Цепи роликово-пластинчатые

Добавлено 30.10.2025

Цепи роликово-пластинчатые: конструкция, стандарты, применение и подбор

Цепь роликово-пластинчатая (РПЦ) представляет собой специализированный тип приводной цепи, конструкция которой оптимизирована для передачи значительных тяговых усилий при работе на малых и средних скоростях в условиях интенсивных ударных и абразивных нагрузок. Её ключевое отличие от стандартных роликовых цепей заключается в наличии пластин особой формы, которые не только формируют звено, но и служат опорной и направляющей поверхностью, а также местом крепления дополнительных элементов. Данный тип цепей находит широкое применение в промышленном оборудовании, конвейерных системах, элеваторах, дорожно-строительной и сельскохозяйственной технике.

Конструктивные особенности и составные элементы

Конструкция роликово-пластинчатой цепи является модульной и включает в себя несколько базовых компонентов, чьи параметры строго стандартизированы.

Пластины (щеки). Это основной несущий элемент. Изготавливаются методом штамповки из высококачественных сталей (часто 50ХН, 40Х) с последующей термообработкой (закалка и отпуск) для достижения высокой поверхностной твёрдости и вязкой сердцевины. Пластины бывают внутренние и наружные, попарно соединяемые валиками или втулками. Их форма обеспечивает высокое сопротивление изгибу и кручению.
Валики и втулки. Валики проходят через отверстия в пластинах и втулках, образуя шарнир. Втулки запрессовываются в отверстия внутренних пластин. Данные элементы подвергаются цементации и закалке для обеспечения износостойкости трущихся поверхностей.
Ролики. Надеваются на втулки и служат для engagement (зацепления) с зубьями звёздочки, уменьшая трение и износ. В некоторых исполнениях, предназначенных для скольжения по направляющим, ролики могут отсутствовать.
Приставные элементы. Это ключевая особенность РПЦ, расширяющая её функциональность. К пластинам с помощью валиков, шпилек или клёпки крепятся различные навесные детали: ковши, скребки, полки, перфорированные пластины, упоры. Это позволяет цепи непосредственно участвовать в процессе транспортировки, подъёма или позиционирования грузов.

Классификация и основные стандарты

Роликово-пластинчатые цепи классифицируются по нескольким ключевым признакам: тип конструкции, расположение валиков, направление изгиба и стандарт.

По типу конструкции и расположению валиков:

Цепи типа «BS» (British Standard) или с прямыми пластинами. Валики расположены в один ряд. Характеризуются простотой конструкции, используются при относительно небольших нагрузках. Пример: цепи по ГОСТ 588-81 (снят с заменой на ISO) или ISO 1977.
Цепи типа «CA» (Chain Association) или с изогнутыми пластинами. Имеют два ряда валиков, смещённых относительно друг друга. Наружные пластины обладают характерной S-образной формой. Это обеспечивает повышенную жёсткость, устойчивость к перекосам и способность воспринимать значительные нагрузки на разрыв. Наиболее распространённый тип в тяжёлом машиностроении.

По направлению изгиба:

Гнутые вверх. Приставные элементы (ковши, скребки) крепятся к верхней ветви цепи. Типично для ковшовых элеваторов и скребковых конвейеров.
Гнутые вниз. Элементы крепятся к нижней ветви. Применяются в конвейерах с верхней грузонесущей ветвью.
Прямые (негнутые). Используются в качестве тягового органа, где не требуется изгиб в вертикальной плоскости относительно направления движения.

Основные стандарты:

ISO 1977 / ГОСТ Р ИСО 1977: Основной международный стандарт на цепи для конвейеров. Определяет термины, обозначения, методы расчёта и размеры.
ISO 4348 / ГОСТ 589: Стандарт на пластинчатые цепи для нефтяного оборудования.
DIN 8165 / 8167 / 8168: Немецкие стандарты на конвейерные цепи типа CA, MA, VA соответственно, широко распространённые в Европе.
ANSI B29.15 / B29.24: Американские стандарты на тяговые и конвейерные роликовые и пластинчатые цепи.

Материалы и покрытия

Выбор материала и вида обработки напрямую влияет на долговечность, износостойкость и коррозионную стойкость цепи.

**Таблица 1. Материалы и обработка компонентов РПЦ**
Компонент	Материал	Термообработка	Цель
Пластины	Углеродистые и легированные стали (45, 50, 40Х, 50ХН)	Объёмная закалка или закалка ТВЧ, отпуск	Повышение прочности и усталостной выносливости
Валики, втулки	Цементуемые стали (20Х, 20ХН)	Цементация (науглероживание) на глубину 0.8-1.5 мм, закалка, низкий отпуск	Получение твёрдой износостойкой поверхности и вязкой сердцевины
Ролики	Аналогично валикам или подшипниковая сталь	Цементация и закалка или сквозная закалка	Сопротивление ударным нагрузкам и износу от зубьев звёздочки

Для работы в агрессивных средах (морская вода, химические пары, высокая влажность) применяются цепи с защитными покрытиями: горячее цинкование, кадмирование, оксидирование (воронение), нанесение полимерных покрытий. В пищевой промышленности используются цепи из нержавеющих сталей марок AISI 304, AISI 316.

Ключевые параметры и расчёт

При подборе цепи необходимо оперировать следующими основными параметрами:

Шаг цепи (P): Расстояние между центрами соседних валиков. Основной размер, определяющий габариты цепи и звёздочки. Стандартные ряды: 63.5 мм, 100 мм, 125 мм, 160 мм, 200 мм, 250 мм и т.д.
Ширина внутреннего звена (d1): Расстояние между внутренними пластинами, куда устанавливается ролик.
Диаметр валика (d2): Определяет прочность шарнира.
Разрушающая нагрузка (Q): Минимальная статическая нагрузка, при которой происходит разрушение цепи. Указывается в каталогах.
Допускаемая рабочая нагрузка (F): Рассчитывается с учётом коэффициента запаса прочности (S), который зависит от условий работы (тип привода, характер нагрузки, скорость).

Формула для проверочного расчёта: F = Q / S, где S – коэффициент запаса прочности.

**Таблица 2. Рекомендуемый коэффициент запаса прочности (S) для РПЦ**
Условия работы	Тип нагрузки	Коэффициент запаса (S)
Спокойная нагрузка, равномерная подача, V < 1 м/с	Статическая, без ударов	7 — 8
Умеренные удары, переменная нагрузка, V = 1-2 м/с	Динамическая	8 — 10
Сильные удары, работа в абразивной среде, V > 2 м/с	Ударная, циклическая	10 — 12 и выше

Также обязателен расчёт на износ шарниров, который определяет срок службы цепи по увеличению шага. Для этого используется формула, связывающая давление в шарнире, скорость и ресурс.

Области применения и примеры использования

Нории (ковшовые элеваторы): Цепи типа CA, гнутые вверх, с приклёпанными ковшами. Транспортировка сыпучих материалов (зерно, цемент, уголь) в вертикальном направлении.
Скребковые конвейеры: Цепи с прикреплёнными скребками, перемещающие материал по жёлобу. Используются в угольной промышленности, металлургии.
Пластинчатые конвейеры: Цепи служат тяговым органом, несущим на себе жёсткий настил из пластин. Для транспортировки штучных, тяжёлых, горячих грузов (например, литейные формы, детали).
Приводы технологического оборудования: В машинах для розлива, упаковки, деревообработки, где требуется точное позиционирование и передача большого крутящего момента на низких скоростях.
Дорожно-строительная и сельхозтехника: Привод гусениц, механизмы навесного оборудования.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание критически важны для ресурса РПЦ.

Монтаж: Требует точной соосности валов звёздочек. Натяжение цепи должно исключать провисание, но не создавать излишней нагрузки на валы и подшипники. Для соединения концов цепи используются специальные соединительные (замковые) звенья, которые должны устанавливаться так, чтобы замок был доступен для осмотра и не испытывал ударных нагрузок при входе в зацепление.
Смазка: Наиболее важный фактор увеличения срока службы. Смазка должна проникать в зазоры шарниров (валик-втулка). Предпочтительна регулярная капельная или циркуляционная смазка. Для цепей, работающих в запылённой среде, используют консистентные смазки, но их проникающая способность ниже. Периодичность смазки указывается в руководстве по эксплуатации и зависит от скорости и нагрузки.
Контроль: Регулярный визуальный контроль на наличие трещин в пластинах, износ роликов и зубьев звёздочек, проверка удлинения цепи. Критическим считается удлинение цепи на 3-5% от первоначальной длины, после чего цепь подлежит замене.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем роликово-пластинчатая цепь принципиально отличается от приводной роликовой цепи (например, по ISO 606)?

Роликовая приводная цепь предназначена в первую очередь для передачи мощности на относительно высоких скоростях между валами. РПЦ спроектирована как тяговый орган, способный нести прямую механическую нагрузку через приставные элементы. Она имеет более массивные пластины, усиленные шарниры и, как правило, большую ширину при сопоставимом шаге. Её конструкция рассчитана на работу с высокими растягивающими усилиями и ударными нагрузками, а не на высокоскоростное вращение.

Как правильно определить износ цепи и момент её замены?

Основной критерий – увеличение шага цепи из-за износа шарниров. Измеряется длина 10-20 звеньев в натянутом состоянии. Если фактическая длина превышает номинальную более чем на 2-3%, следует планировать замену. При достижении 5-6% удлинения работа становится нестабильной, возможен соскок цепи со звёздочек. Также признаками износа являются: увеличение зазора между валиком и втулкой (цепь «проседает» под собственным весом), неравномерный износ зубьев звёздочки, появление трещин усталости в пластинах в зоне отверстий.

Можно ли использовать цепь стандарта DIN взамен цепи ISO с аналогичным шагом?

Не всегда, даже при совпадении шага. Критически важно совпадение не только шага (P), но и диаметра валика (d2), ширины внутреннего звена (d1) и толщины пластин. Несовпадение любого из этих параметров приведёт к некорректному зацеплению со звёздочкой, ускоренному износу или поломке. Замена возможна только при полном соответствии всех размеров, указанных в стандартных таблицах, что бывает редко. Рекомендуется использовать цепь и звёздочки одного стандарта.

Каковы основные причины преждевременного выхода из строя РПЦ?

Отсутствие или неправильная смазка: Ведущая причина износа шарниров.
Несоосность валов звёздочек: Приводит к неравномерной нагрузке на пластины, их перекосу и усталостному разрушению.
Перегрузка: Работа с нагрузкой, превышающей расчётную, или частые пиковые (ударные) нагрузки.
Работа в абразивной среде без защиты: Попадание абразивных частиц в шарниры вызывает абразивный износ, многократно сокращающий ресурс.
Коррозия: Работа без защитного покрытия в условиях влажности и агрессивных сред приводит к коррозионно-механическому износу и снижению прочности пластин.

Как выбрать тип цепи для конвейера: CA или BS?

Выбор зависит от нагрузок и условий. Цепи типа CA (с изогнутыми пластинами и двумя рядами валиков) обладают значительно большей жёсткостью, устойчивостью к перекосам и несущей способностью. Они рекомендуются для тяжёлых условий, больших нагрузок, длинных конвейеров и элеваторов. Цепи типа BS (прямые пластины, один ряд валиков) подходят для менее нагруженных применений, с меньшей длиной и более спокойным режимом работы, где критична стоимость решения.

Заключение

Роликово-пластинчатая цепь является высокоспециализированным и надежным элементом промышленных транспортных и тяговых систем. Её правильный выбор, основанный на точном расчете нагрузок, понимании стандартов и условий эксплуатации, определяет надежность и экономическую эффективность всего оборудования. Ключевыми аспектами для обеспечения длительного срока службы остаются корректный монтаж с обеспечением соосности, регулярное и правильное техническое обслуживание, в первую очередь – смазка, а также своевременный контроль износа. Использование цепей и сопряженных элементов (звёздочек) от проверенных производителей, гарантирующих соблюдение стандартов и качество материалов, минимизирует риски простоев и аварийных ситуаций на производстве.

Цепи роликово-пластинчатые