Hvordan tilpasser man en belægningsrem til industrielle anvendelser?

Hvorfor afhænger ydeevnen af et belte med coating til tidsstyring af applikationsspecifik ingeniørarbejde

De hårde forhold i industrielle miljøer påvirker alvorligt tidsstyrede remssystemer med belægning, hvilket betyder, at ingeniører skal overveje omhyggeligt, hvad der fungerer bedst til hver enkelt specifik opgave. Tag f.eks. en rem, som fungerer fejlfrit i en tør emballageproces, men hurtigt begynder at falde fra hinanden, når den flyttes til et kemisk procesområde, hvor opløsningsmidler og syrdampe konstant er til stede. Temperatur er en anden væsentlig faktor, der påvirker valget af materialer. Elastomerbelægninger bliver normalt stive og mister deres fleksibilitet, når temperaturen falder under minus 20 grader Celsius, hvilket gør dem uegnede til kølelagerfaciliteter. Omvendt fører længerevarende udsættelse for varme over 120 grader Celsius til, at polymerer nedbrydes meget hurtigere end forventet. Når det kommer til lastkrav, er der en stor forskel mellem almindelig drift og situationer med stødlaste fra tunge maskiner. Disse anvendelser kræver belægninger med betydeligt større revbestandighed sammenlignet med standarddrift ved konstant belastning, som typisk forekommer i de fleste produktionsanlæg.

Overvej disse kritiske anvendelsesfaktorer:

• Kemisk eksponering : Petrolbaserede smøremidler nedbryder neopren; polyurethan er modstandsdygtig over for olier, men svigter ved stærke syrer
• Slidintensitet : Mineralsortering kræver belægninger med indlejrede slidmodstandsdygtige tilsætningsstoffer
• Nøjagtighedskrav : Halvlederproduktion kræver belægninger, der opretholder en dimensionsstabilitet på ±0,1 mm under mikrovibrationer

At ikke tage højde for disse faktorer fører ofte til tidlige fejl senere hen. Ifølge forskning offentliggjort af Material Handling Institute sidste år stammer omkring to tredjedele af alle tidsremsskift faktisk fra forkerte belægningsmaterialer i stedet for mekaniske problemer. Tag bagervirksomheder som eksempel: Mange faciliteter prøvede standardpolyurethanremme inde i deres ovne, kun for at opdage, at remmene blev stejle som sten efter ca. seks måneder – langt før de burde være slidt. Den samme opsætning med remme fremstillet af silikone til høj temperatur fungerede imidlertid upåklageligt i over 18 måneder under præcis de samme ovnbetingelser. Og det handler ikke kun om, hvilke materialer der anvendes: Den korrekte belægningsmålk tykkelse skal også matche pulejstørrelserne for at undgå glidningsproblemer, og en struktureret overflade forbedrer grebet, når overflader bliver våde eller fedtede. Virksomheder, der behandler tidsremme som generiske dele i stedet for brugerdefinerede løsninger, der er tilpasset specifikke anvendelsesområder, risikerer uventede nedbrud og dyre reparationer – enten nu eller senere.

Valg af optimale belægningsmaterialer til tidsremhjul efter underlag

Stålhjul: Kemisk nikkelbelægning versus sort oxidation for holdbarhed og korrosionsbestandighed

Når det gælder stålhjul til brug i krævende industrielle miljøer, gør valget mellem elektrolysefri nikkelbelægning (EN) og sort oxid en afgørende forskel for deres levetid. Elektrolysefri nikkel skiller sig ud ved sin fremragende korrosionsbestandighed. Disse belægninger kan klare mere end 96 timer under salt-sprøjteprøvning i henhold til ASTM B117-standarderne, mens uprotegeret stål kun klarer ca. 12 timer. Desuden bibeholder de deres præcise dimensioner – noget, der er særlig vigtigt i anvendelser, hvor drejningsmoment er afgørende. Sort oxid er heller ikke uden fordele, da den tilbyder en vis grad af korrosionsbeskyttelse og har lavere oprindelig omkostning. Der er dog en ulempe: Belægningen kræver ekstra olie-lag for at fungere korrekt, og disse olier nedbrydes typisk hurtigt ved kontakt med slibende materialer eller aggressive kemikalier. Praktiske tests i papirmøller har desuden vist noget meget oplysende: Hjul behandlet med elektrolysefri nikkel varede cirka tre gange længere end deres modstykker med sort oxid, når de udsattes konstant for damp og forskellige kemikaliesprøjt under normale driftsforhold.

Aluminiumtænderhjul: Anodiseringstype II mod type III og tætningspåvirkning på belægningens timingremtræk

At få den rigtige belægning på aluminiumspoler kræver specifikke anodiseringsprocesser for at opnå den ønskede overflade. Type II-anodisering giver os porøse overflader med en tykkelse på 12–25 mikrometer, hvilket er ideelt til farvepåføring, men som kræver en PTFE-lukning, hvis vi vil undgå problemer med klebærende slid, når disse belagte tidsstyringsremme sættes i drift. Derudover findes der Type III-hårdanodisering, som går langt dybere – ca. 50–100 mikrometer. Det, der gør denne variant særlig, er, at den skaber overflader, der allerede er tæt lukkede mod fugt, og som samtidig er ekstremt holdbare med en hårdhed på over 500 HV på Vickers-skalaen. Disse overflader kan klare op til dobbelt så meget slitage som deres Type II-modstykker. Den måde, hvorpå vi lukker disse overflader, har stor betydning for deres greb. Tests viser, at ukorrekt lukkede Type III-overflader genererer ca. 15 % mere friktion under drift i emballageanlæg sammenlignet med korrekt lukkede overflader.

Zinkplættede taljer: Afbalancerer omkostninger, ledningsevne og begrænset slidmodstand i lavmomentbelastede tandremssæt med belægning

Zinkbelægning virker godt til beskyttelse mod korrosion ved lav drejningsmoment-anvendelser, selvom der er nogle operationelle forhold, man skal være opmærksom på. Metallet leder faktisk elektricitet ret godt, med en modstand under 100 mΩ, hvilket gør det fremragende til områder, hvor statisk afladning er afgørende, f.eks. i elektronikproduktion. Zink er dog slet ikke særlig hårdt (ca. 300–400 på Meyer-skalaen), så det slits hurtigt ved kontakt med ru båndmaterialer under produktionen. Erfaringer har vist, at hvis tykkelsen af belægningslaget falder under 15 mikrometer, vil komponenterne have en levetid, der er ca. 40 % kortere i miljøer med støv eller partikler. Transportbåndsystemer, der opererer ved et drejningsmoment under 50 newtonmeter, opnår generelt de bedste resultater med chromaterede zinkbelægninger. Denne mulighed halverer omkostningerne næsten i forhold til nikkelalternativer, samtidig med at den tåler almindelig slid og slitage over tid.

Validering af kompatibilitet for beltebelægning ved hjælp af krav fra praktisk anvendelse

Fødevarer og drikke: FDA-kompatibel anodiseret aluminium med PTFE-forbedret belægning til hygiejnisk tidsstyringsbælteoperation

Belægninger til tidsstyringsbælter til udstyr til fødevareforarbejdning skal overholde FDA's hygiejnekrav. De bedste muligheder er ikke-permeable polyurethanbelægninger med lukkede cellestrukturer. Disse forhindrer væske i at trænge igennem og kan klare de hårde forhold ved automatiserede Clean-In-Place (CIP)-steriliseringsprocesser. Branchedata tyder på, at denne type design kan reducere risikoen for bakteriel kontamination betydeligt – måske med op til halvdelen i nogle tilfælde. I områder med intens trykvask holder bælter forstærket med rustfrit stål sig langt bedre imod korrosion, hvilket betyder, at de fortsat fungerer sikkert selv efter gentagne rengøringscyklusser. At tilføje PTFE til belægningsblandingen reducerer også friktionen og gør det sværere for mikrober at fastholde sig, når overfladen bliver våd.

Halvlederfremstilling: Hybrid Ni-P + mikrobueoxidationsbelægninger til præcise, rengøringsrumssikre tidsstyrede remtransmissionssystemer

Halvlederfabrikationsprocessen kræver ekstremt ren bevægelse inden for ISO-klasse 5-rengøringsrum, hvor selv små partikler kan forårsage alvorlige problemer. Når producenter kombinerer hybridnikkel-fosfor (Ni-P)-belægninger med mikrobueoxidationsteknikker, opnår de overflader, der ligner næsten keramik, og som er meget modstandsdygtige over for elektrostatiske udledninger samt uønsket udgassing. Dette todelte belægningssystem opnår en positionsnøjagtighed på under én mikrometer samtidig med, at partikelemissionerne holdes under 0,1 mikrometer. Praksisforsøg viser, at disse belægninger har en levetid, der er ca. 30 % længere i argonætsningsforhold end standardløsninger, ifølge fabriksrapporter efter udførelse af accelererede slidtests. Mange produktionsfaciliteter har skiftet til denne metode udelukkende på grund af den reducerede nedetid og lavere vedligeholdelsesomkostninger over tid.

Ofte stillede spørgsmål

Hvilke faktorer skal overvejes ved valg af en tidsstyreremningbelægning?

Nøglefaktorer inkluderer kemisk påvirkning, slidintensitet, præcisionskrav, temperaturforhold og belastningskrav.

Hvorfor fører forkerte belægninger til fejl i tidsstyreremninger?

Forkerte belægninger fører ofte til fejl, fordi de kan forårsage for tidligt slid, glidning eller materialeafbrydelse under specifikke driftsforhold.

Kan valget af belægning påvirke levetiden for en tidsstyreremning?

Ja, at vælge det rigtige belægningsmateriale og den rigtige belægningsdybde ud fra kravene i den reelle anvendelse har betydelig indflydelse på levetiden og ydeevnen for en tidsstyreremning.