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Analyse der häufigsten Ursachen für das Versagen von Ketten

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14 Nov.
Ketten werden in vielen verschiedenen Antriebs- und Förderanwendungen eingesetzt. Der kontinuierliche Langzeitbetrieb kann jedoch zu verschiedenen Problemen führen. Im Folgenden werden häufige Ursachen für Kettenausfälle aufgeführt.
Ursachen des Scheiterns
Abbildung
Stiftbruch - Korrosionsermüdung

  • Wenn die Kette belastet wird, sammelt sie sich zwischen der "Rückseite" des Bolzens und den Innenwänden des Glieds oder der Buchse.
  • Wenn der Kettenbolzen unter Bedingungen mit Wasser, Säure-Base-Verbindungen oder Situationen, in denen Wasser Säure erzeugt, betrieben wird und er nicht geschützt ist, sind die freiliegenden Bereiche des Bolzens anfällig für Korrosion und Lochfraß.
  • Wie jedes Bauteil biegt sich auch der Kettenbolzen unter Belastung leicht durch. In diesem Fall wird die Rückseite des Bolzens gedehnt oder steht unter Spannung, und wenn der Bolzen bereits korrodiert ist, wird jede Vertiefung zu einem Spannungskonzentrationspunkt.
Stiftverschleiß - Abrieb, unzureichende Schmierung oder Versagen

  • Das Vorhandensein von abrasiven Materialien oder ein unzureichender Ölfilm zwischen den Lageroberflächen beschleunigt den Verschleiß. Der hier gezeigte Bolzen arbeitet in einer Kraftübertragungskette, die Sand und Schmutz ausgesetzt ist.
  • Diese abrasiven Materialien dringen in die Glieder ein, wodurch der Bolzen schnell verschleißt und die Lebensdauer der Kette erheblich verkürzt wird.
Pin Scuffing - Unzureichender Ölfilm zwischen den Lageroberflächen

  • Wenn der Ölfilm nicht ausreicht, um die Last zu tragen, oder die Schmierung aus irgendeinem Grund unterbrochen wird, wird der Kettenbolzen aufgeraut.
  • Die Intensität des Verschleißes hängt natürlich vom Grad und der Dauer des Metall-Metall-Kontakts ab. Selbst eine kurze Betriebsdauer unter ungewöhnlich schweren Lastbedingungen oder bei sehr hohen Geschwindigkeiten kann einen frühen oder mäßigen Verschleiß verursachen. Diese Art von Abnutzung beeinträchtigt die Lebensdauer der Kette nicht wesentlich, und wenn rechtzeitig vorbeugende Maßnahmen ergriffen werden, kann sich die Situation nicht verschlechtern.
  • Stärkerer Verschleiß ist zu beobachten, wenn Hochleistungsketten bei sehr hohen oder sehr niedrigen Geschwindigkeiten laufen. Bei hohen Geschwindigkeiten kann Bolzenverschleiß auftreten, weil die Zeit zwischen den Lastzyklen nicht ausreicht, um einen ausreichenden Ölfilm zu bilden. Bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten kann der hohe Lagerdruck den Schmierstoff herausdrücken, und anhaltende schwere Lasten können verhindern, dass sich der Schmierstoff zwischen den Lagerflächen neu bildet.
  • Bestimmte Last- und Geschwindigkeitsschwankungen ermöglichen es dem Schmiermittel, effektiv zu arbeiten und die Tendenz zum Verschleiß der Bolzen zu verringern.
Abscheren von Stiften - Plötzliche starke Überlastung

  • Wenn es zu einer Stifttrennung kommt, ist dies in der Regel auf eine plötzliche, ungewöhnlich starke Überlastung zurückzuführen. Eine unerwartete Blockierung ist eine häufige Ursache.
  • Wie in der Abbildung zu sehen ist, wurde eine starke Stoßbelastung auf eine bereits stark belastete Kette ausgeübt, wodurch der Bolzen abscherte. Das Abscheren des Bolzens ist durch einen runden, relativ glatten Querschnitt gekennzeichnet. Da das Abscheren des Bolzens auf anormale Belastungsbedingungen zurückgeführt werden kann, lässt sich die Ursache in der Regel ermitteln und es können vorbeugende Maßnahmen ergriffen werden.
Stiftbiegung - Überlast

  • Die Biegung des Bolzens entsteht in der Regel durch eine plötzliche Belastung, die stark genug ist, um eine dauerhafte Verformung zu verursachen, aber nicht ausreicht, um den Bolzen abzuscheren. Dies tritt auf, wenn die Antriebskette über ihre vorgesehene Tragfähigkeit hinaus betrieben wird.
  • Dieses Phänomen ist bei Hochleistungs-Förderketten zu beobachten, bei denen ein plötzlicher Anstieg der Stoßbelastung die normale Arbeitskapazität der Kette übersteigt. In der Regel werden Korrekturmaßnahmen ergriffen, um den Schweregrad oder die Wahrscheinlichkeit einer Überlast zu verringern.
Erosion von Bolzen und Buchsen - Wasser, abrasive und korrosive Materialien

  • Die Lageroberflächen von Kettengliedern können korrodieren, wenn die Kette in Gegenwart von Wasser, abrasiven und korrosiven Materialien arbeitet. Das Ausmaß und die Geschwindigkeit der Erosion hängen von der Schwere der Bedingungen ab.
  • Erosion ist ein kontinuierlicher Prozess, bei dem abrasive Verunreinigungen und Wasser zusammen Stahlpartikel von der Lageroberfläche abwaschen, wodurch sich die Querschnittsfläche von Bolzen und Buchse allmählich verringert.
Festfressen von Fugen - Korrosion, Abnutzung oder Füllen von Fugen

  • Wenn die Lagerflächen stark korrodiert oder abgenutzt sind oder die Zwischenräume zwischen den Gelenkteilen mit Materialien gefüllt sind, die zur Aushärtung neigen, können die Gelenke festsitzen oder klemmen.
  • Wenn sich die Kette auf dem Kettenrad bewegt, können sich die Gelenkteile lockern. Im Falle eines starren Gelenkeingriffs kann es zu einem Torsionsbruch des Bolzens oder zu einem Ausreißen der Seitenlaschen-Teilungslöcher kommen. Die Kettengelenke können sich auch aufgrund von Verschleiß festsetzen oder verkleben, wenn die Kette über ihre Drehzahlgrenzen hinaus betrieben wird.
  • Ein Schutzüberzug kann verwendet werden, um Rost und ein mögliches Festfressen zu verhindern, wenn die Kette im intermittierenden Betrieb oder bei längerem Stillstand eingesetzt wird.
Ermüdung der Seitenplatten an den Neigungspunkten - zyklische Belastung

  • Das Ermüdungsversagen der Seitenplatten beginnt mit sehr kleinen Rissen an den Rändern der Bohrungen. Durch wiederholte Belastungszyklen breiten sich die Risse allmählich nach außen aus, bis die Seitenplatte so geschwächt ist, dass sie vollständig bricht.
  • Ermüdungsbrüche sind durch eine Reihe konzentrischer Kurven in einem Bereich gekennzeichnet, der ein sprödes Bruchbild aufweist. Eine gründliche Analyse aller Betriebsbedingungen ist in der Regel erforderlich, um eine wirksame Lösung zu finden.
Rollenermüdung - Korrosion, Verschleiß oder Füllen der Gelenke

  • Ein gewisser Stoß entsteht, wenn das Kettenrad die Zähne des Kettenrads berührt. Wenn die Betriebsbedingungen schwere Lasten und hohe Geschwindigkeiten beinhalten, kann der Aufprall durch den Zahneingriff stark sein und genug Kraft erzeugen, um eine hohe Belastung der Rollenoberfläche zu verursachen. Wiederholte Stöße können zu Ermüdungsrissen führen. Letztendlich kann die Rolle aufgrund von Metallermüdung brechen.
  • Durch eine Verringerung der Belastung und der Geschwindigkeit wird die Ermüdung der Rollen oft überwunden.
Zerquetschte Rollen oder Buchsen durch hohe Belastung

  • Stark verschlissene Ketten können aufgrund der Längung der Teilung nicht mehr richtig auf ihren Kettenrädern sitzen. Einige Rollen (oder Buchsen) können die Spitzen der Kettenradzähne berühren und so viel Kraft aufbringen, dass die Rollen oder Buchsen gequetscht werden. Wenn diese Art von Eingriff beobachtet wird, sollte die Kette ersetzt werden, um übermäßige Schäden am Kettenrad zu vermeiden.
  • Starke Überlastungen durch unerwartete Verklemmungen können auch Rollen oder Buchsen quetschen. In solchen Fällen werden in der Regel Abhilfemaßnahmen ergriffen, um zu verhindern, dass sich der Vorfall wiederholt.
Gliederverschleiß - Gleiten zwischen Traktionsrad und Kette

  • Für Becherwerke und andere Anwendungen werden häufig kostengünstigere Treibräder anstelle von Kettenrädern verwendet. Eine ausreichende Traktion zwischen Kette und Antriebsrad ist für einen effizienten Betrieb unerlässlich.
  • Die in der Abbildung gezeigte Verbindung wird in einem Becherwerk eingesetzt, das harte Schleifmittel fördert. Der starke Verschleiß wird durch Gleiten während der Spitzenlastzeiten verursacht. In diesem Fall reichte die Traktion nicht aus, um die Kette effektiv anzutreiben.
Abnormaler Verschleiß von Kette, Ritzel oder Schiene - Fehlausrichtung

  • Ungewöhnliche Verschleißmuster an Ketten weisen typischerweise auf Ausrichtungsfehler hin, die zu schweren Kettenschäden führen können. Die häufigsten Arten von Ausrichtungsfehlern sind:
    • Nicht-parallele Wellen
    • Die Kettenräder sind nicht zueinander ausgerichtet
    • Die Schienenabschnitte des Förderbands sind nicht ausgerichtet.
  • Bei einer Fehlausrichtung wird eine Seite der Kette überlastet, und die Kette ist gezwungen, sich zu verdrehen oder zu verformen, wenn sie von einem Kettenrad zum anderen läuft. Eine ungleichmäßige Kettenbelastung kann zu Bolzenverschleiß, Ausfall der Seitenlaschen oder schnellem Verschleiß führen.
  • Die beste Vorbeugungsmaßnahme gegen Kettenschäden durch Fehlausrichtung ist die regelmäßige Überprüfung des Antriebs- und Fördersystems.
Kettenlängung (oder -dehnung) - Zugüberlastung

  • Bei dieser Art der Dehnung handelt es sich um eine plastische Verformung, bei der das Material der Seitenplatten über seine Streckgrenze hinaus belastet wird, aber nicht über seine Endfestigkeit. Infolgedessen dehnen sich die Seitenlaschen dauerhaft, brechen aber nicht. Wenn die Laschenlängung stark ist, greift die Kette nicht mehr richtig in die Kettenräder ein.
  • Eine Zugüberlastung, die zu einer Kettenlängung führt, kann auftreten, wenn die Ausrüstung gezwungen ist, über ihre Auslegungskapazität hinaus zu arbeiten, aufgrund unerwarteter Blockierungen oder aus ähnlichen Gründen. In der Regel werden Korrekturmaßnahmen ergriffen, um weitere Überlastungen zu verhindern. Manchmal können stoßdämpfende Vorrichtungen eingesetzt werden, um die Übertragung der Überlast auf die Kette zu vermeiden.
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