Спецификации на верижното колело на котвена лебедка: Съвместимост с вериги по стандартите DIN 766, DIN 764 и ISO

Защо „Стандартното верижно колело“ не е универсална спецификация — трите конкуриращи се стандарта

Прекарах петнадесет години в проектирането на хидравлични лебедки в Yining Hydraulic и най-скъпоструващата грешка в спецификацията, с която се сблъсквам при снабдяването с котвени лебедки, е предположението, че „стандартно верижно колело“ означава едно и също нещо за всички производители.В световен мащаб активно се използват три основни стандарта за вериги — DIN 766, DIN 764 и ISO 16726/ISO 67 — и верижно колело, проектирано за един стандарт, няма да работи безопасно с верига от друг стандарт.Разликите не са козметични: те включват стъпка на джобовете, диаметър на основата, ъгъл на профила на зъба и съотношението на диаметъра на веригата към стъпката, което определя как звено на веригата се поставя в джоба на колелото.

DIN 766 е стандартът за късозвенни вериги, първоначално разработен за общо повдигане и морски приложения. Определящият параметър: стъпката между звената е равна на приблизително 6 пъти диаметъра на веригата (6d). Това относително малко разстояние между звената увеличава максимално контактната площ между веригата и колелото, разпределяйки натоварването върху множество зъби и намалявайки напрежението на отделните зъби. DIN 764 е стандартът за дълги звена, където стъпката е равна на приблизително 8 пъти диаметъра на веригата (8d). По-голямото разстояние между звената намалява теглото на веригата на метър и позволява верига с по-голям диаметър да се увива около колела с по-малък радиус. ISO 16726 (и свързаният с него ISO 67 за швартови вериги) се опитва да хармонизира тези стандарти в международен план, но въвежда незначителни разлики в размерите, които влияят на съвместимостта.

Практическото следствие от смесването на стандарти: ако монтирате верига DIN 766 на верижно колело DIN 764 (или обратното), звената на веригата няма да седнат напълно в гнездата на колелото.Звената ще се движат по ръбовете на джоба, а не по дъното на джоба, концентрирайки натоварването върху линеен контакт, вместо върху повърхностен контакт. Резултатът е бързо износване на ръбовете на джоба, деформация на звената на веригата и в тежки случаи, прескачане на веригата, при което веригата излиза от джоба под товар. Лично съм водил гаранционни разследвания, при които основната причина за катастрофална повреда на верижното колело е била верига DIN 764, закупена от оператора на плавателния съд, за да замени износена верига DIN 766, защото „диаметърът изглеждал същият“. СпоредДокументация по DIN стандартиДори вериги с еднакъв номинален диаметър (напр. 16 мм) от различни стандарти имат различни изисквания за геометрия на джобовете.

Основи на геометрията на верижното колело: диаметър на стъпката, външен диаметър и диаметър на основата

Верижно колело (наричано още зъбно колело с дива котка или верижно зъбно колело) се определя от три критични диаметъра: диаметър на стъпката (Dp), външен диаметър (Da) и диаметър на основата (Df).Диаметърът на стъпката е диаметърът на теоретичната окръжност, по която се съчленяват верижните звена, докато се увиват около колелото - това е функционалният диаметър, който определя скоростта на веригата за дадени обороти на колелото. Външният диаметър се измерва през върховете на зъбите и е най-големият диаметър на колелото. Диаметърът на основата се измерва през дъното на джобовете между зъбите.Диаметърът на стъпката на веригата се изчислява като Dp = P / sin(180/Z), където P е стъпката на веригата (разстояние между звената), а Z е броят на джобовете (зъбите) на колелото.За верига DIN 766 с диаметър 16 мм и съотношение на стъпката 6:1, стъпката е 96 мм, а колело с 5 гнезда има Dp = 96 мм / sin (36 градуса) = 163,5 мм.

Самият джоб има три критични измерения: ширина на джоба (трябва да побере ширината на звената на веригата плюс 0,5-1,5 мм хлабина за движение), дълбочина на джоба (трябва да побере диаметъра на звената плюс 1-2 мм за отстраняване на отломки) и ъгъл на стъпка на джоба (трябва да съответства точно на ъгъла на стъпка на веригата, за да се предотврати несъответствие между звената и джоба).Толерансът на ширината на джоба е най-критичният размер – прекалено стегнатото съединение води до заклинване на веригата по време на зацепване; прекалено хлабавото съединение води до странично отклонение на веригата, което води до неравномерно износване на зъбите.Стандартното допустимо отклонение на ширината на джоба за колела на морски котвени лебедки е от +0,3 мм до +0,8 мм над номиналната ширина на верижното звено.

Спецификации на вериги DIN 766: Стандарт за къси звена, използван в европейските морски приложения

DIN 766 е доминиращият стандарт за вериги за морски котвени лебедки с европейски произход и стандартът, по който са проектирани повечето хидравлични котвени лебедки Yining за европейския и близкоизточния пазар.Стандартът определя връзката между диаметъра на веригата (d) и размерите на звената: стъпка (t) = 6d, вътрешна ширина (b1) = 3,5d за ​​обичайните размери на морските вериги. За верига DIN 766 с диаметър 16 мм: стъпка = 96 мм, вътрешна ширина = 56 мм, вътрешна дължина = 80 мм. Допустимото отклонение на стъпката е +0,033d — което означава, че за верига с диаметър 16 мм допустимото отклонение на стъпката е +0,53 мм на звено.

Конструкцията на верижното колело по DIN 766 изисква джоб, който побира пълния профил на звеното: хоризонтално звено се намира в джоба, като дългата му ос е подравнена с оста на колелото, докато вертикалното звено (свързващо съседни хоризонтални звена) преминава през междузъбната празнина.Профилът на зъба трябва да осигурява достатъчен хлабина, за да може вертикалната връзка да влиза и излиза от джоба безпрепятствено, докато колелото се върти.Ининг ХидравликНашите котвени лебедки от серията IYM са проектирани с геометрия на джобовете по DIN 766 по подразбиране, като геометрии на джобовете по DIN 764 и ISO се предлагат като специфицирани опции. Верижното колело е изработено от легирана стомана 42CrMo, закалено и темперирано до HRC 45-50, с индукционно закалени зъбни стени до HRC 55-58 за устойчивост на износване.

Спецификации на вериги DIN 764: Стандарт за дълги звена за приложения с вериги с голям диаметър

DIN 764 определя по-голямо съотношение стъпка/диаметър (8d) в сравнение с DIN 766 (6d), което води до вериги, които са приблизително 33% по-дълги на звено при същия диаметър на веригата.Тази по-дълга стъпка служи за две цели: намалява теглото на веригата на метър (по-малко звена на метър означава по-малко тегло на стоманата) и позволява на веригата да се увива около колела с по-малък радиус (по-дългата връзка може да се движи по по-тясна крива без заклинване). За приложения, където котвената лебедка трябва да обработва вериги с голям диаметър (20 мм+), но плавателният съд има ограничено пространство за работа, геометрията с дълга стъпка по DIN 764 е предпочитаният избор.

Геометрията на джоба на верижното колело по DIN 764 е коренно различна от DIN 766: джобът е по-дълъг (за да побере по-дългото звено), по-плитък (защото ъгълът на звено, влизащо в джоба, е по-малко остър), а профилът на зъба е по-отворен, за да позволи на по-дългото вертикално звено да се освободи.Често срещан капан при обществените поръчки: китайските производители понякога цитират „верижно колело по DIN стандарт“, без да уточняват 766 или 764, приемайки, че купувачът иска вътрешния стандарт (който обикновено е DIN 764 на китайския пазар).Купувачът получава колело DIN 764 за своята верига DIN 766 и несъвместимите повърхности по време на монтажа. Силно препоръчвам да посочите точния стандарт и диаметър на веригата в поръчката за покупка, а не да разчитате на термина „стандарт“.ISO 16726:2018Спецификациите на верижните колела за швартоване изискват изрично маркиране на стандарта на веригата и диаметъра ѝ върху самото колело.

Верижни колела по ISO 16726: Как международният стандарт се различава от DIN версиите

ISO 16726 (Кораби и морска технология — Верижни колела за котвени вериги с шпилки) е международният стандарт, който има за цел да обедини спецификациите на DIN, JIS и националните спецификации за верижни колела в единна глобална рамка.Стандартът ISO обхваща диаметри на веригите от 12,5 мм до 162 мм (пълният диапазон, приложим за търговски плавателни съдове) и определя геометрията на джобовете, изискванията за материалите и протоколите за изпитване. Ключовата разлика от DIN е, че ISO 16726 определя по-строги допуски за джобовете — +0,3 мм спрямо типичните +0,5 мм за DIN — което означава, че верижно колело, съвместимо с ISO, ще приема верига по DIN (веригата е малко по-малка от размера на джоба), но колело с толеранс по DIN може да не отговаря на критериите за приемане по ISO.

За практическо снабдяване: верижно колело по ISO 16726 е безопасен избор за употреба с верига по DIN 766 със същия номинален диаметър.защото ISO джобът е размерно в рамките на DIN диапазона на толеранс от стегнатата страна. Обратното - използване на DIN колело с ISO верига - е рисковано, защото ISO веригата може да бъде произведена с по-тесен толеранс и DIN джобът на колелото може да осигури недостатъчен хлабина при движение, което да доведе до заклинване през първите 50-100 цикъла, тъй като веригата и колелото се износват едно в друго. ПриИнинг Хидравлик, ние произвеждаме верижни колела с толеранс ISO 16726 като наша базова линия, като DIN 766 и DIN 764 са посочени като опции, когато операторът на плавателния съд изисква точна съвместимост със съществуващия инвентар на вериги.

Твърдост на материала и обработка на повърхността: Защо степента на износване на верижното колело е по-важна от цената

Верижното колело е най-износващият се компонент в системата на котвената лебедка, тъй като всеки цикъл на повдигане/спускане включва плъзгащ се контакт метал върху метал между звената на веригата и джобовете на колелото под товар.Спецификацията на материала — клас легирана стомана, процес на термична обработка и метод на повърхностно закаляване — директно определя експлоатационния живот на колелото, а колело, което първоначално струва с 20% по-малко, но се износва за 3 години вместо за 10, е лоша инвестиция.

Индукционното закаляване на зъбните страни е рентабилният най-добър вариант за верижни колела на котвени лебедки.Процесът селективно нагрява и закалява контактните повърхности на зъбите, създавайки твърд, износоустойчив корпус (HRC 55-58, дълбочина 2-4 мм), като същевременно поддържа по-здрава и по-устойчива на удар сърцевина. Здравината на сърцевината е от съществено значение - ако цялото колело беше закалено до HRC 55+, то би било крехко и податливо на ударно счупване, когато веригата се зацепи под ударно натоварване.ASTM A391Спецификациите на веригите от легирана стомана, комбинацията от повърхностна твърдост за износоустойчивост и жилавост на сърцевината за удароустойчивост е стандартният инженерен подход за компонентите на морските верижни системи.

Повърхностна обработка за защита от корозия: цинково-фосфатно покритие (основен слой), последвано от епоксидна морска боя (дебелина на сухия филм 200-300 микрона), осигурява 5-8 години защита от корозия в среда със солен спрей. За офшорни платформи и плавателни съдове, работещи в зоната на пръски, допълнителната защита с жертвен аноден анод (цинкови или алуминиеви аноди, закрепени с болтове към корпуса на верижното колело) удължава защитата до 10-15 години.Допълнителните разходи за защита от корозия — приблизително 80-120 щатски долара на верижно колело — са приблизително 0,5% от разходите за преждевременна подмяна на колелото поради корозионни точковидни образувания, които изискват пълно разглобяване на колелото и отстраняване с кран. At Ининг Хидравлик, нашата стандартна спецификация на верижното колело е 42CrMo Q+T с индукционно закалени зъби и епоксидно морско покритие — минимумът, който препоръчваме за всяко приложение на морска котвена лебедка.

Външни препратки: DIN стандарти · ISO 16726:2018 · ASTM A391 · Вериги за швартоване ISO 67 · DNV класификация · Правила на ABS · Лойдс Регистър