Girth Gear and Pinion Alignment: En komplett veiledning for nettingjustering for roterende ovner og kulemøller

Et korrekt justert gir- og pinjongdrev er en av de viktigste faktorene som bestemmer hvor lenge en stor roterende maskin går uten uplanlagt nedetid. I en roterende ovn, kulemølle, SAG-mølle eller tørketrommel, overfører drivverket med åpent gir hele dreiemomentet som kreves for å rotere et skall som kan veie hundrevis eller tusenvis av tonn. Når giret og tannhjulet ikke er riktig justert, er konsekvensene forutsigbare: akselerert tannslitasje, unormal støy og vibrasjoner, ujevnt kontaktmønster, overopphetet smøremiddel og til slutt tannskade eller brudd.

Den vanligste årsaken til for tidlig omkretssvikt er ikke dårlig girkvalitet. Det er feil justering - og det kan forebygges.

Denne veiledningen forklarer hva riktig gir- og pinjongjustering betyr, hvordan man måler det, hva som forårsaker feiljustering og hvordan man utfører en systematisk maskejustering. Den er skrevet for vedlikeholdsingeniører, utstyrsledere og innkjøpsteam som er ansvarlige for sementovner, mineralforedlingsfabrikker, kalkovner og annet stort roterende utstyr.

Yile Machinery produserer spesialtilpasset girgir, pinjonger og giraksler for roterende ovner, kulemøller, knusere og andre tunge industrielle applikasjoner. Vi leverer komplette gir-og-pinion-sett med matchede tannprofiler, presisjonsmaskinering og fulldimensjonal inspeksjon for å støtte pålitelig langsiktig kjøreytelse.

Hva betyr egentlig 'Girth Gear and Pinion Alignment'?

Innretting i et åpent gir refererer til det geometriske forholdet mellom omkretsgiret og tannhjulet over tre dimensjoner:

• Radiell posisjon — senter-til-senter-avstanden mellom giret og tannhjulet, som bestemmer driftsslipp og tannbelastningsfordeling.

• Aksial posisjon — sideforskyvningen mellom girflatens bredde og drevflatens bredde, som bestemmer om hele tannflaten er i inngrep eller bare én kant.

• Vinkelorientering — parallelliteten til pinjongakselens akse i forhold til girets girakse, som avgjør om tennene griper jevnt over hele flatebredden eller belastningen konsentreres i den ene enden.

Alle tre dimensjonene må være innenfor spesifikasjonene samtidig. Å korrigere bare én uten å sjekke de andre er en vanlig kilde til vedvarende problemer med justeringen.

I tillegg til statisk innretting, skal gjerdegiret også kjøre med akseptabelt radiell utløp og sideløp under drift. Et gir som er geometrisk korrekt, men montert eksentrisk, eller et ovnskall som har utviklet en permanent bøy, vil gi en syklisk variasjon i maskeforhold som ingen statisk innrettingsprosedyre kan korrigere fullt ut.

Hvorfor feiljustering av giret skjer

Det er viktig å forstå årsaken til feiljustering før du forsøker noen justering. De vanligste årsakene er:

1. Stiftelsesoppgjør eller strukturell bevegelse

Over tid kan betongfundamentene som støtter ovnen eller møllen, pinjongstativet og girkassen sette seg ujevnt. Selv noen få millimeter med differensialsetning kan forskyve drevsenteret i forhold til girsenteret og endre sløret og kontaktmønsteret betydelig.

2. Deformasjon av ovnskall eller mølleskall

Et roterende ovnskall som har blitt overopphetet, reparert med sveising eller utsatt for ujevn termisk sykling kan utvikle en permanent bue eller ovalitet. Et kulemølleskall som har blitt skadet, reparert eller som har hatt problemer med dekk eller tapp, kan også kjøre med forhøyet radiell utløp. Disse forholdene gjør at den effektive senteravstanden mellom giret og tannhjulet varierer syklisk med hver omdreining.

3. Slitasje eller feiljustering av dekk og støtteruller

På en roterende ovn bærer dekkene (riringene) og støtterullene hele vekten av skallet. Hvis støtterullene er feiljustert, slitt ujevnt eller satt i feil skjevvinkel, vil ovnsaksen forskyves. Dette påvirker direkte girposisjonen i forhold til tannhjulet. For relatert informasjon om oppførsel av ovnsdekk og støtteruller, se vår tekniske artikkel om roterende ovnsdekk, kjørering og støtterullekontaktstress- og feilmoduser.

4. Slitasje på pinjonglager

Pinjongakselen går i to lagre montert på pinjongstativet. Etter hvert som disse lagrene slites, faller eller skifter tannhjulet, noe som endrer senteravstanden og kontaktmønsteret. Lagerklaring bør måles og sammenlignes med utstyrsspesifikasjonen ved hver større inspeksjon.

5. Problemer med montering av giret

På et gir med segmentert omkrets kan feil tiltrekking av bolter, ujevne leddgap eller en forurenset monteringsoverflate føre til at giret løper eksentrisk eller med overdreven utløp. På et helsirkelgir kan feil tilpasning til skallflensen eller ujevn termisk ekspansjon gi lignende effekter.

6. Termiske effekter under drift

Store ovner og møller opererer ved høye temperaturer. Differensiell termisk ekspansjon mellom skallet, girgiret, pinjongstativet og fundamentet kan skifte innrettingsforhold mellom kald oppstart og normal driftstemperatur. Justering bør ideelt sett verifiseres ved driftstemperatur, eller termisk vekst bør tas med i målverdiene for kaldjustering.

7. Utskifting av gir eller pinjong uten full omjustering

Å installere et nytt gir eller pinjong uten å utføre en fullstendig innrettingskontroll er en av de vanligste vedlikeholdsfeilene. Selv om det nye giret er riktig dimensjonert, må eksisterende pinjongposisjon, lagertilstand og fundamentgeometri verifiseres før det nye giret tas i bruk.

Nøkkeljusteringsparametere og deres akseptable områder

Følgende parametere må måles og kontrolleres under enhver prosedyre for justering av giret. Akseptable verdier varierer etter utstyrsstørrelse, girmodul, driftshastighet og produsentens spesifikasjoner. Verdiene nedenfor er representativ veiledning for store drev med åpent gir; Se alltid den originale utstyrsdokumentasjonen for prosjektspesifikke grenser.

Tilbakeslag

Tilbakeslag er klaringen mellom sammenfallende tannflanker målt ved stigningssirkelen i tangentiell retning. Det er nødvendig å forhindre fastklemming av tenner på grunn av termisk ekspansjon, smøremiddelfilmtykkelse og produksjonstoleranser.

Slipp som er for lite, risikerer at tenner sitter fast, overopphetes og slites. Slipp som er for stort tillater slagbelastning ved hver tanninngrep og kan akselerere slitasje, spesielt under reversering eller variabel belastning.

Glapp måles ved hjelp av en måleur som er montert tangensielt ved stigningssirkelen, med omkretsgiret holdt stasjonært og tannhjulet rotert gjennom slørområdet. Den bør måles i flere posisjoner rundt giromkretsen for å oppdage eksentrisitet.

Radial utløp av giret

Radial runout er variasjonen i avstanden fra girets senter til tanntuppene når tannhjulet roterer en hel omdreining. Det er forårsaket av eksentrisitet i girmonteringen, skalldeformasjon eller produksjonsfeil for giret.

For mye radiell utløp fører til at tilbakeslaget varierer syklisk. På det trange punktet kan tennene binde seg. På det løse punktet oppstår støtbelastning. Tanndrevets lagerbelastning varierer også med hver omdreining, og akselererer lagerslitasjen.

Akseptabelt radiell utløp for gir med stor omkrets er typisk i området 1,0 til 3,0 mm total indikatoravlesning (TIR), avhengig av girdiameter og modul. Utstyrsprodusenter og utstyrsstandarder som DIN 3962 eller AGMA 2000 gir spesifikke toleranser.

Face Runout (aksial runout)

Face runout er variasjonen i den aksiale posisjonen til girflaten når den roterer. Det er forårsaket av monteringsfeil, skallflensforvrengning eller ujevn segmentmontering.

Overdreven utløp av ansiktet fører til at kontaktmønsteret skifter aksialt under hver omdreining, vekselvis belaster den ene kanten av tannflaten og deretter den andre. Dette gir ujevn slitasje over tannbredden og kan forårsake kantbelastning og tannbrudd.

Akseptabelt utløp er vanligvis 1,0 til 2,5 mm TIR for gir med stor omkrets, avhengig av ansiktsbredde og modul.

Kontaktmønster

Kontaktmønsteret er den mest direkte indikatoren på innrettingskvalitet. Den viser hvor på tannflanken den faktiske lastoverføringen skjer under driftsforhold.

Et riktig kontaktmønster bør:

• Dekk minst 70 % av det aktive tannflankeområdet

• Vær sentrert på tannflatens bredde (ingen kantbelastning)

• Vær sentrert i tannhøyden (ingen spiss- eller rotbelastning)

• Vær konsekvent på tvers av flere tenner og flere posisjoner rundt utstyret

Kontaktmønsteret evalueres ved å påføre et tynt belegg av markeringsmasse (prøyssisk blått eller tilsvarende) på flere tenner på tannhjulet, rotere drivverket under lett belastning og undersøke overføringsmønsteret på girtennene.

Tannhjulsakselparallellisme

Tannhjulsakselens akse må være parallell med omkretsgiraksen. Vinkelforskyvning i horisontalplanet (skjevt) eller vertikalplanet (tilt) fører til at kontaktmønsteret konsentreres i den ene enden av tannflaten. Dette blir noen ganger beskrevet som 'sluttlasting' eller 'kantkontakt.'

Parallellitet måles ved hjelp av presisjonsnivåer, laserjusteringsinstrumenter eller måleskiver tvers over pinjongakselen og girflaten. Korreksjon krever mellomlegg eller omplassering av pinjongstativet.

Trinn-for-trinn prosedyre for justering av gir og pinjong

Følgende prosedyre gjelder for en planlagt innrettingskontroll eller omjustering under en planlagt nedleggelse. Det forutsetter at giret og tannhjulet allerede er installert og at maskinen er trygt isolert, låst ute og avkjølt til omgivelsestemperatur.

Trinn 1: Forbered og dokumenter grunnleggende forhold

Før du gjør noen justeringer:

• Registrer gjeldende tilbakeslag ved fire eller flere posisjoner rundt giret.

• Mål og registrer radiell utløp og ansiktsutløp av omkretsutstyret.

• Inspiser og fotografer det gjeldende tannkontaktmønsteret på både giret og tannhjulet.

• Mål og registrer pinjonglagerklaringer.

• Inspiser pinjongakselen for utløp.

• Sjekk fundamentet og pinjongstativet for sprekker, setninger eller løse ankerbolter.

• Gjennomgå tidligere justeringer og vedlikeholdshistorikk.

Denne grunnleggende dokumentasjonen er viktig for å forstå hva som har endret seg siden forrige justering og for å verifisere effektiviteten til eventuelle korrigeringer som er gjort.

Trinn 2: Mål og korriger omkretsen av giret

Mål radiell utløp og ansiktsutløp ved hjelp av en måleur som er montert på et fast referansepunkt, med indikatorspissen i kontakt med tanntannspissene eller tannhjulsflaten.

Hvis utløpet overskrider den akseptable grensen:

• Kontroller monteringsboltene for riktig dreiemoment og jevn tiltrekkingssekvens.

• Inspiser monteringsoverflaten og skjøteflatene for forurensning, grader eller skade.

• Sjekk skallflensen eller monteringsringen for forvrengning.

• På et segmentert gir, kontroller at alle segmentskjøter er riktig montert og at skjøteåpningene er innenfor spesifikasjonene.

• Hvis utløpet er forårsaket av skalldeformasjon, kan korreksjonen kreve skallreparasjon eller en annen monteringstilnærming.

Ikke fortsett med pinjonginnretting før girutløpet er innenfor det akseptable området. Justering av tannhjulet til et gir som går eksentrisk vil ikke gi et stabilt resultat.

Trinn 3: Still inn riktig senteravstand (tilbakeslag)

Med omkretsgiret i gang, juster pinjongposisjonen for å oppnå spesifisert tilbakeslag på det strammeste punktet av girrotasjonen.

• Flytt pinjongstativet radialt mot eller bort fra omkretsgiret.

• Bruk shims under pinjongstativets base for å gjøre finjusteringer.

• Mål sløret på det strammeste punktet for girrotasjonen (minimumsutløpsposisjon).

• Tilbakeslaget på det løseste punktet (maksimal utløpsposisjon) vil være større; denne variasjonen er akseptabel innenfor utløpstoleransen.

• Registrer tilbakeslaget ved fire eller flere posisjoner etter justering.

Trinn 4: Juster pinjongakselen parallelt med omkretsgiraksen

Kontroller parallelliteten til tannhjulsakselen i forhold til omkretsgiraksen i både horisontal- og vertikalplanet.

• Bruk et presisjonsnivå- eller laserjusteringsinstrument for å måle pinjongakselens vinkel.

• Sammenlign med girets aksevinkel målt ved girflaten eller skallet.

• Korriger vinkelforskyvning ved å skjære inn pinjongstativet i den ene enden.

• Kontroller tilbakeslag etter en eventuell vinkeljustering, ettersom shimsing av den ene enden av pinjongstativet også endrer senteravstanden litt.

Trinn 5: Bekreft kontaktmønsteret

Påfør merkemasse på fem til ti påfølgende pinjongtenner. Roter frekvensomformeren under lett belastning (motor uten belastning eller lav belastning) i flere omdreininger. Stopp og inspiser overføringsmønsteret på girtennene.

Vurder mønsteret mot kriteriene beskrevet tidligere:

• Hvis mønsteret er sentrert og dekker tilstrekkelig område, er justeringen akseptabel.

• Hvis mønsteret er forskjøvet til den ene kanten av tannflaten, er ikke tannhjulsakselen parallell med giraksen. Korriger vinkeljusteringen og kontroller på nytt.

• Hvis mønsteret forskyves mot tanntuppen eller roten, kan senteravstanden være feil, eller tannprofilen kan ha slitasje som hindrer korrekt kontakt. Kontroller tilbakeslag og inspiser tannprofiler.

• Hvis mønsteret er ujevnt på tvers av forskjellige posisjoner rundt giret, kan det fortsatt være for mye utløp for giret.

Gjenta merkings- og justeringsprosessen til et tilfredsstillende kontaktmønster oppnås konsekvent.

Trinn 6: Stram og lås alle festemidler

Etter å ha oppnådd akseptabel justering:

• Stram alle pinjongstativets ankerbolter til spesifisert moment.

• Lås eller sikre alle shim-pakker.

• Stram omkretsgirets monteringsbolter til spesifisert moment i riktig rekkefølge.

• Påfør gjengelåsing eller mekanisk låsing der det er spesifisert.

• Registrer alle endelige justeringsverdier.

Trinn 7: Kjør under belastning og sjekk på nytt

Etter at maskinen er tatt i bruk igjen:

• Overvåk vibrasjon, støy og temperatur under den første innkjøringsperioden.

• Kontroller kontaktmønsteret igjen etter de første 24 til 48 driftstimene under belastning.

• Kontroller sløret på nytt etter den første arbeidsuken, da innledende setninger av fester og shims kan forårsake små forskyvninger.

• Kontroller at smøresystemet påfører smøremiddel riktig på tannflankene.

Vanlige tilpasningsfeil og hvordan du unngår dem

Girt- og pinjongjustering etter utskifting

Når et nytt gir eller tannhjul er installert, er en fullstendig innrettingsprosedyre obligatorisk - selv om det gamle giret var i samme posisjon. Årsaker inkluderer:

• Et nytt gir kan ha litt andre dimensjoner enn det slitte giret det erstatter.

• Tannhjulet kan ha blitt reposisjonert under fjerning.

• Fundamentforholdene kan ha endret seg siden forrige installasjon.

• Det nye giret kan ha andre utløpsegenskaper enn det gamle giret.

For kunder som kjøper erstatningsgir og pinjonger, kan Yile Machinery tilby matchede gir-og-pinjongsett med dokumenterte tannprofiler, dimensjonale inspeksjonsrapporter og materialtestsertifikater. Vår kraftige gir og ringgir er produsert i henhold til DIN, AGMA eller kundespesifiserte standarder og er tilgjengelige for roterende ovner, kulemøller, SAG-møller og annet stort roterende utstyr.

Hvis du vurderer om et skadet omkretsutstyr skal repareres eller erstattes før du utfører en innrettingsprosedyre, se vår relaterte veiledning: Reparasjon eller utskifting av omkretsgir – Hvordan ta den riktige avgjørelsen for roterende ovner og kulemøller.

Smøring og dens forhold til innretting

Riktig justering og riktig smøring er avhengig av hverandre. Et godt justert gir som er undersmurt vil fortsatt svikte for tidlig. En riktig smurt drivenhet som er feiljustert vil også svikte for tidlig.

Åpent girsmøremidler for girdrev med stor omkrets er vanligvis høyviskositet, lim, asfalt eller syntetiske forbindelser påført av spray- eller dryppsystemer. Smøremidlet må:

• Nå tannflankene før inngrep

• Form en film tykk nok til å forhindre metall-til-metall-kontakt under belastning

• Motstå sentrifugalt avkast ved driftshastigheten på stigningslinjen

• Forbli effektiv under driftstemperaturområdet

• Ikke vask av under våte eller fuktige forhold

Tegn på at smøring bidrar til opprettingsrelatert slitasje inkluderer:

• Smøremiddel samler seg bare ved den ene kanten av tannflaten, noe som indikerer aksial feiljustering

• Tørre eller glaserte tannoverflater ved det stramme punktet for girrotasjonen, noe som indikerer utilstrekkelig tilbakeslag

• Overoppheting i maskesonen, som indikerer overdreven kontaktspenning fra feiljustering eller feil tilbakeslag

• Rask forbruk av smøremiddel, noe som indikerer at påføringssystemet ikke når riktig tannsone

Etter en eventuell innrettingsjustering, kontroller at smørepåføringspunktet fortsatt er riktig plassert i forhold til det nye girnettstedet.

Når du skal ringe for teknisk støtte

Noen innrettingsforhold overskrider det som kan korrigeres gjennom standard justering av pinjongstativ. Vurder å involvere en spesialistingeniør når:

• Omkretsgirets radiale utløp overstiger 5 mm TIR og kan ikke reduseres gjennom ommontering

• Ovnsskallet eller kvernskallet viser synlig deformasjon eller permanent bue

• Stiftelsesoppgjøret er progressivt og pågående

• Kontaktmønstre forblir utilfredsstillende etter flere justeringsforsøk

• Tannhjulsstativets struktur er sprukket, forvrengt eller har mistet sin opprinnelige geometri

• Maskinen har en historie med gjentatte girfeil til tross for tidligere opprettingsarbeid

I disse tilfellene kan grunnårsaken være en strukturell eller mekanisk tilstand som krever teknisk vurdering utenfor rammen av en standard innrettingsprosedyre.

For kunder som planlegger en større nedleggelse som involverer skifte av gir eller pinjong, kan Yile Machinery tilby teknisk støtte, inkludert gjennomgang av girtegninger, dimensjonsverifisering og produksjon av matchede erstatningskomponenter. Se hele vårt utvalg av kraftige industrielle maskineri deler, inkludert omkretsgir, tannhjul, aksler, dekk, valser og støpegods.

Ofte stilte spørsmål

Hvor ofte bør omkretsgir og pinjongjustering kontrolleres?

For de fleste sementovner og mineralforedlingsfabrikker bør justeringen kontrolleres ved hver større planlagte nedleggelse - vanligvis hver 12. til 24. måned avhengig av driftsforholdene. Det bør også kontrolleres umiddelbart etter noen av følgende hendelser: utskifting av omkretsgir eller pinjong, betydelig reparasjon eller modifikasjon av fundament, reparasjon av ovn eller mølleskall, større utskifting av lager, eller enhver plutselig endring i vibrasjon, støy eller kontaktmønster.

Hva er riktig tilbakeslag for et gir med stor omkrets?

Riktig tilbakeslag avhenger av girmodulen, stigningssirkeldiameteren, driftstemperaturen og utstyrsprodusentens spesifikasjoner. Som en generell veiledning er tilbakeslag på det strammeste punktet av girrotasjonen typisk 0,5 til 4,0 mm for moduler mellom M10 og M55. Se alltid den originale utstyrsdokumentasjonen eller utstyrsprodusentens anbefaling for den spesifikke applikasjonen.

Kan girinnretningen kontrolleres mens maskinen er i gang?

Noen målinger, inkludert vibrasjonsovervåking, støyvurdering, smøremiddeltemperatur og visuell observasjon av kontaktsonen, kan utføres under drift. Direkte måling av tilbakeslag, utløp og kontaktmønster krever imidlertid at maskinen stoppes og isoleres trygt. Termiske innrettingskontroller ved bruk av temperaturkompenserte instrumenter kan i noen tilfeller utføres under drift.

Hva er årsaken til at et omkretsgir utvikler høy radiell utløp etter installasjon?

Vanlige årsaker inkluderer feil tiltrekkingssekvens eller -moment, forurensning på monteringsoverflaten, ujevne segmentavstander, forvrengning av skallflensen og termisk forvrengning under første gangs bruk. I noen tilfeller kan selve giret ha en produksjonsutgang som var innenfor toleranse, men som blir tydelig under bruk. Runout bør måles før og etter den første full-temperatur driftssyklusen.

Bør tannhjulet skiftes samtidig med giret?

Ikke nødvendigvis, men tannhjulet må inspiseres nøye hver gang giret skiftes ut. Et slitt pinjong med redusert tanntykkelse, feil profil eller overflateskade vil fremskynde slitasjen på et nytt gir. Hvis pinjongen nærmer seg slutten av levetiden, er det vanligvis mer økonomisk å bytte begge komponentene sammen under samme avstengning enn å skifte dem separat.

Hvilken informasjon trenger Yile Machinery for å produsere et erstatningsgir og pinjongsett?

For å gi en fullstendig teknisk gjennomgang og tilbud inkluderer den mest nyttige informasjonen: girtegninger eller detaljerte feltmålinger, girtype og antall segmenter, modul og antall tenner, flatebredde og ytre diameter, krav til material og hardhet, standard for girnøyaktighet, utstyrstype og bruksområde, mengde, påkrevd leveringsdato og destinasjonsport. Hvis tegninger ikke er tilgjengelige, kan prøver, fotografier og feltmålinger brukes som utgangspunkt for revers engineering.

Klar til å kjøpe et erstatningsgir eller pinion?

Enten du planlegger en planlagt utskifting, reagerer på uventede skader eller forbereder deg på en større driftsstans, kan Yile Machinery støtte prosjektet ditt med spesialproduserte girgir, tannhjul og matchende girsett.

For å be om en teknisk gjennomgang eller et tilbud, vennligst oppgi:

• Girtegninger eller tilgjengelige spesifikasjoner

• Utstyrstype, modell og bruksområde

• Modul, antall tenner, ansiktsbredde og ytre diameter

• Krav til material og hardhet

• Antall segmenter (hvis aktuelt)

• Antall og nødvendig leveringsdato

• Destinasjonsland eller havn

• Bilder av eksisterende utstyr eller skadede komponenter

Vårt ingeniørteam vil vurdere dine krav og gi et detaljert teknisk svar. Vi produserer girgir og pinjonger som enkeltdeler og små partier for utskifting, oppgradering og OEM-prosjekter på tvers av sement, gruvedrift, mineralforedling, kalk og annen tungindustri. Se vår komplette produktutvalg eller kontakt oss direkte for å diskutere dine behov.