Жұлдызшалардың қызмет ету мерзіміне әсер ететін негізгі факторлар

Өнеркәсіптік тізбектердің негізгі сәйкестік құрамдас бөлігі ретінде жұлдызшалар механикалық жүйелерде қуат беру және материалды тасымалдау тапсырмаларын орындау үшін тізбектермен бірлесіп жұмыс істейді. Жұлдызшалардың қызмет ету мерзімі бүкіл беріліс жүйесінің тұрақтылығын, пайдалану тиімділігін және техникалық қызмет көрсету құнын тікелей анықтайды. Практикалық қолдануда жұлдызшалар жиі тозуға, тістердің сынуына, деформацияға, коррозияға және басқа мәселелерге ұшырайды, бұл қызмет ету мерзімін қысқартуға және жиі ауыстыруға әкеледі. Бұл мақала жұлдызшалардың қызмет ету мерзіміне әсер ететін негізгі факторларды талдауға, олардың әрекет ету механизмдерін бөлуге және жұлдызшалардың қызмет ету мерзімін ұзартуға және жүйе жұмысын оңтайландыруға теориялық негіз беруге бағытталған.

Жұлдызшалардың материалы және термиялық өңдеу сапасы олардың қызмет ету мерзімін анықтайтын іргелі факторлар болып табылады, тісті дөңгелектің қаттылығына, тозуға төзімділігіне, соққыға төзімділігіне және коррозияға төзімділігіне тікелей әсер етеді. Материалды дұрыс таңдамау немесе білікті емес термиялық өңдеу сөзсіз жұлдызшалардың мерзімінен бұрын бұзылуына әкеледі.

Жұлдызшалар негізінен көміртекті болаттан, легирленген болаттан немесе тот баспайтын болаттан жасалған және нақты таңдау нақты жұмыс жағдайларына (жүктеме, жылдамдық, орташа) негізделген болуы керек. Жеңіл және орташа жүкті тасымалдау сценарийлері үшін (қарапайым конвейерлер мен шағын машиналар сияқты) әдетте жақсы өңдеуге және үнемділікке ие, бірақ тозуға төзімділігі мен соққыға төзімділігі шектеулі 45 # көміртекті болат пайдаланылады. Ауыр жүкті және жоғары жылдамдықты беріліс сценарийлері үшін (мысалы, тау-кен машиналары мен ауыр жүкті конвейерлер) легирленген болатты (мысалы, 40Cr, 20CrMnTi) таңдау керек. Термиялық өңдеуден кейін материалдың бұл түрі ауыр жұмыс жағдайларына бейімделе отырып, тозуға төзімділік пен соққыға төзімділікті айтарлықтай жақсарта алады. Ылғалды және коррозиялық орталар үшін (мысалы, тамақ өнімдерін өңдеу және химиялық жабдықтар) тоттанудың алдын алу және қызмет ету мерзімін ұзарту үшін тот баспайтын болат таңдалады. Сонымен қатар, кейбір дәлдік беріліс сценарийлерінде инженерлік пластикалық жұлдызшалар қолданылады. Олардың жеңіл және өзін-өзі майлау қасиеттері шынжырдың тозуын азайта алады, бірақ олардың көтеру қабілеті төмен, бұл оларды тек жеңіл жүктеме және төмен жылдамдық сценарийлері үшін жарамды етеді.

Жоғары сапалы материалдар таңдалса да, білікті емес термиялық өңдеу процестері жұлдызшалардың қызмет ету мерзімін айтарлықтай қысқартады. Жұлдызшаларға арналған жалпы термиялық өңдеу процестеріне сөндіру, шынықтыру, карбюризациялау және т.б. жатады. Негізгі мақсат - 'қатты тіс беті мен қатты өзек' өнімділік талаптарына қол жеткізу, тіс бетінің қаттылығын және өзек қаттылығын жақсарту. Мысалы, карбюризациялау және сөндіруден кейін легирленген болаттан жасалған жұлдызшалардың тіс бетінің қаттылығы HRC55-HRC60 дейін жетуі мүмкін, бұл тозуға төзімділікті айтарлықтай жақсартады, ал өзек соққы жүктемелері кезінде тістің сынуын болдырмау үшін белгілі бір қаттылықты сақтайды. Егер сөндіру температурасы тым жоғары болса, ұстау уақыты жеткіліксіз болса немесе шынықтыру мұқият жүргізілмесе, бұл тіс бетінің крекингіне, біркелкі емес қаттылыққа немесе өзек қаттылығының жеткіліксіздігіне әкеледі, ал жұлдызшалар тіс бетінің қабығына, тістің сынуына және жұмыс кезінде басқа ақауларға бейім болады. Сонымен қатар, термиялық өңдеуден кейінгі беткі тотқа қарсы өңдеу (мысалы, мырыштау, қаралау, фосфаттау) жұлдызшалардың коррозияға төзімділігіне әсер етеді; дұрыс емес өңдеу жұлдызша тотының бұзылуын тездетеді.

Тізбектің құрылымдық дизайнының ұтымдылығы және өңдеу дәлдігі оның тордың әсер етуіне және шынжырмен күштің біркелкі болуына тікелей әсер етеді, осылайша қызмет ету мерзіміне әсер етеді. Негізсіз құрылымдық дизайн және шамадан тыс өңдеу қателері нашар торға, жергілікті кернеу концентрациясына әкеледі және жұлдызшаның тозуы мен істен шығуын тездетеді.

Ақылға қонымды құрылымдық дизайн жұлдызшаның күш күйін оңтайландыруға, кернеу концентрациясын азайтуға және қызмет ету мерзімін ұзартуға болады. Дизайндың негізгі тармақтарына мыналар жатады: тіс профилінің конструкциясы тым өткір тіс ұштары мен тым жұқа тіс түбірлерінен туындаған кернеу концентрациясын болдырмай, тұрақты тор мен біркелкі күшті қамтамасыз ету үшін стандартты эвольвентті тіс профилін қабылдай отырып, тізбек үлгісіне дәл бейімделуі керек; шаршау сызаттарының пайда болуын азайту және тістің сынуын болдырмау үшін тіс түбірлеріне өтпелі филе орнату; тісті доңғалақ және спиц құрылымы жүк өлшеміне сәйкес жобалануы керек; ауыр жүктеме сценарийлері үшін жұмыс кезінде деформацияны болдырмау үшін қалыңдатылған хабтар мен күшейтілген спицалар қолданылады. Сонымен қатар, тіс бетінің тозуын азайта отырып, қоспаларды шығаруды және майлау майды сақтауды жеңілдету үшін кейбір сценарийлерде чип ойықтары мен майлау ойықтарын жобалауға болады. Керісінше, негізсіз құрылымдық дизайн, мысалы, тіс профилінің ауытқуы, тіс түбірлерінде өтпелі филелердің болмауы және тым жіңішке спицтар тордың түсуі кезінде соққының күшеюіне және шамадан тыс жергілікті кернеуге әкеледі, бұл тісті жұлдызшаның бұзылуын жеделдетеді.

Өңдеу дәлдігі – бұл негізінен қадам дәлдігі, тіс профилінің дәлдігі, шеткі ағу және радиалды жүгіру сияқты индикаторларды қоса алғанда, жұлдызшалар мен шынжырлар арасындағы жақсы торапты қамтамасыз етудің кілті. Қадамдың шамадан тыс ауытқуы және дұрыс емес тіс профилі тісті жұлдызша мен шынжыр арасындағы біркелкі емес тор саңылауына алып келеді, жұмыс кезінде соққы мен діріл тудырады және тіс бетінің тозуын күшейтеді. Шамадан тыс шеткі ағу және радиалды ағу тісті доңғалақтың эксцентрлік жұмысына себеп болады, соның нәтижесінде торлау кезінде шамадан тыс жергілікті күш пайда болады, бұл тіс бетінің біркелкі емес тозуы және тістің сынуы сияқты мәселелерге әкеледі. Жалпы өнеркәсіптік жұлдызшалардың қадамының төзімділігі ±0,05 мм шегінде бақылануы керек, ал соңғы ағу мен радиалды ағынды жұлдызша өлшеміне сәйкес ақылға қонымды диапазонда бақылау керек; дәлдік беру сценарийлері үшін жоғары дәлдік талаптары қажет. Сонымен қатар, өңдеу бетінің кедір-бұдыры да қызмет ету мерзіміне әсер етеді: тіс бетінің шамадан тыс кедір-бұдыры шынжырмен үйкеліске төзімділікті арттырады және тозуды тездетеді; тым тегіс бет майлау майының адгезиясына ықпал етпейді, бұл майлау әсеріне де әсер етеді.

Тізбектерді орнату дәлдігі және шынжырлар мен біліктермен фитингтің саңылауы олардың жұмыс тұрақтылығы мен торлау әсеріне тікелей әсер етеді. Орнатудың ауытқуы және дұрыс орнатылмау саңылаулары нашар торға және жұлдызшалар мен тізбектер арасындағы біркелкі емес күшке, тіпті ауытқу және кептелу сияқты мәселелерге әкеледі, бұл қызмет мерзімін айтарлықтай қысқартады.

Орнату кезінде шамадан тыс ауытқуға байланысты нашар торапты болдырмау үшін жұлдызшалардың коаксиалдылығы мен параллельділігін қамтамасыз ету керек. Көп жұлдызды беріліс жүйелері үшін барлық жұлдызшалар параллель осьтерді ұстауы керек, ал коаксиалдылықтың ауытқуы 0,1 мм шегінде бақылануы керек; әйтпесе, бұл тізбектің ауытқуына және тісті тіс бетінің біркелкі емес тозуына әкеледі. Тісті доңғалақ пен беріліс білігінің орнатылуы босап кетпеу үшін берік болуы керек; қопсыту эксцентрлік жұмысты және жұлдызшаның соғуын күшейтіп, тозу мен деформацияны тездетеді. Сонымен қатар, орнату кезінде шеткі беткейдің қисаюынан туындайтын біркелкі емес торлануды болдырмас үшін тісті дөңгелектің соңғы беті трансмиссия білігіне перпендикуляр болуын қамтамасыз ету қажет.

Тісті доңғалақ пен беріліс білігі арасындағы, сондай-ақ тісті доңғалақ пен шынжыр арасындағы фитингтің саңылауы қолайлы диапазонда бақылануы керек; артық немесе жеткіліксіз саңылау қызмет ету мерзіміне әсер етеді. Тісті доңғалақ пен беріліс білігі өтпелі қондыруды немесе кедергіні сәйкестендіруді қабылдайды: шамадан тыс кедергі қондыру жұлдызшаны құрастыруды қиындатады, тіпті жұлдызшаның деформациясын жылдамдататын құрастыру кернеуін тудырады; шамадан тыс саңылау жұмыс кезінде қозғалыс пен соққыны тудырады, тозуды күшейтеді. Тізбек пен шынжыр арасындағы тор аралығы қалыпты болуы керек: шамадан тыс саңылау торлау кезінде соққыны арттырады, діріл мен шуды оңай тудырады және тіс бетінің тозуын тездетеді; жеткіліксіз тазарту үйкеліске төзімділікті арттырады және қоспаның ағуына ықпал етпейді, бұл да тозуды күшейтеді. Әдетте, тордың саңылауы 0,2-0,5 мм деңгейінде бақыланады, ол тізбек үлгісіне және жұмыс жағдайларына сәйкес реттеледі.

Жұмыс кезіндегі нақты жұмыс жағдайлары мен жүктеме мөлшері жұлдызшалардың қызмет ету мерзіміне әсер ететін маңызды сыртқы факторлар болып табылады. Шамадан тыс жүктеме жұмысы және ауыр жұмыс жағдайлары жұлдызшаның тозуын айтарлықтай күшейтеді, қызмет ету мерзімін қысқартады және тіпті кенеттен доңғалақтың істен шығуына әкеледі.

Тісті жұлдызшалардың қызмет ету мерзімі операциялық жүктемемен теріс байланысты. Ұзақ уақыт бойы шамадан тыс жүктемемен жұмыс істеу жұлдызша күшінің мойынтірек шегінен асып кетуіне әкеліп соғады, бұл тіс бетінің тозуын және тіс түбірінің шаршауын тездетеді, содан кейін тістің сынуы және деформациясы сияқты ақауларды тудырады. Тәжірибелік қолданбаларда, шамадан тыс жүктеме жұмысын болдырмас үшін тісті доңғалақтың сипаттамасы мен материалы беріліс жүйесінің номиналды жүктемесіне сәйкес дұрыс таңдалуы керек. Бұл ретте жиі іске қосу, тежеу, алға және кері айналдырудан аулақ болу керек; мұндай операциялар үлкен соққы жүктемелерін тудырады, бұл тісжегіші тіс бетінің соққылы тозуына және тіс түбірлерінде шаршау сызаттарына әкеледі, қызмет ету мерзімін қысқартады. Сонымен қатар, біркелкі емес жүктеме және шамадан тыс лезде соққы да жұлдызшаның істен шығуын күшейтеді. Мысалы, тау-кен машиналары мен құрылыс машиналарындағы жұлдызшалар көбінесе материалдың соғуы мен жабдықтың шайқалуына байланысты жүктеме ауытқуын бастан кешіреді, сондықтан жұлдызшаның беріктігі мен тозуға төзімділігін арнайы күшейту қажет.

Қатаң жұмыс орталары, негізінен, коррозиялық орталарды, шаңды орталарды, жоғары температуралы орталарды және т.б. қоса алғанда, тісті дөңгелектің істен шығуын тездетеді. Ылғалды, қышқыл-негізді, тұзды спрей және басқа да коррозиялық орталарда жұлдызша беті тот басуға бейім, тіс бетінің тозуы күшейеді және ауыр жағдайларда тіс бетінің пиллингі және сынуы мүмкін; мұндай сценарийлер үшін тот баспайтын болаттан жасалған материалдарды таңдау немесе бетінің коррозияға қарсы өңдеуін күшейту керек. Шаңды және қоспаға бай орталарда (мысалы, тау-кен және құрылыс материалдары) шаң тіс жұлдызшалары мен шынжырлардың торлы бетіне түсіп, абразивті тозуды қалыптастырады және тіс бетінің тозуын тездетеді; тығыздағыш қорғанысты күшейтіп, қоспаларды үнемі тазалау қажет. Температурасы жоғары ортада жұлдызша материалының қаттылығы мен қаттылығы төмендейді, ал майлау майы істен шығуға бейім, бұл тіс бетінің тозуына және жұлдызша деформациясының күшеюіне әкеледі; жоғары температураға төзімді материалдарды таңдап, жоғары температуралы арнайы майлау майымен жабдықтап, жылуды бөлу шараларын күшейту керек.

Майлауға ғылыми техникалық қызмет көрсету және стандартталған күнделікті басқару жұлдызшалардың қызмет ету мерзімін ұзартудың негізгі құралы болып табылады. Көптеген жұлдызшалар материалдық немесе конструкциялық ақауларға байланысты емес, майлаудың жеткіліксіздігі мен дұрыс қызмет көрсетпеуіне байланысты мерзімінен бұрын істен шығады.

Жақсы майлау жұлдызшалар мен шынжырлардың тор бетінде майлы қабықша түзе алады, үйкеліске төзімділігін төмендетеді, тіс бетінің тозуын азайтады, тоттың алдын алу мен салқындату рөлін атқарады. Майлауға техникалық қызмет көрсетудің негізгі сәттері мыналарды қамтиды: жұмыс жағдайына сәйкес сәйкес майлау майды таңдау; қарапайым беріліс майы жеңіл және орташа жүктеме, қалыпты температура сценарийлері үшін қолданылады; жоғары температуралы және жоғары қысымды арнайы майлау майы ауыр жүктеме, жоғары жылдамдық және жоғары температура сценарийлері үшін қолданылады; коррозиялық орталар үшін тотқа қарсы майлау майы қолданылады. Майлаудың жеткіліксіздігінен болатын құрғақ үйкеліс тозуын болдырмай, тор бетінің жеткілікті майлануын қамтамасыз ету үшін майлау майын үнемі қосып отырыңыз. Майлау әсерін жоғалтатын майлау майының қартаюын және нашарлауын болдырмау үшін майлау майды үнемі ауыстырыңыз; сонымен қатар абразивті тозуды болдырмау үшін тіс бетіндегі қоспаларды тазалаңыз. Сонымен қатар, майлау майын тым көп немесе тым аз қосудан аулақ болыңыз: шамадан тыс майлау майы майдың жиналуына және қоспалардың адсорбциясына әкеледі; тым аз майлау майы тиімді май қабығын құра алмайды, бұл екеуі де қызмет ету мерзіміне әсер етеді.

Стандартталған күнделікті басқару жұлдызшасының ықтимал ақауларын уақтылы анықтай алады, ақаулардың кеңеюін болдырмайды және қызмет мерзімін ұзартады. Күнделікті басқарудың негізгі сәттеріне мыналар жатады: жұлдызшаның жұмыс күйін жүйелі түрде тексеру, тіс бетінде тозу, қабыршақтану, жарықтар және тот басу сияқты ақаулардың бар-жоғын бақылау, тісті доңғалақ пен беріліс білігі мен шынжыр арасындағы сәйкестіктің бос еместігін тексеру, ақауларды дер кезінде шешу. Тозуды күшейтетін қоспаларды болдырмас үшін тісті тістер мен тор бетіндегі шаңды, қоспаларды және май дақтарын үнемі тазалаңыз. Тісті доңғалақтың ұзақ уақыт жұмыс істемеуіне жол бермеңіз; бос тұрғанда, тоттанудың алдын алуда жақсы жұмыс жасаңыз және жергілікті тот пен деформацияны болдырмау үшін тісті жүйелі түрде айналдырыңыз. Тізбектің зақымдалуына немесе жабдықтың істен шығуына әкеліп соқтыратын қатты тозған тісті жұлдызшаның жұмыс істеуін болдырмау үшін оны уақытында реттеңіз немесе ауыстырыңыз.

Тізбектер мен шынжырлардың үйлесімділігі, сондай-ақ екеуінің бірлескен жұмыс күйі жұлдызшалардың күші мен тозуына тікелей әсер етеді. Тізбекті дұрыс таңдамау және қатты тозуы жұлдызшаның істен шығуын тездетеді; екеуін бірдей сақтау және пайдалану қажет.

Тіс профилі мен қадамының дәл сәйкестігін қамтамасыз ету, сәйкес келмейтін үлгілерден туындайтын нашар тор мен біркелкі емес күшті болдырмас үшін, жұлдызшалар мен шынжырлар бір үлгіде және сипаттамада болуы керек. Тізбектің тозу дәрежесі жұлдызшамен торлау әсеріне әсер етеді; шынжыр шамадан тыс тозған болса және қадам ұзартылған болса, бұл жұмыс кезінде соққыны тудыратын және жұлдызшаның тіс бетінің тозуын күшейтетін жұлдызшамен шамадан тыс саңылауларға әкеледі. Сонымен қатар, тізбектің кернеуі қалыпты болуы керек: шамадан тыс кернеу жұлдызшаның радиалды жүктемесін арттырады, мойынтіректердің және жұлдызшалардың тозуын тездетеді; жеткіліксіз тартылу шынжыр мен жұлдызша арасындағы нашар торға әкеледі, нәтижесінде тістің жылжып кетуіне және соғуына әкеледі, бұл сонымен қатар жұлдызшаның қызмет ету мерзіміне әсер етеді. Сондықтан, тісті жұлдызшаның қызмет ету мерзімін ұзарту үшін жұлдызшалар мен шынжырлардың жақсы сәйкестігін қамтамасыз ету және шынжыр күйін жүйелі түрде тексеру, керілуін дер кезінде реттеу және қатты тозған шынжырларды ауыстыру қажет.