Časť 3: Dekonštrukcia prenosového-subsystému

V časti 2 sme zistili, že drážka kladky je obetný komponent určený na ochranu oceľového lana. Teraz analyzujeme hardvér, ktorý podporuje samotnú kladku. Táto zostava-ložiska, nápravy (čapu) a jej tesnenia-je otočným bodom pre 100 % zaťaženia. O jeho zlyhaní sa nedá-vyjednávať a je katastrofálne.

1. Kritický parameter: Ložisko (rotačné rozhranie)

Ložisko je komponent navrhnutý tak, aby riešil jeden fyzikálny problém:minimalizácia koeficientu treniamedzi otočnou kladkou a stacionárnou nápravou. Výber nie je svojvoľný; je to výpočet.

Režim zlyhania 1: Nesprávne použitie typu ložiska.

príčina:Použitie ložiska s nízkym{0}}záťažom (ako obyčajné bronzové puzdro) v systéme s vysokým-záťažom, vysokou-rýchlosťou alebo naopak-. Puzdrá sú jednoduché, ale majú vysoké trenie a opotrebenie. Valčekové/guličkové ložiská majú nízke trenie, ale sú zložité a pri extrémnom rázovom zaťažení môžu byť krehké.

výsledok:Záchvat. Vysoké trenie poškodeného alebo nesprávneho ložiska vytvára extrémne teplo. Toto teplo spôsobí tepelnú rozťažnosť, zvarenie kladky, ložiska a nápravy do jedného, ​​zadretého komponentu. Lano potom budeťahaťcez zamrznutú kladku, rýchlo sa obrusuje, alebo sa samotná náprava pokúsi otočiť, čím sa zničí jej upevnenie.

Režim zlyhania 2: Prekročenie kapacity zaťaženia.

príčina:Určenie ložiska na základestatickézaťaženie (hmotnosť predmetu) bez výpočtudynamickýzaťaženie (ráz, vibrácie a sily zrýchlenia).

výsledok:Spalling a kolaps. Vnútorné valivé prvky ložiska (guličky alebo valčeky) alebo obežná dráha sa unavia, prasknú a rozpadnú sa. Tým sa do zostavy zavádzajú kovové úlomky, čo urýchľuje poruchu. Výsledkom je strata sústrednosti, kolísanie kladky a prípadné zrútenie dráhy zaťaženia.

Technická špecifikácia:Ložisko musí byť skonštruované pre špecifický systémzaťaženie, rýchlosť a prostredie.

Hodnotenie zaťaženia:Ložisko jeDynamická záťaž (C)musí byť vypočítaná tak, aby poskytovala cieľovú životnosť L10 (počet otáčok prežije 90 % ložísk). Pre žeriavové aplikácie to často vyžadujekuželíkové ložiskáalebosúdkové ložiskáktoré dokážu zvládnuť vysoké radiálne zaťaženieaaxiálne (ťahové) zaťaženia spôsobené ne-vertikálnymi zdvihmi.

Typ: Guličkové ložiská utesnené-pre-životnosťmôžu byť prijateľné pre nízko{0}}zaťažené,-napínacie kladky s nízkou záťažou.Bronzové púzdrasú prijateľné len pre veľmi nízku{0}}rýchlosť, vysoké{1}}zaťaženie, prerušované používanie (napr. bod{4}}výložníka), kde je rotácia minimálna.

2. Kritický parameter: Náprava/čap (dráha zaťaženia)

Os (alebo kolík kladky) je konštrukčnou chrbticou zostavy. Funguje ako anosník vystavený šmykovému namáhaniu a ohybovým momentom. Je to most, ktorý prenáša celý vektor zaťaženia z ložiska do konštrukcie žeriavu ("líca" bloku).

Režim zlyhania: Šmyková alebo únavová zlomenina.

Príčina 1 (strih):Zaťaženie presahuje konečnú pevnosť materiálu v šmyku. Ide o poruchu "hrubou silou" spôsobenú poddimenzovaným kolíkom alebo katastrofálnym preťažením.

Príčina 2 (únava):Čap vydrží milióny zaťažovacích cyklov (zdvíhanie a spúšťanie). Mikro-trhliny sa tvoria v miestach koncentrácie napätia (napr. ramená, mazacie otvory) a rastú s každým cyklom, až kým kolík nezlyhá pri zaťaženíďaleko nižšiejeho pôvodná konštrukčná sila.

výsledok:Celkové, okamžité odpojenie kladky od žeriavu. Toto je definícia katastrofického zlyhania.

Technická špecifikácia:Náprava je vysoko{0}}namáhaný komponent, ktorý nemôže byť „komoditnou“ položkou.

Materiál:Musí to byť vysoko{0}}pevná a únavová-legovaná oceľ (napr.4140alebo4340). Štandardná nízkouhlíková-oceľ (napr. A36) je nedostatočná a nebezpečná.

Dizajn:Priemer kolíka je priamym výpočtom založeným na maximálnom zaťažení a šírke podpier (lícnych dosiek) na zvládnutie namáhania v šmyku a ohybe.

Udržanie:Čap musí byť mechanicky zaistený na mieste. Jednoduché zatlačenie-nestačí. Musí byť zaistený pomocou aretenčná doska, závlačka alebo poistný krúžokaby sa zabránilo "chôdzi" (bočnému pohybu), ktorá by uvoľnila kolík z jeho konštrukčnej podpory.

3. Kritický parameter: Mazanie a tesnenie (Protokol o ochrane životného prostredia)

Ložisko a náprava sú precízne-obrobený subsystém. Tento subsystém je takmer vždy nasadený v najhoršom možnom prostredí: prach, piesok, piesok a voda. Mazanie a tesnenie sú jehooperačný systémaPOŽARNE DVERE.

Režim zlyhania: Kontaminácia a hladovanie.

príčina:Porucha tesnení. Jedno zrnko piesku alebo kvapka vody vstupuje do ložiskovej zostavy. Piesok sa stáva abrazívnou brúsnou pastou. Voda spôsobuje koróziu (hrdzu).

výsledok:Vnútorná geometria ložiska je zničená. Trecie hroty, hromadenie tepla a mazivo (mazivo) sa rozpadá alebo sa vylučuje. Toto „hladovanie po mazaní“ vedie priamo k zlyhaniu zadretia opísanému v parametri 1.

Technická špecifikácia:Životnosť zostavy je 100% závislá od jej celistvosti tesnenia.

Tesnenie:Zostava musí mať robustný tesniaci systém. To sa môže pohybovať od jednoduchýchperové tesneniado komplexulabyrintové tesneniapre extrémne prostredia. Pečať nie je dodatočný nápad; je to primárny konštrukčný komponent.

mazanie:Systém musí mať jasný protokol pre opätovné{0}}mazanie ("mazací-čap s armatúrou Zerk) alebo musí byť certifikovaný"zapečatené-na celý-život"jednotka (bežná u menších snopov). Ak sa vyžaduje opätovné{1}}mazanie, špecifikácia musí definovaťtyp tuku(napr. komplex lítia EP-2) aservisný interval.

Záver: Zhromaždenie ako jeden celok

Zostava na{0}}prenos nákladu nie je súborom vymeniteľných častí. Je to jediný, skonštruovaný subsystém.

Thetyp ložiskadiktujekonštrukcia nápravy. Themateriál nápravydiktujenosnosť. Thepečatný protokoldiktujefunkčnú životnosť systému.

Porucha ktoréhokoľvek z týchto troch parametrov ohrozuje celý reťazec prenosu záťaže a posúva systém z predvídateľného opotrebenia-a{1}}komponentu k nepredvídateľnej katastrofickej zodpovednosti.

V časti 4:Dekonštruujeme posledný článok reťazca: theŠtrukturálna integráciaanalyzujúc, ako sa kladkový blok, hák alebo upevňovací bod pripájajú k nadstavbe žeriavu a bežné spôsoby zlyhania v týchto montážnych bodoch s vysokým{0}}napätím.