チェーンはセメント生産ラインにおける重要な機械の基本コンポーネントです。その中で、ブッシングローラーチェーンは最も広く使用されており、セメント業界で最も広い適用範囲を持っています。主に機器の伝動、搬送、吊り上げなどに使用されます。チェーンの科学的かつ合理的な選択と使用、および製品のライフサイクル全体の適切な管理は、生産コストを削減し、セメント生産ラインのチェーンドライブの稼働能力を最大限に発揮し、生産ラインの寿命を延ばす上で非常に重要です。チェーンの寿命を延ばし、機器の故障を減らします。この記事は、セメント企業がより合理的にチェーンを選択して使用できるようにすることを目的として、セメント生産用チェーンの選択原則と使用の重要なポイントを包括的にレビューします。

0 はじめに

セメント産業は国民経済の発展において重要な役割を果たしています。チェーンはセメント製造ラインに欠かせない重要な機械基本部品です。セメント産業用チェーンとは、セメント生産用途で伝動、搬送、吊り上げに使用されるすべてのチェーンの総称を指します。セメント産業は特殊な産業として、さまざまな種類のチェーンアプリケーションを持っています。製造方法の違いにより、丸リンクチェーン、鋳造チェーン（湿式キルン用チェーン）、鍛造チェーン（クリンカー搬送用）、チェーンプレートなどを打ち抜いて形成されるブッシングローラーチェーンに分けられます。 。その中でも、ブッシングローラーチェーンは、セメント業界で最も広く使用されており、最も広い適用範囲を持つチェーンのタイプです。バケット（垂直）エレベータ、エプロンコンベヤ、チェーンバケットコンベヤ、埋設スクレーパコンベヤなどの装置に幅広く使用されています。この記事では、ブッシングローラーチェーンを例に、セメント産業向けチェーンの選択原則と使用のポイントについて詳しく説明します。

1 セメント産業用チェーンの選定原則

1.1 伝動チェーンの選択原則

セメント業界で一般的に使用されるトランスミッション ブッシング ローラー チェーンには、主にショート ピッチ精密ブッシング ローラー チェーン (GB/T 1243 - 2006)、ダブルピッチ精密ローラー チェーン (GB/T 5269 - 2008)、およびクランク リンク ローラー チェーンが含まれます。ヘビーデューティートランスミッション (GB/T 5858 - 1997)。中でもショートピッチ精密ブシュローラチェーンは最も広く使用されており、適用範囲も広いです。

トランスミッション用ショートピッチ精密ブシュローラチェーンは、GB/T 18150-2006「ローラチェーンドライブの選定ガイドライン」の規格要件に合わせて選定できます。この規格で規定されているブシュローラチェーンの定格出力曲線は、特定の条件下で作成されたものであることに注意してください。指定された条件に従って選択されたローラー チェーン ドライブの予想耐用年数は 15,000 時間です。提供される許容伝達出力は疲労破壊に基づいており、他の形式の破壊を総合的に考慮して、多数の試験を通じて得られています[2]。選定の際は、耐荷重が十分であることを条件に、チェーンドライブの多角効果を少なくするために、できるだけピッチの小さい単列チェーンを選定してください。チェーンのピッチが大きいほど耐荷重能力は高くなりますが、振動や騒音が大きくなり、チェーンドライブの構造サイズも大きくなります。伝動スペースが限られており、よりコンパクトなサイズが必要な場合には、多列チェーンを選択できます。一般に小ピッチ多列チェーンは、伝達比が大きく、軸間距離が小さく、小スプロケットの接触角が小さく、比較的負荷が大きい場合に選択されます。ピッチの大きな単列チェーンは、伝達比が小さく、中心距離が大きく、伝達速度が高すぎないという使用条件下で選択されます [3]。

ダブルピッチ精密ローラチェーンは、伝動用ショートピッチ精密ローラチェーンを派生させたもので、伝達力、伝達速度は比較的低くなります。ダブルピッチ精密ローラチェーンは伝動中心距離が比較的長い場合に選択できます。

クランクリンクチェーンは、低速、重荷重、塵埃の多い環境などの過酷な作業条件下でのオープンタイプの伝動用途に適しており、2 つのスプロケットが同一平面上にあるのは容易ではありません。チェーンプレートを曲げることにより、チェーンは大きな衝撃荷重や頻繁な始動を伴う断続的な伝動作業条件により適したものになります。低速および高負荷のチェーン ドライブ (v ≤ 0.6 m/s) の場合、チェーンの主な故障モードは過負荷破損です。したがって、クランクリンクチェーンの特定のモデルは、静的強度計算に従って静的強度の安全率 n を計算して確認することによって決定できます。 n は式 (1) の要件を満たす必要があります。

n = Fu/(f1×F)≧[n](1)

どこ：

Fu - チェーンの最小引張強さ、kN。

f1 - アプリケーションの動作条件係数。GB/T 18150 - 2006 の表 2 データで参照および検索できます。

F - チェーンが負担する有効引っ張り力、つまり有効周方向力、kN。

[n] - 許容安全係数。通常は 4 ～ 8 と見なされます [4]。低速のトランスミッション、被駆動システムの慣性が小さい、重要性の低いトランスミッション、または有効周力の決定がより正確である場合、許容安全率を小さくすることができます。振動が大きく、交互負荷の変化が大きいトランスミッションの場合は、より大きな許容安全率を採用する必要があります。

1.2 搬送チェーンの選択原則

1.2.1 搬送チェーンの種類

セメント産業で使用される搬送チェーンの中には、標準の搬送チェーンを参考にして製造されているものもあります。主なものとしては、Mシリーズロングピッチ搬送チェーンやMC中空ピンチェーン（GB/T 8350—2008）、スチールブシュチェーン（JB/T 5398—2005）、搬送用スチールローラーチェーン（JB/T 10703—2007）などがあります。 )、埋め込みスクレーパー搬送チェーン (JB/T 9154—2008) など。特定の装置用の一部のチェーンも選択されます。 FV型中実ピン搬送チェーン、FVC型中空ピンチェーンなどの海外規格（DIN 8165:1992）に準拠しています。中でもMシリーズロングピッチ搬送チェーンはセメント業界で最もよく使われている標準搬送チェーンです。たとえば、SDBF タイプ チェーン バケット コンベヤ シリーズのトラクション チェーンは、GB/T 8350—2008 の M160、M224、M315、M450 などのチェーン ピッチ シリーズと一致しています。セメントに類似した材料を傾斜角 45°以下で搬送するためのエプロンコンベヤの規格 (JB/T 7013—2008) では、選択される搬送チェーンが GB 8350 規格の以下のモデルに適合する必要があると明確に規定されています。 ：M224-S-200、M224-S-250、M315-S-200、M315-S-250、 M315-S-315、M450-S-200、M450-S-250、M450-S-315、M630-S-250、M630-S-315、M900-S-250、M900-S-315 [5] 。一部の搬送チェーンは、高さを高くしたり、チェーンプレートを曲げたり、チェーンプレートを延長したりすることによって、ショートピッチ精密ブッシングローラーチェーン (GB/T 1243—2006) またはダブルピッチ精密ローラーチェーン (GB/T 5269—2008) から進化させたものもあります。ピンを取り付け、両側にサイドローラーを取り付けて搬送チェーンとなります。ショートピッチの精密ブシュローラ搬送チェーンは、高いチェーン強度、コンパクトな構造、正確な寸法、スムーズな動作が要求される場面に最適です。

もちろん、現在、国内のセメント業界で使用されているブッシングローラーチェーンの多くは現在の規格に準拠していませんが、その使用量は非常に多いです。本稿では、規格外ではあるが多くの分野で広く使用されている一部のNE型バケットエレベータチェーン、FU型埋設スクレーパコンベヤチェーン、DS型バケットコンベヤチェーンの基本パラメータや寸法をまとめて整理しました。国内のセメント生産企業は基本的にシリーズを形成しており、業界の技術者が設計と選択の際に参照できるようにしています。

NE形バケットエレベータチェーンの構造を図1に、基本パラメータと寸法を表1に示します。

表1 NE形バケットエレベータ用チェーンの基本パラメータ

図1 NE型バケットエレベーターのチェーン構造

FU形埋設スクレーパコンベヤに使用されるチェーンの構造を図2に、基本パラメータと寸法を表2に示します。

DS型チェーンバケットコンベヤに使用されるチェーンの構造を図3に、基本パラメータと寸法を表3に示します。

1.2.2 搬送チェーンを選択するための一般的な手順

(1) コンベヤの要求に応じてチェーンの種類と構造形式を選択します。例えば、ブシュチェーンとローラチェーンのどちらを選択するか、ローラの構造形状などを決定します。

(2) コンベヤの動力から必要なチェーン強度を計算し、最小のチェーン引張強さを選定します。

図2 FU形埋設スクレーパコンベヤ用チェーンの構造

図3 DS型チェーンバケットコンベヤのチェーン構造

(3)搬送条件に合わせてチェーンのピッチ値を選定してください。チェーンのピッチは取付間隔の要件を満たし、経済性も考慮して選定してください。

(4) 搬送装置の機能要件に応じて、適切なチェーンアタッチメントを選択してください。

1.2.3 コンベヤチェーンの構造形式の選定原則

(1) 搬送チェーンの構造を選択する際には、最短力流路の原理を考慮する必要があります。力の流れの経路が通過する各部品の設計では、強度が等しいという原則を考慮する必要があります。この原理と実際の使用条件に従って、ローラーの種類を決定できます。ローラの構造は主に3つあります。 ・大径ローラ ・ローラ外径がチェーンプレートの高さより大きい。使用時はローラーがガイドレールに沿って転動するため、大型・重量物の長距離搬送に適しています。 - 小ローラ - ローラの外径がチェーンプレートの高さより小さいです。チェーンの製造コストが安く、軽量物の短距離搬送や垂直搬送に適しています。 - フランジ付きローラ - ローラの外径がチェーンプレートの高さより大きく、片側にフランジが付いています。搬送距離が長く、横移動の制御が必要な場合に適しています。

(2) エレベータ内で自由吊り状態で動作し、送り時に搬送物にさらされるチェーンは鋼製ブシュチェーンを優先して選定してください。

(3) チェーンを軌道上に吊り下げる重量物エレベータの場合は、M シリーズロングピッチ搬送チェーンを優先的に選定してください。

(4) バケットエレベータのチェーンを片掛け構造にするか両掛け併用構造にするかは、主にバケットの長さとチェーンの強度によって決まります。トラクションコンポーネントとして片掛けチェーンを使用し、その長さが比較的長い場合、チェーンがねじれる危険性があります。一般に、片吊り構造は高さの比較的低い軽量エレベータにのみ選択されます。

1.2.4 搬送チェーンアタッチメントの選定原理 搬送チェーンは、チェーンそのものとアタッチメントによってさまざまな搬送機能を実現します。チェーンのアタッチメントは、押す、こする、支える、持ち上げるなどの搬送機能の実現に合わせて選択してください。一般に、対応する標準アタッチメントが標準搬送チェーンに提供されます。設計者は、必要な標準添付ファイルを優先的に選択するようにしてください。標準のアタッチメントでは要件を満たせない場合にのみ、特別なアタッチメントの設計を検討する必要があります。

1.2-5 具体的な製品型式と仕様の選定 チェーンメーカーの規格や製品サンプルによっては、許容使用荷重が定められている場合があります。このとき、使用するチェーンの具体的な仕様は、チェーンの算出最大使用荷重 Fc と規格やサンプルに定められた許容使用荷重とを比較することで決定できます。チェーンの最低引張強さだけが規格で規定されており、許容使用荷重が規定されていない場合は、一般に静強度の安全率nを確認して搬送チェーンの仕様を決定します。 n は式 (2) の要件を満たす必要があります。

n = Fu/Fc ≥ [n] (2)

どこ：

Fu - チェーンの最小引張強さ、kN。

Fc - チェーンの計算上の最大使用荷重、kN;

[n] - 許容安全率。一般に 6 ～ 10 とされます。速度が低く、被駆動システムの慣性が小さく、チェーンの計算された作動荷重の決定が比較的正確である場合、許容値は小さくなります。安全率を考慮することができます。振動が大きい場合、交互荷重変化が大きい場合（垂直つりチェーンなど）、高温環境、低温環境、腐食環境などでは、許容安全率を大きく取る必要があります。

また、ヒンジ比圧Prを算出することで、選択したチェーンの仕様を決定することもできます。ヒンジ比圧力 Pr は式 (3) の要件を満たす必要があります。

Pr = Fc/A ≤ [Pr] (3)

どこ：

Pr - ヒンジ固有圧力、MPa;

Fc - チェーンの計算上の最大使用荷重、kN; A - ヒンジ支持面積、mm2;

[Pr] - 許容ヒンジ比圧力、MPa。式 (3) のヒンジ軸受面積 A は、スリーブの長さに対するピンの投影面積であり、その計算は式 (4) に示されています。

A = d2 × b2 (4)

ここで: d2 - ピンの直径、mm。

b2 - 内側リンクの外側幅 (スリーブの長さに相当)、mm。

高温、重度の汚染、衝撃、潤滑不良などの過酷な条件下で使用される搬送チェーンの場合、［Pr］は20MPaが一般的です。搬送動作や潤滑が良好な条件で使用される搬送チェーンの場合、［Pr］は通常40MPaとなります。

セメント産業におけるチェーン活用の2つのポイント

2.1 チェーン装着前の準備

2.1.1 チェーンの点検 取付け前に、チェーンの型式、数量が正しいか、外観に異常がないか、欠品部品がないか、付属品が正しいかなどを確認してください。ダブルハング結合構造の場合、同一メーカーの同一ロットのチェーンを選択してください。原則として異なるメーカーのチェーンを混在させることはできません。チェーンの二重吊り併用には通常、同期精度の要求があり、その精度要求は実際のチェーン製造におけるチェーン長さの精度要求よりもはるかに高い。たとえば、GB/T 8350-2008 に従って製造されたロングピッチ メトリック搬送チェーンは、チェーン長さの精度を公称長さの 0 ～ +0.25% 以内に制御する必要があり、スチール ブッシング チェーンは JB/T 5398 に従って製造されます。 —2005 では、チェーンの長さの精度を公称長さの 0 ～ +0.32% 以内に制御する必要があります。ただし、ペアのチェーンの同期精度要件は通常、公称長さの 0.07% 以下です。したがって、同じメーカーが製造した異なるバッチのチェーンであっても、適切に選択して取り付ける必要があります。そうしないと、すべてのチェーンがチェーン長さの精度要件を満たしていても、取り付け時に両側のチェーンの長さが不一致になる可能性があります。

2.1.2 スプロケットの同一平面性の検査 取り付ける前に、トランスミッション スプロケットの各ペアが同一平面上にあるかどうかを確認する必要があります。スプロケットが同一平面上にない場合、チェーンがスプロケットから外れなくなったり、チェーンキンクが発生しやすくなったり、チェーンプレートとスプロケットとの偏摩耗が激しくなったり、伝動音が大きくなったりするなどの原因となります。

2.2 チェーン装着時のポイント

2.2.1 チェーンとロック部品の取り付け方向に注意

アタッチメント付きチェーンの場合、再装着を避けるため、取付けの際はアタッチメントの位置と方向に注意してください。一般に重荷重伝動用クランクリンクローラチェーンを取り付ける場合、チェーンリンクの走行方向はチェーンリンクの細い方を前方、広い方を後方とすることに注意してください。サークリップ、コッターピン、Tピンなどの抜け止め部品は、アウターチェーンプレートがピン軸上で軸方向に移動して外側に脱落するのを防止する部品です。チェーン走行中にロック部品が装置の他の部品に衝突し、脱落する可能性があります。したがって、ロック部品の取り付け方向と曲げ角度は非常に重要です。通常、サークリップの開き方向、Tピンの曲がり方向、割ピンの開き端がチェーン走行方向と逆になるように取付けてください。さらに、T ピンの曲げ角度は通常 30° 以上であることに注意してください (図 1 ～ 3 を参照)。 2.2.2 チェーン接続時の注意 小ピッチチェーンの場合、接続する両端をスプロケットの隣り合う 2 つの歯溝に配置し、スプロケットの歯溝を利用して接続用チェーンリンクをスリーブに挿入して位置決めすることができます。ピッチの大きなチェーンや重いチェーンの場合、チェーンの両端を接続するときにスプロケットが回転しないように、取り付け時にスプロケットにブレーキをかける必要があります。また、連結用チェーンリンクを挿入する際に 2 つのピン軸が開いて変形しないように、チェーンの両端をテンションツールを使用して 1 ピッチに締め付けます。ロングスパン、ロングピッチチェーンの場合、接続時にチェーンを支持する必要があります。傾斜搬送や垂直吊り上げに使用するチェーンについては、人身や物的損害を避けるために、設置中にチェーンが滑らないように対策を講じる必要があります。 2.2.3 チェーンの緩い側の適切なたるみを維持する 取り付け中、チェーンの緩い側は適切なたるみを維持する必要があります。過度のへたりはチェーンとスプロケットの噛み合いが悪くなり、チェーン側の振動や飛びを発生させ、登りや歯飛びを引き起こしやすくなります。たるみが不十分な場合、タイト側の張力が大きくなりすぎ、チェーン ヒンジの摩耗が加速され、シャフトやベアリングの負荷が増加します [6]。中心距離を調整できる水平および傾斜トランスミッションの場合、チェーンのたるみは中心距離の 1% ～ 2% に維持する必要があります。垂直伝動や振動負荷、逆伝動、ダイナミックブレーキがかかる場合には、チェーンのたるみをさらに小さくする必要があります。 2.2.4 チェーンの通路をふさがないこと 取付けの際、チェーンの通路をふさがないように注意し、走行時にチェーンが他の部品と擦れたり、異物が挟まり、チェーンの負荷が急激に増加したり、チェーンの損傷。 2.3 取り付け後の試運転 試運転の前に、取り付けられたチェーンドライブの総合的な検査を実行する必要があります。まず、チェーンアタッチメント、ロック部品、ファスナーが正しくしっかりと接続されていることを確認してください。チェーンは潤滑されていることが好ましい。すべての準備が整った場合にのみ、無負荷でチェーンドライブを開始できます。チェーンドライブが周波数変換速度規制を採用している場合、無負荷で始動するときは、最初に速度を低速に調整する必要があります。チェーンが 1 回転以上回転したら、スプロケットとガイドレールが正しく取り付けられているか、チェーンがガイドレールに完全に支持されているか、チェーンがスムーズに動くか、異音や振動がないか、チェーンに異常がないかを確認してください。通路との擦れはないか、ローラーやヒンジはスムーズに回転するかなど、走行状態が良好であることを確認してから徐々に速度を上げていきます。可能であれば、無負荷始動・停止試験と無負荷連続運転検査を繰り返してください。 2.4 メンテナンスに関する注意事項 メンテナンス作業が適切に行われるほど、チェーンドライブの故障が少なくなり、コストが節約され、耐用年数が延長され、チェーンドライブの動作能力が最大限に発揮されることが実際に証明されています。日常のメンテナンスでは次の点に注意してください。 (1) チェーン、スプロケットの作動状態は良好か、チェーンの通路に障害物はないかを確認してください。 (2) チェーンの緩み側のたるみを頻繁に点検・調整し、チェーンの緩み側が適切なたるみを維持していることを確認してください。部品の変形やその他の理由により、チェーンは初期使用中に一定の伸びを持ち、初期伸びは通常の摩耗よりも大きくなります。したがって、最初の使用の最初の 1 週間は、点検または調整を 1 日 1 回実行する必要があります。通常の着用の 2 ～ 4 週間目は、週に 2 回検査または調整を行う必要があります。 4週間使用後は月に2回程度点検または調整を行ってください。チェーンドライブのメンテナンスにおいては、チェーンの緩み側のたるみを頻繁に確認し、調整することが重要な項目です。

(4)チェーンの潤滑は良好か確認してください。チェーン潤滑の品質は、チェーンの摩耗と耐用年数に直接関係します。どのような潤滑方法を採用する場合でも、最も重要なことは潤滑グリースをチェーンヒンジの隙間にタイムリーかつ均一に行き渡らせることです。粉塵の多い環境では、給油時にヒンジ内に粉塵が入らないように配慮してください。ドライフィルム潤滑剤の使用をお勧めします。粘度の高い重油やグリスは、長期間使用するとゴミなどとともにヒンジの摩擦面に至る通路に詰まりやすくなりますので、必要のない場合には使用しないでください。ローラーチェーンは定期的に洗浄および除染し、潤滑効果を頻繁にチェックする必要があります。必要に応じて、ピンとスリーブを分解して検査する必要があります。摩擦面が茶色または濃い茶色の場合は、通常、オイルの供給が不十分で潤滑不良であることを示します。 (4) チェーンの摩耗や伸びを定期的に点検し、適時チェーン張力調整装置を調整してチェーンを適切な張力に保ってください。摩耗によるチェーンの過度の伸びやたわみは、チェーンの歯飛びや振動を引き起こしやすくなります。一般にチェーンピッチの平均伸びがチェーン公称ピッチの3%を超えると、スプロケットとの噛み合い時にチェーンの歯上りが発生し、正常に噛み合わなくなり、チェーンの交換が必要となります。 (5) チェーン部品の摩耗を定期的に確認してください。チェーンの寿命はチェーンピッチの伸びだけでなく各部品の摩耗によっても左右されます。摩耗が部品の摩耗限界を超えていることが判明した場合は、適時にチェーンを交換する必要があります。一般にチェーンを搬送する大型ローラやフランジローラのローラがチェーンプレートとガイドレールに接触するほど摩耗した場合、チェーンを交換する必要があります。搬送チェーンの小さなローラーやスリーブが磨耗したり亀裂が入ったりした場合は、チェーンを交換する必要があります。チェーンプレートの厚さの摩耗量が元の厚さの 1/3 を超えた場合、またはチェーンプレートの側面の摩耗量がチェーンプレートの全高さの 1/8 に達した場合は、チェーンを交換する必要があります。 (6) スプロケット歯の作動面を頻繁に点検してください。摩耗が速すぎることが判明した場合は、通常の噛み合いトランスミッションへの影響を避けるために、適時にスプロケットを調整または交換する必要があります。通常の状況では、スプロケットの摩耗は主に歯の作用面の摩耗です。スプロケット歯端面の摩耗の主な原因は、スプロケットの組み付け時の位置ずれであり、異常摩耗に属します。一般に、搬送チェーンのスプロケット作動面の歯側の摩耗量が3～6mm、または端面の摩耗量が歯幅の20％に達した場合には、速やかにスプロケットの修理（溶接）を行う必要があります。 ）または交換されます。

3 結論

セメント産業では、大量、多様な品種、広い適用範囲に使用されるブッシング ローラー チェーンが使用されるため、科学的かつ合理的にチェーンを選択し、設置、試運転、保守およびサービスを正しく行い、寿命全体を管理することは、実用上非常に重要です。チェーンドライブの作動能力を最大限に発揮し、コストを節約し、チェーンの耐用年数を延ばし、機器の故障を減らすために、チェーンのサイクルを適切に行う必要があります。