Dio 3: Dekonstrukcija podsustava-prijenosa opterećenja

U 2. dijelu ustanovili smo da je žlijeb za kolut žrtvena komponenta dizajnirana za zaštitu žičane užadi. Sada, analiziramo hardver koji podržava samu koloturu. Ovaj sklop-ležaj, osovina (zatik) i njegovo brtvljenje-jesu središnja točka za 100% opterećenja. O njegovom neuspjehu nema-pregovaranja i katastrofalan je.

1. Kritični parametar: ležaj (rotacijsko sučelje)

Ležaj je komponenta dizajnirana za rješavanje jednog fizičkog problema:minimiziranje koeficijenta trenjaizmeđu rotirajućeg koluta i nepokretne osovine. Odabir nije proizvoljan; to je računica.

Način kvara 1: Pogrešna primjena tipa ležaja.

Uzrok:Korištenje ležaja malog-opterećenja (kao što je obična brončana čahura) u sustavu velikog-opterećenja, velike-brzine, ili-obrnuto. Čahure su jednostavne, ali imaju visoke stope trenja i trošenja. Valjkasti/kuglični ležajevi imaju nisko trenje, ali su složeni i mogu biti krti pod ekstremnim udarnim opterećenjima.

Proizlaziti:Napadaj. Visoko trenje pokvarenog ili neispravnog ležaja stvara ekstremnu toplinu. Ova toplina uzrokuje toplinsko širenje, zavarivanje utora, ležaja i osovine u jednu zahvaćenu komponentu. Uže će tadapovucitepreko smrznutog kotura, brzo se habajući, ili će se sama osovina pokušati okretati, uništavajući svoj nosač.

Način kvara 2: Prekoračenje kapaciteta opterećenja.

Uzrok:Određivanje ležaja na temeljustatičkiopterećenje (težina objekta) bez izračunavanjadinamičanopterećenja (udarci, vibracije i sile ubrzanja).

Proizlaziti:Lomanje i kolaps. Unutarnji kotrljajući elementi ležaja (kuglice ili valjci) ili klizna staza će se zamoriti, popucati i raspasti se. Ovo uvodi metalne fragmente u sklop, što ubrzava kvar. Rezultat je gubitak koncentričnosti, "kolebanje" utora i konačno kolaps putanje opterećenja.

Inženjerska specifikacija:Ležaj mora biti konstruiran za specifičnosti sustavaopterećenje, brzina i okolina.

Nosivost:Ležaj jeDinamičko opterećenje (C)mora se izračunati kako bi se osigurao ciljni vijek trajanja L10 (broj okretaja koji će preživjeti 90% ležajeva). Za primjene dizalica to je često potrebnokonusni valjkasti ležajeviilisferni valjkasti ležajevikoji može podnijeti velika radijalna opterećenjaiaksijalna (potisna) opterećenja uvedena ne-vertikalnim dizanjima.

Tip: Zatvoreni-za-životni kuglični ležajevimože biti prihvatljivo za nisko-opterećenje, niske-opterećenja "iler" kotura.Brončane čahureprihvatljivi su samo za vrlo malu-brzinu, veliko-opterećenje, povremenu upotrebu (npr. točka-krake) gdje je rotacija minimalna.

2. Kritični parametar: osovina / zatik (put opterećenja)

Osovina (ili klin utora) je strukturna okosnica sklopa. Djeluje kaogreda izložena posmičnom naprezanju i momentima savijanja. Most je taj koji prenosi cjelokupni vektor opterećenja s ležaja na konstrukciju dizalice ("obraze" bloka).

Način kvara: smični ili zamorni lom.

Uzrok 1 (smicanje):Opterećenje premašuje graničnu čvrstoću materijala na smicanje. Ovo je "gruba sila" kvar uzrokovan premalom iglom ili katastrofalnim preopterećenjem.

Uzrok 2 (umor):Zatik podnosi milijune ciklusa opterećenja (dizanje i spuštanje). Mikro-pukotine nastaju na točkama koncentracije naprezanja (npr. ramena, rupe za podmazivanje) i rastu sa svakim ciklusom sve dok klin ne otkaže pod opterećenjemdaleko ispodsvoju izvornu snagu dizajna.

Proizlaziti:Potpuno, trenutačno odvajanje sklopa kotura od dizalice. Ovo je definicija katastrofalnog neuspjeha.

Inženjerska specifikacija:Osovina je visoko{0}}opterećena komponenta koja ne može biti "roba".

Materijal:Mora biti od legiranog čelika visoke{0}}čvrstoće-otpornog na zamor (npr.4140ili4340). Standardni nisko{1}}ugljični čelik (npr. A36) je neprikladan i opasan.

Dizajn:Promjer zatika je izravan izračun temeljen na maksimalnom opterećenju i širini oslonaca (pločica obraza) za upravljanje naprezanjima smicanja i savijanja.

Zadržavanje:Zatik mora biti mehanički zaključan na mjestu. Jednostavno pritiskanje-nije dovoljno. Mora biti osiguran spričvrsna ploča, rascjepka ili osiguračkako bi se spriječilo "hodanje" (bočno pomicanje) koje bi izbacilo klin iz njegovog strukturalnog oslonca.

3. Kritični parametar: podmazivanje i brtvljenje (Protokol zaštite okoliša)

Ležaj i osovina su precizno{0}}obrađen podsustav. Ovaj podsustav se gotovo uvijek koristi u najgorem mogućem okruženju: prašina, pijesak, pijesak i voda. Podmazivanje i brtvljenje su njegovioperativni sustavivatrozid.

Način neuspjeha: kontaminacija i izgladnjivanje.

Uzrok:Kvar brtvila. Jedno zrno pijeska ili kap vode uđe u sklop ležaja. Pijesak postaje abrazivna pasta za mljevenje. Voda uzrokuje koroziju (hrđu).

Proizlaziti:Uništena je unutarnja geometrija ležaja. Trenje se povećava, toplina se povećava, a mast (mazivo) se razgrađuje ili izbacuje. Ovo "nedostatak podmazivanja" dovodi izravno do zastoja opisanog u parametru 1.

Inženjerska specifikacija:Životni vijek sklopa 100% ovisi o njegovom integritetu brtvljenja.

Brtvljenje:Sklop mora imati robustan sustav brtvljenja. To može varirati od jednostavnogusne brtvekompleksiratilabirintske brtveza ekstremna okruženja. Pečat nije naknadna misao; to je primarna komponenta dizajna.

Podmazivanje:Sustav mora imati jasan protokol za ponovno -podmazivanje (zatik koji se može- podmazati sa Zerk priključkom) ili mora biti certificiran"zapečaćeno-za-život"jedinica (česta u manjim snopovima). Ako je potrebno ponovno-podmazivanje, specifikacija mora definirativrsta masti(npr. EP-2 litijev kompleks) iservisni interval.

Zaključak: Skupština kao jedinstvena cjelina

Sklop-prijenosa tereta nije skup međusobno zamjenjivih dijelova. To je jedan, projektirani podsustav.

Thevrsta ležajadiktiradizajn osovine. Thematerijal osovinediktiranosivost. Theprotokol pečaćenjadiktirafunkcionalni životni vijek sustava.

Kvar u bilo kojem od ova tri parametra ugrožava cijeli lanac prijenosa opterećenja, prebacujući sustav s predvidljive komponente habanja-i-na nepredvidivu, katastrofalnu odgovornost.

U 4. dijelu:Dekonstruirat ćemo posljednju kariku u lancu:Strukturna integracija, analizirajući kako se blok utora, kuka ili točka pričvršćivanja spajaju na nadstrukturu dizalice i uobičajene načine kvarova na tim-točkama ugradnje pod visokim naprezanjem.