מפרט גלגל שרשרת כננת עוגן: תאימות לשרשראות DIN 766, DIN 764 ותקן ISO

מדוע "גלגל שרשרת סטנדרטי" אינו מפרט אוניברסלי - שלושת התקנים המתחרים

ביליתי חמש עשרה שנים בתכנון מערכות כננות הידראוליות ביינינג הידראוליק, ושגיאת המפרט היקרה ביותר שאני נתקל בה ברכש כננות עוגן היא ההנחה ש"גלגל שרשרת סטנדרטי" משמעו אותו הדבר בכל היצרנים.ישנם שלושה תקני שרשרת עיקריים הנמצאים בשימוש פעיל ברחבי העולם - DIN 766, DIN 764 ו-ISO 16726/ISO 67 - וגלגל שרשרת שתוכנן לתקן אחד לא יפעל בבטחה עם שרשרת מתקן אחר.ההבדלים אינם קוסמטיים: הם כוללים את פסיעת הכיס, קוטר השורש, זווית פרופיל השן והיחס בין קוטר השרשרת לפסיעת השן שקובע כיצד חוליית השרשרת יושבת בכיס הגלגל.

DIN 766 הוא תקן החוליות הקצרות שפותח במקור עבור יישומים כלליים להרמה וליישומים ימיים. הפרמטר המגדיר: גובה השרשרת שווה לכ-6 פעמים קוטר השרשרת (6d). מרווח החוליות הצר יחסית ממקסם את שטח המגע בין השרשרת לגלגל, מפזר את העומס על פני מספר שיניים ומפחית את הלחץ על שיניים בודדות. DIN 764 הוא תקן החוליות הארוכות שבו גובה השרשרת שווה לכ-8 פעמים קוטר השרשרת (8d). מרווח החוליות הארוך יותר מפחית את משקל השרשרת למטר ומאפשר לשרשרת בקוטר גדול יותר להתכרבל סביב גלגלים בעלי רדיוס צר יותר. ISO 16726 (ו-ISO 67 הקשור לשרשראות עגינה) מנסים ליצור הרמוניה בין תקנים אלה ברמה בינלאומית אך מציגים הבדלים ממדיים קלים המשפיעים על התאימות.

התוצאה המעשית של ערבוב סטנדרטים: אם מתקינים שרשרת DIN 766 על גלגל שרשרת DIN 764 (או להיפך), חוליות השרשרת לא יתיישבו במלואן בכיסי הגלגל.החוליות ירכבו על קצוות הכיס ולא על רצפת הכיס, וירכזו את העומס על מגע קו במקום מגע משטחי. התוצאה היא שחיקה מהירה של קצה הכיס, עיוות חוליות שרשרת, ובמקרים חמורים, קפיצת שרשרת שבה השרשרת מטפסת החוצה מהכיס תחת עומס. טיפלתי באופן אישי בחקירות אחריות שבהן שורש הבעיה של כשל קטסטרופלי בגלגל השרשרת הייתה שרשרת DIN 764 שנרכשה על ידי מפעיל כלי השיט כדי להחליף שרשרת DIN 766 שחוקה מכיוון ש"הקוטר נראה זהה". לדבריתיעוד תקני DIN, אפילו לשרשראות בקוטר נומינלי זהה (למשל, 16 מ"מ) מתקנים שונים יש דרישות גיאומטריה שונות של כיסים.

יסודות הגיאומטריה של גלגל השרשרת: קוטר פסיעה, קוטר חיצוני וקוטר שורש

גלגל שרשרת (הנקרא גם גלגל שיניים או גלגל שיניים) מוגדר על ידי שלושה קטרים ​​קריטיים: קוטר גובה (Dp), קוטר חיצוני (Da) וקוטר שורש (Df).קוטר הגובה הוא קוטר המעגל התאורטי עליו מתחברות חוליות השרשרת כשהן עוטפות את הגלגל - זהו הקוטר הפונקציונלי שקובע את מהירות השרשרת עבור סל"ד גלגל נתון. הקוטר החיצוני נמדד לרוחב קצות השיניים והוא הקוטר הגדול ביותר של הגלגל. קוטר השורש נמדד לרוחב תחתית הכיסים בין השיניים.קוטר המרחק מחושב כ- Dp = P / sin(180/Z), כאשר P הוא מרחק השרשרת (מרווח בין החוליות) ו- Z הוא מספר הכיסים (שיניים) על הגלגל.עבור שרשרת DIN 766 בקוטר 16 מ"מ ויחס פסיעה של 6:1, הפסיעה היא 96 מ"מ, וגלגל בעל 5 כיסים הוא בעל Dp = 96 מ"מ / sin(36 מעלות) = 163.5 מ"מ.

לכיס עצמו שלושה ממדים קריטיים: רוחב הכיס (חייב להתאים לרוחב חוליית השרשרת ועוד 0.5-1.5 מ"מ מרווח ריצה), עומק הכיס (חייב להתאים לקוטר החוליה ועוד 1-2 מ"מ לפינוי פסולת), וזווית גובה הכיס (חייבת להתאים בדיוק לזווית גובה השרשרת כדי למנוע אי התאמה בין החוליה לכיס).סובלנות רוחב הכיס היא הממד הקריטי ביותר - הדוק מדי והשרשרת תיתקע במהלך החיבור; רופף מדי והשרשרת נודדת לרוחב, וגורמת לבלאי אחיד של השיניים.סבילות רוחב הכיס הסטנדרטית עבור גלגלי כננת עוגן ימית היא +0.3 מ"מ עד +0.8 מ"מ מעל רוחב חוליית השרשרת הנומינלי.

מפרט שרשרת DIN 766: תקן הקשרים הקצרים המשמש ביישומים ימיים אירופאיים

DIN 766 הוא תקן השרשרת הדומיננטי עבור כננות עוגן ימיות ממקור אירופאי, ורוב כננות העוגן ההידראוליות של יינינג מתוכננות סביבן עבור השווקים האירופיים והמזרח תיכוניים.התקן מציין את הקשר בין קוטר השרשרת (d) למידות החוליה: פסיעה (t) = 6d, רוחב פנימי (b1) = 3.5d עבור גדלי שרשרת ימיים נפוצים. עבור שרשרת DIN 766 16 מ"מ: פסיעה = 96 מ"מ, רוחב פנימי = 56 מ"מ, אורך פנימי = 80 מ"מ. הסבילות לפסיעה היא +0.033d - כלומר עבור שרשרת 16 מ"מ, סבילות הפסיעה היא +0.53 מ"מ על פני חוליה.

תכנון גלגל שרשרת עבור DIN 766 דורש כיס המתאים לפרופיל החוליה המלא: חוליה אופקית יושבת בכיס כאשר צירה הארוך מיושר עם ציר הגלגל, בעוד שהחוליה האנכית (המחברת חוליות אופקיות סמוכות) עוברת דרך הרווח שבין השיניים.פרופיל השן חייב לספק מרווח מספיק כדי שהחוליה האנכית תוכל להיכנס ולצאת מהכיס ללא הפרעה בזמן סיבוב הגלגל.יינינג הידראוליכננות העוגן מסדרת IYM שלנו מתוכננות עם גיאומטריית כיס DIN 766 כברירת מחדל, עם גיאומטריות כיס DIN 764 ו-ISO זמינות כאפשרויות שצוינו. גלגל השרשרת מעובד מסגסוגת פלדת 42CrMo, מרופדות ומחוסמות ל-HRC 45-50, עם צידי שיניים מוקשחות באינדוקציה ל-HRC 55-58 לעמידות בפני שחיקה.

מפרט שרשרת DIN 764: תקן החוליות הארוכות עבור יישומים בקוטר שרשרת גבוה

DIN 764 מציין יחס פסיעה לקוטר ארוך יותר (8d) בהשוואה ל-DIN 766 (6d), מה שמייצר שרשראות ארוכות בכ-33% לכל חוליה עבור אותו קוטר שרשרת.מרחק השרשרת הארוך הזה משרת שתי מטרות: הוא מפחית את משקל השרשרת למטר (פחות חוליות למטר פירושו פחות משקל פלדה), והוא מאפשר לשרשרת להתכרבל סביב גלגלים בעלי רדיוס קטן יותר (החוליה הארוכה יותר יכולה להתחבר לעיקול צר יותר מבלי להיתפס). עבור יישומים שבהם כננת העוגן חייבת להתמודד עם שרשרת בקוטר גדול (20 מ"מ ומעלה) אך לכלי השיט יש שטח מוגבל, הגיאומטריה בעלת המרחק הארוך של DIN 764 היא הבחירה המועדפת.

גיאומטריית כיס גלגל השרשרת DIN 764 שונה באופן מהותי מ-DIN 766: הכיס ארוך יותר (כדי להתאים את עצמו לחוליה הארוכה יותר), רדוד יותר (מכיוון שזווית החוליה הנכנסת לכיס פחות חדה), ופרופיל השן פתוח יותר כדי לאפשר לחוליה האנכית הארוכה יותר להתפנות.מלכודת רכש נפוצה: יצרנים סינים מצטטים לעיתים "גלגל שרשרת בתקן DIN" מבלי לציין 766 או 764, בהנחה שהקונה מעוניין בתקן המקומי (שבדרך כלל הוא DIN 764 בשוק הסיני).הקונה מקבל גלגל DIN 764 עבור שרשרת DIN 766 שלו ומשטחי אי-התאימות במהלך ההתקנה. אני ממליץ בחום לציין את הסטנדרט המדויק וקוטר השרשרת בהזמנת הרכש, ולא להסתמך על המונח "סטנדרט".תקן ISO 16726:2018מפרטי גלגל שרשרת עגינה, התקן דורש סימון מפורש של תקן השרשרת וקוטרה על הגלגל עצמו.

גלגלי שרשרת ISO 16726: כיצד התקן הבינלאומי שונה מגרסאות DIN

ISO 16726 (ספינות וטכנולוגיה ימית - גלגלי שרשרת לשרשראות עוגן בעלות קישורי Stud-Link) הוא תקן בינלאומי שמטרתו לאחד את מפרטי DIN, JIS, והמפרטים הלאומיים של גלגלי שרשרת תחת מסגרת עולמית אחת.תקן ISO מכסה קוטרי שרשרת מ-12.5 מ"מ עד 162 מ"מ (הטווח המלא החל על כלי שיט מסחריים), והוא מציין גיאומטריית כיס, דרישות חומר ופרוטוקולי בדיקה. ההבדל העיקרי מ-DIN: ISO 16726 מציין סבילות כיס צפופות יותר - +0.3 מ"מ לעומת +0.5 מ"מ טיפוסי של DIN - מה שאומר שגלגל שרשרת תואם ISO יקבל שרשרת DIN (השרשרת מעט קטנה יחסית לכיס), אך גלגל בעל סבילות DIN עשוי לא לעמוד בקריטריוני הקבלה של ISO.

לרכישה מעשית: גלגל שרשרת ISO 16726 הוא בחירה בטוחה לשימוש עם שרשרת DIN 766 באותו קוטר נומינלי.מכיוון שכיס ה-ISO נמצא מבחינה ממדית בתוך טווח הסבילות של DIN בצד הצר. ההפך - שימוש בגלגל DIN עם שרשרת ISO - הוא מסוכן מכיוון ששרשרת ה-ISO עשויה להיות מיוצרת לסבילות צר יותר וכיס גלגל ה-DIN עלול לספק מרווח ריצה לא מספיק, מה שיגרום להיתפסות ב-50-100 המחזורים הראשונים כאשר השרשרת והגלגל נשחקים זה בזה.יינינג הידראוליאנו מייצרים גלגלי שרשרת בהתאם לתקן ISO 16726 כבסיס, כאשר DIN 766 ו-DIN 764 הן אפשרויות שצוינו כאשר מפעיל כלי השיט דורש תאימות מדויקת למלאי שרשרת קיים.

קשיות החומר וטיפול פני השטח: מדוע קצב שחיקה של גלגלי השרשרת חשוב יותר מהמחיר

גלגל השרשרת הוא הרכיב בעל הבלאי הגבוה ביותר במערכת כננת עוגן מכיוון שכל מחזור הרמה/הורדה כרוך במגע החלקה מתכת-על-מתכת בין חוליות השרשרת לכיסי הגלגל תחת עומס.מפרט החומר - סוג פלדת הסגסוגת, תהליך הטיפול בחום ושיטת הקשחת פני השטח - קובע ישירות את חיי השירות של הגלגל, וגלגל שעולה 20% פחות בהתחלה אך נשחק תוך 3 שנים במקום 10 הוא השקעה גרועה.

הקשחת אינדוקציה של צלעות שיניים היא הפתרון החסכוני ביותר עבור גלגלי שרשרת כננת עוגן.התהליך מחמם ומחמם באופן סלקטיבי את משטחי המגע של השיניים, ויוצר מעטפת קשה ועמידה בפני שחיקה (HRC 55-58, עומק 2-4 מ"מ) תוך שמירה על ליבה קשיחה ועמידה יותר בפני פגיעות. קשיחות הליבה חיונית - אם כל הגלגל היה מוקשה לחלוטין ל-HRC 55+, הוא היה שביר ורגיש לשבר כתוצאה מפגיעות כאשר השרשרת תיכנס תחת עומס הלם.ASTM A391מפרטי שרשרת סגסוגת פלדה, השילוב של קשיות פני השטח לעמידות בפני שחיקה וקשיחות ליבה לעמידות בפני פגיעות הוא הגישה ההנדסית הסטנדרטית עבור רכיבי מערכת שרשרת ימית.

טיפול פני השטח להגנה מפני קורוזיה: ציפוי אבץ פוספט (שכבת בסיס) ולאחר מכן צבע אפוקסי ימי (בעובי שכבה יבשה של 200-300 מיקרון) מספק 5-8 שנות הגנה מפני קורוזיה בסביבות ריסוס מלח. עבור פלטפורמות ימיות וכלי שיט הפועלים באזור ההתזה, הגנה נוספת מפני אנודות קורבן (אנודות אבץ או אלומיניום המחוברות לגוף גלגל השרשרת) מאריכה את ההגנה ל-10-15 שנים.העלות הנוספת של הגנה מפני קורוזיה - כ-80-120 דולר ארה"ב לגלגל שרשרת - היא כ-0.5% מעלות החלפת הגלגל בטרם עת עקב בורות קורוזיה המחייבת פירוק מלא של הגלגל והסרה בעזרת מנוף. At יינינג הידראולי, מפרט גלגל השרשרת הסטנדרטי שלנו הוא 42CrMo Q+T עם שיניים מוקשחות באינדוקציה וציפוי אפוקסי ימי - המינימום שאנו ממליצים עליו לכל יישום כננת עוגן ימית.

מקורות חיצוניים: תקני DIN · תקן ISO 16726:2018 · ASTM A391 · שרשראות עגינה ISO 67 · סיווג DNV · חוקי ABS · לויד'ס רישום