Цепи серии ПРФ
Цепи серии ПРФ: технические характеристики, конструкция и область применения
Цепи серии ПРФ (ПРФ – Пластинчатая Разборная с Фасонными валиками) представляют собой грузоподъемные элементы, предназначенные для работы в условиях интенсивных ударных и переменных нагрузок, а также в агрессивных средах. Данный тип цепей является ключевым компонентом в механизмах многих промышленных установок, где надежность и безопасность являются критическими параметрами. Основное отличие от сварных калиброванных цепей (типа ПР) заключается в разборной конструкции, что позволяет легко заменять отдельные изношенные звенья без демонтажа всей цепи, а также формировать цепи нестандартной длины и конфигурации.
Конструктивные особенности и материалы
Цепь ПРФ состоит из последовательно соединенных звеньев, каждое из которых формируется из двух пластин (щечек) трапециевидной формы, двух втулок и двух валиков. Пластины изготавливаются методом штамповки из высококачественной конструкционной стали. Валики и втулки – из цементируемых или улучшаемых сталей, подвергаемых термообработке (закалке с последующим отпуском) для достижения высокой поверхностной твердости при вязкой сердцевине.
- Пластины (щечки): Толщина пластин определяет прочностные характеристики цепи. Форма пластин обеспечивает высокое сопротивление изгибу и растяжению. На внутренней поверхности часто выполняются выступы (буртики) для фиксации втулок.
- Валики: Имеют фасонную (не цилиндрическую) форму – обычно с двумя буртиками по краям. Эта конструкция предотвращает осевое смещение пластин и обеспечивает их четкую фиксацию относительно друг друга, снижая изгибающие нагрузки на валик.
- Втулки: Устанавливаются между пластинами и служат опорой для валика, принимая на себя основные нагрузки смятия и износа. Наличие втулки увеличивает площадь контакта и долговечность шарнира.
- Горнодобывающая промышленность: Являются основным тяговым органом скребковых конвейеров (например, СП-202, СП-301), забойных и проходческих комплексов. Работают в условиях абразивного износа, ударных нагрузок от кусков породы, повышенной влажности.
- Металлургия: Используются в конвейерных системах транспортировки горячих материалов (окатышей, агломерата), в механизмах загрузки печей, рольгангах. Требуют стойкости к термоциклированию.
- Химическая промышленность: Применяются в оборудовании, работающем в средах с химически агрессивными компонентами, что требует специальных покрытий или материалов.
- Судостроение и портовое хозяйство: Входят в состав механизмов швартовых и грузовых устройств, доковых систем.
- Общее машиностроение: Приводы тяжелых конвейеров, тяговые элементы подъемно-транспортного оборудования, приводы механизмов с большими динамическими нагрузками.
- Соединение и натяжение: Цепи собираются с помощью специальных соединительных (замыкающих) звеньев. Крайне важно обеспечить соосность звездочек и параллельность валов. Натяжение цепи должно исключать ее провисание, но не создавать избыточных нагрузок на валы и подшипники.
- Смазка: Регулярная смазка шарниров – важнейшее условие долговечности. Смазочный материал снижает трение и износ, отводит тепло, защищает от коррозии. Рекомендуется применение густых консистентных смазок, стойких к смыванию водой.
- Контроль и замена: В процессе эксплуатации необходимо периодически контролировать длину цепи (удлинение из-за износа шарниров не должно превышать 3-5% от первоначальной), состояние пластин на предмет трещин, а также износ валиков и втулок. Замена изношенных звеньев должна производиться своевременно.
- ПР (калиброванные сварные): Цепи ПР неразборные, имеют меньшее сопротивление ударным нагрузкам из-за сварных соединений. ПРФ более ремонтопригодны и надежны при динамических нагрузках.
- М (тяговые пластинчатые): Цепи типа М (ГОСТ 588-81) также являются пластинчатыми, но имеют иное конструктивное исполнение (сборка на гладких валиках без жесткой фиксации пластин) и, как правило, меньшую прочность. ПРФ – более тяжелый и мощный класс цепей.
- Приводные роликовые цепи (ПВ, ПРД): Роликовые цепи предназначены для высокоскоростных передач с относительно плавным нагрузочным режимом. Цепи ПРФ – низкоскоростные (до 0.25-0.5 м/с), но рассчитаны на экстремальные нагрузки.
Сборка звена осуществляется путем запрессовки втулок в отверстия пластин, после чего внутрь втулок вставляется валик. Концы валика расклепываются или фиксируются шплинтами (в зависимости от исполнения), что делает соединение неразборным на уровне одного звена, но позволяет разбирать цепь по соединениям звеньев.
Классификация и основные параметры
Цепи ПРФ классифицируются по ГОСТ 191-82 (цепи пластинчатые разборные) и имеют четкую систему обозначений. Основным параметром является шаг цепи – расстояние между центрами валиков в соседних звеньях. Прочность цепи напрямую связана с толщиной пластин и диаметром валика.
| Типоразмер цепи (шаг х ширина), мм | Диаметр валика, мм, не менее | Толщина пластины, мм | Разрушающая нагрузка, кН (тс), не менее | Рабочая нагрузка (при запасе прочности n≥6), кН |
|---|---|---|---|---|
| ПРФ 80х46 | 16 | 8 | 250 (25.0) | 41.7 |
| ПРФ 100х58 | 20 | 10 | 400 (40.0) | 66.7 |
| ПРФ 125х72 | 24 | 12 | 630 (63.0) | 105.0 |
| ПРФ 160х92 | 30 | 16 | 1000 (100.0) | 166.7 |
| ПРФ 200х116 | 36 | 20 | 1600 (160.0) | 266.7 |
Обозначение цепи включает тип (ПРФ), шаг в миллиметрах и ширину в миллиметрах (между внутренними плоскостями пластин). Например, ПРФ 100х58 – цепь пластинчатая разборная с шагом 100 мм и шириной 58 мм.
Область применения и условия эксплуатации
Цепи ПРФ нашли широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря своей надежности и ремонтопригодности.
Расчет и выбор цепи ПРФ
Выбор типоразмера цепи осуществляется на основе расчета по максимальному рабочему усилию (нагрузке) с учетом необходимого запаса прочности. Запас прочности (n) – это отношение разрушающей нагрузки цепи к максимальному рабочему усилию. Для цепей ПРФ, работающих в механизмах с умеренными динамическими нагрузками, минимальный запас прочности принимается равным 6. Для приводов с тяжелыми ударными нагрузками (дробилки, грохоты, горная техника) запас прочности увеличивается до 8-10 и более.
Формула для проверки: Sраб ≤ Sразр / n, где Sраб – рабочее усилие в цепи, Sразр – разрушающая нагрузка по паспорту, n – требуемый запас прочности.
Помимо статической прочности, необходимо учитывать износ шарниров. Скорость износа зависит от давления в шарнире, которая не должна превышать допустимых значений для данных условий работы (наличие смазки, загрязненность).
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Правильный монтаж и обслуживание напрямую влияют на ресурс цепи ПРФ.
Отличия от других типов цепей
Для корректного выбора важно понимать отличия ПРФ от иных типов приводных и грузовых цепей.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем определяется ресурс цепи ПРФ?
Ресурс определяется, в первую очередь, износом шарнирных соединений (валик-втулка). Скорость износа зависит от соблюдения режима смазки, чистоты рабочей среды (наличие абразива), величины нагрузки и правильности монтажа. Регулярная смазка может увеличить ресурс в несколько раз.
Можно ли использовать цепь ПРФ с повышенным шагом на стандартных звездочках?
Нет, это категорически запрещено. Звездочка должна быть рассчитана и изготовлена строго под конкретный типоразмер цепи (шаг, ширина, диаметр валика). Несоответствие приводит к ускоренному износу, заклиниванию, поломке зубьев звездочки и цепи.
Как правильно определить момент для замены цепи или отдельных звеньев?
Критериями для замены являются: удлинение цепи на 3-5% от номинальной длины (замеряется по 10-20 звеньям), видимый износ валиков (уменьшение диаметра более чем на 10%), наличие деформаций, трещин или надрывов на пластинах, а также невозможность обеспечения правильного зацепления со звездочкой.
Какие существуют методы защиты цепей ПРФ от коррозии?
Стандартным методом является нанесение защитного оксидно-фосфатного покрытия с последующей консервационной смазкой. Для работы в агрессивных средах могут применяться оцинкованные цепи или цепи с нанесением специальных полимерных покрытий. Также эффективна регулярная смазка в процессе эксплуатации.
В чем преимущество разборной конструкции ПРФ перед сварной?
Основные преимущества: возможность замены одного изношенного звена без замены всей цепи; возможность формирования цепи любой длины без необходимости сварки (что критично для ответственных узлов, так как сварка может создать зону термического влияния и снизить прочность); удобство транспортировки и монтажа длинномерных цепей.
Какой документ регламентирует производство цепей ПРФ в РФ?
Основным документом является ГОСТ 191-82 «Цепи пластинчатые разборные. Технические условия». В нем указаны типоразмеры, конструкция, материалы, механические свойства, методы испытаний и приемки. Для цепей, работающих в горнодобывающей промышленности, дополнительно требуется сертификация по правилам безопасности Ростехнадзора.