工程塑料拖鏈頻繁斷裂問題分析
關(guān)鍵詞：拖鏈 斷裂 失效 校核
1 拖鏈頻繁斷裂問題介紹
拖鏈，又稱坦克鏈，由眾多的單元鏈接組成，鏈接之間可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在整體的機(jī)械設(shè)備中，拖鏈雖然只占其中很小的一部分，但卻對機(jī)械設(shè)備的移動(dòng)部件起到了重要的保護(hù)作用。
圖1 拖鏈安裝、運(yùn)行示意圖
2.1.2 與拖鏈標(biāo)準(zhǔn)載荷進(jìn)行核對
拖鏈設(shè)計(jì)為長行程滑行應(yīng)用，運(yùn)行至約2 m 長度位置時(shí)，上層拖鏈可靠在下層拖鏈上滑行。所以驅(qū)動(dòng)固定端之后2 m拖鏈為承重最大段，故需依據(jù)此2 m段所能承重力選擇拖鏈型號。拖 鏈 在 2 m 長 度 實(shí) 際 承 受 質(zhì) 量 =4.99 kg/m×2 m=9.98 kg。
2.1.3 分析運(yùn)行速度對拖鏈承載質(zhì)量影響
加注設(shè)備所用拖鏈最大行走速度約為0.4 m/s，≤1 m/s 所以上下兩段靠在一起時(shí)拖鏈承載質(zhì)量為8 kg/m，通過上述計(jì)算可知拖鏈實(shí)際承載質(zhì)量為4.99 kg/m，根據(jù)表 4 長行程使用時(shí)拖鏈承載質(zhì)量與速度關(guān)系表可得出，拖鏈移動(dòng)速度不會(huì)對實(shí)際使用帶來影響。
拖鏈內(nèi)直徑最大管路、電纜為Φ20.7 mm管路。按照拖鏈選用原則要求（彎曲半徑要根據(jù)電纜的最大直徑選擇并應(yīng)達(dá)到電纜直徑的10倍，行程小的可相應(yīng)選擇較小的半徑）。本加注設(shè)備所用拖鏈半徑應(yīng)為20.7×10=207 mm，實(shí)際選用250 mm半徑符合要求。通過上述對構(gòu)成拖鏈選型三要素載荷、運(yùn)行速度、彎曲半徑分析可以確定，拖鏈型號選擇滿足實(shí)際使用要求，不存在過度使用現(xiàn)象，但其承載力
選擇方面存在型號偏小現(xiàn)象。
2.2 觀察拖鏈實(shí)際運(yùn)行情況
經(jīng)過對拖鏈實(shí)際運(yùn)行狀況的跟蹤觀察，發(fā)現(xiàn)拖鏈運(yùn)行至2 m位置時(shí)，上層與下層不能實(shí)現(xiàn)搭接，而在約3 m位置時(shí)才真正實(shí)現(xiàn)搭接。此現(xiàn)象說明拖鏈實(shí)際架空段為3 m。拖鏈實(shí)際架空載荷為4.99 kg/m×3 m=14.97 kg。對照圖 2 可知，3m 時(shí)拖鏈直線架空承載能力約1.2kg，安全塌腰承載能力約6.5 kg。因
此無論拖鏈處于直線架空還是安全塌腰的狀態(tài)運(yùn)行，實(shí)際負(fù)荷14.97 kg均大大超出拖鏈允許載荷。根據(jù)國內(nèi)、外相關(guān)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，拖鏈不能按照預(yù)計(jì)在設(shè)計(jì)位置上下層搭接，多數(shù)是由安裝的實(shí)際高度不符合標(biāo)準(zhǔn)要求引起的，安裝形式如圖 3 所示。依據(jù)拖鏈設(shè)計(jì)原則，拖鏈滑行使用時(shí)應(yīng)將安裝高度降低至186 mm。
測量現(xiàn)場實(shí)際安裝高度，拖鏈固定端安裝高度為 239 mm，與 igus 標(biāo)準(zhǔn)安裝高度 186 mm 相差53 mm，此原因可能是引起拖鏈上下兩層無法搭接，最終導(dǎo)致拖鏈過載斷裂的直接原因。
圖3 拖鏈固定示意圖
通過以上分析，引起斷裂的主要原因?yàn)榘惭b高度超出標(biāo)準(zhǔn)要求 53 mm，所以將拖鏈安裝降低53 mm進(jìn)行重新設(shè)計(jì)、安裝。
將重新設(shè)計(jì)、制作的支撐板及拖鏈斷裂位置前后各3組鏈片更換后，設(shè)備按照每天20 h，每月25天的頻率運(yùn)行2個(gè)月，拖鏈保持正常，沒有出現(xiàn)斷裂情況，且跟蹤觀察拖鏈上、下兩層在設(shè)計(jì)位置能夠正常重疊。
從問題出發(fā)，對拖鏈選型、安裝進(jìn)行逆向分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致拖鏈斷裂問題的主要原因不是拖鏈的選型，而是拖鏈的安裝不能與拖鏈的設(shè)計(jì)要求相符最終導(dǎo)致問題出現(xiàn)。設(shè)計(jì)人員除對設(shè)備的運(yùn)行形式、部件型號做出正確選擇外，還應(yīng)重點(diǎn)對現(xiàn)場安裝方式、安裝標(biāo)準(zhǔn)做出詳細(xì)的要求和指導(dǎo)。
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