Rullaketjuvoitelumenetelmät: tippuvoitelu-, kylpyvoitelu-, levyvoitelu- ja pakkosyöttöjärjestelmien vertailu

Tiedustelut: [email protected] — Nopea vastaus, Iso-Britannian B2B-toimitukset

Jokaisen rullaketjukäytön sisällä on kolme erillistä kosketusaluetta, jotka ovat pysyvästi rasituksessa. Tapin ja holkin välinen rajapinta kantaa täyden nivelkuormituksen joka kerta, kun lenkki saapuu ketjupyörään tai poistuu siitä. Holkin ja rullan välinen rajapinta käsittelee kitkaa, joka syntyy, kun rulla painautuu kutakin ketjupyörän hammasta vasten. Rullan ja ketjupyörän hampaan rajapinta välittää varsinaisen käyttövoiman. Huonosti voidellussa ketjussa metalli-metalli-kosketus kehittyy asteittain kaikissa kolmessa pisteessä. Tuloksena on ilmiö, jota Ison-Britannian kunnossapitoinsinöörit usein kuvailevat yksinkertaisesti "venymänä" – teknisesti kulumisvenymänä – jossa ketjun nousu kasvaa yli sen toleranssin, jonka vastakkaiset ketjupyörät on suunniteltu sietämään. Kun venymä saavuttaa noin 3% useimmissa vakioketjuissa, ketju ei enää asetu oikein ketjupyörille, mikä kiihdyttää sekä kulumista että tärinää, kunnes vikaantumisesta tulee väistämätöntä.

Riittävä voitelu, oikein ja asianmukaisella menetelmällä käytettynä, suorittaa useita toimintoja samanaikaisesti. Se erottaa metallipinnat nestekalvolla, joka kantaa kuormaa ja johtaa lämpöä pois, mikä vähentää kitkakerrointa jokaisella kosketusalueella. Se huuhtelee kulumisjätteet ja epäpuhtaudet pois sisäisistä välyksistä sen sijaan, että antaisi hioma-aineiden upottaa ja jauhaa pintamateriaalia pois. Se tarjoaa myös tietynasteisen korroosiosuojan sisäpinnoille, joita muuten olisi mahdotonta käsitellä ulkoisilla pinnoitteilla. Sheffieldin raskaan teräksen valmistussektori ja Birminghamin tarkkuuskoneistusteollisuus käyttävät molemmat laajasti rullaketjuja ympäristöissä, joissa on jatkuvasti kosteutta, hienoja metallihiukkasia ja leikkuunestesumua – joten voitelumenetelmän valinta on yhtä tärkeä kuin itse ketjulaadun valinta.

ISO 10823 -standardi, johon useimmat brittiläiset teollisuuden hankintatiimit viittaavat, tunnustaa, ettei mikään yksittäinen voiteluaineen levitysmenetelmä ole yleisesti optimaalinen. Valinnassa on otettava huomioon kehänopeus (mitattuna pienemmän hammaspyörän jakoympyrältä), käytetty kuormitus, järjestelmän jatkuva vai ajoittainen toiminta sekä huollon käytännöllisyys. Seuraavassa on yksityiskohtainen tarkastelu jokaisesta ensisijaisesta menetelmästä, joka on jäsennelty auttamaan insinöörejä punnitsemaan näitä muuttujia omiin asennusolosuhteisiinsa nähden.

Esitellyt rullaketjutuotteet

Tiputusvoitelu on yleisimmin käytetty menetelmä rullaketjuasennuksissa, jotka toimivat pienillä tai keskisuurilla kehänopeuksilla – yleisesti ottaen ketjuissa, joissa vetopyörän jakoympyrän nopeus on alle noin 4 m/s. Mekanismi on mekaanisesti yksinkertainen: ketjusäikeen yläpuolella oleva säiliö syöttää öljyä mitatun aukon tai neulaventtiilin kautta, jolloin se tippuu kontrolloidusti suoraan sisäsivulevyille, missä se voi tunkeutua tapin ja holkin välykseen kapillaari-ilmiön avulla ketjun niveltyessä. Tiputusnopeus on säädettävissä, tyypillisesti ilmaistaan ​​pisaroina minuutissa, ja se on kalibroitava tietyn asennuksen käyttösuhteen mukaan sen sijaan, että se asetettaisiin kerran ja jätettäisiin huomiotta.

Tiputusvoitelun yksinkertaisuus on sekä sen vahvuus että rajoitus. Esimerkiksi pienessä pakkaustehtaassa Leedsissä manuaalinen tippuöljytin vaatimattomalla kuljetinhihnalla saattaa olla täysin riittävä, helppo täyttää vuoronvaihdon aikana, eikä sen ylläpito vaadi erityisiä työkaluja tai suunnittelua. Huollettavaa pumppua, talvella hallittavaa säiliön lämmitystä eikä paineistettua tiivistysjärjestelmää ole. Kevyesti kuormitetuille, hitaille ketjuille, jotka kulkevat puhtaissa ympäristöissä, tämä on täysin järkevää suunnittelua.

Tiputusvoitelu on riittämätöntä raskaan kuormituksen sovelluksissa tai silloin, kun asennusgeometria tekee tasaisen ja kohdennetun voitelun epäkäytännölliseksi. Jos tippumisnopeus ei riitä käytetylle kuormitukselle käyttönopeudella, öljykalvo rikkoutuu tapin ja holkin rajapinnassa ennen seuraavan pisaran saapumista, mikä mahdollistaa metallin kosketuksen ja siitä johtuvan kulumisen. Järjestelmissä, joissa on merkittävää tärinää – yleistä painohuoneen tai kaivostoiminnan apukäytöissä, joita on Etelä-Walesin ja Yorkshiren hiilikaivosten seuraajateollisuudessa – tippumisnopeudesta voi tulla epäsäännöllinen, mikä tekee kalibroinnin tarkoituksen tarpeettomaksi. Käyttäjien tulisi myös olla tietoisia siitä, että liian kevyen viskositeetin omaavan öljyn käyttö tippumisjärjestelmissä johtaa valumiseen ennen kuin öljy tunkeutuu sisäisiin välyksiin, kun taas liian raskas öljylaatu ei virtaa luotettavasti mittausaukon läpi, erityisesti kylminä talvina Isossa-Britanniassa, kun lämmittämättömien tehdasyksiköiden lämpötila voi laskea selvästi alle 5 °C:n.

Öljykylpyvoitelu edustaa seuraavaa voiteluintensiteetin tasoa. Tässä rullaketjun alaosa on suunniteltu kulkemaan jatkuvasti öljypohjan läpi, joka on tiivistetyssä tai puolitiiviissä ketjukotelossa. Ketjun pyöriessä se kuljettaa öljyä kylvystä työpinnoille ja ketjupyörän ristikkoon, ja ylimääräinen öljy valuu takaisin öljypohjaan painovoiman avulla. Tämä jatkuva, itsestään uusiutuva öljynsyöttö tekee öljykylpyjärjestelmistä huomattavasti luotettavampia kuin tiputusmenetelmät keskinopeissa sovelluksissa – tyypillisesti se kattaa kehänopeusalueen noin 4 m/s - noin 8–10 m/s riippuen noususta ja kuormitusolosuhteista.

Öljykylvyn asennuksen suunnittelu on tehtävä huolellisesti, erityisesti upotussyvyyden suhteen. Jos ketju uppoaa liian syvälle öljypohjaan, se sekoittaa öljyä liikaa, mikä tuottaa lämpöä pyörtymishäviöiden kautta ja edistää vaahtoamista, joka heikentää voiteluaineen kalvonmuodostuskykyä. Ketjun lenkkilevyjen suositeltu upotussyvyys on tyypillisesti 6–12 mm öljyn pinnan alapuolella käytön aikana – riittävä varmistamaan riittävä öljynotto ilman liiallista turbulenssia. Isossa-Britanniassa sijaitsevissa valmistusympäristöissä, joissa ketjukotelon lämpötilan valvonta ei ole yleistä, insinöörit tunnistavat usein pyörtymisongelmat ensin odottamattomista öljyn lämpötilan nousuista tai ilmastuksen esiintymisestä öljypohjassa.

Toinen usein unohdettu tekijä on öljytason huolto. Kylpyvoitelujärjestelmien luotettavuus riippuu öljypohjan valvonnan ja täydennyksen käytännöistä. West Midlandsin autoteollisuuden toimitusketjun laitoksissa, joissa monivuorotyö on vakiotoimintaa, ei ole harvinaista, että öljytasot laskevat merkittävästi määräaikaisten tarkastusten välillä, erityisesti järjestelmissä, joissa on kuluneet tiivisteet, jotka mahdollistavat hitaan öljyn kulkeutumisen. Säännöllisen tarkastusvälin asettaminen – tyypillisesti kahden viikon välein keskiraskaissa käyttölaitteissa – ja tarkastuslasien tai -merkkien käyttö arvioihin luottamisen sijaan on hyvä käytäntö, johon monet laitokset investoivat liian vähän.

Öljynvaihdot kylpyjärjestelmissä tulisi suorittaa käyttölämpötilan ja koetun likaantumisasteen mukaan määräytyvin väliajoin. Suhteellisen puhtaissa ympäristöissä toimivissa suljetuissa järjestelmissä vuosittaiset öljynvaihdot ovat tyypillisiä. Valimoissa, teräsvalssaamoissa tai elintarviketehtaissa, joissa ilmateitse leviävä epäpuhtaus on merkittävää – skenaariot ovat yleisiä Sheffieldin jäljellä olevalla metallinjalostussektorilla – tiheämmät öljynvaihdot estävät hiomahiukkasten kertymisen, joka muutoin kiihdyttäisi kulumista jatkuvasta öljynsaannista huolimatta.

Levy- tai roiskevoitelu laajentaa öljykylpyjärjestelmien tehokasta nopeusaluetta käyttämällä linkolevyä – litteää tai laipallista pyörivää levyä, joka on asennettu akselille ketjupyörän viereen. Se osittain uppoaa öljypohjaan ja kuljettaa öljyä ylöspäin ja ulospäin keskipakovoiman avulla. Heiluttautuva öljy osuu ketjuun ja sitä ympäröiviin kotelon seinämiin peittäen ketjun säikeet ja sisäpinnat öljyllä nopeudella, joka on verrannollinen akselin nopeuteen. Tämä tekee levyvoitelusta erityisen tehokasta nopeusalueella, joka on käytännön öljykylpykäytön yläpuolella – tyypillisesti noin 8 m/s ja 14 m/s välillä – missä yksinkertainen upottaminen aiheuttaisi kohtuuttoman suuria pyörimishäviöitä.

Roottorin kiekon suunnittelu on vivahteikkaampi insinööritehtävä kuin miltä se saattaa vaikuttaa. Kiekon halkaisija on mitoitettava siten, että sen upotussyvyys öljypohjaan on riittävä kuljettamaan riittävästi öljyä alhaisimmalla odotetulla käyttönopeudella, mutta ei aiheuta liiallista roiskumista suurimmalla nopeudella. Monirattaisissa käyttölaitteissa – yleinen kokoonpano automatisoiduissa lavaus- ja pakkauskoneissa, joita on asennettu Daventryn ja Northamptonin logistiikkakeskuksiin – jokainen kiekko on mitoitettava erikseen sopimaan sen akselinopeuteen ja sijaintisuhteeseen öljypohjan öljytasoon nähden.

Yksi levyvoitelun selkeä käyttöetu yksinkertaisiin kylpyjärjestelmiin verrattuna on öljyn luonnostaan ​​tasaisempi jakautuminen ketjun koko leveydelle. Sen sijaan, että ketju itse kuljettaisi öljyä öljypohjasta ylempään säikeeseen, levy liikuttaa sitä aktiivisesti. Tämä on erityisen hyödyllistä leveämmissä monisäikeisissä rullaketjukäytöissä, joissa kylpyjärjestelmän sisemmät säikeet saisivat huomattavasti vähemmän öljyä kuin öljypohjan kanssa kosketuksissa olevat ulommat säikeet. Roiskekuviota voidaan optimoida entisestään käyttämällä ketjukotelon sisällä olevia ohjauslevyjä tai ilmaisimia – yksityiskohta, joka erottaa tarkkuustekniset asennukset puhtaasti minimaalisin kustannuksin rakennetuista asennuksista.

Painekiertovoitelujärjestelmät edustavat rullaketjujen voitelutekniikan korkeinta tasoa. Näissä erillinen hammaspyöräpumppu – tai haarapiiri suuremmasta laitoksen voitelujärjestelmästä – syöttää öljyä kontrolloidulla paineella kovan putkiston tai joustavan letkun kautta suuttimeen tai suihkuun, joka on suunnattu tarkasti ketjun säikeen avoimelle puolelle juuri ennen kuin ketju koskettaa ketjupyörää. Suihku tunkeutuu ketjun sisäosaan suurimman nivelliikkeen kohdalla ja syöttää voiteluaineen suoraan tapin ja holkin rajapintaan, missä sitä eniten tarvitaan, sen sijaan, että se luottaisi kapillaari-ilmiöön tai keskipakoisvoimaan siirtyessään sisäänpäin.

Yli noin 14 m/s nopeuksilla toimiville rullaketjukäytöille – tai raskaasti kuormitetuille ketjuille pienemmillä nopeuksilla, joissa lämmöneristys ja tasainen öljykalvon ylläpito ovat kriittisiä – pakkovoitelu ei ole ylellisyyttä, vaan tekninen välttämättömyys. Pumpun syöttämää öljyn virtausnopeutta ohjataan tyypillisesti virtausventtiilillä ja sitä valvotaan painekytkimellä tai virtausmittarilla, minkä ansiosta järjestelmä voi laukaista hälytyksen tai sammutuksen pumpun vikaantumisen, tukkeutuneiden linjojen tai vaarallisen alhaisen säiliötason sattuessa. Kriittisillä tuotantolinjoilla – paperitehtailla Luoteis-Englannissa, sementtitehtailla Peak Districtissä tai offshore-lauttojen apukäytöissä – tämä vikasietoinen toiminnallisuus johtaa suoraan tuotantovarmuuteen, jota mikään painovoimaisesti syötettävä järjestelmä ei voi tarjota.

Pakkosyöttöjärjestelmiin liittyvä hydraulipiiri sisältää tyypillisesti öljynjäähdyttimen – usein yksinkertaisen putki- tai levylämmönvaihtimen – hallitsemaan nopeiden ja tehokkaiden rullaketjukäyttöjen tuottamaa lämpökuormaa. Ilman lämpötilan säätöä öljyn viskositeetti laskee järjestelmän lämmetessä, mikä vähentää kalvonmuodostuskykyä juuri silloin, kun kuormitus on suurimmillaan. Ohitustermostaattiventtiili voidaan asentaa siten, että kylmä öljy ohittaa jäähdyttimen käynnistyksen yhteydessä, kunnes öljy saavuttaa käyttölämpötilan, estäen liiallisen viskositeetin, joka nostaisi pumpun ulostulopainetta ja rasittaisi tiivisteitä.

Suuttimen sijoitteluun on kiinnitettävä erityistä huomiota pakkosyöttöasennuksissa. Suihkun tulisi kohdistua ketjun sisäpintaan – erityisesti sisemmän ja ulomman lenkkilevyn väliseen rakoon voimansiirron löysällä puolella, kun ketju saapuu pieneen ketjupyörään. Tässä vaiheessa lenkki on juuri niveltymässä ja tappi on parhaiten saavutettavissa. Suihkun suuntaaminen kireälle puolelle tai ulompiin levyihin ei juurikaan muuta kuin kastelee ulkopinnat, mikä tarjoaa vain vähän suojaa sisäisille laakeripinnoille, joilla kulumista todellisuudessa tapahtuu. Tämä ero erottaa insinöörilähtöiset rullaketjuasennukset puhtaasti kustannusperusteisista asennuksista.

Valmistuskapasiteetti

Ever Power: Tarkkuusrullaketjujen valmistus ja räätälöinti

Ever Powerilla rullaketjujen valmistus ei ole pelkkä massatuotantoprosessi – se on tarkkuustekniikan ala. Tuotantolaitoksemme käyttää tappien ja holkkien valmistukseen tarkoitettuja kylmämuovauslinjoja, joissa mittatoleransseja säädetään ±0,005 mm:n tarkkuudella sen varmistamiseksi, että riittävän voitelun säilyttämisen kannalta kriittiset sisäiset välykset täyttävät jokaisen yksittäisen komponentin vaatimukset. Lämpökäsittelyprosessit suoritetaan tietokoneohjatuissa ilmakehäuuneissa, mikä takaa yhdenmukaiset pinnankovuusprofiilit kaikissa ketjulaaduissa, ISO-sarjan vakioketjuista Caterpillarin koneiden käyttäjien ja Ison-Britannian konevuokraamojen vaatimiin raskaisiin ja lujiin tuotteisiin.

Räätälöinti on ydinosaamista, ei jälkikäteen mietittyä. Brittiläiset teollisuusostajat tarvitsevat usein rullaketjuja, joissa on erityisiä muutoksia: pidennettyjä tappeja kuljetinkiskoille, kiinnityslenkkejä erikoiskoneille, korroosionkestäviä käsittelyjä pesuympäristöihin tai esivoitelua tietyillä elintarvikelaatuisilla tai synteettisillä voiteluaineilla. Ever Powerin suunnittelutiimi työskentelee suoraan asiakkaan omien kunnossapito- ja suunnitteluosastojen kanssa määrittääkseen oikean tuotevariantin, varmistaakseen mittasuhteiden yhteensopivuuden olemassa olevien ketjupyörien kanssa ja suositellakseen sopivaa voitelumenetelmää ehdotettuihin käyttöolosuhteisiin. Vakiovarastotuotteiden toimitusajat tukevat seuraavan päivän toimitusvaatimuksia Isossa-Britanniassa, kun taas mittatilaustyönä valmistettuja tuotteita hallitaan erillisen projektien aikataulutusjärjestelmän avulla, jossa on täydellinen jäljitettävyysdokumentaatio.

Sheffieldin Attercliffen teollisuusalueella toimiva teräsrakenteiden valmistaja kärsi toistuvista rullaketjujen vioista levykuljetinlinjojaan palvelevissa käyttöjärjestelmissä. Ketjut – kaksipuoliset rullaketjut, jotka toimivat noin 6 m/s nopeudella täydellä kuormalla – voideltiin öljykylpyjärjestelmällä, joka asennettiin laitoksen käyttöönoton yhteydessä yli viisitoista vuotta aiemmin. Ketjukoteloiden tiivisteet olivat heikentyneet, öljypohjan öljytasoa oli vaikea seurata luotettavasti, ja kuluneiden kotelonivelten kautta sisään päässyt kalkkikerros kiihdytti tappien ja puslien kulumista siihen pisteeseen, että huoltotiimi vaihtoi ketjuja 3–4 kuukauden välein, mikä aiheutti merkittäviä kustannuksia molemmissa osissa ja suunnittelemattomia seisokkeja vuorojen vaihdosten aikana.

Yhteistyössä Ever Powerin teknisen tiimin kanssa laitoksen suunnittelupäällikkö määritteli siirtymisen pakkosyöttöiseen voitelupiiriin, joka sisältää linjassa olevan 10 mikronin suodattimen, kompaktin levymäisen öljynjäähdyttimen ja ruostumattomasta teräksestä valmistetut suihkusuuttimet, jotka on suunnattu ketjun sisääntulopisteeseen sekä ensisijaisessa käytössä että paluulangassa. Ever Power toimitti yhteensopivat vaihtorullaketjut erittäin lujana, tiivistetyllä liitoksella varustettuna versiona, joka oli esivoideltu pakkosyöttöjärjestelmän käyttööljylaadulla. Päivitetty järjestelmä otettiin käyttöön suunnitellun huoltoviikonlopun aikana, eikä se vaatinut olemassa olevaan ketjukoteloon rakenteellisia muutoksia uusien kotelotiivisteiden asentamisen ja suuttimien kiinnityspisteiden poraamisen lisäksi.

Seuraavien kahdentoista kuukauden aikana seurattu tulos osoitti, että ketjun kulumisvenymä pieneni aiemmasta alle 90 päivässä saavutetusta 3%-vikarajan arvosta mitattuun 0,8%-venymään kahdentoista kuukauden jatkuvan käytön jälkeen – selvästi vaihtokynnyksen sisällä. Laitoksen kunnossapitosuunnittelija arvioi, että ketjun varaosien, työvoiman ja tuotannon seisokkiaikojen säästöt ensimmäisenä vuonna ylittivät 28 000 puntaa, jolloin pakkosyöttöjärjestelmän pääomakustannukset katosivat alle kuudessa kuukaudessa.

Rullaketjujen voitelumenetelmän valintaprosessi rakentuu luotettavimmin kolmen päämuuttujan ympärille: ketjun kehänopeus, käytetty siirtoteho säiettä kohden ja käyttöympäristö. ISO 10823 -standardi tarjoaa graafisen kaavion, joka esittää nämä muuttujat suositeltua voitelutyyppiä vasten – viitteen, jota kokeneet Yhdistyneen kuningaskunnan kunnossapitoinsinöörit ja hankinta-asiantuntijat käyttävät vakiona määritellessään uusia käyttöjä tai arvioidessaan olemassa olevia järjestelmiä päivitystä varten.

Ympäristötekijät muuttavat teoreettista valintaa merkittävästi. Järjestelmä, joka ISO-kaavion mukaan luokittelisi sopivaksi öljykylpyvoiteluun, saattaa vaatia pakkosyöttöä, jos käyttöympäristössä on paljon epäpuhtauksia – kuten Derbyshiren sementtitehtaiden raaka-aineiden käsittelyalueilla tai Pennine-louhosvyöhykkeen pölyisissä kiviaineksen käsittelylaitoksissa. Kääntäen, järjestelmä, joka teoriassa vaatii levyvoitelua, saattaa toimia riittävästi öljykylvyllä, jos nopeudet ovat vaihteluvälin alapäässä, kuormituskerroin on kohtuullinen ja käyttöympäristö on puhdas ja suljettu.

Kunnossapidon käytännöllisyys on oikeutettu tekninen panostus, ei anteeksipyydettävä kompromissi. Pakkosyöttöjärjestelmän asentaminen paikkaan, jossa huoltoon pääsy on vaikeaa ja pumpun huollettavuus on rajoitettua, on huonompi tekninen valinta kuin hyvin toteutettu öljykylpyjärjestelmä, jonka huoltohenkilöstö voi tarkastaa ja huoltaa rutiininomaisesti. Paras voitelumenetelmä on sellainen, jota pidetään jatkuvasti oikeassa kunnossa rullaketjuasennuksen koko käyttöiän ajan – periaate, joka pätee yhtä lailla pieneen kuljetinkäyttöön Lancashiren tekstiilitehtaassa kuin raskaaseen ketjukäyttöön Pohjanmeren lauttojen tukialuksen kansikoneistossa.

Yksi Ison-Britannian teollisuudessa usein aliarvioitu ulottuvuus on voitelumenetelmän ja ketjun tehtaalla esivoitelutilan välinen vuorovaikutus. Ever Powerin kaltaisten valmistajien toimittamat korkealaatuiset rullaketjut sisältävät tehtaalla levitettyä voiteluainetta tapin ja holkin välykseen kokoonpanon aikana. Voiteluaine annostellaan kontrolloiduissa olosuhteissa, jotka varmistavat täydellisen sisäisen kostutuksen ennen kuin ketju altistetaan kuormitukselle. Tämä esivoitelu on erityisen tärkeää tippuvoitelulla ja kylpyvoidelluille ketjuille, joissa käyttövoiteluaineen tunkeutuminen sisäisiin välyksiin on epäsuoraa ja perustuu nivelten toimintaan paineen ruiskutuksen sijaan. Käyttöiän aloittaminen hyvin voidellulla ketjulla kuivan tai riittämättömästi voidellun sijaan pidentää huoltoväliä, kunnes ensimmäinen mitattava kuluminen havaitaan, ja vähentää kriittistä sisäänajokulumista, joka usein lyhentää ketjun kokonaiskäyttöikää suhteettomasti.

Ever Power — Iso-Britannian yritysasiakkaiden toimitus

Oletko valmis valitsemaan oikean rullaketjun vetolaitteellesi?

Tarvitsetpa sitten ISO-sarjan vakioketjuja, Caterpillarin erikoislujuustuotteita tai räätälöityjä, esivoideltuja versioita tiettyyn Ison-Britannian teollisuussovellukseen, Ever Powerin tekninen tiimi on valmiina auttamaan.

✉ Pyydä tarjous nyt

[email protected]