Kõndige ükskõik millisele kaevandusalale või tsemenditehasele ja leiate pöörleva seadme, mis kaalub sadu tonne, töötab ööpäevaringselt ja sõltub ainult ühest massiivsest käigust. See käik on rõngasratas -, mida nimetatakse ka ümbermõõduks - ja see on rasketööstuse laulmata tööhobune. Kui üks ebaõnnestub, peatub kogu liin ja seisakute maksumus võib ulatuda kümnetesse tuhandetesse dollaritesse tunnis.
Mida Ring Gear tegelikult teeb
Hammasratas on suure-läbimõõduga hammasratas, mis on kinnitatud ümber pöörleva trumli või ahju kesta ümbermõõdu. See haakub ühe või kahe väiksema hammasrattaga, mida käitab elektrimootor läbi käigukasti. Mootor pöörab hammasratast, hammasratas pöörleb hammasratast ja hammasratas kogu kesta - tavaliselt kiirustel 1–20 p/min.
Disain on lihtne, kuid jõhkralt tõhus. Mähkides hammasratta ümber trumli enda, kaob vajadus massiivse keskvõlli ja laagri järele, mis oleks nende suuruste juures ebapraktiline. Rõngasratas jaotab liikumapaneva jõu kogu ümbermõõdu ulatuses, mis on oluline, kui pöörate 500-tonnist maagi- ja teraskuule täis kuulveskit.
Rõngaskäigud on tohutud. Tüüpilised moodulid on vahemikus 20 kuni 50 ja suurimate jahvatusveskite läbimõõt võib ületada 14 meetrit. Need on transpordiks ja paigaldamiseks valatud ühes tükis või jagatud kaheks või enamaks segmendiks. Materjaliks on peaaegu alati valatud teras - ZG45, 42CrMo või sarnased sulamid -, mida on kuumtöödeldud, et saavutada õige tasakaal pinna kõvaduse ja südamiku sitkuse vahel.
Kaevandamine: igat tüüpi lihvimisveskid
Kaevandamisel on rõngashammaste põhitööks jahvatusveskite -, maagi purustavate masinate, treimine kuni peenosakeste suuruseni, mis on vajalikud mineraalide taaskasutamiseks.
Kõige tavalisem rakendus on kuulveskid. Horisontaalne terassilinder, mis on osaliselt täidetud teraskuulidega, pöörleb ümber oma telje, veeretades maaki ja lihvides seda läbi löögi ja hõõrdumise. Suurused ulatuvad mõnemeetrisest läbimõõdust väikeste operatsioonide jaoks kuni üle 8 meetrini suurte vase- ja kullakaevanduste jaoks. Suure kuulveski rõngasratas võib üksi kaaluda 30 tonni või rohkem.
SAG-veskid (pool{0}}autogeenne jahvatamine) ja AG-veskid (autogeenne jahvatamine) viivad selle sammu edasi. SAG-veskid kasutavad jahvatusvahendina maaki ennast koos väikese koguse teraskuulidega, samas kui AG-veskid toetuvad täielikult maagile. Need veskid on isegi suuremad kui kuulveskid - 10–12-meetrise läbimõõduga on levinud ja neid käitavad hammasrattad on vastavalt massiivsed. Koormused on siin äärmuslikud: täiskoormusega SAG-veski võib kaaluda üle 1000 tonni ning hammasratas peab selle massi sujuvalt käivitama ja seiskama, ilma et šokk ei koormaks hambaid.
Varrasveskid, kiviveskid ja tornveskid täiendavad kaevandamisrakendusi. Igaüks neist kasutab rõngasülekannet, kuigi suurus ja koormusprofiil on erinevad. Neid kõiki jagab karm töökeskkond - pidev tolm, vibratsioon ja abrasiivsed maagiosakesed, mis leiavad tee kõigesse. Kaevanduses kasutatavad hammasrattad vajavad abrasiivse kulumise vastu seismiseks suurt pinnakõvadust ja tugevaid hambajuuri, et taluda korduvast koormusest tingitud väsimust.
Tsement: ahjud, veskid ja kuivatid
Tsemenditööstus on teine suur hammasrataste kasutaja ja nõudmised on siin erinevad, kuid mitte vähem karmid.
Pöördahjud on tsemenditehase süda. Pikk, kergelt kaldu terassilinder -, mille läbimõõt on tavaliselt 4–6 meetrit ja pikkus 60–100 meetrit, - pöörleb kiirusel 1–4 pööret minutis, samal ajal kui leek alumises otsas soojendab materjali üle 1400 kraadi. Ülevalt sisenevad lubjakivi ja savi ning alt väljub tsemendiklinker. Tavaliselt väljalaskeotsa lähedale paigaldatud hammasratas peab säilitama täpse haarde hammasrattaga isegi siis, kui ahju kest paisub termiliselt mitme sentimeetri võrra. See soojuspaisumine on üks suurimaid tsemendiahju rõngashammaste projekteerimise väljakutseid -, hammasratas peab jääma joondatud temperatuurivahemikus, mis moonutaks enamikku masinaid.
Tsemendi kuulveskid töötavad samal põhimõttel nagu kaevanduskuulveskid, jahvatades klinkri peeneks pulbriks, millest saab tsement. Need veskid töötavad sageli suletud ahelas koos separaatoritega ja hammasrattaajam peab hakkama saama pideva tööga minimaalse kiiruse kõikumisega. Tsemendiveskid kipuvad olema väiksemad kui suurimad kaevandustööstuse SAG veskid, kuid töötavad aastaid ilma peatumata, seega on töökindlus ja kulumiskindlus ülimalt tähtsad.
Pöördkuivatid ja jahutid on kolmas suur tsemendi rakendus. Kuivatid eemaldavad toorainest niiskuse enne ahju sisenemist, jahutid aga alandavad kuuma klinkri käitlemistemperatuurini pärast ahjust väljumist. Mõlemad kasutavad ahjudele sarnaseid rõngasülekandeid, kuigi koormused ja temperatuurid on madalamad. Siin on oluline konsistents - ebaühtlane pöörlemine põhjustab ebaühtlast kuivamist või jahutamist, mis mõjutab toote kvaliteeti.
Disain ja materjalid
Erinevus 20 aastat kestva rõnga ja 5 aasta pärast rikki jääva hammasratta vahel taandub disainile, materjalile ja tootmiskvaliteedile.
Hamba profiil on oluline. Enamikus kaasaegsetes hammasratastes kasutatakse pigem spiraalseid hambaid kui sirgeid hammashammasid. Heeliksinurk jaotab koormuse samaaegselt mitme hamba vahel, mis vähendab lööki, müra ja võimaldab käigul edastada megavatt-klassi pöördemomenti madalatel pööretel ilma haamrita. Spiraalhammasrattad tekitavad küll aksiaalset tõukejõudu, mille peavad neelama veski tugirullid, kuid raskete{4}}rakenduste puhul on kompromiss seda väärt.
Materjali valik sõltub rakendusest. Tsemendiahjude puhul, kus kuumus ja termiline tsükkel on peamised probleemid, säilitavad sulamid nagu 42CrMo või AISI 4140 tugevuse ka kõrgetel temperatuuridel. Kaevandustehastes, kus domineerib abrasiivne kulumine, annavad suurema-süsinikvalu terased, millel on pinnakarastus (sageli läbi induktsiooni või leekkarastamise), pikema hammaste eluea. Kuumtöötlusprotsess on kriitiline - liiga raske ja hambad pragunevad löögi all; liiga pehmed ja kuluvad mõne aastaga ära.
Tootmise täpsus on viimane tükk. Hambad peavad olema lõigatud täpse profiiliga, hammasratas peab olema täiesti ümmargune ja poldi augud peavad olema täpselt trumli äärikuga joondatud. Igasugune väljajooks või vale asetus põhjustab hammaste ebaühtlast koormust, mis kiirendab kulumist ja võib viia katastroofilise hammaste purunemiseni. Kvaliteetsed tootjad viivad läbi valandite ultraheliuuringuid, kontrollivad hammaste profiili koordinaatmõõteseadmetega ja teevad hammasrattaga enne saatmist täieliku võrgusilma testi.
Hooldus ja kasutusiga
Hästi-konstrueeritud, hästi paigaldatud-rõngashammas võib töötada 15–25 aastat, enne kui see vajab väljavahetamist. Võti on määrimine ja jälgimine.
Enamikus hammasratastes kasutatakse lahtist-hammasrataste määrimist - tugevat määret või asfaldi-põhist segu, mida rakendavad automaatsed pihustussüsteemid või kasutajad käsitsi. Määrdeaine peab jääma hammastele tsentrifugaaljõu mõjul, vastu pidama veest ja tolmust väljauhtumisele ning taluma äärmist survet. Tüüpiline kasutusmäär on paar grammi minutis, pihustatakse hammasrattale, kui see pöörleb. Ebapiisav määrimine on hammasratta enneaegse rikke põhjus number üks -, kui määrdeainekile laguneb kiiresti hammaste sapiseks, kriimustamiseks ja kiireks kulumiseks.
Regulaarne ülevaatus tuvastab probleemid enne, kui need muutuvad riketeks. Hooldusmeeskonnad kontrollivad hammaste kulumismustreid, otsivad hambapindadel täkke või lõhenemist, mõõdavad tagasilööki ja kuulavad ebatavalist müra. Kulumismuster, mis on koondunud hammaste ühele küljele, viitab tavaliselt nihkele - kas hammasratas on väljas-keskelt või trumli käik on nihkunud. Selle varane tabamine ja uuesti-joondumine võib varustuse eluiga pikendada aastaid.
Kui hammasratas jõuab oma eluea lõppu, on asendamine oluline toiming. Veski või ahi tuleb peatada, vana hammasratas lahti keerata ja ära lõigata (sageli eemaldamiseks osadena) ning uus hammasratas paigaldada ja joondada. See võib võtta päevi kuni nädalaid planeeritud seisakuid, mistõttu enamik tehaseid hoiab riiulil tagavararõngast ja planeerib väljavahetamist aastaid ette.
järeldus
Rõngashammasrattad on ühed suurimad ja kõige raskemini koormatud mehaanilised komponendid mis tahes tööstuslikus töös. Kaevandamisel juhivad nad jahvatusveskid, mis vähendavad maagi taaskasutatava suuruseni -. Kuulveskeid, SAG-veskeid, AG-veskeid ja varrasveskeid, mille läbimõõt on sageli üle 10 meetri ja mille koormus on üle 1000 tonni. Tsemendis käitavad nad pöördahje, mis toodavad klinkrit 1400 kraadi juures, kuulveskeid, mis jahvatavad selle pulbriks, ning kuivateid ja jahuteid, mis protsessi toetavad.
Vaevalt saaksid töötingimused olla erinevad - kaevandamine on seotud hõõrdumise ja löökkoormusega, tsemendiga seotud soojus- ja soojuspaisumine -, kuid nõuded lähenevad samale asjale: täpselt valmistatud, korralikult määritud, hoolikalt joondatud hammasratas, mis võib töötada aastakümneid minimaalse tähelepanuga. Tehke see õigesti ja see vajub tagaplaanile, tehes oma tööd usaldusväärselt. Kui teete vea, siis sellest saab kohapeal kõige kallim paberkaal.
