Технічні характеристики ланцюгового колеса якірної лебідки: Сумісність зі стандартними ланцюгами DIN 766, DIN 764 та ISO

Чому «Стандартне ланцюгове колесо» не є універсальною специфікацією — три конкуруючі стандарти

Я п'ятнадцять років займався проектуванням гідравлічних лебідкових систем у Yining Hydraulic, і найдорожчою помилкою у специфікації, з якою я стикаюся під час закупівлі якірних лебідок, є припущення, що «стандартне ланцюгове колесо» означає одне й те саме для всіх виробників.У світі активно використовуються три основні стандарти ланцюгів — DIN 766, DIN 764 та ISO 16726/ISO 67 — і ланцюгове колесо, розроблене за одним стандартом, не буде безпечно працювати з ланцюгом за іншим стандартом.Різниця не косметична: вона стосується кроку гнізда, діаметра кореня зуба, кута профілю зуба та співвідношення діаметра ланцюга до кроку, яке визначає, як ланка ланцюга розміщується в гнізді колеса.

DIN 766 – це стандарт для коротких ланок, спочатку розроблений для загального підйому та морського застосування. Визначальний параметр: крок ланцюга приблизно дорівнює 6-кратному діаметру ланцюга (6d). Ця відносно вузька відстань між ланками максимізує площу контакту ланцюга з колесом, розподіляючи навантаження на кілька зубців та зменшуючи навантаження на окремий зубець. DIN 764 – це стандарт для довгих ланок, де крок ланцюга приблизно дорівнює 8-кратному діаметру ланцюга (8d). Більша відстань між ланками зменшує вагу ланцюга на метр і дозволяє ланцюгу більшого діаметра обмотуватися навколо коліс з меншим радіусом. ISO 16726 (і пов'язаний з ним ISO 67 для швартових ланцюгів) намагається гармонізувати ці стандарти на міжнародному рівні, але вводить незначні відмінності в розмірах, які впливають на сумісність.

Практичний наслідок змішування стандартів: якщо встановити ланцюг DIN 766 на ланцюгове колесо DIN 764 (або навпаки), ланки ланцюга не повністю сядуть у гнізда колеса.Ланки будуть ковзати по краях кишені, а не по її дну, концентруючи навантаження на лінійному контакті, а не на поверхневому. Результатом є швидкий знос країв кишені, деформація ланок ланцюга, а в особливо важких випадках - вискакування ланцюга, коли ланцюг вилазить з кишені під навантаженням. Я особисто проводив гарантійні розслідування, в яких першопричиною катастрофічного виходу з ладу ланцюгового колеса був ланцюг DIN 764, придбаний оператором судна для заміни зношеного ланцюга DIN 766, оскільки «діаметр виглядав однаковим». Згідно зДокументація стандартів DIN, навіть ланцюги з однаковим номінальним діаметром (наприклад, 16 мм) від різних стандартів мають різні вимоги до геометрії кишень.

Основи геометрії ланцюгового колеса: діаметр кроку, зовнішній діаметр та діаметр основи

Ланцюгова зірочка (також звана дикою зіркою або ланцюговою зірочкою) визначається трьома критичними діаметрами: діаметром ділильного отвору (Dp), зовнішнім діаметром (Da) та діаметром кореневої осі (Df).Діаметр ланки ланцюга – це діаметр теоретичного кола, на якому зчленовуються ланки ланцюга, обвиваючи колесо. Це функціональний діаметр, який визначає швидкість ланцюга для заданої швидкості обертання колеса. Зовнішній діаметр вимірюється по кінчиках зубців і є найбільшим діаметром колеса. Діаметр кореневої ланки вимірюється по дну кишень між зубцями.Діаметр ланки ланцюга розраховується як Dp = P / sin(180/Z), де P – крок ланцюга (відстань між ланками), а Z – кількість гнізд (зубів) на колесі.Для ланцюга DIN 766 діаметром 16 мм та кроком ланцюга 6:1 крок становить 96 мм, а 5-гніздове колесо має Dp = 96 мм / sin(36 градусів) = 163,5 мм.

Сама кишеня має три критичні розміри: ширину кишені (повинна враховувати ширину ланки ланцюга плюс 0,5-1,5 мм робочого зазору), глибину кишені (повинна враховувати діаметр ланки плюс 1-2 мм для видалення сміття) та кут кроку кишені (повинен точно відповідати куту кроку ланцюга, щоб запобігти невідповідності ланок та кишень).Допуск ширини кишені є найважливішим розміром — занадто тугий ланцюг заклинює під час зачеплення; занадто вільний — ланцюг зміщується вбік, що призводить до нерівномірного зносу зубців.Стандартне допускання ширини кишені для коліс морської якірної лебідки становить від +0,3 мм до +0,8 мм більше номінальної ширини ланки ланцюга.

Специфікації ланцюгів DIN 766: Стандарт коротких ланок, що використовується в європейському морському застосуванні

DIN 766 є домінуючим стандартом ланцюгів для морських якірних лебідок європейського походження, і стандартом, за яким розроблені більшість гідравлічних якірних лебідок Yining для європейського та близькосхідного ринків.Стандарт визначає співвідношення між діаметром ланцюга (d) та розмірами ланок: крок (t) = 6d, внутрішня ширина (b1) = 3,5d для поширених розмірів морських ланцюгів. Для ланцюга DIN 766 довжиною 16 мм: крок = 96 мм, внутрішня ширина = 56 мм, внутрішня довжина = 80 мм. Допуск на крок становить +0,033d, тобто для ланцюга довжиною 16 мм допуск на крок становить +0,53 мм по ланці.

Конструкція ланцюгового колеса за стандартом DIN 766 вимагає гнізда, яке вміщує повний профіль ланки: горизонтальна ланка знаходиться в гнізді, її довга вісь вирівняна з віссю колеса, тоді як вертикальна ланка (що з'єднує сусідні горизонтальні ланки) проходить через міжзубний зазор.Профіль зуба повинен забезпечувати достатній зазор для того, щоб вертикальна ланка могла безперешкодно входити та виходити з кишені під час обертання колеса.Гідравлічний центр ІнінНаші якірні лебідки серії IYM розроблені з використанням гніздової геометрії DIN 766 за замовчуванням, а гніздові геометрії DIN 764 та ISO доступні як додаткові опції. Ланцюгове колесо виготовлено з легованої сталі 42CrMo, загартовано та відпущено до HRC 45-50, з індукційно загартованими бічними сторонами зубів до HRC 55-58 для зносостійкості.

Специфікації ланцюгів DIN 764: Стандарт довголанкових ланцюгів для ланцюгів великого діаметра

Стандарт DIN 764 визначає більше співвідношення кроку до діаметра (8d) порівняно з DIN 766 (6d), що дозволяє виготовляти ланцюги приблизно на 33% довші на ланку при тому ж діаметрі ланцюга.Цей довший крок служить двом цілям: він зменшує вагу ланцюга на метр (менше ланок на метр означає меншу вагу сталі) та дозволяє ланцюгу обмотуватися навколо коліс меншого радіуса (довша ланка може шарнірно рухатися по крутішій кривій без заклинювання). Для застосувань, де якірна лебідка повинна обробляти ланцюги великого діаметра (20 мм+), але судно має обмежений простір для роботи з ланцюгами, геометрія з довгим кроком за стандартом DIN 764 є кращим вибором.

Геометрія гнізда ланцюгового колеса згідно з DIN 764 принципово відрізняється від DIN 766: гніздо довше (для розміщення довшої ланки), менш глибоке (оскільки кут входу ланки в гніздо менш гострий), а профіль зуба більш відкритий, щоб дозволити довшій вертикальній ланці вільно виходити.Поширена пастка закупівель: китайські виробники іноді вказують "стандартне ланцюгове колесо DIN", не вказуючи 766 чи 764, припускаючи, що покупець хоче отримати стандартний внутрішній стандарт (який зазвичай є DIN 764 на китайському ринку).Покупець отримує колесо DIN 764 для свого ланцюга DIN 766 та поверхні несумісності під час встановлення. Я наполегливо рекомендую вказувати точний стандарт та діаметр ланцюга в замовленні на купівлю, не покладаючись на термін «стандарт».ISO 16726:2018Щодо специфікацій швартовного ланцюгового колеса, стандарт вимагає чіткого маркування стандарту ланцюга та діаметра на самому колесі.

Ланцюгові колеса ISO 16726: чим міжнародний стандарт відрізняється від версій DIN

ISO 16726 (Судна та морські технології — Ланцюгові колеса для якірних ланцюгів зі шпильками) — це міжнародний стандарт, метою якого є об'єднання специфікацій DIN, JIS та національних специфікацій на ланцюгові колеса в рамках єдиної глобальної структури.Стандарт ISO охоплює діаметри ланцюгів від 12,5 мм до 162 мм (повний діапазон, що застосовується до комерційних суден), а також визначає геометрію гнізда, вимоги до матеріалів та протоколи випробувань. Ключова відмінність від DIN полягає в тому, що ISO 16726 визначає жорсткіші допуски на гніздо — +0,3 мм проти типових +0,5 мм для DIN — що означає, що ланцюгове колесо, що відповідає стандарту ISO, підійде для ланцюгів DIN (ланцюг трохи менший за розміром відносно гнізда), але колесо з допуском DIN може не відповідати критеріям прийнятності ISO.

Для практичного придбання: ланцюгова передача ISO 16726 є безпечним вибором для використання з ланцюгом DIN 766 того ж номінального діаметра.оскільки гніздо ISO розмірно знаходиться в межах діапазону допусків DIN з тугого боку. Зворотний варіант — використання колеса DIN з ланцюгом ISO — є ризикованим, оскільки ланцюг ISO може бути виготовлений з меншим допуском, а гніздо колеса DIN може забезпечувати недостатній робочий зазор, що призведе до заклинювання в перші 50-100 циклів, оскільки ланцюг і колесо зношуються одне об одне.Гідравлічний центр ІнінМи виготовляємо ланцюгові колеса з допуском ISO 16726 як базовим, а також з DIN 766 та DIN 764 як спеціальними опціями, коли оператору судна потрібна точна сумісність з існуючим асортиментом ланцюгів.

Твердість матеріалу та обробка поверхні: чому швидкість зносу ланцюгового колеса важливіша за ціну

Ланцюгове колесо є найбільш зношуваним компонентом у системі якірної лебідки, оскільки кожен цикл підйому/опускання включає ковзний контакт металу по металу між ланками ланцюга та гніздами колеса під навантаженням.Специфікація матеріалу — марка легованої сталі, процес термічної обробки та метод поверхневого гартування — безпосередньо визначає термін служби колеса, і колесо, яке спочатку коштує на 20% менше, але зношується за 3 роки замість 10, є поганою інвестицією.

Індукційне гартування бічних поверхонь зубців є економічно вигідним варіантом для ланцюгових коліс якірних лебідок.Процес вибірково нагріває та гартує контактні поверхні зубів, створюючи твердий зносостійкий корпус (HRC 55-58, глибина 2-4 мм), зберігаючи при цьому міцнішу та ударостійкішу серцевину. Міцність серцевини є важливою — якби все колесо було загартовано до HRC 55+, воно було б крихким та схильним до ударного руйнування, коли ланцюг входить у зачеплення під ударним навантаженням.ASTM A391Специфікації ланцюгів з легованої сталі, поєднання твердості поверхні для зносостійкості та міцності серцевини для ударостійкості є стандартним інженерним підходом до компонентів морських ланцюгових систем.

Обробка поверхні для захисту від корозії: цинково-фосфатне покриття (базовий шар), а потім епоксидна морська фарба (товщина сухої плівки 200-300 мікрон) забезпечує 5-8 років захисту від корозії в середовищі сольового туману. Для морських платформ і суден, що працюють у зоні бризок, додатковий захист анодом (цинкові або алюмінієві аноди, прикріплені болтами до корпусу ланцюгового колеса), подовжує термін захисту до 10-15 років.Додаткові витрати на захист від корозії — приблизно 80-120 доларів США за кожне ланцюгове колесо — становлять приблизно 0,5% від вартості передчасної заміни колеса через корозійну точкову корозі, яка вимагає повного розбирання колеса та видалення за допомогою крана. At Гідравлічний центр Інін, наша стандартна специфікація ланцюгового колеса — 42CrMo Q+T з індукційно загартованими зубцями та епоксидним морським покриттям — мінімум, який ми рекомендуємо для будь-якого застосування морської якірної лебідки.

Зовнішні посилання: Стандарти DIN · ISO 16726:2018 · ASTM A391 · Швартовні ланцюги ISO 67 · Класифікація DNV · Правила ABS · Реєстр Ллойда