Цепи приводные роликовые трехрядные

Цепи приводные роликовые трехрядные: конструкция, стандарты и применение

Цепь приводная роликовая трехрядная представляет собой ключевой элемент механических приводов, предназначенный для передачи значительной мощности и высоких тяговых усилий в условиях ограниченных габаритов. Ее конструкция является логическим развитием однорядной и двухрядной цепей и заключается в параллельном соединении трех однорядных роликовых цепей общими соединительными валиками (пинами). Это обеспечивает пропорциональное увеличение разрушающей нагрузки и несущей способности при сохранении стандартного шага, что позволяет использовать ее на стандартных звездочках, рассчитанных на многорядные цепи. Основная сфера применения – тяжелонагруженные приводы в промышленном оборудовании, энергетике, горнодобывающей и металлургической отраслях.

Конструктивные особенности и материалы

Трехрядная роликовая цепь состоит из идентичных по конструкции наружных и внутренних звеньев, собранных в три параллельных ряда. Внутреннее звено образовано двумя пластинами, запрессованными на втулки, на которые свободно надеты ролики. Наружное звено состоит из двух пластин, закрепленных на валиках, проходящих через втулки внутренних звеньев. Ключевым отличием является длина валика, которая охватывает все три ряда пластин. Соединение валика и наружной пластины может осуществляться прессованием, расклепкой или с помощью стопорных колец (в разборных цепях). Для обеспечения равномерного распределения нагрузки критически важна точность изготовления всех компонентов.

Материалы изготовления регламентированы стандартами:

• Пластины: Сталь марок 45, 50, 40Х, 45ХН или их зарубежные аналоги. Проходят термообработку (закалку с отпуском) для достижения высокой твердости поверхности и вязкой сердцевины.
• Валики и втулки: Цементуемые стали марок 15Х, 20Х, 20ХНЗ. После цементации и закалки обладают износостойкой поверхностью и устойчивой к ударным нагрузкам сердцевиной.
• Ролики: Сталь 45, 15Х, 20Х. Термообработка аналогична валикам и втулкам.

Для работы в особых условиях (повышенная влажность, агрессивные среды) цепи могут изготавливаться из нержавеющих сталей (например, AISI 304, AISI 316) или иметь защитные покрытия (цинкование, оксидирование, никелирование).

Стандарты и основные параметры

Основным международным стандартом, определяющим размеры, характеристики и методы испытаний роликовых цепей, является ISO 606 (DIN/ISO 606). В США распространен стандарт ANSI B29.1. Отечественным аналогом является ГОСТ 13568-97 (цепи приводные роликовые и втулочные). Стандарты устанавливают однозначное соответствие между шагом цепи, шириной и диаметром ролика, а также разрушающей нагрузкой. Обозначение трехрядной цепи формируется на основе обозначения однорядной с добавлением суффикса, указывающего на количество рядов.

Таблица 1. Основные параметры трехрядных роликовых цепей по ISO 606 (выборка)

Обозначение цепи	Шаг, p (мм)	Внутренняя ширина, b1 (мм)	Диаметр ролика, d1 (мм)	Диаметр валика, d2 (мм)	Длина валика, L (мм, прибл.)	Разрушающая нагрузка, min (кН)	Масса 1м, (кг, прибл.)
16A-3	25.40	15.75	15.88	7.92	49.1	86.70	3.40
20A-3	31.75	19.05	19.05	9.53	61.0	135.00	5.30
24A-3	38.10	25.40	22.23	11.10	73.0	186.00	7.60
32A-3	50.80	31.75	28.58	14.27	91.4	347.00	14.20

Расчет и выбор трехрядной цепи

Выбор цепи для конкретного привода является инженерной задачей, учитывающей множество факторов. Упрощенный алгоритм включает следующие шаги:

1. Определение расчетной мощности (P_расч): P_расч = P_ном K₁ K₂, где P_ном – номинальная мощность на ведущем валу, K₁ – коэффициент, учитывающий условия эксплуатации (равномерная, ударная нагрузка), K₂ – коэффициент, учитывающий количество зубьев малой звездочки.
2. Выбор шага цепи: По величине P_расч и частоте вращения малой звездочки (n₁) с использованием диаграмм мощности (предоставляемых производителями) выбирается типоразмер (шаг) цепи. Чем выше скорость, тем меньший шаг рекомендуется для снижения динамических нагрузок и шума.
3. Определение числа рядов: Если требуемая мощность превышает возможности однорядной цепи выбранного шага, осуществляется переход на многорядную конструкцию. Для трехрядной цепи допустимая мощность умножается на коэффициент 2.5 (значение может незначительно варьироваться в зависимости от стандарта; необходимо сверяться с каталогом производителя).
4. Проверка по давлению в шарнирах и частоте пробегов: Рассчитывается фактическое давление в шарнире и сравнивается с допустимым. Также проверяется частота пробегов цепи, которая не должна превышать предельных значений во избежание усталостного разрушения пластин.
5. Определение геометрических параметров передачи: Расчет межосевого расстояния, длины цепи в шагах, числа зубьев звездочек.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание напрямую влияют на ресурс трехрядной цепи. Установка цепи на звездочки должна производиться без натяга. Рекомендуется регулируемое натяжение, обеспечивающее небольшой провис холостой ветви. Соосность валов звездочек – критический параметр; несоосность приводит к неравномерной нагрузке на ряды цепи и ускоренному износу. Для соединения концов цепи используются специальные соединительные звенья (замки), соответствующие типоразмеру. В трехрядных цепях применяются усиленные замки, часто с дополнительными фиксирующими элементами.

Обслуживание включает регулярную смазку и контроль состояния. Смазка должна быть качественной, соответствующей условиям работы (температура, запыленность). Предпочтительны методы принудительной подачи масла в зону зацепления или капельной смазки. Пластинчатая или погружная смазка менее эффективны, но допустимы. Необходимо периодически проверять вытяжку цепи. Нормативный износ, приводящий к увеличению шага на 3%, является предельным, после чего цепь подлежит замене.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами передач

Преимущества трехрядных роликовых цепей:

• Высокая нагрузочная способность при компактных поперечных габаритах.
• Отсутствие проскальзывания и постоянство передаточного числа.
• Высокий КПД (до 98%).
• Способность работать в широком диапазоне скоростей и температур.
• Относительная простота монтажа и обслуживания.
• Длительный срок службы при правильной эксплуатации.

Недостатки:

• Повышенная шумность и вибрации по сравнению с зубчатыми ремнями.
• Необходимость регулярного обслуживания (смазка, регулировка натяжения).
• Вытяжка шарниров в процессе износа, требующая наличия регулировочного устройства.
• Более высокая стоимость по сравнению с ременными передачами аналогичной мощности.
• Неравномерность хода (полигональный эффект), особенно заметная на звездочках с малым числом зубьев.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается трехрядная цепь от трех однорядных, установленных рядом?

Трехрядная цепь конструктивно представляет собой единое целое с общими валиками, что гарантирует синхронную работу всех трех рядов и равномерное распределение нагрузки. Три отдельные однорядные цепи, даже при идеальной настройке, будут работать с разной степенью натяжения и износа, что приведет к их последовательному выходу из строя и резкому снижению надежности привода.

Как правильно определить износ трехрядной цепи?

Основной показатель износа – увеличение шага цепи из-за выработки шарниров. Измеряется на отрезке в 100-120 звеньев под нагрузкой, близкой к рабочей. Превышение длины этого отрезка более чем на 3% от номинальной (для стандартных цепей) свидетельствует о необходимости замены. Также визуальными признаками являются увеличение зазора между валиком и втулкой, форма вытянутых отверстий пластин, наличие трещин или деформаций.

Можно ли использовать звездочку для однорядной цепи с трехрядной цепью?

Нет, категорически нельзя. Ширина зубьев звездочки для трехрядной цепи (ширина по пластинам) значительно больше. Использование узкой звездочки приведет к эксцентричной нагрузке на валики цепи, их перекосу, ускоренному износу и поломке боковых пластин среднего ряда.

Какие существуют альтернативы трехрядной роликовой цепи при необходимости передать большую мощность?

Альтернативами могут служить:

• Двухрядная или четырехрядная цепь: Выбор зависит от баланса требуемой мощности и допустимой ширины.
• Цепи с увеличенным шагом (тяговые): Обладают большей разрушающей нагрузкой на однорядное исполнение, но имеют меньшую допустимую скорость.
• Зубчатые ремни: Для высокоскоростных и требующих низкого уровня шума передач.
• Зубчатые передачи (редукторы): При компактном межосевом расстоянии и необходимости высокого передаточного числа.

Выбор зависит от конкретных условий: скорости, нагрузки, условий окружающей среды, требований к точности и стоимости.

Какой тип смазки является оптимальным для тяжелонагруженных трехрядных цепей?

Наиболее эффективным является принудительное подведение очищенного масла под давлением на внутренние поверхности пластин у втулок. Для цепей, работающих на средних скоростях, допустима регулярная капельная смазка или смазка в масляной ванне. Консистентные смазки (пластичные) не рекомендуются для высокоскоростных передач, так как не проникают глубоко в шарниры, но могут использоваться в тихоходных приводах в условиях сильного запыления.

Заключение

Трехрядные роликовые цепи остаются незаменимым решением для приводов, требующих передачи высокой мощности и значительных тяговых усилий в условиях жестких ограничений по габаритам и необходимости обеспечения постоянного передаточного отношения. Их корректная эксплуатация, основанная на точном расчете, правильном монтаже и систематическом обслуживании с качественной смазкой, позволяет реализовать весь заложенный конструкцией ресурс и обеспечить надежную работу ответственных механизмов в энергетике, тяжелой промышленности и других отраслях.