אסטרטגיית ניהול שרשרת AFC מאריכה את חיי המערכת ומונעת השבתות לא מתוכננות
שרשרת כרייהיכול להוביל להצלחה או להרוס פעילות. בעוד שרוב מכרות קירות ארוכים משתמשים בשרשרת של 42 מ"מ ומעלה במסועים משורינים (AFC) שלהם, מכרות רבים משתמשים בשרשרת של 48 מ"מ וחלקם משתמשים בשרשרת של עד 65 מ"מ. קטרים גדולים יותר יכולים להאריך את חיי השרשרת. מפעילי קירות ארוכים מצפים לעתים קרובות לחרוג מ-11 מיליון טון עם גדלים של 48 מ"מ ועד 20 מיליון טון עם גדלים של 65 מ"מ לפני שהשרשרת מוציאה מכלל שימוש. שרשרת בגדלים גדולים אלה יקרה אך משתלמת אם ניתן לכרות פאנל שלם או שניים ללא כיבוי עקב כשל בשרשרת. עם זאת, אם מתרחשת שבר בשרשרת עקב ניהול כושל, טיפול לקוי, ניטור לא תקין או עקב תנאי סביבה שעלולים לגרום לסדיקה בקורוזיית מאמץ (SCC), המכרה מתמודד עם בעיות גדולות. במצב זה, המחיר ששולם עבור שרשרת זו הופך לחסר משמעות.
אם מפעיל קירות ארוכים אינו מפעיל את השרשרת הטובה ביותר האפשרית לתנאים במכרה, כיבוי אחד לא מתוכנן עלול למחוק בקלות כל חיסכון בעלויות שהושג במהלך תהליך הרכישה. אז מה צריך לעשות מפעיל קירות ארוכים? עליו לשים לב היטב לתנאים הספציפיים לאתר ולבחור שרשרת בקפידה. לאחר רכישת השרשרת, עליו להשקיע זמן וכסף נוספים הדרושים לניהול נכון של ההשקעה. דבר זה יכול להניב דיבידנדים משמעותיים.
טיפול בחום יכול להגביר את חוזק השרשרת, להפחית את שבירותה, להקל על מתחים פנימיים, להגביר את עמידות הבלאי, או לשפר את יכולת העיבוד של השרשרת. טיפול בחום הפך לאמנות יפה ומשתנה מיצרן ליצרן. המטרה היא להשיג איזון בין תכונות המתכת כדי להתאים בצורה הטובה ביותר לתפקוד המוצר. שרשרת מוקשחת באופן דיפרנציאלי היא אחת הטכניקות המתוחכמות יותר בהן משתמשת חברת Parsons Chain, שבה ראש חוליית השרשרת נשאר קשה לעמוד בפני שחיקה, והרגליים, אם החוליות רכות יותר, מגבירות את הקשיחות והגמישות שלהן בשירות.
קשיות היא היכולת לעמוד בפני שחיקה, והיא מסומנת באמצעות מספר קשיות ברינל באמצעות הסמל HB או מספר קשיות ויקרס (HB). סולם קשיות ויקרס הוא פרופורציונלי לחלוטין, כך שחומר בעל קשיות של 800 HV קשה פי שמונה מחומר בעל קשיות של 100 HV. לפיכך, הוא מספק סולם קשיות רציונלי מהחומר הרך ביותר לחומר הקשה ביותר. עבור ערכי קשיות נמוכים, עד כ-300, תוצאות קשיות ויקרס וברינל זהות בקירוב, אך עבור ערכים גבוהים יותר תוצאות ברינל נמוכות יותר עקב עיוות של שקע הכדור.
מבחן הפגיעה בצ'ארפי הוא מדד לשבירות של חומר שניתן לקבלו ממבחן פגיעה. חוליית השרשרת חורצת בנקודת הריתוך בחוליה ומונחת במסלול המטוטלת המתנדנדת, כאשר האנרגיה הנדרשת לשבירת הדגימה נמדדת על ידי הפחתת תנודת המטוטלת.
רוב יצרני השרשראות חוסכים כמה מטרים מכל הזמנה כדי לאפשר בדיקה הרסנית מלאה. תוצאות בדיקה מלאות ותעודות מסופקות בדרך כלל עם השרשרת, אשר נשלחת בדרך כלל בזוגות תואמים של 50 מטר. התארכות בכוח בדיקה והתארכות כוללת בשבר מוצגות גם הן בגרף במהלך בדיקה הרסנית זו.
השרשרת האופטימלית
המטרה היא לשלב את כל המאפיינים הללו כדי ליצור את השרשרת האופטימלית, הכוללת את הביצועים הבאים:
• חוזק מתיחה גבוה יותר;
• עמידות גבוהה יותר בפני שחיקה של החוליות הפנימיות;
• עמידות גבוהה בפני נזק לגלגל השיניים;
• עמידות רבה יותר בפני סדקים מרטנזיטיים;
• קשיחות משופרת;
• אורך חיים ארוך יותר לעייפות; ו
• עמידות ל-SCC.
עם זאת, אין פתרון אחד מושלם, רק פשרות שונות. נקודת כניעה גבוהה נוטה לגרום למאמץ שיורי גבוה, ואם היא משולבת עם קשיות גבוהה כדי להגביר את עמידות הבלאי, היא נוטה גם להפחית את הקשיחות והעמידות בפני קורוזיה מאמצת.
יצרנים שואפים ללא הרף לפתח שרשראות שיפעלו זמן רב יותר ויעמדו בתנאים קשים. חלק מהיצרנים מגלוונים את השרשראות כדי להתמודד עם סביבות קורוזיביות. אפשרות נוספת היא שרשרת COR-X, העשויה מסגסוגת ונדיום, ניקל, כרום ומוליבדן רשומה כפטנט, הנלחמת ב-SCC. מה שהופך פתרון זה לייחודי הוא שתכונות נוגדות קורוזיה הומוגניות לכל אורך המבנה המתכתי של השרשרת ויעילותה אינה משתנה ככל שהשרשרת נשחקת. COR-X הוכח כמגדיל את חיי השרשרת באופן משמעותי בסביבות קורוזיביות ומבטל כמעט לחלוטין כשל עקב קורוזיה. בדיקות קבעו כי כוח השבירה וההפעלה גדל ב-10%. פגיעת החריץ גדלה ב-40% וההתנגדות ל-SCC גדלה ב-350% בהשוואה לשרשרת רגילה (DIN 22252).
ישנם מקרים בהם שרשרת COR-X בקוטר 48 מ"מ נשאה 11 מיליון טון ללא תקלה הקשורה לשרשרת לפני שהוצאה משימוש. ובהתקנת שרשרת Broadband OEM הראשונית על ידי Joy במכרה BHP Billiton San Juan, השתמשה בשרשרת COR-X של Parsons שיוצרה בבריטניה, שלפי הדיווחים הובילה עד 20 מיליון טון מפני השטח במהלך חייה.
שרשרת הפוכה להארכת חיי השרשרת
הסיבה העיקרית לבלאי שרשרת היא התנועה של כל חוליה אנכית המסתובבת סביב החוליה האופקית הסמוכה אליה כשהיא נכנסת ויוצאת מגלגל השיניים המניע. זה גם מוביל לבלאי רב יותר במישור אחד של החוליות כשהן מסתובבות דרך גלגל השיניים, לכן אחת הדרכים היעילות ביותר להאריך את חייה של שרשרת משומשת היא לסובב אותה, או להפוך אותה ב-180 מעלות כדי להניע את השרשרת בכיוון ההפוך. זה יפעיל את המשטחים "הלא בשימוש" של החוליות ויביא לפחות שטח חוליה שחוק, מה שמוביל לחיי שרשרת ארוכים יותר.
עומס לא אחיד של המסוע, מסיבות שונות, יכול להוביל לבלאי לא אחיד של שתי השרשראות, מה שיגרום לשרשרת אחת להישחק מהר יותר מהשנייה. בלאי או מתיחה לא אחידים באחת משתי השרשראות או בשתיהן, כפי שיכול לקרות במכלולים חיצוניים כפולים, עלולים לגרום לתנועות השרשראות להיות לא תואמות, או לא להיות בקצב הנכון כשהן נעות סביב גלגל השיניים של ההנעה. זה יכול להיגרם גם מרפיון של אחת משתי השרשראות. חוסר איזון זה יוביל לבעיות תפעוליות, כמו גם לבלאי מוגזם ולנזק אפשרי לגלגלי השיניים של ההנעה.
מתיחת מערכת
יש צורך בתוכנית שיטתית למתיחת שרשרת ותחזוקה כדי להבטיח שלאחר ההתקנה קצב הבלאי של השרשרת נשלט, כאשר שתי השרשראות מתארכות עקב הבלאי בקצב מבוקר ודומה.
במסגרת תוכנית תחזוקה, צוות התחזוקה ימדוד את הבלאי והמתח של השרשרת, ויחליף את השרשרת כאשר היא נשחקה ביותר מ-3%. כדי להבין את משמעות דרגת הבלאי הזו של השרשרת במונחים אמיתיים, יש לזכור שבמשטח אורך של 200 מטר, בלאי שרשרת של 3% מרמז על עלייה של 12 מטר באורך השרשרת עבור כל גדיל. צוות התחזוקה יחליף גם גלגלי שיניים והחזרה ומסירים כאשר אלה נשחקים או ניזוקים, יבדוק את תיבת ההילוכים ואת מפלס השמן ויוודא, במרווחי זמן קבועים, שהברגים מהודקים היטב.
ישנן שיטות מבוססות היטב לחישוב רמת המתיחה הנכונה, והן מוכיחות את עצמן כמדריך שימושי מאוד לערכים התחלתיים. עם זאת, השיטה האמינה ביותר היא לצפות בשרשרת כשהיא עוזבת את גלגל השיניים של ההינע כאשר ה-AFC פועל בתנאי עומס מלא. יש לראות שהשרשרת מראה מינימום של רפיון (שתי חוליות) כשהיא מתנתקת מגלגל השיניים של ההינע. כאשר רמה כזו קיימת, יש למדוד את המתיחה, לתעד אותה ולקבוע אותה לעתיד כרמת הפעולה עבור אותה משטח מסוים. יש לבצע קריאות מתיחה מוקדמת באופן קבוע ולתעד את מספר החוליות שהוסרו. זה יספק התרעה מוקדמת על תחילת בלאי דיפרנציאלי או בלאי מוגזם.
יש ליישר או להחליף גלגלים עקומים ללא דיחוי. הם מפחיתים את ביצועי המסוע ועלולים לגרום לנפילת המוט מהמסילה התחתונה ולקפוץ על גלגל השיניים ולגרום נזק לשני השרשראות, לגלגל השיניים ולמוטות המעבר.
על מפעילי קירות ארוכים להישאר ערניים למפשילי שרשרת שחוקים ופגומים, מכיוון שהם עלולים לאפשר לשרשרת רפויה להישאר בתוך גלגל השיניים וזה עלול לגרום לחסימה ונזק.
ניהול השרשרת מתחיל במהלך ההתקנה
אי אפשר להפריז בחשיבותו של קו פנים ישר וטוב. כל סטייה ביישור הפנים עלולה לגרום למתיחות שונה בין שרשראות הפנים לצד הצד של הצד, מה שיוביל לבלאי לא אחיד. סביר יותר שזה יקרה בפנים שזה עתה נוצרו, כאשר השרשראות עוברות תקופת "התמקמות".
ברגע שנוצר דפוס בלאי של דיפרנציאל, כמעט בלתי אפשרי לתקן אותו. לרוב, הדיפרנציאל ממשיך להחמיר עם שחיקת השרשרת הרפויה ויוצר רפיון נוסף.
ההשפעות השליליות של ריצה עם קו פנים גרוע המוביל לשינויים מוגזמים במתיחות מצד לצד מודגמות על ידי סקירת המספרים. כדוגמה, שרשרת ארוכה באורך 1,000 רגל (1,000 רגל) עם שרשרת AFC בעובי 42 מ"מ שיש לה כ-4,000 חוליות בכל צד. בהנחה שהסרת מתכת מבלאי בין החוליות מתרחשת בשני קצוות החוליה, לשרשרת יש 8,000 נקודות בהן המתכת נשחקת מלחצים בין החוליות בזמן שהיא מונעת וכשהיא רוטטת במורד הפנים, סובלת מעומס הלם או מושפעת מהתקפת קורוזיה. לכן, על כל 1/1,000 אינץ' של שחיקה אנו מייצרים עלייה של 8 אינץ' באורך. כל שינוי קל בין קצב הבלאי של הפנים לצד הצד, הנגרם ממתיחות לא אחידות, מכפיל במהירות את עצמו לשינוי משמעותי באורכי השרשרת.
שני חישולים על גלגל השיניים בו זמנית עלולים להוביל לבלאי מוגזם של פרופיל השן. הסיבה לכך היא אובדן מיקום חיובי בגלגל השיניים המניע, מה שמאפשר לחוליה להחליק על שיני ההנעה. פעולת החלקה זו חותכת לתוך החוליה וגם מגבירה את קצב הבלאי של שיני גלגל השיניים. לאחר שהתבססה כדפוס בלאי, היא יכולה רק להאיץ. בסימן הראשון של חיתוך החוליה, יש לבדוק את גלגלי השיניים ולהחליף אותם במידת הצורך, לפני שהנזק יהרוס את השרשרת.
מתיחת שרשרת גבוהה מדי תגרום גם היא לבלאי מוגזם הן של השרשרת והן של גלגל השיניים. יש לקבוע את מתיחות השרשרת לערכים המונעים יצירת שרשרת רפויה מדי תחת עומס מלא. תנאים כאלה יאפשרו ל"העיף" את מוטות הגירוד החוצה וליצור סיכון לנזק לגלגל השיניים האחורי שנגרם כתוצאה מהתכווצות השרשרת כשהיא עוזבת את גלגל השיניים. אם מתיחות השרשרת מוגדרות גבוהות מדי, ישנן שתי סכנות ברורות: בלאי מוגזם של החוליות בשרשרת ובלאי מוגזם של גלגלי השיניים המניעים.
מתח שרשרת מוגזם יכול להיות קטלני
הנטייה הנפוצה היא להדק את השרשרת יתר על המידה. המטרה צריכה להיות לבדוק באופן קבוע את מתיחת השרשרת מראש ולהסיר אותה רפויה במרווחים של שתי חוליות. יותר משתי חוליות יצביעו על כך שהשרשרת רפויה מדי, או שהסרת ארבע חוליות תיצור מתיחת מראש גבוהה מדי שתגרום לבלאי חמור של החוליות ותקצר משמעותית את חיי השרשרת.
בהנחה שיישור הפנים טוב, ערך המתיחה המקדימה בצד אחד לא אמור לעלות על הערך בצד השני ביותר מטונה אחת. ניהול פנים טוב אמור להבטיח שכל הפרש יישמר ללא יותר משני טון לאורך כל חיי השרשרת.
ניתן לאפשר לעלייה באורך עקב שחיקה של גלגלי השיניים (לפעמים מכונה בטעות "מתיחת שרשרת") להגיע ל-2% ועדיין לפעול עם גלגלי שיניים חדשים.
מידת הבלאי של החוליות אינה בעיה אם השרשרת וגלגלי השיניים נשחקים יחד ובכך שומרים על התאימות שלהם. עם זאת, הבלאי של החוליות גורם להפחתה בעומס השבירה של השרשרת ובעמידות בפני עומסי הלם.
שיטה פשוטה למדידת בלאי של החוליות היא להשתמש בקליבר, למדוד בחמישה מקטעי פסיעה ולפעול לפי טבלת התארכות השרשרת. שרשראות יישקלו בדרך כלל להחלפה כאשר בלאי החוליות עולה על 3%. חלק ממנהלי התחזוקה השמרנים אינם אוהבים לראות את השרשרת שלהם עולה על 2% התארכות.
ניהול שרשרת טוב מתחיל בשלב ההתקנה. ניטור אינטנסיבי עם תיקונים במידת הצורך במהלך תקופת ההתקנה יעזור להבטיח חיי שרשרת ארוכים וללא בעיות.
(באדיבותאלטון לונגוול)
זמן פרסום: 26 בספטמבר 2022
