AFC keðjustjórnunarstefna lengir líftíma og kemur í veg fyrir ófyrirséðan niðurtíma
Námuvinnslukeðjagetur ráðið úrslitum um hvort rekstur rætist. Þó að flestar langveggjanámur noti 42 mm keðju eða stærri á brynvörðum færibandum sínum (AFC), þá eru margar námur með 48 mm keðju og sumar með allt að 65 mm keðju. Stærri þvermál geta lengt líftíma keðjunnar. Rekstraraðilar langveggjanáma búast oft við að fara yfir 11 milljónir tonna með 48 mm stærðunum og allt að 20 milljónir tonna með 65 mm stærðunum áður en keðjan er tekin úr notkun. Keðjur í þessum stærri stærðum eru dýrar en þess virði ef hægt er að grafa heila eða tvær spjöld án þess að stöðva keðjubilun. En ef keðjubrot verður vegna misstjórnunar, rangrar meðhöndlunar, óviðeigandi eftirlits eða vegna umhverfisaðstæðna sem geta valdið spennutæringarsprungum, þá stendur náman frammi fyrir miklum vandamálum. Í þessari stöðu verður verðið sem greitt er fyrir keðjuna ómerkilegt.
Ef rekstraraðili langveggjar rekur ekki bestu mögulegu keðjuna miðað við aðstæður í námunni, gæti ein ófyrirséð lokun auðveldlega eyðilagt allan kostnaðarsparnað sem aflað var við kaupferlið. Hvað ætti rekstraraðili langveggjar að gera? Þeir ættu að fylgjast vel með aðstæðum á staðnum og velja keðju vandlega. Eftir að keðjan hefur verið keypt þarf þeir að eyða auka tíma og peningum sem nauðsynlegir eru til að stjórna fjárfestingunni rétt. Þetta getur skilað verulegum arði.
Hitameðferð getur aukið styrk keðjunnar, dregið úr brothættni hennar, dregið úr innri spennu, aukið slitþol eða bætt vélræna vinnsluhæfni keðjunnar. Hitameðferð hefur orðið að fínni listgrein og er mismunandi eftir framleiðendum. Markmiðið er að ná jafnvægi á milli málmeiginleika sem hentar best virkni vörunnar. Mismunandi hertu keðjuverkun er ein af flóknari aðferðum sem Parsons Chain notar þar sem krónu keðjuhlekksins er harður til að standast slit og fæturnir, ef hlekkirnir eru mýkri, auka seiglu og teygjanleika í notkun.
Hörku er hæfni til að standast slit og er annað hvort táknuð með Brinell hörkutölu með tákninu HB eða Vickers hörkutölu (HB). Vickers hörkukvarðinn er í raun hlutfallslegur, þannig að efni með 800 HV hörku er átta sinnum hart en efni með 100 HV hörku. Hann veitir þannig rökréttan hörkukvarða frá mýksta til harðasta efnisins. Fyrir lág hörkugildi, allt að um 300, eru Vickers og Brinell hörkuniðurstöðurnar nokkurn veginn þær sömu, en fyrir hærri gildi eru Brinell niðurstöðurnar lægri vegna aflögunar á kúluþrýstihylkinu.
Charpy-árekstrarprófið er mælikvarði á brothættni efnis sem hægt er að fá með árekstrarprófi. Keðjuhlekkurinn er skorinn á suðupunkti hlekksins og settur í braut sveiflukennds pendúls, þar sem orkan sem þarf til að brjóta sýnið er mæld með minnkun á sveiflu pendúlsins.
Flestir keðjuframleiðendur spara nokkra metra af hverri lotupöntun til að gera kleift að framkvæma fulla eyðileggingarprófun. Fullar prófunarniðurstöður og vottorð fylgja venjulega keðjunni sem er venjulega send í 50 m pörum. Lenging við prófunarkraft og heildarlenging við brot eru einnig teiknuð upp á línuriti meðan á þessari eyðileggingarprófun stendur.
Besta keðjan
Markmiðið er að sameina alla þessa eiginleika til að búa til bestu mögulegu keðju, sem felur í sér eftirfarandi afköst:
• Meiri togstyrkur;
• Meiri viðnám gegn sliti á innri tengli;
• Mikil viðnám gegn skemmdum á tannhjólum;
• Meiri viðnám gegn martensítsprungum;
• Bætt seigja;
• Aukinn þreytuþol; og
• Ónæmi gegn flöguþekjukrabbameini.
Hins vegar er engin ein fullkomin lausn, aðeins ýmsar málamiðlanir. Hátt teygjumörk hafa tilhneigingu til að leiða til mikillar eftirstandandi spennu, en ef það er tengt mikilli hörku til að auka slitþol, hefur það einnig tilhneigingu til að minnka seiglu og viðnám gegn spennutæringu.
Framleiðendur leitast stöðugt við að þróa keðjur sem endast lengur og þola erfiðar aðstæður. Sumir framleiðendur galvanisera keðjur til að þola tærandi umhverfi. Annar valkostur er COR-X keðja, sem er gerð úr einkaleyfisverndaðri vanadíum-, nikkel-, króm- og mólýbdenblöndu sem berst gegn flöguþekjutæringu. Það sem gerir þessa lausn einstaka er að eiginleikarnir gegn spennutæringu eru einsleitir í allri málmbyggingu keðjunnar og virkni hennar breytist ekki þegar keðjan slitnar. COR-X hefur reynst auka endingartíma keðjunnar verulega í tærandi umhverfi og nánast útrýma bilunum vegna spennutæringar. Prófanir hafa sýnt að brot- og virknikraftur eykst um 10%. Höggviðnám eykst um 40% og viðnám gegn flöguþekjutæringu eykst um 350% samanborið við venjulega keðju (DIN 22252).
Það eru dæmi um að COR-X 48 mm keðja hafi verið keyrð 11 milljónir tonna án þess að bilun hafi komið upp áður en hún var tekin úr notkun. Og fyrsta OEM Broadband keðjan sem Joy setti upp í BHP Billiton San Juan námunni notaði Parsons COR-X keðju sem framleidd var í Bretlandi, og er sagt að hún hafi flutt allt að 20 milljónir tonna frá yfirborðinu á líftíma sínum.
Öfug keðja til að lengja líftíma keðjunnar
Helsta orsök slits á keðju er hreyfing hvers lóðrétts hlekks sem snýst um aðliggjandi lárétta hlekk þegar hann fer inn í og út úr drifhjólinu. Þetta leiðir einnig til meira slits á einu plani hlekkjanna þegar þeir snúast í gegnum tannhjólið, þess vegna er ein áhrifaríkasta leiðin til að lengja líftíma notaðrar keðju að snúa henni um 180° til að keyra keðjuna í gagnstæða átt. Þetta mun virkja „ónotaða“ fleti hlekkjanna og leiða til minna slitins hlekkflatarmáls sem jafngildir lengri líftíma keðjunnar.
Ójöfn álag á færibandið, af ýmsum ástæðum, getur leitt til ójafns slits á keðjunum tveimur sem veldur því að önnur keðjan slitnar hraðar en hin. Ójafnt slit eða teygja í annarri eða báðum keðjunum, eins og getur gerst með tvöfaldri ytri mótorhjólasamstæðu, getur valdið því að keðjurnar missi ekki við eða komist úr takti þegar þær fara umhverfis drifhjólið. Þetta getur einnig stafað af því að önnur keðjan slaknar. Þessi ójafnvægisáhrif munu leiða til rekstrarvandamála, sem og valda of miklu sliti og hugsanlegum skemmdum á drifhjólunum.
Kerfisspenna
Kerfisbundið spennu- og viðhaldsáætlun er nauðsynleg til að tryggja að slithraði keðjunnar sé stjórnaður eftir uppsetningu og að báðar keðjurnar lengist vegna slits á stýrðum og sambærilegum hraða.
Í viðhaldsáætlun mæla viðhaldsstarfsmenn slit og spennu á keðjunni og skipta um keðjuna þegar hún hefur slitnað meira en 3%. Til að skilja hvað þetta slit á keðjunni þýðir í raun og veru skal hafa í huga að á 200 metra löngum vegg þýðir 3% slit á keðjunni 12 m aukning á lengd keðjunnar fyrir hvern þráð. Viðhaldsstarfsmenn munu einnig skipta um afhendingar- og afturhjól og afklæðningar þegar þau slitna eða skemmast, skoða gírkassa og olíustig og ganga úr skugga um, með reglulegu millibili, að boltar séu vel hertir.
Til eru vel þekktar aðferðir til að reikna út rétta forspennu og þær reynast mjög gagnleg leiðarvísir að upphafsgildum. Hins vegar er áreiðanlegasta aðferðin að fylgjast með keðjunni þegar hún losnar frá drifhjólinu þegar AFC-stýrikerfið er í fullri álagi. Keðjan ætti að sýna lágmarks slaka (tveir hlekkir) þegar hún losnar frá drifhjólinu. Þegar slíkt stig er til staðar þarf að mæla forspennuna, skrá hana og stilla hana sem rekstrarstig fyrir þá tilteknu hlið. Forspennumælingar ættu að vera teknar reglulega og fjöldi fjarlægðra hlekkja skráður. Þetta mun veita snemmbúna viðvörun um upphaf mismunandi slits eða óhóflegs slits.
Beygðar flugur verða að vera réttar eða skipta um tafarlaust. Þær draga úr afköstum færibandsins og geta valdið því að stöngin detti úr neðri hlaupinu og hoppaði á tannhjólið og valdið skemmdum á bæði keðjunum, tannhjólinu og flugstöngunum.
Notendur sem nota langveggi ættu að vera á varðbergi gagnvart slitnum og skemmdum keðjuafklæðningum þar sem þeir geta leyft slakri keðju að festast í tannhjólinu og það getur leitt til stíflingar og skemmda.
Keðjustjórnun hefst við uppsetningu
Ekki er hægt að ofmeta þörfina fyrir góða beina andlitslínu. Sérhver frávik í andlitslínu geta leitt til mismunandi forspennu milli keðja á andlits- og kúluhliðinni sem leiðir til ójafns slits. Þetta er líklegra til að gerast á nýstofnuðu andliti þegar keðjurnar ganga í gegnum „innfellingartímabil“.
Þegar slitmynd hefur myndast á drifhjóli er nánast ómögulegt að laga það. Oftast heldur drifhjólið áfram að versna með slakri keðjuslit sem skapar meira slaka.
Neikvæð áhrif þess að keyra með lélega yfirborðslínu sem leiðir til mikilla breytinga á spennu hlið við hlið eru sýnd með því að skoða tölurnar. Sem dæmi er 1.000 feta langur keðjuveggur með 42 mm AFC keðju sem hefur um það bil 4.000 hlekki á hvorri hlið. Að því gefnu að slitmálmur úr millitengjum sé fjarlægður á báðum endum hlekksins. Keðjan hefur 8.000 punkta þar sem málmur slitnar af þrýstingi milli tengjanna þegar hún er knúin áfram og titrar niður yfirborðið, verður fyrir höggálagi eða tæringarárás. Þess vegna, fyrir hverja 1/1.000 tommu af sliti, myndum við 8 tommu lengdaraukningu. Sérhver lítilsháttar munur á slithraða yfirborðs- og keðjuhliðar, sem orsakast af ójöfnri spennu, margfaldast fljótt í mikla breytingu á keðjulengd.
Tvær smíðaðar stykki á tannhjólinu samtímis geta leitt til óhóflegs slits á tönnarprófílnum. Þetta er vegna þess að jákvæð staðsetning drifhjólsins tapast sem gerir hlekknum kleift að renna á driftennunum. Þessi renning sker inn í hlekkinn og eykur einnig slithraða á tönnum tannhjólsins. Þegar slitmynstur hefur myndast getur það aðeins aukið á sig. Við fyrstu merki um slit á hlekknum verður að skoða tannhjólin og skipta þeim út ef þörf krefur, áður en skemmdirnar eyðileggja keðjuna.
Of mikil keðjuforspenna veldur einnig óhóflegu sliti á bæði keðju og tannhjóli. Keðjuforspennan þarf að vera þannig að hún komi í veg fyrir að keðjan slaki of mikið við fullt álag. Slíkar aðstæður geta valdið því að skrapar „flettist út“ og hætta er á að keðjan skemmist afturhjólið vegna þess að keðjan safnast saman þegar hún losnar úr tannhjólinu. Ef forspennan er stillt of hátt eru tvær augljósar hættur: óhóflegt slit á milli keðjunnar og óhóflegt slit á drifhjólunum.
Of mikil keðjuspenna getur verið banvæn
Algeng tilhneiging er að spenna keðjuna of spennta. Markmiðið ætti að vera að athuga forspennuna reglulega og fjarlægja slaka keðju um tvo hlekkja í einu. Fleiri en tveir hlekkir benda til þess að keðjan sé of slö eða að fjarlægja fjóra hlekkir myndi valda of mikilli forspennu sem myndi valda miklu sliti á keðjunni og stytta líftíma keðjunnar verulega.
Að því gefnu að keðjuflöturinn sé í lagi, ætti forspennugildið á annarri hliðinni ekki að vera meira en eitt tonn hærra en gildið á hinni hliðinni. Góð stjórnun á keðjuflötinni ætti að tryggja að mismunurinn geti ekki verið meiri en tvö tonn allan líftíma keðjunnar.
Leyfa má að lengdaraukning vegna slits á milli tannhjóla (stundum ranglega kallað „keðjuteygja“) nái 2% og samt gangi með nýjum tannhjólum.
Slit á milli tannhjóla er ekki vandamál ef keðja og tannhjól slitna saman og þannig viðhalda samhæfni þeirra. Hins vegar leiðir slit á milli tannhjóla til minni brotálags keðjunnar og minni mótstöðu gegn höggálagi.
Einföld aðferð til að mæla slit á keðjum er að nota mælikvörð, mæla í fimm hlutum og færa hann á keðjulengingartöfluna. Almennt er tekið tillit til þess að skipta um keðjur þegar slit á keðjum fer yfir 3%. Sumir íhaldssamir viðhaldsstjórar vilja ekki sjá keðjuna lengist um meira en 2%.
Góð keðjustjórnun hefst á uppsetningarstigi. Nákvæmt eftirlit með leiðréttingum ef þörf krefur á meðan á uppsetningu stendur mun hjálpa til við að tryggja langan og vandræðalausan líftíma keðjunnar.
(Með góðfúslegu leyfiElton Longwall)
Birtingartími: 26. september 2022
