Подравняване на обиколка и пиньон: Пълно ръководство за регулиране на мрежата за ротационни пещи и топкови мелници

Правилно подравнената обиколна предавка и задвижване на зъбно колело е един от най-важните фактори, определящи колко дълго работи една голяма въртяща се машина без непланиран престой. В ротационна пещ, топкова мелница, SAG мелница или сушилня задвижването с отворена предавка предава пълния въртящ момент, необходим за завъртане на черупка, която може да тежи стотици или хиляди тонове. Когато зъбното колело и зъбното колело не са правилно подравнени, последствията са предсказуеми: ускорено износване на зъбите, необичаен шум и вибрации, неравномерни контактни модели, прегрята смазка и евентуално увреждане или счупване на зъбите.

Най-честата причина за преждевременна повреда на обиколката не е лошото качество на предавката. Това е неправилно подравняване - и може да се предотврати.

Това ръководство обяснява какво означава правилното подравняване на обиколката и зъбното колело, как да го измерите, какво причинява несъосност и как да извършвате систематична настройка на мрежата. Написано е за инженери по поддръжката, мениджъри на оборудване и екипи за доставки, отговорни за циментови пещи, мелници за обработка на минерали, пещи за вар и друго голямо ротационно оборудване.

Yile Machinery произвежда по поръчка обиколни зъбни колела, пиньони и зъбни валове за въртящи се пещи, топкови мелници, трошачки и други тежки промишлени приложения. Ние доставяме пълни комплекти зъбни колела и зъбни колела със съответстващи профили на зъбите, прецизна обработка и пълна проверка на размерите, за да поддържаме надеждна дългосрочна работа на задвижването.

Какво всъщност означава 'подравняване на обиколка и зъбно колело'?

Подравняването при задвижване с отворена предавка се отнася до геометричната връзка между обиколното зъбно колело и зъбното колело в три измерения:

• Радиална позиция — разстоянието от център до център между зъбното колело и зъбното колело, което определя работния луфт и разпределението на натоварването на зъбите.

• Аксиална позиция — страничното изместване между широчината на челната страна на зъбното колело и широчината на челната страна на пиньона, което определя дали цялата челна повърхност на зъба е зацепена или само един ръб.

• Ъглова ориентация — успоредността на оста на пиньонния вал спрямо оста на обиколното зъбно колело, което определя дали зъбите се зацепват равномерно по цялата ширина на лицето или натоварването се концентрира в единия край.

И трите измерения трябва да бъдат в рамките на спецификацията едновременно. Коригирането само на един без проверка на останалите е често срещан източник на постоянни проблеми с подравняването.

В допълнение към статичното центриране, зъбното колело трябва също да работи с приемливо радиално биене и челно биене по време на работа. Обиколно зъбно колело, което е геометрично правилно, но монтирано ексцентрично, или кожух на пещ, който е развил постоянна чупка, ще произведе циклична промяна в условията на мрежата, която никоя процедура за статично подравняване не може да коригира напълно.

Защо се случва несъответствие на обиколката

Разбирането на основната причина за несъответствието е от съществено значение, преди да се опитате да коригирате. Най-честите причини са:

1. Основно уреждане или структурно движение

С течение на времето бетонните основи, поддържащи пещта или мелницата, стойката на пиньона и скоростната кутия могат да се утаят неравномерно. Дори няколко милиметра утаяване на диференциала могат да изместят центъра на зъбното колело спрямо центъра на околовръстното зъбно колело и да променят значително хлабината и контактния модел.

2. Деформация на корпуса на пещта или корпуса на мелницата

Корпус на въртяща се пещ, който е бил прегрят, ремонтиран със заваряване или подложен на неравномерни термични цикли, може да развие постоянна дъга или овалност. Корпус на топкова мелница, който е бил повреден, ремонтиран или е имал проблеми с гумата или цапфата, също може да работи с повишено радиално биене. Тези условия карат ефективното централно разстояние между предавката и зъбното колело да варира циклично с всеки оборот.

3. Износване или разместване на гумата и опорната ролка

При въртяща се пещ гумите (пръстените за каране) и поддържащите ролки носят цялата тежест на обвивката. Ако опорните ролки са неправилно подравнени, износени са неравномерно или са поставени под неправилен ъгъл на наклон, оста на пещта ще се измести. Това пряко засяга позицията на обиколката на зъбното колело спрямо зъбното колело. За свързана информация относно поведението на гумата на пещта и поддържащата ролка вижте нашата техническа статия за гума за въртяща се пещ, контактен пръстен и опорна ролка, напрежение и режими на повреда.

4. Износване на лагера на пиньона

Пиньонният вал се движи в два лагера, монтирани на стойката на пиньона. Тъй като тези лагери се износват, зъбното колело пада или се измества, променяйки централното разстояние и модела на контакт. Хлабината на лагерите трябва да се измерва и сравнява със спецификацията на оборудването при всяка основна проверка.

5. Проблеми с монтажа на обиколката

При сегментирано обиколно зъбно колело неправилното затягане на болтовете, неравномерните междини на ставите или замърсената монтажна повърхност могат да доведат до ексцентрично движение на зъбното колело или с прекомерно челно биене. При пълнокръгово зъбно колело неправилното прилягане към фланеца на черупката или неравномерното термично разширение може да доведе до подобни ефекти.

6. Топлинни ефекти по време на работа

Големите пещи и мелници работят при повишени температури. Диференциалното термично разширение между корпуса, обиколното зъбно колело, стойката на зъбното колело и основата може да измести условията на подравняване между студено стартиране и нормална работна температура. Подравняването в идеалния случай трябва да се провери при работна температура или топлинното нарастване трябва да бъде отчетено в целевите стойности на студено подравняване.

7. Смяна на зъбно колело или пиньон без пълно повторно регулиране

Инсталирането на нова обиколна предавка или зъбно колело без извършване на пълна проверка на центровката е една от най-честите грешки при поддръжката. Дори ако новата предавка е с правилни размери, съществуващата позиция на зъбно колело, състоянието на лагера и геометрията на основата трябва да бъдат проверени преди новата предавка да бъде пусната в експлоатация.

Ключови параметри за подравняване и техните приемливи диапазони

Следните параметри трябва да се измерват и контролират по време на всяка процедура за подравняване на обиколката. Допустимите стойности варират според размера на оборудването, модула на предавката, скоростта на работа и спецификацията на производителя. Стойностите по-долу са представителни насоки за големи задвижвания с отворена предавка; винаги се обръщайте към документацията на оригиналното оборудване за специфични за проекта ограничения.

Луфт

Хлабината е хлабината между страните на чифтосващите се зъбци, измерена в делителния кръг в тангенциална посока. Необходимо е да се предотврати заклинване на зъбите поради термично разширение, дебелина на смазочния филм и производствени допуски.

Твърде малката хлабина създава риск от заклинване на зъбите, прегряване и надраскване. Хлабината, която е твърде голяма, позволява ударно натоварване при всяко захващане на зъб и може да ускори износването, особено при обръщане или променливи натоварвания.

Хлабината се измерва с помощта на циферблатен индикатор, монтиран тангенциално в кръга на стъпката, като обиколното зъбно колело се държи неподвижно и пиньонът се върти през своя диапазон на хлабина. Трябва да се измерва на множество позиции около обиколката на обиколката, за да се открие ексцентричността.

Радиално биене на обхватното зъбно колело

Радиалното биене е промяната в разстоянието от центъра на обиколното зъбно колело до върховете на зъбите, докато зъбното колело се завърти с един пълен оборот. Причинява се от ексцентричност в монтажа на зъбното колело, деформация на корпуса или грешка при производството на зъбното колело.

Прекомерното радиално биене причинява циклична промяна на хлабината. В тясната точка зъбите могат да се закачат. В разхлабената точка възниква ударно натоварване. Натоварването на лагера на пиньона също варира с всеки оборот, ускорявайки износването на лагера.

Приемливото радиално биене за зъбни колела с големи обиколки обикновено е в диапазона от 1,0 до 3,0 mm общо показание на индикатора (TIR), в зависимост от диаметъра на зъбното колело и модула. Производителите на оборудване и стандартите за зъбни колела като DIN 3962 или AGMA 2000 предоставят специфични допустими отклонения.

Лицево отклонение (аксиално отклонение)

Челното биене е промяната в аксиалното положение на челната част на зъбното колело, докато се върти. Причинява се от грешки при монтажа, изкривяване на фланеца на корпуса или неравномерно сглобяване на сегмента.

Прекомерното биене на челната повърхност води до изместване на контактния модел аксиално по време на всяко завъртане, редуващо се натоварвайки единия ръб на челната страна на зъба и след това другия. Това води до неравномерно износване по ширината на зъба и може да причини натоварване на ръба и счупване на зъба.

Приемливото биене на челото обикновено е 1,0 до 2,5 mm TIR за зъбни колела с големи обиколки, в зависимост от ширината на челото и модула.

Модел на контакт

Моделът на контакт е най-прекият индикатор за качеството на подравняване. Той показва къде от страната на зъба се извършва действителното прехвърляне на натоварването при работни условия.

Правилният модел на контакт трябва:

• Покрийте най-малко 70% от зоната на активната страна на зъба

• Бъдете центрирани по ширината на лицето на зъба (без натоварване на ръба)

• Бъдете центрирани във височината на зъба (без натоварване на върха или корена)

• Бъдете последователни при множество зъби и множество позиции около зъбното колело

Моделът на контакт се оценява чрез нанасяне на тънък слой от маркиращо съединение (пруско синьо или еквивалентно) върху няколко зъба на зъбното колело, завъртане на задвижването при леко натоварване и изследване на модела на прехвърляне върху зъбите на обиколното зъбно колело.

Успоредност на пиньонния вал

Оста на пиньонния вал трябва да е успоредна на оста на обиколното зъбно колело. Ъгловото отклонение в хоризонталната равнина (изкривяване) или вертикалната равнина (наклон) кара контактния модел да се концентрира в единия край на лицето на зъба. Това понякога се описва като 'крайно натоварване' или 'контакт на ръба'.

Успоредността се измерва с помощта на прецизни нива, инструменти за лазерно подравняване или циферблатни индикатори, преминаващи през вала на зъбното колело и зъбното колело. Корекцията изисква шайба или преместване на стойката на пиньона.

Стъпка по стъпка Процедура за подравняване на обиколката и зъбното колело

Следната процедура се прилага за планирана проверка на подравняване или пренастройване по време на планирано изключване. Предполага се, че зъбното колело и пиньонът вече са инсталирани и че машината е била безопасно изолирана, заключена и охладена до температурата на околната среда.

Стъпка 1: Подгответе и документирайте базовите условия

Преди да направите каквито и да било корекции:

• Запишете текущата хлабина на четири или повече позиции около зъбното колело.

• Измерете и запишете радиалното биене и челното биене на обиколното зъбно колело.

• Проверете и снимайте текущия модел на контакт на зъбите както на обиколното зъбно колело, така и на пиньона.

• Измерете и запишете хлабините на лагерите на зъбното колело.

• Проверете вала на пиньона за биене.

• Проверете основата и стойката на зъбното колело за пукнатини, слягане или разхлабени анкерни болтове.

• Прегледайте предишни записи за подравняване и история на поддръжката.

Тази базова документация е от съществено значение за разбирането на промените след последното подравняване и за проверка на ефективността на всички направени корекции.

Стъпка 2: Измерете и коригирайте отклонението на обиколката

Измерете радиалното биене и челното биене с помощта на циферблатен индикатор, монтиран на фиксирана референтна точка, като върхът на индикатора контактува с върховете на зъбите на зъбното колело или с лицевата страна на зъбното колело.

Ако биенето надвишава допустимата граница:

• Проверете монтажните болтове за правилен въртящ момент и еднаква последователност на затягане.

• Проверете монтажната повърхност и повърхностите на фугите за замърсяване, неравности или повреда.

• Проверете фланеца на корпуса или монтажния пръстен за изкривяване.

• При сегментирано зъбно колело проверете дали всички сегментни стави са сглобени правилно и че пролуките на ставите са в рамките на спецификацията.

• Ако биенето е причинено от деформация на черупката, корекцията може да изисква ремонт на черупката или различен подход на монтаж.

Не продължавайте с центроването на зъбно колело, докато биенето на обиколката не е в приемливия диапазон. Подравняването на пиньона към зъбно колело, което работи ексцентрично, няма да доведе до стабилен резултат.

Стъпка 3: Задайте правилно централно разстояние (люфт)

При приемливо движение на обиколното зъбно колело, регулирайте позицията на зъбното колело, за да постигнете определения луфт в най-напрегнатата точка на въртене на зъбното колело.

• Преместете стойката на зъбното колело радиално към или от обиколното зъбно колело.

• Използвайте подложки под основата на стойката на пиньона, за да направите фини настройки.

• Измерете хлабината в най-стегнатата точка на въртене на обиколното зъбно колело (минимална позиция на отклонение).

• Хлабината в най-хлабавата точка (максимална позиция на биене) ще бъде по-голяма; тази вариация е приемлива в рамките на допустимото отклонение.

• Запишете хлабината на четири или повече позиции след регулирането.

Стъпка 4: Подравнете пиньонния вал успоредно на оста на обхватното зъбно колело

Проверете успоредността на вала на зъбното колело спрямо оста на обиколното зъбно колело както в хоризонталната, така и във вертикалната равнина.

• Използвайте прецизен нивелир или лазерен инструмент за подравняване, за да измерите ъгъла на вала на пиньона.

• Сравнете с ъгъла на оста на обиколката на зъбното колело, измерен при челото на зъбното колело или черупката.

• Коригирайте ъгловото несъосване, като подложите стойката на пиньона в единия край.

• Проверете отново хлабината след всяко ъглово регулиране, тъй като шайбата на единия край на стойката на зъбното колело също леко променя централното разстояние.

Стъпка 5: Проверете шаблона за контакт

Нанесете смес за маркиране върху пет до десет последователни зъба на пиньон. Завъртете задвижването под леко натоварване (моторът работи на празен ход или при ниско натоварване) за няколко оборота. Спрете и проверете модела на прехвърляне върху зъбите на обиколното зъбно колело.

Оценете модела спрямо критериите, описани по-рано:

• Ако шаблонът е центриран и покрива подходяща площ, подравняването е приемливо.

• Ако шаблонът е изместен към единия ръб на зъбната повърхност, валът на пиньона не е успореден на оста на обиколното зъбно колело. Коригирайте ъгловото подравняване и проверете отново.

• Ако моделът е изместен към върха или корена на зъба, централното разстояние може да е неправилно или профилът на зъба може да има износване, което предотвратява правилния контакт. Проверете отново хлабината и проверете профилите на зъбите.

• Ако моделът е неравномерен в различни позиции около зъбното колело, биенето на обиколката на зъбното колело все още може да е прекомерно.

Повторете процеса на маркиране и регулиране, докато се постигне задоволителен модел на контакт.

Стъпка 6: Затегнете и заключете всички крепежни елементи

След постигане на приемливо подравняване:

• Затегнете всички анкерни болтове на стойката на зъбно колело до определения въртящ момент.

• Заключете или закрепете всички пакети с подложки.

• Затегнете монтажните болтове на обиколката на зъбното колело до посочения въртящ момент в правилната последователност.

• Нанесете смес за заключване на резби или механично заключване, където е посочено.

• Запишете всички крайни стойности на подравняване.

Стъпка 7: Стартирайте под натоварване и проверете отново

След връщане на машината в експлоатация:

• Следете вибрациите, шума и температурата по време на първоначалния период на разработка.

• Проверете схемата на контакт отново след първите 24 до 48 часа работа под товар.

• Проверете отново хлабината след първата седмица на работа, тъй като първоначалното слягане на крепежни елементи и подложки може да причини малки размествания.

• Уверете се, че системата за смазване нанася правилно смазка върху страните на зъбите.

Често срещани грешки при подравняването и как да ги избегнете

Подравняване на обиколка и пиньон след смяна

Когато се монтира нова обиколна предавка или зъбно колело, пълната процедура за регулиране е задължителна — дори ако старата предавка е била в същото положение. Причините включват:

• Новата предавка може да има малко по-различни размери от износената предавка, която заменя.

• Зъбното колело може да е преместено по време на отстраняването.

• Условията на основата може да са се променили след предишната инсталация.

• Новата предавка може да има различни характеристики на биене от старата предавка.

За клиенти, които се снабдяват с резервни зъбни колела и пиньони, Yile Machinery може да предостави съвпадащи комплекти зъбни колела и зъбни колела с документирани профили на зъбите, доклади за проверка на размерите и сертификати за изпитване на материалите. Нашите тежкотоварните обиколни зъбни колела и пръстеновидни зъбни колела се произвеждат по DIN, AGMA или стандарти, определени от клиента, и се предлагат за въртящи се пещи, топкови мелници, SAG мелници и друго голямо въртящо се оборудване.

Ако преценявате дали повредена обиколка трябва да бъде ремонтирана или сменена, преди да извършите процедура за подравняване, вижте нашето свързано ръководство: Ремонт или подмяна на обиколка — как да вземете правилното решение за ротационни пещи и топкови мелници.

Смазване и връзката му с подравняването

Правилното подравняване и правилното смазване са взаимозависими. Добре подравнена предавка, която е недостатъчно смазана, все още ще се повреди преждевременно. Правилно смазано задвижване, което не е подравнено, също ще се повреди преждевременно.

Смазките за отворени зъбни колела за задвижвания с големи обиколни зъбни колела обикновено са високовискозни, адхезивни, асфалтови или синтетични съединения, прилагани чрез системи за пръскане или накапване. Лубрикантът трябва:

• Достигнете страните на зъбите преди захващане

• Оформете достатъчно дебел филм, за да предотвратите контакт метал с метал при натоварване

• Издържайте на центробежно изхвърляне при работната скорост на тангажа

• Остават ефективни при работния температурен диапазон

• Не се отмива при мокри или влажни условия

Признаците, че смазването допринася за износването, свързано с центровката, включват:

• Лубрикантът се натрупва само в единия ръб на лицето на зъба, което показва аксиално несъответствие

• Сухи или остъклени зъбни повърхности в тясната точка на въртене на зъбното колело, което показва недостатъчна хлабина

• Прегряване в зоната на мрежата, което показва прекомерно контактно напрежение от неправилно подравняване или неправилна хлабина

• Бърза консумация на лубрикант, което показва, че системата за нанасяне не достига правилната зона на зъбите

След всяко регулиране на подравняването се уверете, че точката на нанасяне на смазка е все още правилно позиционирана спрямо новото местоположение на мрежата на зъбното колело.

Кога да се обадите за инженерна поддръжка

Някои условия на подравняване надхвърлят това, което може да се коригира чрез стандартна настройка на стойката на зъбно колело. Помислете за включването на специализиран инженер, когато:

• Радиалното биене на обиколката надвишава 5 mm TIR и не може да бъде намалено чрез повторно монтиране

• Корпусът на пещта или корпусът на мелницата показват видима деформация или постоянен лък

• Уреждането на фондацията е прогресивно и продължава

• Моделите на контакт остават незадоволителни след многократни опити за подравняване

• Конструкцията на стойката на пиньона е напукана, изкривена или е загубила оригиналната си геометрия

• Машината има история на повтарящи се повреди на предавките въпреки предишната работа по центроването

В тези случаи основната причина може да е структурно или механично състояние, което изисква инженерна оценка извън обхвата на стандартна процедура за подравняване.

За клиенти, планиращи голямо спиране, включващо смяна на обиколка или зъбно колело, Yile Machinery може да предостави техническа поддръжка, включително преглед на чертежи на зъбни колела, проверка на размерите и производство на съответстващи резервни компоненти. Вижте пълната ни гама от тежкотоварни индустриални машинни части, включително зъбни колела, пиньони, валове, гуми, ролки и отливки.

Често задавани въпроси

Колко често трябва да се проверява центровката на зъбното колело и зъбното колело?

За повечето циментови пещи и мелници за обработка на минерали центровката трябва да се проверява при всяко голямо планирано спиране - обикновено на всеки 12 до 24 месеца в зависимост от работните условия. Също така трябва да се провери незабавно след някое от следните събития: смяна на обиколка или зъбно колело, значителен ремонт или модификация на фундамента, ремонт на корпуса на пещта или мелницата, основна смяна на лагера или всяка внезапна промяна във вибрациите, шума или модела на контакт.

Каква е правилната хлабина за зъбно колело с голяма обиколка?

Правилната хлабина зависи от модула на зъбното колело, диаметъра на делителния кръг, работната температура и спецификацията на производителя на оборудването. Като общо ръководство хлабината в най-плътната точка на въртене на зъбното колело обикновено е 0,5 до 4,0 mm за модули между M10 и M55. Винаги се обръщайте към документацията на оригиналното оборудване или препоръките на производителя на зъбното колело за конкретното приложение.

Може ли да се провери подравняването на обиколката, докато машината работи?

Някои измервания, включително мониторинг на вибрациите, оценка на шума, температура на смазочния материал и визуално наблюдение на контактната зона, могат да бъдат извършени по време на работа. Въпреки това, директното измерване на хлабината, биенето и модела на контакт изисква машината да бъде спряна и безопасно изолирана. В някои случаи по време на работа могат да се извършват проверки на термичното подравняване с помощта на инструменти с температурна компенсация.

Какво кара обиколното зъбно колело да развие голямо радиално биене след монтаж?

Честите причини включват неправилна последователност на затягане на болтовете или въртящ момент, замърсяване на монтажната повърхност, неравномерни междини на сегментните съединения, изкривяване на фланеца на корпуса и термично изкривяване по време на първоначалната работа. В някои случаи самата предавка може да има производствено изтичане, което е в допустимите граници, но става очевидно при експлоатация. Разходът трябва да се измерва преди и след първия работен цикъл при пълна температура.

Трябва ли пиньонът да се смени едновременно с околовръстното зъбно колело?

Не е задължително, но зъбното колело трябва да се проверява внимателно при всяка смяна на зъбното колело. Износен пиньон с намалена дебелина на зъбите, неправилен профил или повреда на повърхността ще ускори износването на ново зъбно колело. Ако зъбното колело е близо до края на експлоатационния си живот, смяната на двата компонента заедно по време на едно и също изключване обикновено е по-икономично от смяната им поотделно.

Каква информация е необходима на Yile Machinery, за да произведе резервен комплект зъбно колело и пиньон?

За да предоставите пълен технически преглед и оферта, най-полезната информация включва: чертежи на зъбни колела или подробни полеви измервания, тип на зъбно колело и брой сегменти, модул и брой зъби, челна ширина и външен диаметър, изисквания за материал и твърдост, стандарт за точност на зъбното колело, тип и приложение на оборудването, количество, изисквана дата на доставка и пристанище на местоназначение. Ако не са налични чертежи, мостри, снимки и полеви измервания могат да се използват като отправна точка за обратно инженерство.

Готови ли сте да намерите резервна обхватна предавка или пиньон?

Независимо дали планирате планирана подмяна, реагирате на неочаквана повреда или се подготвяте за голямо спиране, Yile Machinery може да подкрепи вашия проект с произведени по поръчка зъбни колела, пиньони и подходящи комплекти зъбни колела.

За да поискате технически преглед или оферта, моля, предоставете:

• Чертежи на съоръжения или налични спецификации

• Вид на оборудването, модел и приложение

• Модул, брой зъби, ширина на лицето и външен диаметър

• Изисквания за материал и твърдост

• Брой сегменти (ако е приложимо)

• Количество и необходима дата на доставка

• Държава или пристанище на дестинация

• Снимки на съществуващо оборудване или повредени компоненти

Нашият инженерен екип ще прегледа вашите изисквания и ще предостави подробен технически отговор. Ние произвеждаме обиколни зъбни колела и пиньони като единични части и малки партиди за подмяна, надграждане и OEM проекти в циментова, минна, минерална обработка, вар и други тежки индустрии. Вижте нашите пълни продуктова гама или се свържете директно с нас, за да обсъдим вашите изисквания.