Deel 3: Deconstructie van het belasting-overdrachtsubsysteem

In deel 2 hebben we vastgesteld dat de katrolgroef een opofferingscomponent is die is ontworpen om de staalkabel te beschermen. Nu analyseren we de hardware die de schijf zelf ondersteunt. Dit geheel-het lager, de as (pen) en de afdichting ervan-is het draaipunt voor 100% van de belasting. Het mislukken ervan is niet-onderhandelbaar en catastrofaal.

1. Kritieke parameter: het lager (de rotatie-interface)

Het lager is een onderdeel dat is ontworpen om een ​​enkel natuurkundig probleem op te lossen:het minimaliseren van de wrijvingscoëfficiënttussen de roterende schijf en de stationaire as. De selectie is niet willekeurig; het is een berekening.

Foutmodus 1: Verkeerde toepassing van lagertype.

Oorzaak:Gebruik van een lager-lager (zoals een gewone bronzen bus) in een systeem met hoge- belasting en hoge- snelheid, of omgekeerd-versa. Bussen zijn eenvoudig maar hebben een hoge wrijvings- en slijtagesnelheid. Rol-/kogellagers hebben een lage wrijving, maar zijn complex en kunnen bros worden onder extreme schokbelastingen.

Resultaat:Hartinfarct. De hoge wrijving van een defect of onjuist lager genereert extreme hitte. Deze hitte veroorzaakt thermische uitzetting, waardoor de schijf, het lager en de as tot één vastgelopen onderdeel worden gelast. Het touw zal dansleurenover de bevroren schijf en schuurt snel, anders zal de as zelf proberen te draaien, waardoor de montage ervan wordt vernietigd.

Foutmodus 2: Overschrijding van het laadvermogen.

Oorzaak:Een peiling opgeven op basis van destatischbelasting (het gewicht van het object) zonder dedynamischbelasting (schokken, trillingen en versnellingskrachten).

Resultaat:Afbrokkelen en instorten. De interne rolelementen van het lager (kogels of rollen) of de loopring zullen vermoeien, barsten en desintegreren. Hierdoor worden metalen fragmenten in het samenstel geïntroduceerd, wat het falen versnelt. Het resultaat is een verlies aan concentriciteit, "wiebelen" van de schijf en uiteindelijk instorten van het belastingspad.

De technische specificatie:Het lager moet worden ontworpen voor de specifieke eisen van het systeembelasting, snelheid en omgeving.

Belastingswaarde:Het lagerDynamisch draagvermogen (C)moet worden berekend om een ​​beoogde L10-levensduur te bieden (het aantal omwentelingen dat 90% van de lagers zal overleven). Voor kraantoepassingen is dit vaak vereistkegellagersoftonlagersdie hoge radiale belastingen aankunnenEnde axiale (duw)belastingen die worden geïntroduceerd door niet-verticale liften.

Type: Afgedicht-voor-levenslange kogellagerskan acceptabel zijn voor "rondlopende" schijven met lage- belasting en lage- belasting.Bronzen bussenzijn alleen acceptabel voor zeer lage- snelheid, hoge- belasting, intermitterend gebruik (bijv. giek-punt) waarbij de rotatie minimaal is.

2. Kritieke parameter: de as/pin (het belastingspad)

De as (of katrolpen) is de structurele ruggengraat van het geheel. Het functioneert als eenbalk onderworpen aan schuifspanning en buigmomenten. Het is de brug die de gehele belastingsvector van het lager naar de kraanconstructie (de "wangen" van het blok) overbrengt.

Faalmodus: afschuif- of vermoeidheidsbreuk.

Oorzaak 1 (afschuiving):De belasting overschrijdt de ultieme schuifsterkte van het materiaal. Dit is een 'brute force'-fout die wordt veroorzaakt door een te kleine pin of een catastrofale overbelasting.

Oorzaak 2 (vermoeidheid):De pin doorstaat miljoenen belastingscycli (heffen en dalen). Er ontstaan ​​micro-scheurtjes op spanningsconcentratiepunten (bijv. schouders, smeergaten) en deze groeien bij elke cyclus totdat de pen het begeeft onder belastingver benedenzijn oorspronkelijke ontwerpsterkte.

Resultaat:Totale, onmiddellijke ontkoppeling van het katrolsysteem van de kraan. Dit is de definitie van catastrofaal falen.

De technische specificatie:De as is een component met hoge- spanning die geen 'commodity'-artikel kan zijn.

Materiaal:Moet een gelegeerd staal met een hoge-sterkte en vermoeidheid- zijn (bijv.4140of4340). Standaard staal met een laag-koolstofgehalte (bijvoorbeeld A36) is ontoereikend en gevaarlijk.

Ontwerp:De pendiameter is een directe berekening op basis van de maximale belasting en de breedte van de steunen (de wangplaten) om schuif- en buigspanningen te beheersen.

Behoud:De pen moet mechanisch op zijn plaats worden vergrendeld. Een eenvoudige perspassing- is onvoldoende. Het moet worden beveiligd met eenborgplaat, splitpen of borgringom "lopen" (zijwaartse beweging) te voorkomen waardoor de pin uit zijn structurele steun zou raken.

3. Kritieke parameter: smering en afdichting (het milieuprotocol)

Het lager en de as vormen een nauwkeurig-bewerkt subsysteem. Dit subsysteem wordt bijna altijd ingezet in de slechtst mogelijke omgeving: stof, gruis, zand en water. Smering en afdichting zijn van hembesturingssysteemEnfirewall.

Mislukkingsmodus: besmetting en verhongering.

Oorzaak:Het falen van de afdichtingen. Een enkele zandkorrel of druppel water komt het lagersamenstel binnen. Het zand wordt een schurende slijppasta. Het water veroorzaakt corrosie (roest).

Resultaat:De interne geometrie van het lager wordt vernietigd. De wrijving neemt toe, er wordt hitte opgebouwd en het vet (smeermiddel) wordt afgebroken of wordt verdreven. Deze ‘gebrek aan smeermiddel’ leidt rechtstreeks tot het falen van de aanval zoals beschreven in parameter 1.

De technische specificatie:De levensduur van het geheel is 100% afhankelijk van de afdichtingsintegriteit.

Afdichting:Het geheel moet voorzien zijn van een robuust afdichtingssysteem. Dit kan variëren van eenvoudiglipafdichtingente complexlabyrint afdichtingenvoor extreme omgevingen. Het zegel is geen bijzaak; het is een primair ontwerpcomponent.

Smering:Het systeem moet een duidelijk protocol hebben voor nasmering (een 'smeerbare' pin- met een Zerk-fitting) of moet een gecertificeerde"verzegeld-voor-levenslang"eenheid (gebruikelijk bij kleinere schijven). Als hersmering- vereist is, moet de specificatie desoort vet(bijv. EP-2 lithiumcomplex) en deonderhoudsinterval.

Conclusie: De Vergadering als één geheel

Het lastoverdrachtssamenstel- is geen verzameling verwisselbare onderdelen. Het is één enkel ontwikkeld subsysteem.

Desoort lagerdicteert dehet ontwerp van de as. Demateriaal van de asdicteert delaadvermogen. Deafdichtingsprotocoldicteert defunctionele levensduur van het systeem.

Een storing in een van deze drie parameters brengt de hele keten van lastoverdracht in gevaar, waardoor het systeem verschuift van een voorspelbare slijtage--en- scheurcomponent naar een onvoorspelbare, catastrofale aansprakelijkheid.

In deel 4:We zullen de laatste schakel in de keten deconstrueren: deStructurele integratie, waarbij wordt geanalyseerd hoe het katrolschijfblok, de haak of het bevestigingspunt is verbonden met de bovenbouw van de kraan en wat de meest voorkomende faalwijzen zijn op deze -montagepunten met hoge spanning.