مواصفات بكرة سلسلة ونش المرساة: متوافقة مع سلاسل DIN 766 وDIN 764 وISO القياسية.

لماذا لا تُعتبر "عجلة السلسلة القياسية" مواصفة عالمية؟ - المعايير الثلاثة المتنافسة

لقد أمضيت خمسة عشر عامًا في تصميم أنظمة الرافعات الهيدروليكية في شركة Yining Hydraulic، والخطأ الأكثر تكلفة في المواصفات الذي أواجهه في شراء رافعات المرساة هو افتراض أن "عجلة السلسلة القياسية" تعني الشيء نفسه لدى جميع الشركات المصنعة.هناك ثلاثة معايير رئيسية للسلاسل قيد الاستخدام النشط عالميًا - DIN 766 و DIN 764 و ISO 16726/ISO 67 - ولن تعمل عجلة السلسلة المصممة لمعيار واحد بأمان مع سلسلة من معيار آخر.الاختلافات ليست تجميلية: فهي تشمل خطوة الجيب، وقطر الجذر، وزاوية شكل السن، ونسبة قطر السلسلة إلى الخطوة التي تحدد كيفية تثبيت وصلة السلسلة في جيب العجلة.

يُعدّ معيار DIN 766 معيارًا للوصلات القصيرة، وقد طُوّر في الأصل لتطبيقات الرفع العامة والتطبيقات البحرية. المعيار الأساسي فيه هو أن خطوة الوصلات تساوي تقريبًا ستة أضعاف قطر السلسلة (6d). تُعظّم هذه المسافة الضيقة نسبيًا بين الوصلات مساحة التلامس بين السلسلة والعجلة، مما يُوزّع الحمل على عدة أسنان ويُقلّل من إجهاد كل سن على حدة. أما معيار DIN 764 فهو معيار للوصلات الطويلة، حيث تساوي خطوة الوصلات فيه تقريبًا ثمانية أضعاف قطر السلسلة (8d). تُقلّل المسافة الأطول بين الوصلات من وزن السلسلة لكل متر، وتسمح بلفّ سلاسل ذات أقطار أكبر حول عجلات ذات أنصاف أقطار أصغر. يسعى معيار ISO 16726 (ومعيار ISO 67 ذي الصلة بسلاسل التثبيت) إلى توحيد هذه المعايير دوليًا، ولكنه يُدخل اختلافات طفيفة في الأبعاد تؤثر على التوافق.

النتيجة العملية لخلط المعايير: إذا قمت بتركيب سلسلة DIN 766 على عجلة سلسلة DIN 764 (أو العكس)، فلن تستقر حلقات السلسلة بالكامل في جيوب العجلة.ستتحرك حلقات السلسلة على حواف الجيب بدلاً من قاعه، مما يُركز الحمل على خط التماس بدلاً من سطح التماس. والنتيجة هي تآكل سريع لحواف الجيب، وتشوه حلقات السلسلة، وفي الحالات الشديدة، قفز السلسلة حيث تخرج من الجيب تحت تأثير الحمل. لقد تعاملت شخصياً مع تحقيقات الضمان حيث كان السبب الرئيسي لعطل كارثي في ​​عجلة السلسلة هو سلسلة DIN 764 اشتراها مشغل السفينة لاستبدال سلسلة DIN 766 مهترئة لأن "القطر بدا متطابقاً".وثائق معايير DIN، حتى السلاسل ذات القطر الاسمي المتطابق (على سبيل المثال، 16 مم) من معايير مختلفة لها متطلبات هندسية مختلفة للجيب.

أساسيات هندسة عجلة السلسلة: قطر الخطوة، والقطر الخارجي، وقطر الجذر

يتم تعريف عجلة السلسلة (وتسمى أيضًا عجلة السلسلة أو عجلة السلسلة) بثلاثة أقطار حرجة: قطر الخطوة (Dp)، والقطر الخارجي (Da)، وقطر الجذر (Df).قطر دائرة الخطوة هو قطر الدائرة النظرية التي تتحرك عليها حلقات السلسلة أثناء التفافها حول العجلة، وهو القطر الفعلي الذي يحدد سرعة السلسلة عند عدد دورات محدد للعجلة في الدقيقة. يُقاس القطر الخارجي عند أطراف الأسنان، وهو أكبر قطر للعجلة. أما قطر جذر السن فيُقاس عند قاع الفراغات بين الأسنان.يتم حساب قطر الخطوة على النحو التالي: Dp = P / sin(180/Z)، حيث P هي خطوة السلسلة (تباعد الوصلات) و Z هو عدد الجيوب (الأسنان) على العجلة.بالنسبة لسلسلة DIN 766 بقطر 16 مم ونسبة خطوة 6:1، فإن الخطوة هي 96 مم، وعجلة ذات 5 جيوب لها Dp = 96 مم / sin(36 درجة) = 163.5 مم.

يحتوي الجيب نفسه على ثلاثة أبعاد أساسية: عرض الجيب (يجب أن يستوعب عرض وصلة السلسلة بالإضافة إلى خلوص تشغيل من 0.5 إلى 1.5 مم)، وعمق الجيب (يجب أن يستوعب قطر الوصلة بالإضافة إلى 1-2 مم لإزالة الحطام)، وزاوية ميل الجيب (يجب أن تتطابق تمامًا مع زاوية ميل السلسلة لمنع عدم تطابق الوصلة مع الجيب).يُعد التفاوت في عرض الجيب هو البعد الأكثر أهمية - إذا كان ضيقًا جدًا، فإن السلسلة ستعلق أثناء التعشيق؛ وإذا كان فضفاضًا جدًا، فإن السلسلة ستتحرك جانبيًا، مما يتسبب في تآكل غير متساوٍ للأسنان.يبلغ التفاوت القياسي في عرض الجيب لعجلات ونش المرساة البحرية +0.3 مم إلى +0.8 مم فوق عرض وصلة السلسلة الاسمي.

مواصفات سلسلة DIN 766: معيار الوصلات القصيرة المستخدم في التطبيقات البحرية الأوروبية

DIN 766 هو المعيار السائد للسلاسل المستخدمة في رافعات المرساة البحرية ذات الأصل الأوروبي، وهو المعيار الذي تم تصميم معظم رافعات المرساة الهيدروليكية من شركة Yining حوله للأسواق الأوروبية والشرق أوسطية.يحدد المعيار العلاقة بين قطر السلسلة (d) وأبعاد الوصلات: الخطوة (t) = 6d، والعرض الداخلي (b1) = 3.5d لأحجام السلاسل البحرية الشائعة. بالنسبة لسلسلة DIN 766 مقاس 16 مم: الخطوة = 96 مم، والعرض الداخلي = 56 مم، والطول الداخلي = 80 مم. التفاوت المسموح به في الخطوة هو +0.033d، أي أنه بالنسبة لسلسلة مقاس 16 مم، يكون التفاوت المسموح به في الخطوة +0.53 مم عبر الوصلة.

يتطلب تصميم عجلة السلسلة وفقًا لمعيار DIN 766 وجود تجويف يستوعب شكل الوصلة بالكامل: حيث تستقر وصلة أفقية في التجويف مع محاذاة محورها الطويل مع محور العجلة، بينما تمر الوصلة الرأسية (التي تربط الوصلات الأفقية المتجاورة) عبر الفجوة بين الأسنان.يجب أن يوفر شكل السن مساحة كافية لدخول وخروج الوصلة العمودية من التجويف دون أي عائق أثناء دوران العجلة.يينينغ هيدروليكصُممت رافعات المرساة من سلسلة IYM لدينا بهندسة جيب DIN 766 كخيار افتراضي، مع توفر هندسة جيب DIN 764 وISO كخيارات إضافية. صُنعت عجلة السلسلة من فولاذ سبيكة 42CrMo، وتم تبريدها وتطبيعها لتصل صلابتها إلى 45-50 HRC، مع جوانب أسنان مُقسّاة بالحث لتصل صلابتها إلى 55-58 HRC لمقاومة التآكل.

مواصفات سلسلة DIN 764: معيار الوصلات الطويلة لتطبيقات ذات قطر سلسلة كبير

يحدد معيار DIN 764 نسبة أطول بين الخطوة والقطر (8d) مقارنة بمعيار DIN 766 (6d)، مما ينتج عنه سلاسل أطول بنسبة 33٪ تقريبًا لكل وصلة لنفس قطر السلسلة.يخدم هذا التصميم ذو الخطوة الأطول غرضين: فهو يقلل وزن السلسلة لكل متر (عدد أقل من الحلقات لكل متر يعني وزنًا أقل للفولاذ)، ويسمح للسلسلة بالالتفاف حول عجلات ذات نصف قطر أصغر (حيث يمكن للحلقة الأطول أن تتحرك بسلاسة على منحنى أضيق دون أن تعلق). في التطبيقات التي تتطلب فيها رافعة المرساة التعامل مع سلاسل ذات قطر كبير (20 مم فأكثر) ولكن مساحة السفينة محدودة، يُعد تصميم الخطوة الطويلة وفقًا لمعيار DIN 764 الخيار الأمثل.

تختلف هندسة جيب عجلة السلسلة DIN 764 بشكل أساسي عن DIN 766: الجيب أطول (لاستيعاب الوصلة الأطول)، وأقل عمقًا (لأن زاوية الوصلة الداخلة إلى الجيب أقل حدة)، وشكل السن أكثر انفتاحًا للسماح للوصلة الرأسية الأطول بالمرور.فخ شائع في عمليات الشراء: يقوم المصنعون الصينيون أحيانًا بذكر "عجلة سلسلة قياسية DIN" دون تحديد 766 أو 764، على افتراض أن المشتري يريد المعيار المحلي الافتراضي (وهو عادةً DIN 764 في السوق الصينية).يحصل المشتري على عجلة DIN 764 لسلسلة DIN 766 الخاصة به، بالإضافة إلى أسطح عدم التوافق أثناء التركيب. أوصي بشدة بتحديد المعيار الدقيق وقطر السلسلة في طلب الشراء، وعدم الاعتماد على مصطلح "المعيار".ISO 16726:2018في مواصفات عجلة سلسلة الإرساء، يتطلب المعيار وضع علامات واضحة على معيار السلسلة وقطرها على العجلة نفسها.

عجلات السلسلة ISO 16726: كيف يختلف المعيار الدولي عن إصدارات DIN

ISO 16726 (السفن والتكنولوجيا البحرية - عجلات السلسلة لسلاسل المرساة ذات الوصلات المسمارية) هو المعيار الدولي الذي يهدف إلى توحيد مواصفات عجلات السلسلة DIN و JIS والمواصفات الوطنية ضمن إطار عالمي واحد.يغطي معيار ISO أقطار السلاسل من 12.5 مم إلى 162 مم (النطاق الكامل المطبق على السفن التجارية)، ويحدد هندسة الجيوب، ومتطلبات المواد، وبروتوكولات الاختبار. والفرق الرئيسي عن معيار DIN هو أن معيار ISO 16726 يحدد هوامش خطأ أدق للجيوب - +0.3 مم مقابل +0.5 مم في معيار DIN - مما يعني أن عجلة السلسلة المتوافقة مع معيار ISO تقبل سلسلة DIN (حيث تكون السلسلة أصغر قليلاً من حجم الجيب)، ولكن عجلة السلسلة ذات هوامش الخطأ في معيار DIN قد لا تفي بمعايير قبول ISO.

لأغراض الشراء العملي: تُعد عجلة السلسلة ISO 16726 خيارًا آمنًا للاستخدام مع سلسلة DIN 766 ذات القطر الاسمي نفسه.لأن تجويف ISO يقع ضمن نطاق التفاوت المسموح به في معيار DIN من الجانب الضيق. أما العكس - استخدام عجلة DIN مع سلسلة ISO - فهو محفوف بالمخاطر لأن سلسلة ISO قد تُصنع بتفاوت أضيق، وقد لا يوفر تجويف عجلة DIN خلوصًا كافيًا للتشغيل، مما يتسبب في حدوث انحشار في أول 50-100 دورة مع تآكل السلسلة والعجلة واحتكاكهما ببعضهما البعض.يينينغ هيدروليكنقوم بتصنيع عجلات السلسلة وفقًا لمعيار ISO 16726 كخط أساس لدينا، مع DIN 766 و DIN 764 كخيارات محددة عندما يتطلب مشغل السفينة توافقًا دقيقًا مع مخزون السلسلة الحالي.

صلابة المواد ومعالجة السطح: لماذا يُعد معدل تآكل عجلة السلسلة أهم من السعر

تُعد عجلة السلسلة أكثر مكونات نظام ونش المرساة عرضة للتآكل لأن كل دورة رفع/خفض تتضمن احتكاكًا انزلاقيًا معدنيًا بين حلقات السلسلة وجيوب العجلة تحت الحمل.تحدد مواصفات المواد - درجة سبائك الصلب، وعملية المعالجة الحرارية، وطريقة تقوية السطح - بشكل مباشر عمر خدمة العجلة، والعجلة التي تكلف 20٪ أقل في البداية ولكنها تتآكل في 3 سنوات بدلاً من 10 سنوات تعتبر استثمارًا سيئًا.

يُعدّ التصليد الحثي لجوانب الأسنان الحل الأمثل من حيث التكلفة لعجلات سلسلة ونش المرساة.تُسخّن هذه العملية وتُبرّد أسطح تلامس الأسنان بشكل انتقائي، مما يُنتج طبقة خارجية صلبة مقاومة للتآكل (صلابة 55-58 HRC، عمق 2-4 مم) مع الحفاظ على لبّ أكثر صلابة ومقاومة للصدمات. تُعدّ صلابة اللبّ أساسية، فلو تمّت معالجة العجلة بأكملها حراريًا لتصل صلابتها إلى 55 HRC أو أكثر، لكانت هشة وعرضة للكسر عند احتكاك السلسلة بها تحت تأثير الصدمات.ASTM A391مواصفات سلسلة الفولاذ السبائكي، إن الجمع بين صلابة السطح لمقاومة التآكل وصلابة القلب لمقاومة الصدمات هو النهج الهندسي القياسي لمكونات نظام السلسلة البحرية.

معالجة الأسطح للحماية من التآكل: يوفر طلاء فوسفات الزنك (الطبقة الأساسية) متبوعًا بطلاء إيبوكسي بحري (بسماكة طبقة جافة تتراوح بين 200 و300 ميكرون) حماية من التآكل لمدة تتراوح بين 5 و8 سنوات في بيئات رذاذ الملح. أما بالنسبة للمنصات البحرية والسفن العاملة في منطقة الرذاذ، فإن إضافة حماية إضافية باستخدام الأنودات التضحية (أنودات من الزنك أو الألومنيوم مثبتة بمسامير على غلاف عجلة السلسلة) تمدد الحماية إلى 10-15 سنة.تبلغ التكلفة الإضافية للحماية من التآكل - حوالي 80-120 دولارًا أمريكيًا لكل عجلة سلسلة - حوالي 0.5٪ من تكلفة استبدال العجلة قبل الأوان بسبب التآكل الذي يتطلب تفكيك العجلة بالكامل وإزالتها بمساعدة الرافعة. At يينينغ هيدروليكمواصفات عجلة السلسلة القياسية لدينا هي 42CrMo Q+T مع أسنان مقواة بالحث وطلاء إيبوكسي بحري - وهو الحد الأدنى الذي نوصي به لأي تطبيق ونش مرساة بحرية.

المراجع الخارجية: معايير DIN · ISO 16726:2018 · ASTM A391 · سلاسل ربط ISO 67 · تصنيف DNV · قواعد ABS · لويدز ريجستر