčnih verig

Preden se lotimo razprave o tem, »kako to preprečiti«, moramo najprej razjasniti, »kaj« – le z razumevanjem mehanizma mehanskega raztezanja in meril za opredelitev prekomernega raztezanja lahko ublažimo tveganja v njihovem korenu. 1. Osrednja funkcija mehanskega raztezanja: Ne »podaljševanje verige«, temveč »natančno prileganje«

Mehansko raztezanje ne razteza valjčne verige zgolj z zunanjo silo. Njegovo bistvo je uporaba nadzorovane mehanske sile za doseganje vnaprej določene napetosti verige med namestitvijo ali za odpravo nakopičene plastične deformacije, ki jo povzroči dolgotrajno delovanje med vzdrževanjem. Specifični scenariji uporabe vključujejo:

Predhodno raztezanje med namestitvijo nove verige: Med proizvodnim procesom obstajajo majhne reže med komponentami, kot so verižne plošče, zatiči in valjčki. Mehansko raztezanje lahko te reže predhodno razbije, s čimer prepreči vibracije in hrup, ki ga povzroča prevelika reža med začetnim delovanjem.

Prilagajanje stare verige med vzdrževanjem: Valjčne verige, ki so bile v uporabi dlje časa, se bodo zaradi obrabe raztegnile. Mehansko raztezanje lahko pomaga ugotoviti, ali je veriga še vedno v varnem delovnem območju, ali pa to raztezanje kompenzira z natančno nastavitvijo napenjalca.

Sinhrono umerjanje v večosnih menjalnikih: Ko oprema uporablja več valjčnih verig, mehansko raztezanje zagotavlja enakomerno napetost v vseh verigah in preprečuje preobremenitev posameznih verig zaradi neenakomerne porazdelitve sile. 2. Določanje preraztezanja: Rdeča črta od »dovoljenega raztezanja« do »praga odpovedi«
"Razteg" valjčne verige lahko razdelimo na dve vrsti: elastični razteg (ki se obnovi po odstranitvi zunanje sile) in plastični razteg (trajna deformacija, ko zunanja sila preseže mejo tečenja materiala). Jedro prekomernega raztezanja je "prekomerno plastično raztegovanje", ki ga običajno določa raztezek koraka:

Pri običajnih valjčnih verigah za prenos: razteg koraka, ki presega 3 %, se šteje za preraztegnjen in ga je treba zamenjati;

Za težke/visokohitrostne valjčne verige: raztezek koraka, ki presega 2 %, je zaskrbljujoč, pri raztezku nad 2,5 % pa je potrebna zamenjava.

Do prekomernega raztezanja v bistvu pride, ko uporabljena sila med mehanskim raztezanjem preseže mejo tečenja materiala verige ali ko je čas raztezanja predolg, kar povzroči prekomerno akumulirano plastično deformacijo.

2. Nevarnosti preraztegovanja: več kot le »okvara verige«, temveč »katastrofa z opremo«

Mnogi ljudje verjamejo, da »prekomerno raztezanje preprosto pomeni, da veriga ne bo dolgo zdržala«, vendar ima lahko v resnici prekomerno raztezanje kaskadne učinke na celoten prenosni sistem in celo povzroči varnostne nesreče.

1. Neposredna nevarnost: Nepopravljiva škoda na verigi

Zlom verižne plošče: Prekomerno raztezanje lahko povzroči koncentracijo napetosti na luknjah verižne plošče, kar po dolgotrajnem delovanju povzroči razpoke na robovih lukenj.

Pospešena obraba zatiča: Plastična deformacija poveča razdaljo med zatičem in luknjo v verižni plošči, kar povzroči 3-5-krat hitrejšo obrabo kot običajno.

Zagozditev valja: Neenakomerna sila med raztezanjem lahko povzroči neporavnanost med valjem in tulcem, kar preprečuje gladko vrtenje valja in dodatno poslabša obrabo. 2. Posredne nevarnosti: Kaskadne okvare v prenosnem sistemu

Zmanjšana natančnost prenosa: Prekomerno raztezanje verige poveča korak verige, s čimer se poveča zračnost med zobmi verižnika. To lahko zlahka privede do preskakovanja zob in izpada verige, kar vpliva na natančnost delovanja opreme (npr. povečana napaka pozicioniranja v transportni opremi).

Prezgodnja odpoved verižnika: Ko se veriga s prevelikim korakom zatakne v standardni verižnik, se na zobe verižnika izvaja neenakomerna sila, kar povzroči lokalizirano obrabo in lupljenje zob, kar skrajša življenjsko dobo verižnika.

Preobremenitev motorja: Ko je veriga preobremenjena, se poveča obratovalni upor, zaradi česar mora motor oddajati večjo moč za vzdrževanje delovanja. To lahko dolgoročno povzroči pregrevanje motorja, pregorelost ali pogoste izklope pretvornika.

3. Največja nevarnost: prekinitev proizvodnje in varnostna tveganja

Za proizvajalce na montažnih trakovih lahko pretrganje verige zaradi prekomernega raztezanja verige povzroči večurni ali celo dnevni izpad, kar povzroči neposredne gospodarske izgube v višini več deset do več sto tisoč juanov.

Pri dvižni opremi lahko prekomerno raztezanje valjčnih verig povzroči padec težkih predmetov, kar lahko povzroči telesne poškodbe.

3. Ključna preventiva: popoln nadzor nad procesi od »predhodne priprave« do »izvedbe«

Ključ do izogibanja prekomernemu raztezanju med mehanskim raztezanjem je obvladljivost. Z natančnim predhodnim načrtovanjem, standardiziranim operativnim izvajanjem ter spremljanjem in pregledovanjem v realnem času je mogoče proces raztezanja ohraniti znotraj "elastičnega območja", da se prepreči prekomerna plastična deformacija. Sledi fazni načrt izvedbe:

1. faza: Priprava pred raztezanjem – spoznajte sebe in svojega nasprotnika, da se izognete slepim operacijam

Nezadostna priprava je glavni vzrok za prekomerno raztezanje. Pred raztezanjem je treba opraviti tri ključne naloge:

1. Določite "parametre natezne meje" verige.

Valjčne verige različnih modelov in materialov imajo bistveno različne meje tečenja in dovoljene raztezke. Ključne parametre je treba določiti vnaprej s pregledom priročnika za izdelek ali s testiranjem:

Nazivna natezna obremenitev: Največja natezna sila, ki jo veriga lahko prenese brez plastične deformacije (npr. nazivna natezna obremenitev za valjčno verigo serije 16A je približno 15,8 kN);

Dovoljeno raztezanje nagiba: Določeno na podlagi obratovalnih pogojev opreme (3 % za normalne pogoje, manj kot 2,5 % za težke pogoje delovanja);

Meja tečenja materiala: Meja tečenja glavnih komponent verige (kot je 40Mn za verižne plošče in 20CrMnTi za zatiče) se uporablja kot osnova za izračun natezne sile.

Praktični nasvet: Če priročnik za izdelek ni na voljo, izrežite del iste modelne verige in izvedite »preskusno raztezanje«. Za določitev meje tečenja, ki bo služila kot referenca za dejansko raztezanje, uporabite stroj za preizkušanje natezne trdnosti. 2. Izberite ustrezno opremo in orodja za raztezanje
Običajna oprema za mehanske metode raztezanja vključuje ročne napenjalce, električne napenjalce in hidravlične napenjalce. Ključna dejavnika pri izbiri prave opreme sta nadzorovana natančnost in stabilna napetost.

Majhna veriga (korak ≤ 12,7 mm): Za nadzor napetosti se lahko uporabi ročni napenjalec z momentnim ključem (vrednost navora določite s formulo za pretvorbo »navor – napetost«).

Srednje velika do velika veriga (korak 15,875–38,1 mm): Priporočljiv je električni napenjalec z digitalnim prikazovalnikom napetosti in samodejnim izklopom.

Veriga za težka bremena (korak ≥ 50,8 mm): Uporabiti je treba hidravlični napenjalec s hidravlično črpalko za natančen nadzor tlaka in preprečevanje nenadnega povečanja napetosti.

Nasvet za izogibanje: Raztezanje z grobo silo (na primer z žerjavom) je strogo prepovedano. Ta metoda ne nadzoruje napetosti in lahko zlahka privede do prekomernega raztezanja. 3. Preverite stanje verige in temeljev.

Preverjanje stanja pred raztezanjem lahko pomaga preprečiti tveganja raztezanja, ki jih povzročajo "prirojene napake":

Pregled videza verige: Preverite, ali so na ploščah verige razpoke, ali so zatiči ohlapni, ali so valjčki nepoškodovani. Če so prisotne kakršne koli napake, jih pred raztezanjem popravite ali zamenjajte.

Poravnava podnožja: Preverite, ali so osi zobnikov vzporedne in koplanarne (odstopanje mora biti ≤ 0,5 mm/m). Prekomerno odstopanje podnožja lahko povzroči lokalno preraztezanje verige po raztezanju zaradi neenakomerne sile.

Čiščenje in mazanje: Odstranite olje in nečistoče s površine verige. Nanesite ustrezno količino maziva, specifičnega za verigo, da zmanjšate trenje med raztezanjem in se izognete lokaliziranim koncentracijam napetosti, ki jih povzroča trenje.

2. faza: Nadzor procesa raztezanja – natančna uporaba sile za nadzor ritma deformacije

Jedro raztezanja je »konstantna hitrost, nadzorovana sila in spremljanje v realnem času«. Strogo je treba upoštevati naslednje štiri korake:

1. Nastavitev parametrov »stopenjskega raztezanja«

Da bi se izognili prekomerni plastični deformaciji, ki jo povzroči enkratna uporaba prekomerne sile, je treba uporabiti način "stopenjskega raztezanja". Specifični parametri so naslednji:

Stopnja 1 (predhodno raztezanje): Za odpravo začetne zračnosti verige uporabite 30–40 % nazivne natezne obremenitve 5–10 minut in opazujte morebitne nenormalne deformacije.

Stopnja 2 (Delovno raztezanje): Počasi povečajte natezno silo na 60 %–70 % nazivne natezne obremenitve in držite 10–15 minut. Veriga je zdaj v fazi elastičnega raztezanja in napetost lahko po potrebi prilagodite.

Stopnja 3 (kalibracijsko raztezanje): Če je potrebna nadaljnja prilagoditev, povečajte natezno silo na 80 % nazivne natezne obremenitve (strogo ne več kot 90 %), zadržite 5 minut, nato počasi razbremenite in spremljajte spremembe nagiba. Osnovno načelo: Med vsako stopnjo raztezanja naredite 3–5 minut premora, da enakomerno porazdelite napetost verige in se izognete nenadnim nateznim sunkom.
2. Nadzor hitrosti raztezanja in enakomernosti sile
Hitrost raztezanja: Pri ročnem raztezanju mora biti hitrost vrtenja ključa ≤ 1 vrtljaj/sekundo. Pri električnem/hidravličnem raztezanju mora biti hitrost povečanja sile ≤ 5 kN/minuto, da se prepreči "nenadna sila", ki lahko povzroči lokalno preobremenitev.
Enakomernost sile: Pri raztezanju se prepričajte, da so napenjalne točke na obeh koncih verige poravnane z osjo verige. Če je veriga predolga (več kot 5 metrov), dodajte pomožne opore na sredino, da preprečite neenakomerno silo zaradi povešenja verige zaradi lastne teže.
Smerni nadzor: Smer raztezanja se mora poravnati s smerjo obratovalne obremenitve verige (npr. pogonska veriga mora biti raztegnjena vzdolž pogonske ravnine), da se prepreči popačenje verige zaradi bočne napetosti. 3. Spremljanje stanja raztezanja v realnem času: »Opazuj, izmeri in poslušaj«

Med postopkom raztezanja je potrebno večdimenzionalno spremljanje, da se pravočasno odkrijejo znaki prekomernega raztezanja:

»Opazujte« deformacijo: Z kljunastim merilom ali merilnikom koraka verige vsakih 5 minut izmerite korak verige (izmerite 10 zaporednih korakov in izračunajte raztezek s povprečjem). Ko se raztezek približa 80 % dovoljene vrednosti, upočasnite postopek raztezanja.

»Merjenje« napetosti: Za spremljanje napetosti v realnem času uporabite digitalni prikazovalnik opreme za raztezanje. Če napetost nenadoma pade (kar kaže na plastično deformacijo verige), takoj prenehajte z raztezanjem.

»Poslušajte« nenavadne zvoke: Če se med raztezanjem slišijo nenavadni zvoki, kot sta »klikanje« ali »škripanje«, lahko to kaže na neusklajenost med verižno ploščo in zatičem. Preden nadaljujete, ustavite stroj za pregled in odpravite težavo. 4. Standardizirajte postopek razkladanja: Izogibajte se »poškodbam zaradi odboja«

Ko so dosežene želene zahteve glede raztezanja, je postopek razbremenitve prav tako pomemben. Nepravilna razbremenitev lahko povzroči, da se veriga odbije in deformira:

Hitrost razbremenitve: Počasi zmanjšujte napetost. Hitrost razbremenitve mora biti skladna s hitrostjo raztezanja in se izogibajte nenadnemu razbremenjevanju.

Pregled po razkladanju: Po razkladanju ponovno izmerite korak verige, da potrdite, ali je raztezek stabilen (elastični raztezek se bo obnovil, plastični raztezek pa bo ostal). Če raztezek preseže dovoljeno vrednost, verigo takoj zamenjajte.

Začasna pritrditev: Če je treba verigo po razkladanju začasno shraniti, jo je treba obesiti na namenski nosilec, da se prepreči stiskanje in zvijanje, kar lahko vpliva na kalibrirano napetost.

Faza 3: Vzdrževanje po raztezanju – »Stalno spremljanje« za podaljšanje življenjske dobe verige

Mehansko raztezanje ni enkratna rešitev. Redno vzdrževanje po raztezanju lahko hitro odkrije morebitne težave z raztezanjem:

1. Vzpostavite »pilo za raztezanje verige«

Zapišite ključne podatke za vsako operacijo raztezanja, da ustvarite popolno datoteko za upravljanje življenjskega cikla:

Datum raztezanja, operater, model opreme;

Višina tona pred/po raztezanju, vrednost napetosti, čas zadrževanja;

Delovni pogoji verige (obremenitev, hitrost, temperatura).

S primerjavo teh datotek lahko analizirate vzorce raztezne deformacije verige in si zagotovite osnovo za nadaljnje prilagoditve parametrov raztezanja.

2. Redno preverjajte spremembe višine tona

Razviti načrt pregleda igrišča glede na pogostost delovanja opreme:

Običajna oprema: mesečni pregled;

Oprema za težke obremenitve/visoke hitrosti: tedenski pregled;

Kritična oprema (kot je glavni pogon proizvodne linije): Naključni pregled med dnevnimi pregledi.

Ko raztezek verige doseže 90 % dovoljene vrednosti, načrtujte vzdrževanje vnaprej, da preprečite nenadno odpoved. 3. Optimizirajte delovno okolje, da zmanjšate kopičenje raztezanja verige.
Upravljanje mazanja: Redno dodajajte ustrezno mazivo (kot je mineralno olje ali sintetično olje), da zmanjšate obrabo verige in upočasnite podaljševanje koraka.
Nadzor obremenitve: Izogibajte se dolgotrajnemu delovanju s preobremenitvijo (obremenitev mora biti ≤ 85 % nazivne obremenitve), da zmanjšate napetost verige zaradi raztezanja.
Čiščenje in vzdrževanje: Redno odstranjujte prah in nečistoče z verige, da preprečite nenormalno podaljševanje koraka zaradi abrazivne obrabe.

4. Pogoste napake, ki se jim je treba izogniti: te "na videz razumne" operacije dejansko pospešujejo preobremenitev

Tudi po obvladovanju standardnih postopkov mnogi ljudje še vedno zaidejo v zmotne predstave, ki vodijo do pretiravanja. Tukaj so tri pogoste pasti:

Mit 1: »Bolj kot je raztegljiv, tem bolje; med delovanjem se izogibajte rahljanju.«

Resnica: Prenapetost izpostavlja verigo dolgotrajni visoki obremenitvi, kar pospešuje plastično deformacijo. Pravilen pristop je ohranjanje povesa verige znotraj 2 %–4 % sredinske razdalje med obema zobnikoma (pri horizontalnem prenosu). Manjši poves kaže na prenapetost.

Mit 2: »Mešanje starih in novih verig za prilagoditev dolžine z raztezanjem.«

Resnica: Stara veriga je že doživela plastično deformacijo. Ko se pri raztezanju uporabi nova veriga, se bo stara veriga zaradi šibkejše natezne trdnosti najprej preveč raztegnila, kar bo povzročilo neenakomerno porazdelitev napetosti po celotni verigi. Pravilen pristop je zamenjava vseh verig v istem prenosnem sistemu z novimi istega modela in serije. Zmota 3: »Preziranje obrabe zobnikov in preprosto raztezanje verige«
Resnica: Če so zobje verižnika močno obrabljeni (konice zob so koničaste, površine zob se luščijo), bo tudi če je veriga raztegnjena na standardni korak, med zaklepanjem še vedno delovala neenakomerna sila, kar posredno vodi do lokalnega preraztegovanja verige. Pravilen pristop je, da pred raztezanjem preverite stanje verižnika. Če obraba verižnika presega standardno vrednost, ga pred raztezanjem zamenjajte.

5. Povzetek: Tri temeljna načela za zagotavljanje nadzorovanega mehanskega raztezanja

Prekomerno raztezanje valjčnih verig zaradi mehanskega raztezanja je v bistvu posledica »človeške napake« in »pomanjkanja razumevanja parametrov«. Da bi se temu tveganju popolnoma izognili, upoštevajte naslednja tri načela:
Najprej parametri: Pred raztezanjem je treba jasno opredeliti parametre ključne verige, kot sta nazivna obremenitev in dovoljeni raztezek, in se izogibati zanašanju na izkušnje.
Nadzorljiv proces: Uporabite postopno raztezanje in spremljanje v realnem času, da ohranite napetost in deformacijo znotraj elastičnega območja.
Neprekinjeno vzdrževanje: Po raztezanju izvajajte redne preglede in optimizirajte okolje, da upočasnite kopičenje raztezanja in podaljšate življenjsko dobo verige.