Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Производство вспененного пенополистирола (ППС) представляет собой технологический процесс, требующий применения специализированного оборудования, работающего в условиях повышенной влажности и воздействия водяного пара. Технологическая линия включает несколько ключевых этапов: предварительное вспенивание гранул полистирола, кондиционирование вспененного материала и формование готовых изделий.
На стадии предварительного вспенивания гранулы полистирола подвергаются воздействию водяного пара при температуре от 93 до 102 градусов Цельсия. Рабочее давление пара в системе составляет от 6 до 8 бар. При нагревании содержащийся в гранулах вспенивающий агент переходит в газообразное состояние, что приводит к увеличению объема гранул в 40-50 раз по сравнению с исходным размером.
Транспортные системы линий ППС функционируют в среде с постоянным присутствием водяного пара, конденсата и периодическими промывками оборудования. Эти условия предъявляют особые требования к материалам цепных передач, используемых для перемещения вспененных гранул и готовой продукции.
Основным требованием к цепям, применяемым в производстве пенополистирола, является высокая коррозионная стойкость. Постоянный контакт с водяным паром при температурах до 102 градусов Цельсия, конденсат и периодические промывки оборудования создают агрессивную среду, которая быстро разрушает углеродистую сталь. Применение обычных цепей в таких условиях приводит к образованию ржавчины, загрязнению продукции и выходу оборудования из строя.
Цепи должны сохранять работоспособность в диапазоне температур от комнатной до 102 градусов Цельсия в зоне вспенивания. Материал цепи не должен терять прочностные характеристики при циклических температурных нагрузках. Аустенитные нержавеющие стали сохраняют стабильные механические свойства в данном температурном диапазоне.
Поскольку пенополистирол часто используется в пищевой промышленности и строительстве, материалы цепей должны соответствовать гигиеническим нормам. Нержавеющие стали класса AISI 304 и AISI 316 допущены к применению в пищевом оборудовании и не вызывают загрязнения продукции.
Аустенитная нержавеющая сталь AISI 304 содержит от 17,5 до 19,5 процентов хрома и от 8 до 10,5 процентов никеля, с максимальным содержанием углерода 0,08 процента. Данный материал обеспечивает хорошую коррозионную стойкость в умеренно агрессивных средах, включая водяной пар и конденсат. Сталь AISI 304 характеризуется немагнитными свойствами в отожженном состоянии, хорошей свариваемостью и формуемостью.
Прочностные характеристики стали AISI 304: предел текучести составляет около 205 МПа, предел прочности достигает 515 МПа. Материал сохраняет работоспособность при температурах от минус 40 до плюс 400 градусов Цельсия, что делает его пригодным для большинства применений в производстве пенополистирола.
Аустенитная нержавеющая сталь AISI 316 дополнительно легирована молибденом в количестве 2-3 процента, что значительно повышает ее коррозионную стойкость. Химический состав включает от 16 до 18 процентов хрома, от 10 до 14 процентов никеля и от 2 до 3 процентов молибдена. Молибден обеспечивает защиту от питтинговой и щелевой коррозии в хлоридсодержащих средах. Этот материал часто называют морской нержавеющей сталью благодаря его стойкости к воздействию соленой воды.
Для производственных линий ППС, расположенных в прибрежных зонах или использующих воду с повышенным содержанием хлоридов, применение стали AISI 316 обеспечивает более длительный срок службы оборудования. Прочностные характеристики AISI 316 аналогичны AISI 304, при этом коррозионная стойкость превосходит базовую нержавеющую сталь.
AISI 304: Cr 17,5-19,5%, Ni 8-10,5%, C максимум 0,08%
AISI 316: Cr 16-18%, Ni 10-14%, Mo 2-3%, C максимум 0,08%
Дополнительное содержание молибдена в стали AISI 316 обеспечивает улучшенную защиту в агрессивных паровых средах и при контакте с моющими растворами, содержащими хлориды.
Компания Renold производит специализированные роликовые цепи из нержавеющей стали серии Class-300, изготовленные из аустенитных нержавеющих сталей. Все компоненты цепей выполнены из коррозионностойкого материала: пластины, валики, ролики и втулки. Цепи проходят предварительную смазку пищевым смазочным материалом, одобренным USDA H1.
Цепи Renold Stainless отличаются специальной обработкой поверхности всех компонентов для удаления концентраторов напряжений. Пластины изготавливаются с повышенной долей ровных кромок, что обеспечивает улучшенную усталостную прочность и снижение начального удлинения при эксплуатации. Ролики выполнены бесшовными, что гарантирует плавный ход и высокую ударную прочность при работе на повышенных скоростях.
Цепи Renold Stainless работоспособны в температурном диапазоне от минус 40 до плюс 400 градусов Цельсия. Для применения в линиях ППС важно, что цепи поставляются с предварительной смазкой пищевым смазочным материалом. В процессе эксплуатации при контакте с паром требуется регулярное обслуживание и восстановление смазочного слоя после промывки оборудования.
Цепи Renold Stainless соответствуют размерам по стандарту ISO 606 или ANSI B29.1, что обеспечивает их совместимость со стандартными звездочками соответствующих размеров. Однако для максимального срока службы рекомендуется применение звездочек, также изготовленных из нержавеющей стали.
Немецкий производитель iwis выпускает роликовые цепи серии CF (Corrosion Free), специально разработанные для работы в коррозионных средах. Цепи изготавливаются из аустенитной нержавеющей стали с маркировкой, соответствующей материалу 1.4301 (AISI 304). Все компоненты цепи выполнены с повышенной долей гладких обрезанных кромок, что улучшает усталостную прочность.
Особенностью цепей iwis CF является применение бесшовных роликов и втулок, что снижает начальное удлинение цепи и обеспечивает более высокую точность позиционирования по сравнению с обычными нержавеющими цепями. Цепи предназначены для применения в агрессивных средах, при воздействии воды или пара, в условиях строгих требований к чистоте и при экстремально высоких температурах.
Для применений, где использование традиционных смазочных материалов нежелательно, iwis производит цепи серии b.dry. Эти цепи оснащены высокоэффективными полимерными втулками, которые обеспечивают работу без необходимости смазки. Полимерные втулки соответствуют требованиям FDA и обеспечивают низкое трение в шарнирном соединении.
Конструкция b.dry включает тонкостенные бесшовные втулки из нержавеющей стали, которые придают цепи дополнительную прочность и значительно повышают износостойкость. Базовая цепь изготовлена из аустенитной нержавеющей стали CF. Цепи b.dry полностью работают в сухом режиме и не требуют дополнительной смазки благодаря высокоэффективному полимерному подшипнику скольжения в шарнирном соединении.
Исключается загрязнение вспененного материала смазочными материалами. Снижаются затраты на обслуживание, так как не требуется регулярное восстановление смазки после промывки паром. Увеличивается срок службы цепи благодаря отсутствию вымывания смазки конденсатом.
Цепи iwis CF и b.dry изготавливаются в соответствии со стандартом ISO 606 (DIN ISO 606), что обеспечивает совместимость с европейскими стандартными звездочками. Размерный ряд включает шаги от 06B (шаг 9,525 мм) до 16B (шаг 25,4 мм) и более крупные размеры для тяжелонагруженных применений.
Для обеспечения максимального срока службы цепных передач в линиях производства пенополистирола звездочки также должны изготавливаться из коррозионностойких материалов. Применение звездочек из углеродистой стали в паре с нержавеющими цепями приводит к ускоренному износу как цепи, так и звездочки из-за электрохимической коррозии в месте контакта разнородных металлов.
Звездочки для работы с нержавеющими цепями изготавливаются из материалов AISI 304 или AISI 316. Звездочки из стали AISI 304 подходят для большинства применений в производстве ППС. При наличии хлоридов в воде или моющих растворах предпочтительно использование звездочек из стали AISI 316.
Звездочки из нержавеющей стали производятся методом механической обработки на станках с числовым программным управлением. Точная обработка профиля зуба обеспечивает плотное зацепление с цепью и минимальный износ. Для тяжелонагруженных применений применяется поверхностное упрочнение методом индукционной закалки, что повышает твердость рабочей поверхности зубьев.
Звездочки выпускаются в цельном исполнении для малых и средних диаметров. Для крупногабаритных звездочек применяется разборная конструкция, при которой зубчатый венец крепится болтами к ступице. Такая конструкция облегчает монтаж и замену изношенных звездочек без демонтажа валов конвейера.
Для цепи ISO 08B-1 (шаг 12,7 мм) применяется звездочка с числом зубьев от 15 до 25 для приводных валов и от 8 до 12 для натяжных или отклоняющих роликов. Диаметр делительной окружности звездочки с 19 зубьями составляет приблизительно 77 мм. Материал звездочки - AISI 304, обработка - механическая с точностью по 7-му квалитету.
Роликовые цепи европейского стандарта регламентируются документом ISO 606:2015, который также соответствует немецкому стандарту DIN ISO 606. Стандарт определяет размеры цепей с метрическим шагом от 6 мм до 114,3 мм. Цепи европейского стандарта характеризуются увеличенным диаметром валика по сравнению с американским стандартом, что обеспечивает лучшую износостойкость благодаря большей площади опорной поверхности.
Обозначение цепей по стандарту ISO 606 состоит из комбинации цифр и букв. Первые две цифры или цифра с буквой указывают на размер шага цепи. Буква B обозначает принадлежность к европейскому стандарту. Последняя цифра указывает количество рядов: 1 - однорядная (симплекс), 2 - двухрядная (дуплекс), 3 - трехрядная (триплекс).
Пример: обозначение 08B-1 означает цепь с шагом 12,7 мм (половина дюйма), однорядную, соответствующую европейскому стандарту. Обозначение 12B-2 указывает на двухрядную цепь с шагом 19,05 мм (три четверти дюйма).
Цепи американского стандарта регламентируются документом ANSI B29.1 и также охватываются международным стандартом ISO 606. Размеры шагов указываются в дюймовых единицах от четверти дюйма до трех дюймов. Маркировка американских цепей использует числовую систему, где первая цифра обозначает шаг в восьмых долях дюйма.
Пример: цепь ANSI 40 имеет шаг четыре восьмых дюйма, то есть половину дюйма (12,7 мм). Цепь ANSI 60 имеет шаг шесть восьмых дюйма, то есть три четверти дюйма (19,05 мм).
Срок службы нержавеющих цепей в производстве ППС зависит от множества факторов: правильности подбора типоразмера, качества монтажа, регулярности обслуживания и условий эксплуатации. При правильном проектировании системы и регулярном обслуживании цепи из стали AISI 304 обеспечивают непрерывную работу в течение 2-3 лет при круглосуточном режиме работы.
В процессе эксплуатации происходит постепенное удлинение цепи вследствие износа шарниров. Критическим считается удлинение на 2-3 процента от исходной длины, при котором цепь подлежит замене. Применение цепей с бесшовными втулками и роликами снижает скорость удлинения. Безсмазочные цепи с полимерными втулками демонстрируют меньшее удлинение по сравнению с обычными нержавеющими цепями.
Цепи со смазкой требуют периодического восстановления смазочного слоя, особенно после промывки оборудования. Безсмазочные цепи нуждаются только в регулярной очистке от загрязнений. Проверка натяжения цепи должна проводиться еженедельно, контроль удлинения - ежемесячно. Звездочки следует проверять на наличие износа зубьев каждые три месяца.
Начальное удлинение новой цепи: 0,1-0,2% (в первые 100 часов работы)
Удлинение в процессе эксплуатации: 0,5-1,0% за год при правильном обслуживании
Критическое удлинение для замены: 2,0-3,0% от исходной длины
Ожидаемый срок службы: 2-3 года при круглосуточной работе
Основными причинами преждевременного износа цепей являются: недостаточное натяжение или чрезмерное натяжение, перегрузка сверх допустимой, загрязнение абразивными частицами, неправильная соосность звездочек, работа без смазки (для цепей со смазкой). Устранение этих факторов позволяет значительно продлить срок службы цепной передачи.
При проектировании и обслуживании линий производства пенополистирола также используются:
Дополнительная техническая информация:
Данная статья носит исключительно ознакомительный и информационный характер. Информация представлена на основе технических данных производителей и общепринятых инженерных практик. Автор не несет ответственности за любые прямые или косвенные последствия использования информации, содержащейся в данной статье.
Перед применением описанных решений необходимо провести собственный технический анализ, учитывающий конкретные условия эксплуатации, требования безопасности и действующие нормативные документы. Выбор оборудования должен осуществляться квалифицированными специалистами с учетом всех технических параметров производственной линии.
Автор рекомендует обращаться к официальным каталогам производителей и консультироваться с техническими специалистами при проектировании и модернизации производственных линий.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.