Kaip veikia žarnos ritė?

Žarnos ritė apvynioja lanksčią žarną aplink besisukantį būgną ir valdo, kaip žarna išskleidžiama, laikoma ir įtraukiama. Nors veikimo principas yra gana paprastas, pramoninė žarnos ritė yra suderintas mechaninis mazgas, apimantis būgną, veleną, guolius, pasukimą, žarną, atsukimo mechanizmą, žarnos kreiptuvą ir tvirtinimo konstrukciją.

Ritė turi leisti žarnai judėti, išlaikant nuolatinį ryšį su skysčio arba dujų tiekimu. Tuo pačiu metu jis turi kontroliuoti žarnos lenkimą, sukimosi judėjimą ir atitraukimo jėgą.

Skirtingos žarnos ritės tai pasiekia naudojant skirtingus pavaros mechanizmus. Spyruoklinės-spyruoklinės, rankinės-sūkties, variklio-ir hidrauliškai varomos ritės naudoja tą pačią pagrindinę būgno-ir-žarnos koncepciją, tačiau būgno sukimosi generavimo ir valdymo būdas skiriasi.

Renkantis suslėgto oro, vandens, hidraulinės alyvos, tepalų, degalų, valymo skysčių ir kitų pramoninių reikmenų įrangą, svarbu suprasti, kaip veikia žarnos ritė.

Pagrindinis veikimo principas yra rotacinis saugojimas.

Užuot palikus žarną palaidą ant grindų arba suvyniojus ją rankiniu būdu, žarna apvyniojama aplink cilindrinį būgną. Būgnas sukasi aplink centrinį veleną, todėl žarną galima ištraukti arba vėl įsukti.

Darbo ciklą galima suskirstyti į tris etapus:

Pagrindinė inžinerijos problema yra ta, kad būgnas sukasi, kol maitinimo jungtis nejuda. Štai kodėl pasukamas agregatas yra svarbi pramoninės žarnos ritės dalis.

Tipiška pramoninė žarnos ritė gali būti suprantama kaip kelios kartu veikiančios mechaninės sistemos.

Tiksli konfigūracija skiriasi priklausomai nuo žarnos dydžio, slėgio, terpės, montavimo padėties ir atsukimo būdo.

Būgnas sumontuotas ant veleno, paremto guoliais ar kitomis sukimosi atramomis.

Kai žarna ištraukiama į išorę, žarną veikianti jėga sukuria sukimosi momentą aplink būgno ašį.

Traukiant žarną, būgnas sukasi ir išleidžia papildomą žarną.

Kai žarna įtraukiama, būgno sukimosi kryptis pasikeičia.

Reikalingas sukimo momentas nėra pastovus viso apvijos proceso metu. Kai žarna kaupiasi ant būgno, efektyvus apvijos spindulys didėja. Todėl ryšys tarp žarnos įtempimo ir būgno sukimo momento keičiasi priklausomai nuo ritėje likusios žarnos kiekio.

Tai ypač svarbu spyruoklinėms{0}}ritėms, nes spyruoklė turi užtikrinti pakankamą sukimo momentą per visą žarnos ilgį.

Tai yra sukimosi jungties vaidmuo.

Viena žarnos ritės pusė prijungta prie stacionarios tiekimo linijos. Kita pusė sukasi kartu su būgnu. Įprasta standi jungtis susisuktų, kai būgnas sukasi.

Pasukamasis mechanizmas leidžia suktis, išlaikant sandarų darbo terpės kanalą.

Supaprastintas srauto kelias yra:

Todėl pasukamasis elementas vienu metu atlieka dvi funkcijas:

• ■Tai leidžia sukamąjį judėjimą.
• ■Jis palaiko slėgio{0}}sudėtingą skysčio kelią.

Pramoniniams tikslams pasukimas turi būti parenkamas pagal darbinį slėgį, temperatūrą, skysčių suderinamumą, jungties dydį ir reikiamą sukimosi našumą.

Didžiausias ritės slėgis neturėtų būti nustatomas vien pagal būgno struktūrą. Žarna, pasukama jungtis, jungiamosios detalės, sandarikliai ir kiti slėgį laikantys komponentai turi būti vertinami kartu.

Spyruoklinė{0}}žarnos ritė naudoja sukauptą mechaninę energiją žarnai atitraukti.

Ritės viduje yra iš anksto įkrauta spyruoklė, prijungta prie būgno.

Kai operatorius traukia žarną į išorę:

Kai operatorius leidžia žarnai grįžti:

Štai kodėl spyruoklinės ritės gali automatiškai grąžinti žarną be išorinio elektros ar hidraulinio maitinimo šaltinio.

Reikalingos spyruoklės charakteristikos priklauso nuo:

• ✔Žarnos ilgis
• ✔Žarnos skersmuo
• ✔Žarnos svoris
• ✔Būgno skersmuo
• ✔Montavimo orientacija
• ✔Trintis
• ✔Norima atitraukimo jėga

Per silpna spyruoklė gali visiškai neįtraukti žarnos. Pernelyg stipri spyruoklė gali apsunkinti žarnos išskleidimą ir sukelti agresyvų atitraukimą.

Rankinė-alkūninė ritė pakeičia automatinį spyruoklių įtraukimą rankiniu būdu valdoma mechanine pavara.

Švaistiklis yra prijungtas prie būgno per veleną arba pavarų mechanizmą.

Kai operatorius pasuka švaistiklį:

Norėdamas išskleisti žarną, operatorius ištraukia žarną nuo būgno ir leidžia būgneliui suktis priešinga kryptimi.

Rankinės{0}}alkūninės sistemos leidžia tiesiogiai valdyti apvijos procesą.

Jie ypač naudingi, kai:

• ✔Žarna ilga.
• ✔Žarna sunki.
• ✔Atsitraukimas nebūtinai turi būti automatinis.
• ✔Operatoriui reikia tikslaus apvijų valdymo.
• ✔Ritė montuojama ant mobilios įrangos.

Alkūninis mechanizmas taip pat gali suteikti mechaninio pranašumo, sumažindamas rankinę jėgą, reikalingą sunkiai žarnai valdyti.

Varikliu{0}}varomos žarnos ritės naudoja išorinį maitinimo šaltinį būgnui pasukti.

Priklausomai nuo programos, diskas gali būti:

• ■Elektrinis
• ■Hidraulinis
• ■Pneumatinė

Pagrindinė veikimo seka yra tokia:

Variklio{0}}konfigūracija paprastai atsižvelgiama, kai žarna yra per ilga arba sunki, kad būtų galima praktiškai valdyti spyruoklę ar rankiniu būdu, arba kai reikia dažnai automatinio įtraukimo.

Pavyzdžiui, hidraulinės žarnos ritėje, sumontuotoje ant aptarnavimo transporto priemonės, gali būti naudojamas hidraulinis variklis, prijungtas prie transporto priemonės hidraulinės sistemos.

Motorizuotose sistemose atsižvelgiama į papildomus inžinerinius aspektus, įskaitant:

• Variklio sukimo momentas
• Sukimosi greitis
• Pavarų reduktorius
• Stabdymas
• Valdymo sistema
• Maitinimo šaltinis
• Žarnos įtempimas
• Avarinis stabdymas

Žarnos kreiptuvas valdo, kaip žarna patenka į ritę ir iš jos išeina.

Be tinkamo kreiptuvo žarna gali priartėti prie būgno nepalankiu kampu, todėl susidaro šoninė apkrova ir netolygi apvija.

Vadovas gali naudoti volelius ar kitus mažos{0}}trinties paviršius, kad valdytų žarnos judėjimą.

Veikimo metu:

Atsitraukimo metu:

Tinkamai suprojektuotas kreiptuvas padeda paskirstyti žarną per būgną, o ne leisti jai kauptis vienoje vietoje.

Tai tampa vis svarbiau, kai operatorius traukia žarną skirtingais kampais.

Žarnos apvija yra daugiau nei tiesiog būgno sukimas.

Daugelio ritinių žarna turi būti paskirstyta per visą būgno plotį, kad būtų išlaikytas tvarkingas sandėliavimas.

Jei žarna pakartotinai patenka į tą patį tašką, vietoje gali susidaryti keli sluoksniai. Tai gali sukurti:

• ■Netolygi apvija
• ■Padidėjęs vietinis skersmuo
• ■Didesnės šoninės apkrovos
• ■Sumažinta žarnos talpa
• ■Didesnė trintis
• ■Sunkus dislokavimas

Todėl kai kurios ritės konstrukcijos turi kreipiamąjį mechanizmą, kuris juda žarną į šoną, kai būgnas sukasi.

Apvijos modelis priklauso nuo:

• Žarnos išorinis skersmuo
• Būgno plotis
• Būgno skersmuo
• Žarnos standumas
• Gido išdėstymas
• Žarnos sluoksnių skaičius

Didelės{0}}talpos ritėms šie veiksniai tampa ypač svarbūs, nes keli sluoksniai gali labai pakeisti efektyvų būgno spindulį.

Būgno skersmuo tiesiogiai veikia žarnos lenkimą.

Kai žarna apvyniojama aplink būgną, ji išlinksta. Jei būgnas per mažas žarnai, pakartotinis apvyniojimas gali pernelyg sulenkti žarną.

Štai kodėl renkantis ritę reikia atsižvelgti į minimalų žarnai nurodytą lenkimo spindulį.

Šis klausimas ypač svarbus:

• ✔Hidraulinės žarnos
• ✔Aukšto{0}}slėgio žarnos
• ✔Sustiprintos žarnos
• ✔Didelės{0}}skersmens žarnos
• ✔Žarnos dažnai važinėjamos dviračiu

Tinkama ritė turi užtikrinti, kad apvijos skersmuo atitiktų leistiną žarnos lenkimo spindulį.

Automatinių ritinių įtraukimo jėga yra esminis veikimo parametras.

Ritė turi įveikti kelis pasipriešinimus:

Tikrasis elgesys priklauso nuo ritės konstrukcijos ir veikimo padėties.

Pavyzdžiui, vertikaliai sumontuotos ritės žarnos įtempimo reikalavimai gali skirtis nuo horizontaliai sumontuotos sistemos, nes gravitacija veikia žarną.

Spyruoklėje{0}}varomoje ritėje galimas sukimo momentas taip pat keičiasi atsižvelgiant į spyruoklės būseną.

Todėl neužtenka vien nurodyti spyruoklinę ritę pagal žarnos ilgį. Žarnos svoris ir žarnos OD yra vienodai svarbūs.

Ritės talpa reiškia žarnos kiekį, kurį galima laikyti tam tikrame būgne.

Talpa visų pirma priklauso nuo:

• Būgno skersmuo
• Būgno plotis
• Žarnos išorinis skersmuo
• Apvijų sluoksnių skaičius
• Galimas saugojimo tūris

Žarnos OD yra ypač svarbus.

Pavyzdžiui, 20 m žarna su mažu išoriniu skersmeniu gali užimti žymiai mažiau būgno tūrio nei 20 m žarna su dideliu išoriniu skersmeniu.

Tai reiškia, kad renkantis ritę reikia naudoti tikrąjį išorinį žarnos skersmenį, o ne tik žarnos ilgį arba vidinį skersmenį.

Įprastą spyruoklinę{0}}pramoninę ritę galima apibūdinti per šį ciklą.

Dėl šio pasikartojančio ciklo ciklo trukmė yra svarbi pramoninių ritinių, naudojamų daug kartų per dieną, veiksnys.

Žarnos kamštis nustato, kiek žarna atsitraukia.

Automatinėje ritėje jis neleidžia žarnos galui visiškai išnykti į ritės mazgą.

Taip pat sukuriamas patogus griebimo taškas kitai operacijai.

Kamštis turi būti suderinamas su žarnos skersmeniu ir ritės konfigūracija. Jo padėtis taip pat gali turėti įtakos žarnos kiekiui už ritės ribų, kai ji visiškai įtraukta.

Teisingas mechanizmas priklauso ne tik nuo patogumo. Turėtų būti įvertintas žarnos svoris, ilgis, veikimo dažnis, turima galia, montavimo aplinka ir reikalingas valdymas.

Darbo principas išlieka panašus, tačiau ritės konfigūracija keičiasi pagal žarnos pritaikymą.

Oro žarnos ritė

Oro žarnos ritė tiekia suslėgtą orą iš fiksuoto oro tinklo į pneumatinius įrankius ar darbo vietas.

Slėgio įvertinimas ir žarnos ID yra ypač svarbūs, nes žarna turi palaikyti tinkamą srautą į prijungtą įrangą.

Vandens žarnos ritė

Vandens ritės dažnai naudojamos įrangos valymui, pramoniniam plovimui ir priežiūrai.

Naudojant karštą{0}}vandenį, be slėgio, reikia atsižvelgti ir į atsparumą temperatūrai.

Hidraulinės žarnos ritė

Naudojant hidraulinius įrenginius, reikia atidžiai apsvarstyti slėgį, žarnos sutvirtinimą, lenkimo spindulį, jungiamąsias detales ir mechaninę apsaugą.

Pati ritė neturi lenkti sąlygų, viršijančių žarnos gamintojo specifikacijas.

Tepalų žarnos ritė

Tepalų ritės gali veikti esant žymiai didesniam slėgiui nei įprastos vandens ar oro sistemos.

Todėl pasukamasis, žarna, jungiamosios detalės ir ritės mazgas turi būti tinkamo slėgio{0}}vardžiu.

Šie komponentai atlieka skirtingas funkcijas.

Guoliaipalaikyti besisukantį būgną ir sumažinti sukimosi pasipriešinimą.

Sukamiejipalaikyti skysčio ryšį tarp stacionarių ir besisukančių komponentų.

Antspaudaineleisti transportuojamai terpei išbėgti per besisukančią sąsają.

Visos trys sistemos turi veikti kartu.

Ritė gali turėti mechaniškai tvirtą būgną, tačiau jei sukimasis neteisingai parinktas slėgiui arba terpei, visas agregatas vis tiek gali būti netinkamas naudoti.

Štai kodėl pramoninės žarnos ritės dizainas iš esmės yra sistemos inžinerijos, o ne tiesiog žarnų laikymo problema.

Įprastos veikimo problemos dažnai kyla dėl neteisingo pasirinkimo, įrengimo ar priežiūros.

Todėl trikčių šalinimas turėtų prasidėti nuo visos operacinės sistemos, o ne pakeičiant atskirus komponentus nenustačius pagrindinės priežasties.

Techniškai tinkamas pasirinkimas turėtų apimti bent šiuos parametrus:

Ritė turėtų būti parenkama pagal faktines veikimo sąlygas, o ne pagal bendrą ritės dydį.