Цепи являются важными механическими базовыми компонентами линий по производству цемента. Среди них втулочная роликовая цепь является наиболее широко используемой и имеет самый широкий диапазон применения в цементной промышленности. В основном он используется для передачи, транспортировки и подъема оборудования. Научный и рациональный выбор и использование цепей, а также хорошее управление всем жизненным циклом продукции имеют большое значение для снижения производственных затрат, полного раскрытия работоспособности цепных приводов на линиях по производству цемента, продления срока службы. срок службы цепей и снижение отказов оборудования. В данной статье представлен всесторонний обзор принципов выбора и ключевых моментов использования цепей для производства цемента с целью помочь цементным предприятиям более разумно выбирать и использовать цепи.

0 Введение

Цементная промышленность играет значительную роль в развитии национальной экономики. Цепи являются незаменимыми и важными механическими базовыми компонентами линий по производству цемента. Цепи для цементной промышленности — это общий термин для всех цепей, используемых для передачи, транспортировки и подъема при производстве цемента. Как особая отрасль, цементная промышленность имеет множество видов применения цепей. По различным способам изготовления их можно разделить на круглозвенные цепи, литые цепи (цепи для печей мокрого способа), кованые цепи (для транспортировки клинкера), втулочные роликовые цепи, образованные штамповкой цепных пластин и т. д. [1] . Среди них втулочная роликовая цепь является типом цепи, который наиболее широко используется и имеет самый широкий диапазон применения в цементной промышленности. Он широко используется в таком оборудовании, как ковшовые (вертикальные) элеваторы, пластинчатые конвейеры, цепные ковшовые конвейеры и подземные скребковые конвейеры. На примере втулочной роликовой цепи в данной статье будут подробно рассмотрены принципы выбора и ключевые моменты использования цепей для цементной промышленности.

1 Принципы выбора цепей для цементной промышленности

1.1 Принципы выбора цепей передачи

Роликовые цепи с трансмиссионными втулками, обычно используемые в цементной промышленности, в основном включают прецизионные роликовые цепи с коротким шагом (GB/T 1243–2006), прецизионные роликовые цепи с двойным шагом (GB/T 5269–2008) и роликовые цепи с коленчатыми звеньями для трансмиссия для тяжелых условий эксплуатации (GB/T 5858 - 1997). Среди них роликовая цепь с прецизионной втулкой с коротким шагом является наиболее широко используемой и имеет самый широкий диапазон применения.

Роликовую цепь с прецизионной втулкой с коротким шагом для трансмиссии можно выбрать в соответствии со стандартными требованиями GB/T 18150-2006 «Руководство по выбору роликовых цепных приводов». Следует отметить, что кривая номинальной мощности втулочной роликовой цепи, указанная в настоящем стандарте, разработана для конкретных условий. Расчетный срок службы роликоцепного привода, выбранного по заданным условиям, составляет 15 000 ч. Допустимая мощность передачи, которую он обеспечивает, основана на усталостном разрушении с учетом других форм отказа и получена посредством большого количества испытаний [2]. При выборе, при условии достаточной несущей способности, следует выбирать однорядную цепь с малым шагом, насколько это возможно, для уменьшения полигонального эффекта цепной передачи. Чем больше шаг цепи, тем выше несущая способность, но вибрация и шум зачастую более серьезны, а также увеличиваются конструктивные размеры цепного привода. Когда пространство передачи ограничено и требуется более компактный размер, можно выбрать многорядную цепь. Как правило, многорядную цепь с малым шагом выбирают, когда передаточное число велико, межосевое расстояние мало, угол контакта маленькой звездочки мал и нагрузка относительно велика; однорядную цепь с большим шагом выбирают в условиях работы с малым передаточным числом и большим межосевым расстоянием и не слишком высокой скоростью передачи [3].

Прецизионная роликовая цепь с двойным шагом является производной прецизионной роликовой цепи с коротким шагом для передачи, и ее передаваемая мощность и скорость относительно ниже. Двухшаговую прецизионную роликовую цепь можно выбрать, когда расстояние между центрами передачи относительно велико.

Цепь с коленчатыми звеньями подходит для случаев передачи мощности открытого типа в тяжелых условиях работы, таких как низкая скорость, тяжелая нагрузка, пыльная среда, и две звездочки нелегко расположить в одной плоскости. Изгиб пластины цепи делает цепь более подходящей для прерывистых условий работы трансмиссии с большими ударными нагрузками и частыми пусками. Для низкоскоростных и тяжелонагруженных цепных приводов (v ≤ 0,6 м/с) основным видом отказа цепи является обрыв при перегрузке. Поэтому конкретную модель коленчато-звенной цепи можно определить, рассчитав и проверив коэффициент запаса n ее статической прочности по данным расчета статической прочности. n должно соответствовать требованиям уравнения (1).

n = Fu/(f1×F)≥[n](1)

Где:

Фу - Минимальная прочность цепи на разрыв, кН;

f1 - Коэффициент рабочего состояния приложения, который можно найти в таблице 2 данных GB/T 18150 - 2006;

F - эффективная тяговая сила, воспринимаемая цепью, то есть эффективная окружная сила, кН;

[n] – Допустимый коэффициент запаса прочности, обычно принимается равным 4–8 [4]. Для передач с меньшей скоростью, меньшей инерцией ведомой системы, менее ответственных передач или при более точном определении эффективной окружной силы можно принять меньший допустимый коэффициент запаса; для трансмиссий с более сильными вибрациями и большими переменными изменениями нагрузки следует принимать больший допустимый коэффициент запаса.

1.2 Принципы выбора конвейерных цепей

1.2.1 Типы конвейерных цепей

Некоторые конвейерные цепи, используемые в цементной промышленности, производятся на основе стандартных конвейерных цепей. К основным из них относятся длинношаговые конвейерные цепи серии М и цепи с полыми штифтами MC (GB/T 8350—2008), цепи со стальными втулками (JB/T 5398—2005), цепи со стальными роликами для транспортировки (JB/T 10703—2007). ), подземные скребковые конвейерные цепи (JB/T 9154—2008) и т. д. Также подбираются некоторые цепи для определенного оборудования. в соответствии с зарубежными стандартами, такими как конвейерные цепи со сплошными штифтами типа FV и цепи с полыми штифтами типа FVC (DIN 8165:1992). Среди них длинношаговая конвейерная цепь серии М является наиболее часто используемой стандартной конвейерной цепью в цементной промышленности. Например, тяговые цепи серии цепных ковшовых конвейеров типа SDBF соответствуют сериям с шагом цепи, таким как M160, M224, M315 и M450 в GB/T 8350–2008; В стандарте пластинчатых конвейеров (JB/T 7013—2008) для транспортировки материалов, подобных цементу, с углом наклона не более 45° четко оговорено, что выбранные конвейерные цепи должны соответствовать следующим моделям стандарта GB 8350. : М224-С-200, М224-С-250, М315-С-200, М315-С-250, М315-С-315, М450-С-200, М450-С-250, М450-С-315, М630-С-250, М630-С-315, М900-С-250, М900-С-315 [5] . Некоторые конвейерные цепи произошли от прецизионных роликовых цепей с втулками с коротким шагом (GB/T 1243–2006) или прецизионных роликовых цепей с двойным шагом (GB/T 5269–2008) путем увеличения высоты или изгиба пластин цепи, удлинения штифты и установка боковых роликов с обеих сторон, образующих конвейерные цепи. Прецизионные роликовые конвейерные цепи с коротким шагом подходят для случаев, когда требуется высокая прочность цепи, компактная конструкция, точные размеры и плавная работа.

Конечно, в настоящее время многие втулочные роликовые цепи, используемые в отечественной цементной промышленности, не соответствуют действующим стандартам, но их применение достаточно велико. В данной статье собраны и рассортированы основные параметры и размеры некоторых цепей ковшовых элеваторов типа НЭ, цепей заглубленных скребковых конвейеров типа ФУ и цепных цепей ковшовых конвейеров типа ДС, которые не соответствуют стандартам, но широко используются во многих отечественные предприятия по производству цемента и в основном сформировали серию для справки техническими специалистами отрасли во время проектирования и выбора.

Конструкция цепи ковшового элеватора типа НЭ представлена ​​на рисунке 1, а основные параметры и размеры приведены в таблице 1.

Таблица 1 Основные параметры цепей ковшовых элеваторов типа НЭ

Рисунок 1. Структура цепей ковшовых элеваторов типа НЭ.

Конструкция цепей, применяемых для заглубленных скребковых конвейеров типа ФУ, представлена ​​на рисунке 2, а основные параметры и размеры представлены в таблице 2.

Конструкция цепей, применяемых для цепных ковшовых конвейеров типа ДС, представлена ​​на рисунке 3, а основные параметры и размеры приведены в таблице 3.

1.2.2 Общие шаги по выбору конвейерных цепей

(1) Выберите тип и конструктивную форму цепи в соответствии с требованиями конвейера. Например, решить, выбрать ли втулочную цепь или роликовую цепь, а также конструктивную форму роликов и т. д.

(2) Рассчитайте необходимую прочность цепи, исходя из мощности конвейера, чтобы выбрать минимальную прочность цепи на разрыв.

Рисунок 2. Структура цепей подземных скребковых конвейеров типа FU.

Рисунок 3. Структура цепей цепных ковшовых конвейеров типа DS.

(3) Выберите значение шага цепи в соответствии с условиями транспортировки. Шаг цепи должен соответствовать требованиям к расстоянию между креплениями, а также следует учитывать экономичность выбора.

(4) Выберите подходящие цепные крепления в соответствии с функциональными требованиями транспортного средства.

1.2.3 Принципы выбора конструктивных форм конвейерных цепей

(1) При выборе конструкции конвейерной цепи следует учитывать принцип кратчайшего пути потока силы. При проектировании каждой детали, через которую проходит путь потока силы, следует учитывать принцип равной прочности. По этому принципу и реальным условиям эксплуатации можно определить тип катка. В основном существует три конструкции роликов: - Большие ролики - Внешний диаметр ролика больше высоты пластины цепи. Во время использования ролик катится по направляющей, что подходит для транспортировки крупногабаритных и тяжелых материалов на большие расстояния. - Маленькие ролики. Внешний диаметр ролика меньше высоты пластины цепи. Стоимость изготовления цепи невелика, и она подходит для транспортировки легких материалов на короткие расстояния и вертикальной транспортировки. - Ролики с фланцами. Внешний диаметр ролика больше высоты пластины цепи, с одной стороны имеется фланец. Он подходит для случаев, когда расстояние транспортировки велико и требуется контроль бокового перемещения.

(2) Для цепей, которые работают в свободно подвешенном состоянии в элеваторе и подвергаются воздействию транспортируемых материалов во время подачи, предпочтительно следует выбирать цепи со стальными втулками.

(3) Для тяжелых лифтов с цепями, подвешенными на рельсах, следует предпочтительно выбирать конвейерные цепи с длинным шагом серии М.

(4) Выбор одноподвесной или двухподвесной комбинированной конструкции для цепей ковшового элеватора в основном зависит от длины ковша и прочности цепи. При использовании в качестве тягового элемента одновисячей цепи и ее относительно большой длине существует риск перекручивания цепи. Обычно одноподвесную конструкцию выбирают только для лифтов малой грузоподъемности с относительно небольшой высотой.

1.2.4 Принципы выбора приспособлений для конвейерных цепей Конвейерные цепи выполняют различные функции транспортировки посредством самих цепей и их приспособлений. Крепления цепей следует выбирать в соответствии с требованиями реализации функций транспортировки, таких как толкание, скребение, поддержка и подъем. Обычно в стандартных конвейерных цепях предусмотрены соответствующие стандартные приспособления. Проектировщикам следует постараться преимущественно подобрать необходимое стандартное навесное оборудование. Если стандартное навесное оборудование не соответствует требованиям, только в этом случае при проектировании следует рассматривать использование специального навесного оборудования.

1.2-5 Выбор конкретных моделей продукции и технических характеристик Некоторые стандарты и образцы продукции производителей цепей предусматривают допустимую рабочую нагрузку. В настоящее время конкретные характеристики используемой цепи можно определить путем сравнения максимальной расчетной рабочей нагрузки Fc цепи с допустимой рабочей нагрузкой, указанной в стандартах и ​​образцах. Когда в стандарте указана только минимальная прочность цепи на растяжение и не указана допустимая рабочая нагрузка, обычно можно проверить коэффициент запаса прочности n ее статической прочности для определения технических характеристик конвейерной цепи. n должно соответствовать требованиям уравнения (2).

n = Fu/Fc ≥ [n] (2)

Где:

Фу - Минимальная прочность цепи на разрыв, кН;

Fc - Максимальная расчетная рабочая нагрузка цепи, кН;

[n] - Допустимый коэффициент запаса, обычно принимаемый равным 6 - 10. Для случаев, когда скорость низкая, инерция ведомой системы мала, а определение расчетной рабочей нагрузки цепи является относительно точным, допустимо меньшее значение. можно принять коэффициент запаса; для случаев, когда вибрация велика, переменные изменения нагрузки велики (например, вертикальные подъемные цепи), в условиях высоких и низких температур, а также в агрессивных средах следует принимать больший допустимый коэффициент запаса.

Кроме того, характеристики выбранной цепи также можно определить, рассчитав удельное давление шарнира Pr. Удельное давление шарнира Pr должно соответствовать требованиям уравнения (3).

Пр = Fc/А ≤ [Пр] (3)

Где:

Пр - удельное давление шарнира, МПа;

Fc - Максимальная расчетная рабочая нагрузка цепи, кН; А - площадь опоры петли, мм2;

[Пр] - Допустимое удельное давление шарнира, МПа. Площадь подшипника шарнира A в уравнении (3) представляет собой площадь проекции пальца на длину втулки, ее расчет показан в уравнении (4).

А = d2 × b2 (4)

Где: d2 – Диаметр пальца, мм;

b2 - Наружная ширина внутреннего звена (соответствует длине втулки), мм.

Для конвейерных цепей, используемых в суровых условиях, таких как высокая температура, сильное загрязнение, удары и плохая смазка, [Pr] обычно принимается равным 20 МПа. Для конвейерных цепей, эксплуатируемых в условиях хорошей работы конвейеров и смазки, [Pr] обычно принимают равным 40 МПа.

2 ключевых момента использования цепей в цементной промышленности

2.1 Подготовка перед установкой цепи

2.1.1 Проверка цепей Перед установкой следует проверить правильность модели и количества цепей, целостность внешнего вида, отсутствие недостающих деталей, правильность крепления и т. д. Для конвейерных цепей с двухподвесной комбинированной конструкции следует выбирать цепи одной партии, выпускаемые одним производителем. В принципе не допускается смешивать цепи разных производителей. Комбинированное использование цепей с двойным подвешиванием обычно предъявляет требования к точности синхронизации, причем требования к точности намного выше, чем требования к точности длины цепи при фактическом производстве цепей. Например, метрические конвейерные цепи с длинным шагом, изготовленные по стандарту GB/T 8350—2008, должны обеспечивать точность длины цепи в пределах от 0 до +0,25 % номинальной длины, а цепи со стальными втулками, изготовленные по стандарту JB/T 5398. —2005 необходимы для контроля точности длины цепи в пределах от 0 до +0,32% от номинальной длины. Однако требование к точности синхронизации парных цепей обычно не превышает 0,07% от номинальной длины. Поэтому даже цепи разных партий, выпущенные одним производителем, следует правильно подбирать и устанавливать. В противном случае, несмотря на то, что все цепи соответствуют требованиям точности длины цепи, существует риск того, что длины цепей с обеих сторон могут быть неодинаковыми во время установки.

2.1.2 Проверка копланарности звездочек Перед установкой следует проверить, остается ли каждая пара звездочек трансмиссии копланарной. Если звездочки не расположены в одной плоскости, это приведет к таким последствиям, как невозможность отсоединения цепей от звездочек, легкое перекручивание цепи, сильный боковой износ между пластинами цепи и звездочками, а также громкий шум трансмиссии.

2.2 Ключевые моменты при установке цепи

2.2.1 Обратите внимание на направление установки цепей и запирающих элементов.

Для цепей с креплениями следует обращать внимание на положение и направление крепления во время установки, чтобы избежать повторной установки. Как правило, при установке роликовых цепей с коленчатыми звеньями для трансмиссии тяжелых условий эксплуатации следует учитывать, что направление движения цепи - узкий конец звена цепи спереди, а широкий конец - сзади. Стопорные кольца, шплинты, Т-образные штифты и другие фиксирующие компоненты представляют собой детали, которые предотвращают осевое перемещение внешних пластин цепи на валу пальца и их последующее выпадение наружу. Во время работы цепи фиксирующие компоненты могут столкнуться с другими частями оборудования и упасть. Поэтому решающее значение имеют направление установки и угол изгиба запирающих компонентов. Обычно во время установки направление открытия стопорного кольца, направление изгиба Т-образного штифта и открытый конец шплинта должны быть противоположны направлению движения цепи. Дополнительно следует отметить, что угол изгиба Т-образного штифта обычно составляет не менее 30° (см. рисунки 1 – 3). 2.2.2 Меры предосторожности при соединении цепей Для цепей с малым шагом два соединительных конца можно поместить в два соседних пространства между зубьями звездочки, а соединительные звенья цепи можно вставить во втулки, используя для позиционирования пространства между зубьями звездочки. Для цепей с большим шагом или тяжелых цепей звездочку необходимо затормозить во время установки, чтобы предотвратить вращение звездочки при соединении двух концов цепи. И следует использовать натяжной инструмент, чтобы затянуть два конца цепи до одного шага, чтобы два штифта не раскрылись и не деформировались при вставке соединительных звеньев цепи. В случае цепей с длинными пролетами или шагом цепь должна поддерживаться при соединении. Для цепей, используемых для наклонной транспортировки и вертикального подъема, следует принять меры для предотвращения проскальзывания цепи во время установки во избежание нанесения ущерба персоналу и имуществу. 2.2.3 Поддержание соответствующего провисания свободной стороны цепи Во время установки свободная сторона цепи должна сохранять соответствующее провисание. Чрезмерное провисание ухудшит зацепление между цепью и звездочкой, заставит цепь вибрировать и подскакивать, а также легко приведет к подъему и пропуску зубьев. Недостаточный провис приведет к слишком большому натяжению тугой стороны, что приведет к ускоренному износу шарниров цепи и увеличению нагрузок на валы и подшипники [6]. Для горизонтальных и наклонных трансмиссий с регулируемыми межосевыми расстояниями провисание цепи следует поддерживать на уровне 1–2 % от межосевого расстояния. Для вертикальных передач или при воздействии вибрационных нагрузок, реверсивных передач и динамического торможения провис цепи следует сделать еще меньше. 2.2.4 Обеспечение беспрепятственного прохода цепи Во время установки следует следить за тем, чтобы проход цепи был беспрепятственным, чтобы цепь не царапала другие части или не блокировалась посторонними предметами во время работы, что могло бы привести к резкому увеличению нагрузки на цепь и повреждение цепи. 2.3 Пробный запуск после установки Перед пробным запуском необходимо провести комплексную проверку установленного цепного привода. Во-первых, убедитесь, что крепления цепи, запирающие компоненты и крепления правильно и прочно соединены. Цепь желательно смазать. Только когда все будет готово, можно запускать цепной привод без нагрузки. Если цепной привод использует регулировку скорости с преобразованием частоты, при запуске без нагрузки скорость следует сначала отрегулировать на низкую. После того, как цепь сделала более одного оборота, проверьте, правильно ли установлены звездочки и направляющие, полностью ли держится цепь на направляющих, плавно ли движется цепь, нет ли посторонних шумов и вибраций, исправна ли цепь. царапает проход, плавно ли вращаются ролики и шарниры и т. д. Только после подтверждения того, что состояние движения хорошее, можно постепенно увеличивать скорость. Если возможно, испытания запуска и остановки на холостом ходу, а также проверку непрерывной работы на холостом ходу следует повторить. 2.4 Меры предосторожности при техническом обслуживании Практика показала, что чем качественнее проводятся работы по техническому обслуживанию, тем меньше будет неисправностей цепного привода, что позволяет сэкономить затраты, продлить срок службы и полностью раскрыть работоспособность цепного привода. При ежедневном обслуживании следует учитывать следующие моменты: (1) Проверьте, находятся ли цепи и звездочки в хорошем рабочем состоянии и беспрепятственен ли проход цепи. (2) Часто проверяйте и регулируйте провисание свободной стороны цепи, чтобы убедиться, что свободная сторона цепи сохраняет необходимое провисание. Из-за деформации деталей и других причин цепь будет иметь определенное удлинение во время первоначального использования, и первоначальное удлинение будет больше, чем при нормальном износе. Поэтому в течение первой недели первоначального использования проверку или регулировку следует проводить один раз в день; в течение 2-4 недель нормального ношения проверку или регулировку следует проводить два раза в неделю; после 4 недель использования проверку или регулировку следует проводить два раза в месяц. Частая проверка и регулировка провисания свободной стороны цепи – важный этап работ по техническому обслуживанию цепного привода.

(4) Проверьте, хорошо ли смазаны цепи. Качество смазки цепей напрямую связано с износом и сроком службы цепей. Независимо от принятого способа смазки, самое главное – обеспечить своевременное и равномерное распределение консистентной смазки в зазорах шарниров цепи. В пыльной среде следует позаботиться о предотвращении попадания пыли в петли во время смазки. Рекомендуется использовать сухие пленочные смазки. Если нет необходимости, старайтесь не использовать тяжелые масла или смазки с высокой вязкостью, так как они могут засорить каналы, ведущие к трущимся поверхностям петель, вместе с пылью после длительного использования. Роликовые цепи следует регулярно чистить и обеззараживать, а также часто проверять эффективность смазки. При необходимости штифты и втулки следует разобрать для проверки. Если поверхности трения имеют коричневый или темно-коричневый цвет, это обычно указывает на недостаточную подачу масла и плохую смазку. (4) Регулярно проверяйте износ и удлинение цепей и своевременно регулируйте натяжное устройство цепи, чтобы поддерживать необходимое натяжение цепей. Чрезмерное удлинение и провисание цепей из-за износа может легко вызвать пропуск зубьев или вибрацию цепей. Как правило, когда среднее удлинение шага цепи превышает 3% от номинального шага цепи, существует вероятность проскакивания зубьев цепи при зацеплении со звездочками и невозможности нормального зацепления, и цепи необходимо заменить. (5) Регулярно проверяйте износ деталей цепи. Срок службы цепей зависит не только от удлинения шага цепи, но и от износа каждой детали. При обнаружении износа, превышающего предел износа деталей, цепи следует своевременно заменять. Как правило, когда ролики больших роликов или фланцевых роликов транспортирующих цепей изношены до такой степени, что пластины цепи соприкасаются с направляющими, цепи следует заменить; при износе или трещинах небольших роликов или втулок конвейерных цепей цепи следует заменить; когда степень износа толщины пластины цепи превышает одну треть от первоначальной толщины или степень износа стороны пластины цепи достигает одной восьмой от общей высоты пластины цепи, цепи следует заменить. (6) Часто проверяйте рабочие поверхности зубьев звездочки. Если обнаружено, что износ слишком быстрый, звездочку следует своевременно отрегулировать или заменить, чтобы не повлиять на нормальное зацепление передачи. В обычных условиях износ звездочки заключается в основном в износе рабочих поверхностей зубьев. Основной причиной износа торцов зубьев звездочек является несоосность при установке звездочки, относящаяся к ненормальному износу. Как правило, когда степень износа со стороны зубьев рабочей поверхности звездочки конвейерной цепи достигает 3 - 6 мм или степень износа торца достигает 20% ширины зуба, звездочку необходимо незамедлительно ремонтировать (сваривать). ) или заменить.

3 Заключение

В связи с большим количеством, разнообразием разновидностей и широким диапазоном применения втулочных роликовых цепей, используемых в цементной промышленности, большое практическое значение имеет научный и обоснованный выбор цепей, их правильная установка, ввод в эксплуатацию, техническое обслуживание и обслуживание, а также управление всем сроком службы. цикл цепей, чтобы полностью раскрыть работоспособность цепных приводов, сэкономить затраты, продлить срок службы цепей и уменьшить количество отказов оборудования.