Πόσο πρέπει να διαρκεί μια αλυσίδα με κυλίνδρους; Παράγοντες που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής

Η λίπανση είναι, αναμφίβολα, η πιο ισχυρή που έχουν οι μηχανικοί μοχλών κατά τη διάρκεια ζωής της αλυσίδας κυλίνδρων. Όταν διατηρείται επαρκές φιλμ λαδιού στη διεπαφή πείρου-δακτυλίου, οι πείροι επιπλέουν σε μια υδροδυναμική σφήνα λιπαντικού και η μεταλλική επαφή εξαλείφεται σχεδόν πλήρως. Αφαιρέστε αυτό το φιλμ - λόγω μόλυνσης, εξάτμισης, ανεπαρκούς συχνότητας εφαρμογής ή απλώς λάθος ποιότητας λαδιού για τη θερμοκρασία λειτουργίας - και οι ρυθμοί φθοράς μπορούν να επιταχυνθούν κατά δέκα φορές ή και περισσότερο σε σύγκριση με μια σωστά λιπασμένη αλυσίδα. Για τις περισσότερες βιομηχανικές αλυσίδες που λειτουργούν σε μέτριες ταχύτητες, το λάδι ISO VG 68 έως ISO VG 100 που εφαρμόζεται στο σωστό διάστημα (συνήθως κάθε 8 έως 80 ώρες ανάλογα με τη μέθοδο) είναι επαρκές. Η λίπανση με λουτρό, η τροφοδοσία σταγόνων, η ροή λαδιού και τα σφραγισμένα πακέτα γράσου εφ' όρου ζωής ταιριάζουν σε διαφορετικές εφαρμογές και η σωστή επιλογή για την οδήγησή σας είναι εξίσου σημαντική με την ίδια την ποιότητα λαδιού. Στα βαριά εργαστήρια κατασκευής του Σέφιλντ, όπου οι θερμοκρασίες περιβάλλοντος κυμαίνονται ευρέως, η διασφάλιση ότι το λιπαντικό δεν γίνεται πολύ ιξώδες για να διεισδύσει στο διάκενο του πείρου-δακτυλίου σε κρύες πρωινές συνθήκες είναι ένα συχνά παραβλεπόμενο πρόβλημα.

Κάθε αλυσίδα κυλίνδρων έχει ονομαστική τιμή για ένα μέγιστο επιτρεπόμενο φορτίο λειτουργίας και, πιο κρίσιμο, για ένα όριο κόπωσης - το κυκλικό φορτίο κάτω από το οποίο η αστοχία λόγω κόπωσης θεωρητικά αναβάλλεται επ' αόριστον. Ο στόχος είναι η συνεχής λειτουργία κάτω από το όριο κόπωσης. Η οδήγηση της αλυσίδας στη ζώνη κόπωσης, ακόμη και κατά διαστήματα, συσσωρεύει ζημιές που είναι μη αναστρέψιμες. Οι μηχανικοί πρέπει να λαμβάνουν υπόψη όχι μόνο το ονομαστικό μεταδιδόμενο φορτίο αλλά και τους κραδασμούς και τη δυναμική φόρτιση - οι μεταφορικοί ιμάντες που ξεκινούν με πλήρες φορτίο, οι κινητήρες που αντιμετωπίζουν τακτικές αναστροφές ή τα συστήματα που συνδέονται με παλινδρομικά μηχανήματα όπως οι συμπιεστές εμβόλων θα δουν μέγιστα φορτία που μπορεί να είναι δύο ή τρεις φορές την τιμή σταθερής κατάστασης. Η μεθοδολογία του συντελεστή εξυπηρέτησης ISO 10823 υπάρχει ακριβώς για να ποσοτικοποιήσει αυτές τις δυναμικές και να τις μεταφράσει σε μια κατάλληλη επιλογή αλυσίδας. Οι υπερφορτωμένες αλυσίδες κυλίνδρων στη βιομηχανία επεξεργασίας αδρανών υλικών γύρω από το Μπάρνσλεϊ, για παράδειγμα, συχνά αποτυγχάνουν σε λιγότερο από το ένα τέταρτο της πιθανής διάρκειας ζωής τους, επειδή η αρχική διαστασιολόγηση βασίστηκε στην ονομαστική ισχύ του κινητήρα χωρίς να εφαρμοστεί ρεαλιστικός συντελεστής κραδασμών.

Η ταχύτητα της αλυσίδας επηρεάζει τη φθορά μέσω δύο μηχανισμών. Σε υψηλές ταχύτητες, η ταχύτητα κρούσης καθώς κάθε κύλινδρος χτυπά το δόντι του γραναζιού αυξάνεται, αυξάνοντας την στιγμιαία τάση επαφής και επιταχύνοντας τη φθορά του κυλίνδρου και του δακτυλίου. Σε πολύ υψηλές ταχύτητες σε ανεπαρκώς λιπανμένα συστήματα, η φυγοκεντρική εκτόξευση του λιπαντικού μακριά από την αλυσίδα επιδεινώνει το πρόβλημα. Ο αριθμός των δοντιών του γραναζιού έχει τεράστια σημασία: ένα μικρό γρανάζι με λιγότερα δόντια παράγει ένα πιο έντονο πολυγωνικό φαινόμενο - την κυκλική μεταβολή στην ταχύτητα και την κατεύθυνση της αλυσίδας, γνωστή ως φαινόμενο χορδικής δράσης - που δημιουργεί δονήσεις και πρόσθετη δυναμική τάση με κάθε εμπλοκή των δοντιών. Ο γενικός εμπειρικός κανόνας που υιοθετείται από τους περισσότερους κατασκευαστές αλυσίδων είναι τουλάχιστον 17 δόντια στο μικρότερο γρανάζι για συνεχή λειτουργία και, ιδανικά, 21 ή περισσότερα για ομαλή λειτουργία χαμηλών δονήσεων. Η λειτουργία ενός γραναζιού κίνησης 9 δοντιών σε έναν μεταφορικό ιμάντα υψηλής ταχύτητας, όπως παρατηρείται περιστασιακά σε παλαιότερο αυτοματοποιημένο εξοπλισμό αποθήκης γύρω από το Μίλτον Κέινς, μειώνει προβλέψιμα τη διάρκεια ζωής της αλυσίδας σε ένα κλάσμα αυτού που θα επιτύγχανε ένα σωστά καθορισμένο σύστημα κίνησης.

Το λειτουργικό περιβάλλον λειτουργεί ως ένας σταθερός πολλαπλασιαστής υποβάθρου σε όλους τους άλλους μηχανισμούς φθοράς. Η λειαντική ορυκτή σκόνη — που υπάρχει στην παραγωγή τσιμέντου γύρω από το Ράγκμπι ή στις εξορυκτικές δραστηριότητες στην περιοχή Peak District — ενσωματώνεται στη λιπαντική μεμβράνη και τη μετατρέπει σε ένα υλικό λείανσης, τρίβοντας τις επιφάνειες των πείρων και των δακτυλίων με αδίστακτη αποτελεσματικότητα. Η υγρασία προάγει την οξείδωση της επιφάνειας και ακόμη και οι λεπτές μεμβράνες οξειδίου εντός του διακένου των πείρων λειτουργούν ως λειαντικά σωματίδια μόλις απελευθερωθούν. Οι ακραίες θερμοκρασίες επηρεάζουν το ιξώδες του λιπαντικού: πολύ ζεστό και το λάδι αραιώνει κάτω από το ελάχιστο πάχος της μεμβράνης για υδροδυναμικό διαχωρισμό. πολύ κρύο και δεν καταφέρνει να διεισδύσει στις στενές αποστάσεις πριν ζεσταθεί το μηχάνημα. Οι πιτσιλιές όξινων ή αλκαλικών χημικών ουσιών, συχνές σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού και εργοστάσια επεξεργασίας γεωργικών χημικών στο Λινκολνσάιρ, μπορούν να καταστρέψουν τις προστατευτικές επιφανειακές επιστρώσεις μέσα σε λίγες εβδομάδες. Η περίφραξη, η σφράγιση και οι προδιαγραφές υλικών κατάλληλων για το περιβάλλον είναι οι κύριες αντιδράσεις σχεδιασμού σε μολυσμένα περιβάλλοντα.

Μια αλυσίδα με σωστή αρχική τάση, ακριβώς ευθυγραμμισμένα γρανάζια και σωστή κεντρική απόσταση θα αντέχει πάντα περισσότερο από την ίδια αλυσίδα που έχει εγκατασταθεί βιαστικά. Η αρχική τάση της αλυσίδας είναι ένα συχνά παρεξηγημένο θέμα: μια αλυσίδα με κυλίνδρους δεν πρέπει να εγκαθίσταται σφιχτά όπως ένας ιμάντας. Η σωστή χαλάρωση για μια οριζόντια κίνηση είναι περίπου 2% της κεντρικής απόστασης - πιο σφιχτή από αυτή δημιουργεί πρόσθετο φορτίο στην αλυσίδα και τα ρουλεμάν χωρίς όφελος. Η ευθυγράμμιση των γραναζιών είναι κρίσιμη επειδή η πλευρική κακή ευθυγράμμιση αναγκάζει τους κυλίνδρους να κινούνται στις πλευρές των δοντιών του γραναζιού αντί να κεντράρονται στο κενό των δοντιών, δημιουργώντας ανομοιόμορφο φορτίο σε όλο το πλάτος των πλακών σύνδεσης και προκαλώντας πρόωρη πλευρική φθορά τόσο στην αλυσίδα όσο και στον οδοντωτό τροχό. Ακόμη και μια κακή ευθυγράμμιση 1° έως 2° μπορεί να μειώσει τη διάρκεια ζωής της αλυσίδας κατά 30% σε 50% σε μια βαριά φορτωμένη κίνηση. Ο χρόνος που αφιερώνεται για τη σωστή ευθυγράμμιση κατά την εγκατάσταση - χρησιμοποιώντας ένα εργαλείο ευθυγράμμισης με ευθεία ακμή ή λέιζερ - αποδίδει πολλαπλάσια σε όλη τη διάρκεια ζωής της αλυσίδας.

Ακόμα και σε ιδανικές συνθήκες, οι αλυσίδες με κυλίνδρους φθείρονται. Το ερώτημα είναι εάν αυτή η φθορά εντοπίζεται και αντιμετωπίζεται πριν ξεπεράσει τα κρίσιμα όρια. Η τακτική μέτρηση της επιμήκυνσης της αλυσίδας - με ένα βαθμονομημένο εργαλείο δείκτη φθοράς αλυσίδας ή έναν απλό χαλύβδινο κανόνα σε σχέση με έναν γνωστό αριθμό συνδέσμων - επιτρέπει στις ομάδες συντήρησης να παρακολουθούν τον ρυθμό φθοράς και να προβλέπουν τις ανάγκες αντικατάστασης πριν από την αστοχία. Οι περισσότεροι κατασκευαστές συνιστούν αντικατάσταση όταν η επιμήκυνση φτάσει τα 1,5% έως 2% ονομαστικού μήκους βήματος για τυπικούς κινητήρες και αυστηρότερα όρια - μερικές φορές τόσο χαμηλά όσο 0,5% έως 1% - για εφαρμογές ακριβούς ευρετηρίασης ή κινητήρες που συνδέονται με ακριβά κιβώτια ταχυτήτων όπου ένα skip αλυσίδας θα μπορούσε να προκαλέσει ζημιά κατάντη αξίας δεκάδων χιλιάδων λιρών. Παράλληλα με τη μέτρηση της αλυσίδας, η επιθεώρηση φθοράς των δοντιών του γραναζιού θα πρέπει να πραγματοποιείται σε κάθε αλλαγή αλυσίδας. Ένα φθαρμένο γρανάζι θα επιταχύνει τη φθορά σε μια νέα αλυσίδα σε σημείο που η διάρκεια ζωής της νέας αλυσίδας είναι ένα κλάσμα αυτού που θα έπρεπε να είναι. Αντικαταστήστε την αλυσίδα και τα γρανάζια μαζί όποτε είναι ορατή φθορά του γραναζιού.