Цепь роликовая тяговая двухрядная: конструкция, стандарты и применение
Цепь роликовая тяговая двухрядная представляет собой ключевой элемент цепных передач, предназначенный для передачи значительных тяговых усилий в условиях интенсивных и ударных нагрузок. В отличие от приводных роликовых цепей, основной функцией тяговых цепей является перемещение грузов или тяговых органов конвейеров, подъемников и другого технологического оборудования. Двухрядная конструкция, по сути, представляет собой две параллельные однорядные цепи, соединенные общими соединительными звеньями (пинами) повышенной длины, что обеспечивает существенное увеличение несущей способности и стабильности при работе на широких звездочках.
Конструктивные особенности и материалы
Базовая конструкция двухрядной тяговой роликовой цепи включает следующие элементы:
- Внутренние пластины: Парные пластины, запрессованные на втулки. Во внутренний зазор между пластинами одной ветви входят пластины соседней ветви, формируя двухрядную структуру.
- Внешние пластины: Пластины, которые фиксируются на пальцах (пинах), проходящих через втулки обоих рядов. Соединяют два параллельных ряда в единый узел.
- Втулки: Цилиндрические элементы, запрессованные во внутренние пластины. Служат опорой для роликов и осью вращения для шарнира.
- Ролики: Насадные элементы, свободно вращающиеся на втулках. Их основная функция – уменьшение износа звездочки и втулки, а также снижение потерь на трение при зацеплении.
- Пальцы (пины): Стальные цилиндры, проходящие через втулки обоих рядов и внешние пластины. Фиксируются шплинтами, стопорными кольцами или термическим способом (зачеканкой).
- M – Тип цепи (роликовая тяговая).
- 80 – Шаг цепи в миллиметрах (p = 80 мм).
- 2 – Количество рядов (двухрядная).
- 200 – Ширина внутреннего звена (между внутренними пластинами одного ряда) в миллиметрах.
- 1 – Класс прочности (обычно «1» – нормальная, «2» – повышенная).
- Конвейерные системы: Пластинчатые, скребковые, элеваторные конвейеры в горнодобывающей, металлургической, цементной промышленности.
- Подъемно-транспортное оборудование: Ковшовые элеваторы, подъемники, вагонеточные толкатели.
- Оборудование для лесозаготовки и деревообработки: Окорочные станки, линии сортировки бревен.
- Сельскохозяйственная техника: Зерноуборочные комбайны, кормораздатчики.
- Портовое хозяйство: Погрузчики, транспортеры для сыпучих грузов.
- Расчетное тяговое усилие: Цепь выбирается с запасом прочности. Рабочая нагрузка не должна превышать 1/6 – 1/10 от разрушающей нагрузки (коэффициент запаса прочности зависит от режима работы, типа привода и последствий обрыва).
- Условия эксплуатации: Наличие абразивной пыли, влаги, высоких температур или химически активных веществ определяет материал цепи и необходимость специальных покрытий или конструкций (например, цепи с уплотнениями).
- Совместимость со звездочками: Шаг, диаметр ролика и ширина цепи должны точно соответствовать параметрам звездочки. Ширина зубца двухрядной звездочки соответствует длине валика цепи.
- Тип смазки: Наличие и способ подачи смазки критически важны для срока службы. Предпочтительна принудительная циркуляционная смазка.
- Регулярную смазку: Использование масел с антиизносными присадками. Смазка должна проникать в зазоры между валиком и втулкой.
- Контроль износа: Основной параметр – удлинение цепи из-за износа шарниров. Замена цепи необходима при удлинении на 3-5% от первоначальной длины. Измеряется по контрольному числу звеньев.
- Визуальный осмотр: Проверка на наличие трещин в пластинах, деформаций, износа роликов и состояния фиксаторов пальцев.
- Очистку: Удаление абразивных загрязнений, особенно в зоне зацепления со звездочкой.
- Высокая нагрузочная способность при компактных размерах (по сравнению с однорядной цепью аналогичного шага).
- Лучшая стабильность и устойчивость к поперечным нагрузкам за счет двух точек опоры на звездочке.
- Меньший износ звездочек благодаря катящимся роликам.
- Стандартизация и широкий ассортимент типоразмеров.
- Относительно простой монтаж и возможность ремонта с помощью соединительных звеньев.
- Более высокая стоимость по сравнению с литыми или штампованными цепями.
- Чувствительность к ударным нагрузкам при недостаточном запасе прочности.
- Требовательность к качественной смазке для обеспечения заявленного ресурса.
- Большая масса по сравнению с узкоспециализированными цепями.
- Установка защитных кожухов и уплотнений на шарниры (например, O-образные кольца или многослойные манжеты).
- Использование цепей с твердым поверхностным напылением (например, хромовым) на пластины.
- Регулярная промывка цепи и организация проточной смазки для вымывания абразивных частиц.
- Применение цепей с увеличенным припуском на износ (усиленные серии).
Для изготовления пластин применяется высококачественная сталь (часто легированная, например, 40Х, 45ХН), подвергаемая термообработке – закалке и отпуску для достижения высокой твердости поверхности (HRC 40-50) при сохранении вязкой сердцевины. Ролики и втулки также изготавливаются из цементируемых сталей с последующей закалкой. Для работы в агрессивных средах (морская вода, химические пары) используются цепи из нержавеющих сталей марок A2 (304) или A4 (316).
Стандарты и маркировка
Основным международным стандартом, регламентирующим размеры и прочностные характеристики тяговых роликовых цепей, является ISO 1977/I (аналогичен DIN 8165, 8167). В обозначении цепи зашифрованы ее ключевые параметры.
Пример маркировки: M80-2-200-1. Расшифровка:
Также распространено обозначение по диаметру ролика, например, Цепь 56×200-2, где 56 – диаметр ролика в мм, 200 – внутренняя ширина в мм, 2 – количество рядов.
Основные параметры и технические характеристики
Ключевые параметры для выбора и расчета цепи приведены в таблице. Значения являются справочными и могут варьироваться у разных производителей.
| Обозначение цепи (пример) | Шаг, p (мм) | Диаметр ролика, d1 (мм) | Внутренняя ширина, b1 (мм) | Диаметр валика, d2 (мм) | Длина валика (мм) | Разрушающая нагрузка, мин. (кН) | Масса 1м, approx. (кг) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| M56-2-180-1 | 56 | 28 | 180 | 14 | 180 | 280 | 18.5 |
| M80-2-200-1 | 80 | 40 | 200 | 20 | 200 | 500 | 32.0 |
| M112-2-250-1 | 112 | 56 | 250 | 28 | 250 | 900 | 62.0 |
Области применения и критерии выбора
Двухрядные тяговые роликовые цепи применяются в отраслях, где требуется надежная передача тягового усилия при значительных нагрузках и умеренных скоростях (обычно до 0.5 м/с).
Критерии выбора:
Монтаж, обслуживание и износ
Правильный монтаж и техническое обслуживание напрямую влияют на ресурс цепи. Установка цепи на звездочки должна производиться без натяга. Соосность валов звездочек – обязательное условие для предотвращения перекоса и одностороннего износа. Натяжение цепи должно создавать стрелу провисания не более 2-4% от межосевого расстояния.
Систематическое обслуживание включает:
Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами тяговых цепей
Преимущества двухрядных роликовых цепей:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем принципиально отличается тяговая роликовая цепь от приводной роликовой (по ГОСТ 13568)?
Приводные цепи (например, ПР) рассчитаны на работу при высоких скоростях вращения и передачу мощности с вала на вал. Тяговые цепи (М) предназначены для перемещения грузов, работают при низких скоростях, но под высокими статическими и динамическими нагрузками. Они имеют более массивные пластины, увеличенные диаметры валиков и втулок, а также часто поставляются в исполнении с калиброванными по длине звеньями для точного позиционирования.
Когда следует выбирать именно двухрядную, а не однорядную или трехрядную конструкцию?
Двухрядная цепь является оптимальным решением, когда мощности однорядной цепи недостаточно, но использование трехрядной экономически или конструктивно нецелесообразно. Трехрядные цепи требуют исключительной точности монтажа (соосности) из-за повышенной чувствительности к перекосу, сложнее в обслуживании и значительно дороже. Двухрядная цепь представляет собой лучший баланс между надежностью, грузоподъемностью, стоимостью и удобством эксплуатации.
Как правильно рассчитать необходимую длину цепи в двухрядном исполнении?
Длина цепи измеряется в звеньях. Методика расчета аналогична однорядным цепям и зависит от межосевого расстояния и числа зубьев звездочек. Важно помнить, что для соединения концов двухрядной цепи требуется специальное соединительное звено (замковое), которое учитывается в общем количестве. Для привода с двумя звездочками используется формула: L = 2A + (z1+z2)/2 + ((z2-z1)/(2π))² / A, где L – длина в шагах, A – межосевое расстояние в шагах, z1 и z2 – числа зубьев звездочек. Полученное значение округляется до целого четного числа звеньев.
Какие существуют способы повышения износостойкости цепи в абразивной среде?
Помимо выбора цепей из специальных износостойких сталей, применяются следующие решения:
Как определить момент для замены цепи?
Критическим параметром является удлинение из-за износа шарниров. Замеряется расстояние между N количеством звеньев в новой и эксплуатируемой цепи под одинаковым умеренным натяжением. Если удлинение превысило 3% для нормальных условий или 5% для неответственных механизмов, цепь подлежит замене. Дополнительными признаками являются: неравномерный ход, «сползание» цепи с зубьев звездочки при нагрузке, заметный износ формы роликов и появление трещин в пластинах.
Возможен ли ремонт двухрядной тяговой цепи в полевых условиях?
Частичный ремонт возможен, но ограничен. Замена поврежденного участка осуществляется с помощью соединительных (ремонтных) звеньев. Однако, важно понимать, что новая секция будет иметь иной износ шарниров, что может привести к неравномерной нагрузке и ускоренному износу всей передачи. Замена отдельных пластин или роликов без специального прессового оборудования и контроля геометрии не рекомендуется, так как это может критически снизить прочность цепи. При серьезных повреждениях (обрыв пластины, изгиб валика) предпочтительна полная замена цепи.