Dikey Taşımacılık (VT) Endüstrisinde Zincirler

Bu önemli bileşenler gücü iletir ve taşıma amaçlı kullanılır, dolayısıyla özenle muhafaza edilmesi gerekmektedir.

Değer: 1 temas saati (0.1 CEU)

Bu makale, NAEC tarafından CET® ve CAT® için Sürekli Eğitim için onaylanmıştır.

EW Sürekli Eğitim şu anda aşağıdaki eyaletlerde onaylanmıştır: AL, AR, FL, GA, IL, IN, KY, MD, MO, MS, MT, OK, PA, VA, VT, WV ve WI. Lütfen onayın belirli kurs doğrulamasını şu adresten kontrol edin: Asansör Kitapları.

Standart Ken Smith sorumluluk reddi: Ben yürüyen merdiven ve yürüyen bant alanında bir uzmanım, bu nedenle asansör zinciri kullanımıyla ilgili sınırlı bilgiye sahibim.

Zincirler diğer sektörler gibi bizim sektörde de gücü iletmek ve bir şeyleri taşımak amacıyla yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Daha önce büyük bir ABD zincir şirketinin ürün mühendisliği departmanını yönetme deneyimim olduğu ve ASME B29 Zincir Komitesi üyesi olduğum için asansörlerde, yürüyen merdivenlerde ve yürüyen bantlarda kullanılan zincirler hakkında bazı yararlı bilgiler sağlayabileceğimi düşündüm. İş yerinde zincirler hakkında ve sektöre benden çok önce başlayan son derece zeki danışmanlar olan Dick Virgo, Gail Worsley ve John Wright’tan çok şey öğrendim. Adını sayamadığım daha birçok kişi de vardı elbette. Herkese teşekkürler!

Bildiğim kadarıyla dikey taşımacılık (VT) endüstrisinde ağırlıklı olarak üç tür zincir kullanılmaktadır:

1) Hassas makaralı zincir: Tek ve çok telli hassas makaralı zincirler, ister motor ve dişli kutusu arasında olsun, isterse yürüyen merdivenler ve yürüyen bantlardaki tırabzan tahrik zincirleri arasında olsun genellikle tahrik zincirleri olarak kullanılır. Bazı okuyucular, tamamen olumlu bir hareket için tırabzana kalıplanmış hassas makaralı zincire ve basamak zincirleri olarak kullanılan uzatılmış pimli hassas makaralı zincirlere sahip eski bir Peelle yürüyen merdivenini görmüş olabilir. Özel konut asansörleri de kabini desteklemek için kablo yerine bu tip zinciri kullanabilir. Bu zincirler, ASME B29.1 ve ISO 606’da standardize edilmiştir. 

2) Mühendislik sınıfı zincir: Yürüyen merdivenler ve yürüyen bantlarda basamakları veya paletleri bağlamak için genellikle mühendislik sınıfı zincirler kullanır. Bu zincirler, her uygulamaya özel olarak tasarlanır. Birçok varyasyona sahip oldukları için B29 zincir komitesi olarak yürüyen merdiven basamakları veya palet zincirleri için hiçbir zaman bir standart geliştirmedik. 

3) Bakla zinciri: Bağlantı zincirlerinin kullanıldığına sadece bazı asansörlerde rastladım ve makalede bunları ele almayı düşünmüyorum. 

140’de patenti alınan makaralı zincir 1880 yılı aşkın süredir kullanılmaktadır. Bisiklet, motosiklet, otomobil ve uçakların kullanıma girmesiyle makaralı zincir de önemli ölçüde gelişmeye başladı. Makaralı zincire duyulan gereksinimlerle doğru orantılı olarak imalatta otomasyon da arttı. Bu hassas makaralı zincirler, 1930’da Amerikan Standartlar Birliği (şimdi ANSI - Amerikan Ulusal Standartlar Enstitüsü) tarafından ASA B29a’da standartlaştırıldı. Bu standart daha sonra ASME B29.1 oldu. Zaman içerisinde zincir dişlisi gereksinimleri, beygir gücü tabloları ve daha yakın zamanda minimum nihai çekme ve dinamik dayanım gereksinimleri eklenmiştir.

Hassas makaralı zincir (yukarıdaki fotoğrafta gösterildiği gibi) ve mühendislik sınıfı zincir yaygın olarak adlandırılan bileşenlerden oluşmaktadır: iç ve dış plakalar veya baklalar, pimler, burçlar ve makaralar. Makaralar, burçlar ve iç baklalar zincir endüstrisinde makaralı bakla olarak bilinen parçayı oluşturur. Makaralı bakla, iç baklalara bastırılarak geçirilen burçlarla bir arada tutulur. Bazı mühendislik sınıfı zincirlerin uçlarında baklada dönmelerini önlemek için metal lamalar bulunduğunu belirtmek gerek. Pimler, dış burçlara bastırılarak geçirilir. Pim uçları genel olarak “sigorta” için uçlara sabitlenir. Bazı zincirlerde benzer işlevi yerine getiren kopilyalar (maşalı pim) veya segmanlar (tutucu halka) bulunur.

Zincir bütünlüğü, bileşenlerin bağlantılara presle oturmasından kaynaklanmaktadır. Dış baklalardaki delikler neredeyse her zaman delinir. Bu delik çap ve konikleşmenin tutarlılığı, baklanın ısıl işlemi ve pimlerin ya da burçların çapının tutarlılığı gibi açılardan ne kadar kaliteli olursa zincir de o kadar kaliteli olur. Düşük kaliteli zincir; düşük kaliteli deliklere, değişen çaplarda yuvarlak parçalara ve tutarsız ısıl işleme daha yatkın olacaktır. Sıklıkla Benjamin Franklin’e atfedilen “Düşük kalitenin acısı, düşük fiyatın tadı unutulduktan çok sonra bile kalır” sözü kesinlikle burada geçerlidir.

Hassas Makaralı Zincir Numaralandırma Sistemi ve Boyutları

ASME B29.1’de ve bugüne kadar gördüğüm tüm zincir imalatçısı kataloğunda aşağıdakine benzer bir tablo (Tablo 1) yer alır. Tabloda her boyutta hassas makaralı zincirin nominal ölçüleri verilmektedir. Bu zincirler hatve (silindirler arasındaki mesafe) ile orantılı olarak her boyuttaki zincirin ana bileşen boyutlarına göre oldukça iyi bir şekilde tasarlanmıştır. Bu zincirlerin numaralandırma sistemi 1/8 inçlik artışlı hatvelere dayalıdır. Örneğin: 60 zincir 6/8 veya 3/4 inç hatvelidir. Sağdaki sayı genellikle “0”dır; ancak hafif zincir (1 gibi) için “41” veya makarasız zincir (5 ve 25 gibi) için “35” olabilir. Sektörümüzde hafif veya makarasız zincirin kullanıldığına hiç rastlamadıysam da benim görmediğim birkaç kapı açıcısı olabilir. B29.1 standardı ve katalogları, zincir dişlisi boyutuna ve yağlama türüne göre her bir zincir boyutu için izin verilen beygir gücünün gösterildiği çizelgeleri de içermektedir. B29.1’e bu zincirler için zincir dişlisi tasarımı da yer almaktadır.

Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO), ISO 606 kısa hatveli şanzımana sahip hassas makaralı zincirleri ve zincir tekerleklerini geliştirdi. ISO 606, hassas makaralı zinciri kapsayan başka bir standart olup B29.1 gibi zincirleri hatvelerle numaralandırır. Ancak zincirler 606/1-inç’lik artışlarla numaralandırılmıştır. Bu nedenle 16 zincir, 60 A’dır ve buradaki “A” harfi ANSI zincirleri simgeler. Aynı hatveye sahip ancak biraz farklı boyutlarda olan “B” serisi zincirler de vardır. “B” serisi ise İngiliz Standartları Enstitüsü (BSI) zincirlerini temsil eder. 

ANSI B2 (ISO A serisi) ve BSI (ISO B serisi) zincirler arasındaki boyut farklarını göstermek için aşağıda bir karşılaştırma yaptım (Tablo 29.1):

Gördüğünüz gibi küçük de olsa farklılıklar var. Bir zincir kırıcı üretiyorum ve bu uygulama özelinde ANSI zincire kıyasla silindir ve pim çapları ve iç genişlik farklarının hesaba katılması önemlidir. Çoğu uygulama için farklı zincir dişlileri ve güçler dikkate alınmalıdır. Kuzey Amerika’da gıda-sanayi makina grubu ve bazı tarım ekipmanları dışında çok fazla “B” serisi zincir görmedim. Ancak yakında göreceğimizden eminim.

Ele almak istediğim şeylerden ilki, “zincir gerilmesi” teriminin yaygın kullanımıyla ilgili. İşin bilimsel yanıyla ilgilenenler için belirtmek gerekirse zincirin, bileşenlerinin akma dayanımının altında kalan bir yükle yüklendiğinde uzayacağını ve ardından yaklaşık olarak orijinal uzunluğuna geri döneceğini biliyoruz (sanırım buna esneme deniyordur). Zincir uzunluğunu ölçmek, özel konut asansörü kabinine birileri bindiğinde tekrar ölçmek ve bu kişiler asansörden indiğinde tekrar ölçmek buna örnek verilebilir (zincirin kabini desteklediğini varsayarsak). Zincir akma dayanımının üzerinde bir yükle yüklenirse yüksüz orijinal uzunluğundan daha uzun bir hâle gelecektir. Yük yeterince fazlaysa zincir arızalanacak veya kopacaktır. 

Kaliteli hassas makaralı zincirlere montaj aşamasında fabrikada ön yükleme yapılır. Bu süreç ne kadar değişkenlik gösterse de imalat sırasında zincire önemli ölçüde yük uygulanır ve bu da zincirin biraz uzamasına neden olur. Ön yükleme, zincirin (ön yükleme yapılmamış) başlangıçtaki uzamasını en aza indirir veya ortadan kaldırır ve yorulma dayanımını artırır. Yüksek oranda yüklemenin olduğu uygulamalarda kullanılan zincire yine yüksek oranda bir ön yükleme yapılması gerekir.

Zincir gerilmesi ifadesi yaygın olarak (ve yanlış bir şekilde) aşınmayı tanımlamak için kullanılır. Zincir yük altında mafsallandıkça aşınır, esnemez. Aşınma, zincir pimi ile burcu arasında gerçekleşir ve zincir veya bağlantı konektörü kopmadıkça fark edilmez. Zincir yeterince yağlanmazsa daha çabuk aşınacak, aşındırıcı malzemeyle (toz, kum, beton tozu vb.) kaplanacak veya tavsiye edilenden daha yüksek yüklerde çalışacaktır. 

Zincirli tahrik, zincirin değişmesine gerek kalmadan önce genellikle %2-3 arasında bir oranda zincir uzamasına katlanabilecektir. Kabul edilebilir uzama miktarı, tahrik yönü gibi etkenlere göre değişmektedir. Örneğin Montgomery masif korkuluklu yürüyen merdiven genellikle dikeye yakın bir zincirli tahrike sahiptir. Değişimi hesaba katmadan önce yaklaşık olarak %2’lik bir uzamayı kaldıracaktır. Montgomery cam korkuluklu yürüyen merdiven ise yataya yakın bir tahrike sahiptir ve zincirin değiştirilmesini gerektirmeden önce yaklaşık %3’lük bir uzamayı kaldırmalıdır. Bu sayılar ne kadar makul olsa da pratik açıdan iyi bir temel teşkil eder. Bazı zincir üreticileri zincir aşınma ölçekleri sunabilir veya sadece mümkün olduğu kadar uzun ve düz bir gerinme boyunca pimden pime ölçebilir, ardından bu uzunluğu nominal hatve (pimler arası mesafe) ile karşılaştırabilirsiniz. Yüzdelik uzama miktarı şöyledir: [(ölçülen uzunluk-nominal uzunluk)/nominal uzunluk]. Hassas makaralı zincir hatvesi, boyutları ve diğer faydalı bilgiler B29.1’de mevcuttur. (ASME’den bir nüshasını satın almanızı ve standarda destek olmanızı öneririm).

Mühendislik sınıfı zincir farklı hızlarla ve yüklerle çalışan değişik bir türdür. Bunun nedeni ise genellikle basamakları veya paletleri birbirine bağlaması ve basamağın/palet ağının (veya eksikliği) çoğunlukla bir değiştirme kriteri olmasıdır. Bildiğim tüm durumlarda basamak/palet zinciri, %1 uzamaya dahi ulaşmadan değiştirilir. 

Bir zincir, değiştirilmeden önce aşırı uzarsa zincir dişlisini yerinden oynatmaya başlayabilir. Böyle bir durumda zincir (ve zincir dişlileri) derhal değiştirilmelidir. 

Zincir dişlisi değiştirme: Neredeyse tüm teknikerlerin bunu okurken “Aman!” dediğini duyar gibiyim. Zincir mühendisleri, zincir çok küçük bir uzama miktarıyla değiştirilmediği sürece, değiştirme işlemi sırasında zincir dişlilerinin de değiştirilmesini ister. Eski zincir dişlilerinde yeni zincir olması zincir satıcılarını memnun eder çünkü bu durumda zincirin daha sık değiştirilmesi gerekecektir. Zincir aşındıkça dişliler de aşınır. Bu ise zincir dişlisinin profilini değiştirir ve zincirin, dişlilerle nasıl bir reaksiyon içinde olduğunu etkiler. Aşınmış dişlilere yeni zincir takıldığında zincir daha çabuk uzayacaktır. Zincir ömrünü etkileyecek olan dişli aşınmasının miktarını anlamak imkânsız değilse de zordur. Öte yandan fazlasıyla aşınmış zincir dişlisinde genellikle dişin “kancalı” hâle geldiğini veya bükülmüş gibi durduğunu görebilirsiniz.

Tahrik zincirleri için dişlilerin, zincirle birlikte değiştirilmesini tavsiye ederim. Basamak/palet zincirleri için dişte gözle görülür bir aşınma olmadığı sürece bu durum olası değildir. 80’lerde Montgomery’de dişli çarklardaki diş aşınmasını kontrol etmek için bir tapa mastarı ürettik. Aşınmış dişlilere yeni bir zincir takmak, arabanın yağını değiştirip filtresini değiştirmemek gibidir.

Yağlama

Zincir kullanım ömrünü etkili bir şekilde uzatmak için yağlayıcının, zincir pimine/burç alanına (mil yatağına benzer) aşağıdaki grafikte gösterildiği gibi iyice geçmesi gerekir. Zincirin geri kalanına uygulanan yağlayıcı, baklaları ve makaraları korozyondan korusa da zincirin uzamasına yardımcı olmaz. Uygulamada yağı iç ve dış baklalar arasındaki küçük boşluklara yedirmek biraz zor olabilir.  

Sektörümüzde gördüğüm hiçbir uygulamada (hepsini görmediğimi belirtmekte fayda var), tahrik dişlisinin boyutu ve hızı (RPM) nedeniyle Tip A damlama veya manüel yağlama konusunda bir sorun yaşanmıyor. B29.1’de veya üreticilerin kataloglarında bulunan hassas makaralı zincir için kapasite tabloları, gerekli yağ türü hakkında bilgi vermektedir.    

Ekipman üreticilerinin hepsi olmasa da çoğunun, belirli bir zincir yağı önerisi veya ürünlerinde önerdikleri yağlayıcı türü için teknik şartnameleri vardır. İmalatçının tavsiyelerine uymaya değer. Ben bir motosiklet delisiyim, yanlış yağlamada akla gelen bir örnek de motosikletler için O-ring zincirlerinin çıktığı zamandı. Bu zincirlerin çoğu, geleneksel zincir yağları uygulanmasıyla O-ringlerin tahrip edilmesi sonucu kısa sürede bozuldu.

Castrol, yürüyen merdivenler ve yürüyen yollar için yeni bir ürünü pazara sunuyor. Bu ürün bir taşıyıcı kullanarak pim/burç alanına kuru film yağlayıcı yerleştiriyor. Yaptıkları testler son derece umut vaat edici.

VT Endüstrisindeki Genel Zincir Arızaları

Ekipmanı incelerken zincirle ilgili gördüğüm en yaygın sorun yetersiz yağlamadır. Bazı ekipmanlar zincirin manüel olarak yağlanmasını gerektirirken bazılarında otomatik yağlayıcılar bulunur. Yetersiz yağlanmış durumda olan birçok yürüyen merdiven ve yürüyen zincir gördüm. Çoğu zaman, pim/burç mafsallarının etrafındaki bağlantılarda görülen sürtünme korozyonu (kızıl pas) ile bunları tespit etmek kolaydır. Sürtünmeyle ilgili bulabildiğim en iyi fotoğrafın makaralı zincirde değil, yapraklı zincir baklalarında olduğuna dikkat çekerim.

Sürtünme meydana geldiğinde zincirin ömrü büyük ölçüde azalmaktadır. Çoğu hassas makaralı zincirde, karbonlanmış veya karbonitrürlenmiş pim ve burç vardır. Bunların yüzeyinde, aşınmayı en aza indirmek için ince fakat çok sert bir tabaka bulunur. Zincir yağlanmadan ve fretlenmeden hareket ettiğinde bu katman oldukça aşınabilir ve bu durumda zincir, son derece hızlı bir şekilde uzar. Yağlama eksikliğinin dişlilerin normalden daha hızlı aşınmasına neden olabileceğini unutmayın. 

Özellikle açık havada nemli ve/veya tuzlu ortamlarda bulunan ekipmanlar için çevresel koşullardan kaynaklanan zincir paslanması da yaygın bir sorundur.

Rastladığım başka bir sorun da aşağıdaki fotoğrafta görülüğü gibi “sıkı mafsallar”dır. Zincirin mafsalları sıkı olduğunda zincir yük altındayken düzleşmez veya elle bükülmesi zordur. Bizim sektörde buna genellikle pim/burç mafsalının yetersiz yağlanması ve/veya korozyonu neden olur. Zincirin mafsalları sıkıysa zincir değiştirilmelidir.

Sektörde geçirdiğim onca zaman boyunca “dönmüş pim” durumuyla yalnızca bir kez karşılaştım. Bu durumu pimlerin ucundaki hizalanmamış kazıklar veya kamalarla tarif etmek mümkündür. Pim(ler) ile bakla(lar) arasındaki baskının üstesinden gelinir ve pim(ler) zincir dişlisi üzerinde eklemlenerek döner. Bu genellikle yetersiz yağlama ve/veya aşırı yüklenmeden kaynaklanır. Zincirde dönmüş pimler mevcutsa zincir değiştirilmelidir.

Stres korozyonu nedeniyle kırılmadıkları sürece dış baklaları kırık bir yürüyen merdiven veya yürüyen yol zincirine hiç rastlamadım. Ancak zincirin bu şekilde bozulması mümkün. Basamak/palet zinciri durumunda aşırı yükten dolayı arızalanacak olan iç bakla plakasıdır çünkü genellikle burcun çevresindeki çapraz kesitli alanı, dış baklanın pim çevresindeki alanından daha küçüktür. Hassas makaralı zincirde ya iç ya da dış bakla vardır. Zincirin halkaları kırılmışsa değiştirilmesi gerektiği ortadadır (mümkün olan en ulaşılmaz noktasını bulup çıkararak).

Zincirler yorgunluk nedeniyle de arızalanabilir. İmalatçının tavsiyelerine göre kaliteli bir zincir uygulanırsa yorgunluk kaynaklı bozulma nadir görülür. Zincirler genelde aşınmadan dolayı arızalanır. Zincir, belirli sayıda yük değişiminde yüksek yük miktarıyla çalıştırılırsa yorgunluk nedeniyle arızalanabilir. Dış baklalar, aşağıdaki fotoğrafta gösterildiği gibi pim deliğinden dış kenara doğru yarılır. Yine aynı şeyi öneriyorum, zincirin değiştirilmesi gerekir.

Pimler çekme aşırı yükü nedeniyle de kırılabilir. Basamak kazası sırasında yürüyen merdivenin veya yürüyen yolun basamak/palet zincirinde pim arızası yaşanabilir. Bazı zincirlerde basamakları/paletleri veya bunların akslarını sabitlemek için uzatılmış pimler mevcuttur. Bu uzatılmış pimler bazen kırılmak üzere tasarlanarak üniteyi daha büyük hasarlardan korur. Burada da yine zincir değiştirilmelidir. 

Son olarak stres korozyonundan bahsedeceğim. Bazı zincir baklaları gibi belirli bir seviyeye kadar sertleştirilmiş çelik, stres korozyonu nedeniyle bozulabilir. Zincir neme veya zincir baklasının paslanmasına neden olan bir kimyasala maruz kalırsa, bu, presle geçmeden kaynaklanan stresle birlikte baklanın çatlamasına (genellikle pim veya dış bakla) neden olabilir. Bu son derecede nadir yaşanan bir olaydır ancak bu şekilde bozulan yürüyen merdiven ve yürüyen yol basamak zincirlerini inceledim. Zincir değiştirilmeli ve sorunun tekrarlanmaması için çevresel nedenler ortadan kaldırılmalıdır.

ÖZET

Sektörümüzdeki muhtemel zincir sorunlarındaki ortak noktayı fark etmişsinizdir. Bu sorunların çoğu yağlama eksikliğinden kaynaklanmaktadır. Aşırı yükleme ise ekipmanlar ASME A17.1 Asansörler ve Yürüyen Merdivenler için Güvenlik Kodu güvenlik faktörleri kullanılarak tasarlandığından çok nadir görülen bir etkendir. Bazı yağsız zincirlerin de bulunduğunu hatırlatırım. 

Yağlama, makul bir kullanım ömrü elde etmek ve zinciri korozyondan korumak için büyük önem taşır. Size tavsiyem, yağ kutusunu alın ve zincirleri yağlayın!

Referanslar

Zincir hakkında daha fazla bilgiye ihtiyacınız varsa, ilgilendiğiniz belirli zincir için ASME B29 zincir standartlarını veya ISO zincir standartlarını incelemenizi öneririm. Buna ek olarak, Amerikan Zincir Birliği, “Standard Handbook of Chains, Second Edition” adlı harika bir kitap yayınladı. Bu kitap, Konveyör Ekipmanları Üreticileri Derneği'nde mevcuttur (CEMA) Web sitesi.