Цепь скребковая на транспортер

Цепь скребковая на транспортер: конструкция, типы, расчет и эксплуатация

Цепь скребковая является ключевым тяговым и грузонесущим элементом скребкового конвейера, предназначенного для непрерывного транспортирования сыпучих, кусковых и штучных грузов по горизонтальным, наклонным и комбинированным трассам. Ее основная функция – передача тягового усилия от приводной станции и непосредственное перемещение материала посредством жестко закрепленных на ней скребков. От правильного выбора, расчета и обслуживания цепи напрямую зависят надежность, производительность и безопасность всей транспортной системы.

Конструкция и основные элементы скребковой цепи

Скребковая цепь представляет собой сборное изделие, состоящее из последовательно соединенных звеньев, к которым крепятся скребки. Ее конструкция должна обеспечивать высокую прочность на растяжение, износостойкость, способность воспринимать динамические и ударные нагрузки, а также устойчивость к воздействию абразивных частиц и, в некоторых случаях, агрессивных сред.

• Звенья цепи: Изготавливаются методом литья, штамповки или ковки из высокопрочных сталей (часто марки 40Х, 45, 40ХН, с термообработкой – закалка и отпуск). Бывают разборными и неразборными. Разборные звенья состоят из двух половинок, соединяемых пальцем, что упрощает монтаж и ремонт.
• Пальцы (оси) и втулки: Пальцы служат для шарнирного соединения звеньев. Для увеличения срока службы часто применяются комбинации «палец-втулка», где втулка, запрессованная в одно звено, вращается на пальце, закрепленном в соседнем звене. Материал – цементируемые или закаливаемые стали. Для тяжелых условий используются пальцы с твердым износостойким покрытием.
• Скребки: Рабочие органы, непосредственно контактирующие с грузом. Крепятся к звеньям цепи на болтах, заклепках или с помощью специальных выступов на звеньях. Форма и материал скребка зависят от типа транспортируемого материала и условий работы (плоские, коробчатые, штампованные, литые).
• Приставки (лапки) для крепления скребков: В некоторых конструкциях используются дополнительные элементы для монтажа скребка на цепь.

Классификация и типы скребковых цепей

Классификация осуществляется по нескольким ключевым признакам: типу цепи, конструкции, материалу и области применения.

По типу цепи:

• Пластинчатые втулочно-роликовые цепи (ПВР): Наиболее распространенный тип для транспортеров средней и высокой производительности. Состоят из набора пластин, втулок, роликов и пальцев. Ролик, катящийся по направляющим, снижает трение и износ. Отличаются высокой точностью изготовления и несущей способностью.
• Разборные (ковшовые) цепи: Изготовлены методом литья. Звенья часто имеют сложную геометрию, интегрированную с креплением для скребка. Обладают высокой прочностью и износостойкостью в условиях ударных и абразивных нагрузок (угольная, горнорудная промышленность). Могут быть оснащены приваренными или съемными накладками для защиты от износа.
• Круглозвенные цепи: Изготавливаются из круглой стали. Применяются в легких и средних конвейерах, например, в сельском хозяйстве для транспортировки зерна. Просты в ремонте, но имеют меньшую износостойкость в сопряжении с направляющими.
• Фасоннозвенные (блочные) цепи: Литые цепи специального профиля, часто используемые в передвижных и погрузочных машинах.

По конструкции скребкового полотна:

• Цепи с высокими скребками: Для конвейеров с неподвижным желобом, где материал перемещается волочащимся слоем.
• Цепи с низкими скребками: Для конвейеров с подвижным желобом, где материал перемещается сплошной массой.
• Двухцепные системы: Скребок крепится между двумя параллельными цепями, что обеспечивает повышенную устойчивость и позволяет транспортировать более тяжелые и крупнокусковые грузы.

Материалы и покрытия

Выбор материала определяется условиями эксплуатации:

• Углеродистые и легированные стали (40, 45, 40Х, 40ХН): Для большинства цепей общего назначения с последующей термообработкой (закалка ТВЧ, объемная закалка) до твердости 40-55 HRC.
• Износостойкие стали (Hardox, Quard, отечественные аналоги типа 110Г13Л — сталь Гадфильда): Для работы в условиях интенсивного абразивного износа. Применяются для скребков, накладок, а иногда и для звеньев.
• Нержавеющие стали (AISI 304, AISI 316): Для пищевой, химической промышленности, условий повышенной влажности и агрессивных сред.
• Защитные покрытия: Для пальцев и втулок может применяться диффузионное цинкование, фосфатирование, нанесение твердосмазочных покрытий для улучшения прирабатываемости и защиты от коррозии.

Расчет и выбор скребковой цепи

Выбор цепи осуществляется на основе тягового расчета конвейера. Основными исходными данными являются: производительность (т/ч), длина трассы (м), угол наклона, характеристики транспортируемого материала (насыпная плотность, крупность, абразивность, влажность), тип желоба и скребка.

Основные этапы расчета:

1. Определение погонной нагрузки: Рассчитывается вес груза и ходовой части (цепи со скребками) на 1 метр длины.
2. Расчет сопротивлений движению: Суммируются сопротивления на прямолинейных и криволинейных участках, при загрузке и разгрузке.
3. Определение максимального усилия в цепи (Smax): Наибольшее натяжение обычно возникает в точке набегания цепи на приводную звездочку.
4. Выбор цепи по разрушающей нагрузке: Номинальная разрушающая нагрузка цепи должна превышать Smax с учетом коэффициента запаса прочности (kз).

Формула для проверки: Sразр ≥ Smax

• kз, где kз = 8-12 для пластинчатых цепей и 6-9 для разборных, в зависимости от условий работы и ответственности конвейера.

Таблица 1. Ориентировочный коэффициент запаса прочности (kз) для скребковых цепей

Тип цепи	Условия работы (нагрузка, абразивность)	Коэффициент запаса прочности (kз)
Пластинчатая втулочно-роликовая (ПВР)	Средние, равномерные	8-9
Пластинчатая втулочно-роликовая (ПВР)	Тяжелые, ударные, высокоабразивные	10-12
Разборная (ковшовая) литая	Средние и тяжелые	7-8
Разборная (ковшовая) литая	Особо тяжелые (уголь, руда)	9-10

Также необходимо проверить цепь на допустимую удельную нагрузку, износ и долговечность по давлению в шарнире.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание критически важны для ресурса цепи.

• Монтаж: Две ветви цепи (рабочая и холостая) должны иметь одинаковую длину (допуск на разность длин оговаривается в ТУ). Соединение концов цепи выполняется с помощью специального соединительного (контрольного) звена. Натяжение цепи регулируется натяжной станцией, обычно винтового или пружинно-винтового типа. Провисание холостой ветви должно быть в пределах нормы.
• Смазка: Регулярная смазка шарниров цепи – обязательная процедура. Она снижает износ пальцев и втулок, предотвращает коррозию. Применяются пластичные смазки, стойкие к вымыванию. Современные цепи могут иметь системы автоматической смазки или каналы для подачи смазки.
• Контроль и осмотр: Ежесменный осмотр на наличие трещин в звеньях, износ шарниров, деформации скребков. Замер удлинения цепи – ключевой параметр износа. Удлинение более 3-5% от первоначальной длины, как правило, требует замены цепи, так как это приводит к сбою зацепления со звездочкой.
• Износ: Основные виды износа: износ шарниров (увеличение шага цепи), износ скребков по высоте, износ боковых поверхностей звеньев и скребков о направляющие. Для тяжелых условий используют цепи с твердосплавными наплавками или съемными износостойкими накладками.
• Безопасность: Все работы по обслуживанию должны проводиться при полной остановке конвейера и отключении электропитания с помощью блокировок. Особое внимание – зонам затягивания у приводных и натяжных звездочек.

Типовые неисправности и методы их устранения

1. Быстрый износ шарниров цепи. Причины: отсутствие или недостаточная смазка, перекосы направляющих, несоосность валов звездочек, загрязнение смазки абразивом. Устранение: наладить систему смазки, проверить соосность и геометрию трассы.

2. Удлинение цепи сверх нормы. Причины: естественный износ, перегрузки, работа на пределе прочности. Устранение: замена цепи или ее участка, проверка расчетного усилия.

3. Поломка звеньев или скребков. Причины: ударные нагрузки (крупные куски, заклинивание), усталостные трещины, низкое качество металла. Устранение: установка предохранительных устройств (срезных шпонок), контроль качества поступающей цепи.

4. Сход цепи со звездочек. Причины: чрезмерное удлинение цепи, износ зубьев звездочки, перекос, ослабление натяжения. Устранение: замена изношенных элементов, регулировка натяжения.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как определить, что скребковую цепь пора менять?

Критерии замены: 1) Удлинение цепи на 3-5% от номинального шага (замеряется по длине 10-20 звеньев в натянутом состоянии). 2) Износ скребка по высоте более 30-40% от первоначального размера. 3) Наличие трещин, особенно в зонах высоких напряжений (у отверстий под пальцы, в местах крепления скребков). 4) Заметный износ зубьев приводной звездочки, идущий параллельно с износом цепи.

Можно ли соединять цепи разных производителей или разной конструкции?

Категорически не рекомендуется. Цепи разных производителей могут иметь незначительные отклонения в шаге, диаметре пальцев, геометрии звена, что приведет к неравномерному распределению нагрузки, ускоренному износу, вибрациям и поломкам. Все цепи на одном конвейере должны быть одного типа, модели и изношенности.

Как правильно хранить запасные цепи?

Цепи должны храниться в сухом, закрытом помещении, в упаковке производителя (смазанные, в бумаге или полиэтилене). Подвешивать на стеллажах или укладывать на деревянные поддоны. Перед монтажом длительно хранившейся цепи необходимо провести ее визуальный осмотр и очистку от возможной коррозии.

Что важнее при выборе: высокая твердость или вязкость материала цепи?

Требуется баланс. Высокая поверхностная твердость (45-55 HRC) необходима для сопротивления абразивному износу. Однако излишняя твердость по всему сечению может привести к хрупкости и поломкам при ударных нагрузках. Поэтому для звеньев и скребков часто применяют объемную закалку с отпуском на определенную твердость, а для особо тяжелых условий – комбинированные решения: вязкая сердцевина и твердая износостойкая поверхность или накладки.

Какой тип смазки предпочтительнее для скребковых цепей?

Применяются специальные консистентные (пластичные) смазки для тяжелых условий эксплуатации, часто с содержанием дисульфида молибдена (MoS2) или графита, обладающие хорошей адгезией, водостойкостью и противозадирными свойствами. Для цепей в пищевой промышленности используются смазки, разрешенные к контакту с продуктами (H1).

Почему происходит «растяжение» цепи, если металл не растягивается?

Термин «растяжение» в данном случае – профессиональный жаргон. Фактически увеличение длины цепи происходит за счет износа шарнирных соединений: стачивания пальцев и внутренней поверхности втулок (или отверстий в пластинах), что приводит к увеличению зазора и, как следствие, увеличению шага цепи. Суммарное увеличение шага многих звеньев воспринимается как общее удлинение полотна.

Нужно ли менять звездочки при замене цепи?

Желательно, особенно если цепь была заменена по причине естественного износа. Изношенная цепь «протачивает» профиль зуба звездочки под свой увеличенный шаг. Новая цепь на старой звездочке будет работать с неправильным зацеплением, что приведет к ускоренному износу и шуму. Рекомендуется менять цепи и звездочки комплектом.