Hlavními problémy spojenými s otočnými ráfky jsou opotřebení a zlomení hrotů: pro prodloužení jejich životnosti je vhodné dodržovat určitá pravidla při jejich navrhování, přepravě, instalaci a údržbě.
Otočné ráfky se používají u strojů, kde se kabina musí během provozu otáčet vzhledem ke spodnímu rámu stroje, například u pásových a kolových rýpadel. Tato ložiska jsou vystavena vysokofrekvenčnímu cyklickému zatížení, naklápěcímu momentu vytvářenému vyčnívajícím ramenem a značnému setrvačnému, axiálnímu a radiálnímu zatížení, takže je nutné věnovat zvláštní pozornost tomu, aby se zabránilo rychlému opotřebení.
Otočné ráfky jsou velmi velké a skládají se ze čtyř hlavních součástí:
- Spodního ozubeného kroužku
- Horního kroužku
- Valivé prvky (kuličky uspořádané v jednom nebo dvou pramenech nebo válečcích)
- Distanční prvky
Oba kroužky mají drážky, tzv. oběžnou dráhu, jejichž velikost a tvar jsou určeny k uložení valivých prvků a příslušných distančních prvků. U rýpadel je ozubený kroužek ložiska připevněn ke spodní části těla stroje pomocí šroubových spojů. Horní kroužek bez zubů je připojen k rámu kabiny. Otočný kroužek umožňuje vzájemné otáčení obou rámů, přičemž se otáčivý pohyb řídí pomocí redukčního převodového systému. Redukční převodovka je namontována na rámu kabiny a má pastorek vyrovnaný se zuby na ložisku, které pohání pohyb.
HLAVNÍ PŘÍČINY ZLOMENÍ A VÝMĚNY RÁFKŮ
Nejčastějším důvodem výměny otočného kroužku je prasknutí jednoho nebo více zubů na spodním kroužku. To znemožňuje provoz, protože počet poškozených zubů se rychle zvyšuje. Hlavní příčinou je zhoršení nebo selhání brzdného systému hnacího ústrojí. Pokud tento systém není účinný při změně směru pohybu kabiny, způsobí změna směru točivého momentu působícího na zuby jejich ohnutí nad rámec konstrukčních parametrů. Riziko zlomení je nejvyšší, když je nůž zatížen a rychlost je vysoká.
Dalším problémem, který může nastat, je zadření ložisek. Navzdory vysokému zatížení, kterému jsou otočné ráfky vystaveny, je poměr plochy průřezu k průměru relativně malý. Proto jsou náchylné k deformaci, pokud nejsou správně podepřeny. Proto je důležité, aby spojovací konstrukce byla dostatečně tuhá, aby opěrné plochy byly dostatečně rovné a aby upevňovací systém zabraňoval deformacím při vysokém zatížení. V opačném případě hrozí kromě rizika zadření ložiska také trvalé poškození valivých těles.
JAK ZABRÁNIT POŠKOZENÍ OTOČNÝCH KROUŽK
Životnost otočných kroužků lze zvýšit dodržováním několika zásad správné praxe. Ty začínají výběrem materiálů při konstrukci a zahrnují správnou instalaci na rýpadlo a účinnou běžnou údržbu, která může výrazně snížit předčasné opotřebení.
PAMATUJTE!
Aby nedošlo k praskání a zadírání čepových obručí, je nezbytné dodržovat pravidla správné montáže, pravidelné údržby a používání vhodných materiálů a tepelného zpracování.
MATERIÁLY A TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ
Volba materiálů a tepelného zpracování má zásadní význam pro dosažení pevných a odolných otočných věnců, zejména s ohledem na životnost zubů. Obvykle se používají dva typy oceli: 42CrMo4 kalené s R=90-100 kgf/mm pro vnitřní kroužky a C45 kalené s R=70-80 kgf/mm pro vnější kroužky.
Povrchovou tepelnou úpravu je nutné aplikovat také na nejvíce namáhaná místa ložiska, kterými jsou oběžná dráha valivých těles a zuby vnitřního kroužku. Proces indukčního kalení zvyšuje odolnost zubů proti ohybu a vzniku důlků na styčných plochách. Stejným způsobem jsou ošetřeny i valivé dráhy, aby se zabránilo opotřebení vznikajícímu v důsledku neustálého pohybu pohyblivých částí.
PŘEPRAVA A SKLADOVÁNÍ
Aby se zabránilo nárazům a poškození, zejména v radiálním směru, musí být valivý kroužek uzavřen v pevném pouzdře a přepravován ve vodorovné poloze. Během skladování musí pouzdro a ložisko zůstat uvnitř, chráněné před atmosférickými vlivy, které mohou způsobit korozi. Při vybalování dbejte na to, abyste nepoškodili těsnění, a ložisko odmastěte běžně dostupnými ředidly bez obsahu chloridů, protože chloridy jsou pro povrch škodlivé.
MONTÁŽ OTOČNÉHO KROUŽKU
Proces výměny vadného otočného kroužku zahrnuje určité předběžné kroky pro správnou instalaci nového ložiska. Při demontáži je důležité:
- Odstranit všechny nečistoty a usazeniny z nosné plochy ložiska.
- Zkontrolovat stav konstrukce, ke které bude ložisko připojeno (to je nezbytné pro správnou funkci a životnost samotného ložiska).
- Zkontrolujte, zda spojovací plochy nebyly během provozu stroje nebo demontáže poškozeny (nedostatečná rovinnost může způsobit zadření ložiska).
Po provedení těchto kontrol lze ložisko umístit na spodní rám stroje. Pro správnou a efektivní orientaci sledujte označení na ložisku. Všechny otočné ráfky mají přechodovou zónu pro začátek a konec kalení, což je nejcitlivější oblast. Je nezbytné, aby přechodová místa kalení byla co nejdále od oblasti maximálního zatížení při provozu stroje.
Před zahájením upevňování ložiska k rámu je důležité zkontrolovat, zda upevňovací šrouby odpovídají specifikacím uvedeným v návodu výrobce. Je také důležité šrouby předem namazat a použít ploché nepružné podložky. Šrouby prvního kroužku (spodního kroužku a v pořadí uvedeném na obrázku níže) by pak měly být lehce dotaženy, aby nedošlo k namáhání nebo deformaci samotného kroužku.
Po utažení šroubů se operace dokončí použitím momentového klíče s vhodnou kapacitou, který je uveden v pokynech výrobce.
POZOR!
Nejčastější příčinou poruchy otočných kroužků je nesprávná funkce brzdového systému hnacího kola, která vede k vylomení zubů a vážnému poškození.
EXCENTRICITA SESTAVY OTOČNÉHO KROUŽKU A PASTORKU
Za druhé je třeba vzít v úvahu excentricitu otočného kroužku, aby se zabránilo zadření hnacího kola nebo předčasnému opotřebení zubů. Vzhledem k malému poměru tloušťky k průměru mají ložiskové kroužky tendenci se při tepelném zpracování deformovat. Ačkoli to nemá nepříznivý vliv na kvalitu výroby, dává jim to spíše mírně eliptický než kruhový tvar.
Při montáži je třeba zkontrolovat vertikální souosost ložiska a pastorku. I když má stroj více než jeden pastorek, měla by být spojka v bodech maximální excentricity ložiska. Body maximální excentricity jsou na ložisku označeny třemi zuby natřenými žlutou barvou. To umožňuje kalibraci vůle mezi oběma sadami zubů v místě maximální vzdálenosti mezi oběma součástmi. Toho se dosáhne nastavením vůle mezi stranami zubů kroužku a pastorku tak, aby vůle byla alespoň [(0,05 * M)] mm, přičemž M je modul zubu.
Po montáži se doporučuje systémem několikrát otočit, aby se zkontrolovalo, zda je spojka správně namontována a zda nedochází k nadměrnému hluku způsobenému nesprávným zasekáváním. Po kontrole a před uvedením systému otoče kabiny do provozu namažte hroty a dbejte na to, aby byly strany všech hrotů zcela zakryty.
Nakonec je vhodné změřit a zaznamenat vůli stroje. Ta se měří pomocí komparátoru umístěného podle obrázku mezi horní a dolní kroužek, co nejblíže valivé dráze, aby se minimalizoval vliv pružné deformace spojovací konstrukce. Po nastavení a vynulování komparátoru uveďte stroj do maximálního zatížení a změřte změny způsobené vůlí. Nejvyšší naměřená hodnota v různých úhlových polohách představuje počáteční vůli stroje a bude referenční hodnotou pro budoucí měření, která jsou nutná ke sledování stavu otočného kroužku.
ÚDRŽBA
Aby se maximalizovala životnost ložiska a zachovala jeho dobrá výkonnost, je nutné provádět pravidelné kontroly mazání, dotažení upevňovacích šroubů, stavu těsnění a vůle stroje.
Ložisko se dodává s předem namazanými valivými tělesy. Měly by se proto mazat po prvních 50 hodinách provozu a poté v intervalech závislých na provozních podmínkách stroje (nikdy však ne častěji než každých 100 hodin provozu). Kromě toho je třeba před delší odstávkou stroje a po ní namazat točivé kolo. Mazivo by se mělo nanášet při otáčení ložiska a je dokončeno, když mazivo vytéká z těsnění a vytváří lehký film.
Po celou dobu životnosti setrvačníku je důležité provádět vizuální kontrolu stavu těsnění a vyměnit je, pokud vypadají poškozená nebo křehká.
Podle stejného plánu údržby by měly být strany zubů zcela pokryty tukem, který se roztírá kartáčem nebo sprejem.Jak bylo uvedeno výše, je dobré jednou ročně změřit vůli stroje, aby se odhalily problémy s abnormálním opotřebením valivých kol. Maximální přípustné zvýšení závisí na několika různých faktorech. Patří mezi ně průměr ložiska, typ a velikost valivých těles (kuliček nebo válečků) a typ použití (vyšší opotřebení může být přijatelné, pokud neohrožuje provoz). Ve všech případech, kdy je nárůst čtyřnásobkem původní vůle, je vhodné zvážit výměnu rotujícího kola.
PŘÍČINY POŠKOZENÍ OTOČNÝCH KROUŽKŮ A JAK JIM PŘEDCHÁZET
| Způsob prevence | Příčina poškození | Opi |
|---|---|---|
| Lámání hrotů | Většinou způsobeno poškozením brzdového systému hnacího ústrojí. | Pravidelná kontrola a údržba brzdového systému. |
| Záchyt ložiska | Důsledek deformace ložiska při absenci odpovídající opory. | Zajistěte odpovídající tuhost spojovací konstrukce a rovinnost opěrných ploch. |
| Nesprávná montáž | Nesprávné utažení šroubů nebo nesprávná orientace součástí při montáži. | Dodržování montážních postupů, používání plochých podložek a mazaných šroubů. |
| Nedostatečná údržba | Nedostatečné pravidelné mazání, dotahování šroubů a kontrola stavu těsnění. | Pravidelná kontrola, mazání a výměna poškozených těsnění. |
| Špatné skladovací podmínky | Vystavení atmosférickým vlivům vedoucím ke korozi a poškození. | Skladování v uzavřených, suchých prostorách, ochrana před povětrnostními vlivy. |
