درایوهای دنده باز در کوره ها و آسیابهای گلوله ای غالبا در معرض شرایط عملیاتی شدید هستند. با وجود پیشرفتهای چشمگیر در زمینه طراحی و ساخت درایوها، به دلیل سایش و استهلاک بیش از حد، آسیب به دندانه فلنک همچنان مسئله مهمی به شمار میرود. انتخاب صحیح گریس چرخ دنده و استفاده از آن نقشی حیاتی در رفع این مشکل دارد.
برای اطمینان از عملکرد پایدار کارخانه سیمان، قابلیت اطمینان درایوهای چرخ دندهای رینگی، دارای اهمیت زیادی برای عملکرد کوره های دوار و آسیاب های گلولهای است. بنابراین، آنها از نظر سرویس کنترل و بازرسی یک عنصر اصلی تعمیر و نگهداری هستند. با این حال، چرخ دنده های رینگی در معرض طیف وسیعی از شرایط عملیاتی مانند بارهای مختلف، سرعت متغیر، دما و گرد و غبار هستند.
علاوه بر این، دنده پینیون و چرخ دنده رینگی در طول مونتاژ باید منظبق باشند. در نتیجه محورهای آنها اغلب موازی نیستند و این موضوع موجب دشوار شدن بیشتر شرایط عملیاتی میشود. این امر اغلب منجر به بارهای زیاد در ناحیه میشود که منجر به سایش بیش از حد و تخریب دندانه فلنک میشود. سایر عوامل موثر عبارتند از فونداسیونهای ناقص یا پوشش دنده های رینگی محکم بسته نشده باشد که اجازه ورود گرد و غبار را می دهد.
برای تامین نیاز کارخانه های سیمان به چرخ دنده های روان، متخصصان روانکاری مانند شرکت پترو پرند پارت، روانکارها و مفاهیم مختلفی را تولید کرده اند. در دهه 1980 هنوز از محصولات قیری برای روانکاری درایوهای رینگی محکم استفاده می شد، که سپس جای آنها را گریس های تشکیل شده با صابون آلومینیوم گرفت.
امروزه گریس های کلسیم سولفنات کمپلکس رقیق و قابل اسپری که دارای قدرت چسبندگی، و روانکاری بسیار بالایی می باشند، و در برابر فشار های سنگین پایداری مکانیکی بسیار خوبی دارند، ترکیبات استانداردی برای روانکاری چرخ دنده های باز در صنایع مختلف هستند. مخصوصا به عنوان یکی از اصلی ترین گریس های صنایع سیمان.
اصل A-B-C-D در روانکاری چرخ دنده های باز
برای دستیابی به ناحیه مطلوب حمل بار بالای 80% در دندانه فلنک درایو چرخ دنده رینگی، وضعیت دندانه های فلنک باید ارزیابی شود.
پترو پرند پارت سیستم روانکاری A-B-C-D را برای فراهم ساختن امکان دستیابی به توزیع خوب بار روی دندانه های فلنک ایجاد کرده است. بسته به سیستم دندهای مورد نظر (مثلاً دنده های جدیدی که در حال کار بوده و با دنده های جدید جفت می شوند یا با دنده های کمی آسیب دیده )، روانکار A-B-C-D میتواند استفاده شود.
سه مرحله اول این مفهوم چهار بخشی برای بهینه سازی سطح تماس دندانه در عین برخورداری از سایش کافی در حین عملیات، استفاده میشود.
A. روانکاری قبل از راه اندازی
از روانکار نوع A برای محافظت چرخ دنده ها در برابر خوردگی ناشی از مونتاژ تجهیزات استفاده میشود. در هنگام اولین چرخش در راه اندازی، این روانکار، روانکاری کافی برای جلوگیری از آسیب دندانه فلنک در درایو چرخ دنده را فراهم میکند. علاوه بر این، در زمان راه اندازی برای ارزیابی منطقه حمل بار استفاده میشود. روانکار اولیه، به عنوان روانکار کنتراست، برای ثبت اولیه الگوی تماس پویا نیز عمل میکند.
B. روانکاری هنگام راه اندازی
روانکار نوع B بهینه سازی سریع ناحیه حمل بار و ناهمواری سطح چرخ دنده های جدید را تضمین میکند. در شرایط تمیزکاری چرخ دنده در حال عملیات به عنوان مثال به دلیل خرابی موقت سیستم پاشش، نیز این تضمین به عهده روانکار B است.
هدف این روانکار وقتی در حالت راه اندازی استفاده میشود، زمانی محقق میشود که ناحیه حمل بار تقریبا معادل 80 درصد سطح دندانه باشد.
C. روانکاری هنگام عملیات
پس از اتمام فرایند راه اندازی، نوبت به استفاده از گریس PX3-301، برای عملیات چرخ دنده انجام میشود. انتخاب انواع این گریس به دمای عملیات، دمای محیط و روش استفاده بستگی دارد. در حال حاضر، متداولترین روانکارهای عملیاتی برای چرخ دنده های باز، گریس های کلسیم سولفنات کمپلکس با گرید 0-00 هستند.
D. روانکاری برای تعمیرات
سطوح دندانه های فلنک ممکن است به دلایل مختلف به شدت آسیب ببیند، که میتواند منجر به الگوی نامناسب تماس و نتیجتا خرابی شود. حتی در چنین مواردی از آسیب های شدید، می توان از گریس PX3-301 RN به جای تعمیر فیزیکی خرابی با سایش استفاده کرد. استفاده از این نوع روانکار موجب افزایش طول عمر دنده میشود. مزیت این عملیات این است که در حین کار انجام می شود و منجر به توقف تولید نمیشود.
عوامل دخیل در انتخاب روانکار
دپارتمان تعمیر و نگهداری در حین کار با آسیاب های گلولهای و کوره ها، می تواند روانکارهای مناسبی را انتخاب کند که سایش دندانه های فلنک را به حداقل برسانند و از خرابی های مربوط به روانکارها مانند خراشیدگی یا سوراخ شدن جلوگیری کنند. بنابراین، بخش تعمیر و نگهداری میتواند با انتخاب روانکار صحیح، موجب اطمینان از عملکرد چرخ دنده های باز شود.
برای جلوگیری از انسداد لوله های روانکار و نازل های اسپری، روانکاری باید انتخاب شود که مواد جامدش رسوب نکند و اطمینان حاصل شود که یک لایه روانکار ضخیم و به اندازه کافی که به محافظت در برابر سایش کمک میکند، ایجاد شود. علاوه بر این، استفاده از روانکار نباید موجب عدم بازرسی دندانه فلنک شود، حتی اگر دندانه ها تمیز نباشند، باید کاملا قابل رویت باشند.
علاوه بر این، انتخاب روانکار صحیح به روش روانکاری، به عنوان مثال غوطه وری، چرخ-پارویی، گردشی یا اسپری، و به تأثیرات محیط روی روانکار مورد استفاده، همچون گرما، طول و اندازه لوله کشی و ذخیره سازی درام نیز بستگی دارد.
در مورد غوطه وری، روانکارهای جامد ممکن است در هنگام توقف طولانی مدت ته نشین شوند. در سیستم های گردشی روانکارهای جامد ممکن است در مخزن ته نشین شده یا جمع شوند که منجر به انسداد میشوند. در سیستمهای روانکاری اسپری، روانکارهای جامد میتوانند در مخازن میانی روانکار، لوله ها یا نازل های اسپری رسوب کنند که منجر به کمبود روانکار در دندانه فلنک میشود.
به همین دلیل، گریس های گرید پایین و با حداقل افزودنی جامد برای درایوهای چرخ دنده رینگی به طور گستردهای رایج شده اند. با استفاده از این روانکارها، لوله مسدود نمیشود و روانکار تمیز و تازه به مقدار لازم پمپ میشود، که منجر به بهبود و افزایش قابلیت اطمینان سیستم میشود.
بسته به شرایط آب و هوایی، دمای دندانه های فلنک در درایوهای آسیابی میتواند بین 35-60 درجه سانتیگراد متغیر باشد. به همین دلیل، باید روانکاری انتخاب شود که ویسکوزیته مطلوب را در تمام دمای عملیاتی ارائه دهد.
روانکارهای موجود در بازار شرایط آب و هوایی را در نظر گرفته و دارای گرانروی و رفتار دمایی مناسبی هستند. برای اینکه در دماهای مختلف محیطی پمپاژ مناسبی داشته باشیم، ویسکوزیته های مختلف و روغن های پایه، از جمله روغن های کاملا سنتزی، در دسترس هستند.
بازرسی و تهیه مستندات
تقریباً 50 درصد از خسارات وارده ناشی از بازرسی ناقص چرخ دندهها است.
بنابراین، علاوه بر انتخاب روانکار مطلوب، بازرسی منظم درایوهای چرخ دنده، سهم قابل توجهی در عملکرد بدون مشکل کل سیستم درایو ایفا میکند. در شرایط عملیاتی عادی، بازرسی سالانه برای ثبت هرگونه تغییر توصیه میشود. ثبت دقیق نتایج از اهمیت بالایی برخوردار است، پس یک تاریخچه از عملکرد چرخ دنده های بزرگ به عنوان مرجعی برای آینده و/یا اقدامات انجام شده برای حفظ وضعیت مطلوب دندانه فلنک ایجاد کنید.
بازرسی منظم توسط پرسنل تعمیر و نگهداری باید شامل موارد زیر باشد:
- بررسی تمام عملکردهای سیستم روانکاری مرکزی و الگوی اسپری
- تمیز کردن فیلترهای روانکار و سایر اجزای سیستم روانکاری
- اندازه گیری ارتعاشات در بلبرینگ چرخ دنده
- ثبت دمای دندانه فلنک در حین عملیات درایو با استفاده از دماسنج مادون قرمز یا دوربین حرارتی
- بازرسی تراز بودن pitch circle
- بازرسی چشمی دندانه فلنک در حین عملیات درایو با استفاده از استروبوسکوپ
- خالی کردن روانکار استفاده شده از روکش دنده رینگی و نیز ناحیه چرخ دنده
- تصویربرداری از سطح دندانه فلنک و الگوی اسپری
- گزارش دقیق از طریق گزارش های بازرسی
پیشرفت های اخیر
در دهه های اخیر پیشرفت های چشمگیری در طراحی و ساخت درایوهای بزرگ دنده حاصل شده است. تقاضا در بازار روانکارهایی که برای چنین کاربردهایی مورد استفاده قرار میگیرند، رو به افزایش است. امروزه گریس های کلسیم سولفنات کمپلکس به اصطلاح با گرید پایین (0-00) برای روانکاری سیستم های دنده بزرگ، پیشرفته محسوب میشوند.
با این وجود، اهداف و نیازهای خاص وجود دارد که فقط راه حل های طراحی شده مختص این اهداف میتوانند پاسخگوی آنها باشند. شرکت پترو پرند پارت این چالش را پذیرفته و نوآوری های بیشتری را به بازار عرضه کرده است.
انتخاب روانکار مناسب و استفاده از آن میتواند به طور قابل توجهی سایش درایوهای چرخدنده را کاهش داده و موجب افزایش طول عمر کوره ها و آسیاب های گلوله ای در کارخانه های سیمان شود. بعلاوه، مصرف روانکار اغلب می تواند 30-60 درصد کاهش یابد و موجب پایداری عملیات کارخانه سیمان شود.