Цепи пластинчатые конвейрная

Цепи пластинчатые конвейерные: конструкция, типы, применение и критерии выбора

Пластинчатые конвейерные цепи представляют собой ключевой тяговый элемент пластинчатых конвейеров и транспортеров, предназначенных для перемещения тяжелых, крупногабаритных, абразивных, горячих или штучных грузов в условиях интенсивных механических и термических нагрузок. В отличие от роликовых цепей общего назначения, они спроектированы для работы в сочетании с настилом (пластинами), который непосредственно воспринимает нагрузку от груза, в то время как цепь обеспечивает тяговое усилие и движение. Данный тип цепей является основой для создания надежных и высокопроизводительных транспортных систем в тяжелой промышленности.

Конструктивные особенности и составные элементы

Пластинчатая конвейерная цепь – это сборное изделие, состоящее из последовательно соединенных звеньев. Ее конструкция оптимизирована для крепления несущих пластин (настила) и передачи значительных тяговых усилий.

• Втулки и валики: Внутренние звенья состоят из двух пластин, запрессованных на две втулки. Через втулки свободно проходят валики, на которых вращаются ролики (если они есть). Валики соединяют внутренние и внешние звенья, образуя шарнир. Материал – высокопрочные легированные стали, часто с цементацией и закалкой поверхности для износостойкости.
• Ролики (опорные катки): Устанавливаются на втулки и служат для качения по направляющим путям конвейера, уменьшая сопротивление движению и износ как цепи, так и направляющих. Могут быть гладкими или с ребордой. Изготавливаются из закаленной стали или износостойких полимерных композитов.
• Пластины (лапки) для крепления настила: Это основное отличие от стандартных приводных цепей. На внешних пластинах звеньев (или на специальных соединительных звеньях) имеются отверстия или лапки (перфорация) для жесткого болтового крепления поперечных несущих пластин или полотна конвейера. Конфигурация крепления строго стандартизирована.
• Приводные звездочки: Цепь приводится в движение звездочками, зубья которых входят в зацепление с роликами цепи. Износ звездочек и цепи должен быть синхронизирован, поэтому их изготавливают в соответствии с одними стандартами.

Классификация и основные типы пластинчатых цепей

Классификация осуществляется по нескольким ключевым параметрам: тип конструкции, расположение крепежных элементов, стандарт.

1. По типу конструкции и виду ролика

• Цепи с катками (роликовые): Самый распространенный тип. Ролик свободно вращается на втулке, контактируя с направляющей. Обеспечивает низкое трение и применяется на конвейерах с длинной трассой.
• Цепи с ползунами (безроликовые): Вместо роликов используются износостойкие пластины (ползуны), которые скользят по направляющим. Применяются для коротких конвейеров, в условиях высоких ударных нагрузок или загрязненной среды, где ролик может заклинить.
• Цепи со специальными роликами: С ребордами для центрирования, увеличенного диаметра для работы на неприводных криволинейных участках, или из полимерных материалов для снижения шума.

2. По расположению крепежных элементов (лапок)

• Цепи с верхним креплением (Тип «А»): Крепежные отверстия или лапки расположены на верхней плоскости пластин. Настил монтируется непосредственно сверху. Наиболее универсальный и распространенный тип.
• Цепи со средним креплением (Тип «В»): Крепежные элементы расположены в средней части пластины, что позволяет устанавливать настил заподлицо с верхней кромкой цепи. Обеспечивает более плавную транспортировку и часто используется в пищевой и упаковочной промышленности.
• Цепи с боковым креплением: Позволяют крепить настил или специальные приспособления сбоку от цепи. Используются в сложных транспортных системах.

3. По стандартам и типоразмерам

Основные стандарты: ISO (европейский), ANSI (американский), DIN (немецкий). Наиболее распространенной серией для тяжелых условий является MCF (Heavy Series) по стандарту ISO 1977 / DIN 8165. Типоразмер обозначается числом, например, M80, M100, M160, где число приблизительно соответствует шагу цепи в миллиметрах (шаг M100 = 100 мм).

Таблица 1. Основные параметры цепей серии MCF (ISO 1977)

Обозначение цепи	Шаг, P (мм)	Диаметр ролика, d1 (мм)	Ширина между внутренними пластинами, b1 (мм)	Мин. разрушающая нагрузка (кН)	Типовые области применения
M40	40	22	17	63	Легкие конвейеры, упаковочное оборудование
M80	80	36	27	160	Общее машиностроение, обработка отходов
M100	100	42	32	250	Металлургия, цементная промышленность
M160	160	60	48	500	Горнодобывающая промышленность, тяжелое машиностроение
M200	200	70	58	800	Портовая перевалка, доменное производство

Материалы и покрытия

Эксплуатационные характеристики цепи определяются материалами и термообработкой.

• Пластины: Углеродистые и легированные стали (например, 50Mn, 40Cr). Термическая обработка (закалка и отпуск) для достижения высокой прочности и вязкости.
• Втулки и валики: Легированные цементируемые стали (например, 20CrNiMo). Поверхностная цементация и закалка обеспечивают твердую износостойкую поверхность при вязкой сердцевине.
• Ролики: Закаленная сталь или полиамид (PA6, PA66). Полимерные ролики существенно снижают шум и вес, но имеют ограничения по температуре и нагрузке.
• Покрытия: Для работы в агрессивных средах (морская вода, химикаты) или для облегчения технического обслуживания применяются покрытия: цинкование, никелирование, фосфатирование, нанесение сухих смазок (например, дисульфида молибдена).

Критерии выбора и расчет основных параметров

Выбор цепи является инженерной задачей, основанной на расчете.

1. Определение рабочей нагрузки

Расчетная нагрузка на цепь складывается из нескольких составляющих: тягового усилия для перемещения груза и настила, усилия на преодоление трения в направляющих, динамических нагрузок при пуске и возможных ударных нагрузок. Используется формула:

F = (M g μ

• C) / η + F_доп

где: F – полное расчетное усилие (Н); M – масса груза и движущихся частей (кг); g – ускорение свободного падения (9.81 м/с²); μ – коэффициент трения; C – коэффициент, учитывающий сопротивление в направляющих и на перегибах; η – КПД привода; F_доп – дополнительные усилия.

2. Выбор типоразмера (шага цепи)

На основе расчетного усилия F и требуемого ресурса выбирается типоразмер цепи из каталога. Рабочее (допустимое) усилие цепи составляет 1/6 – 1/10 от ее минимальной разрушающей нагрузки (см. Таблицу 1). Для тяжелых условий с ударными нагрузками берется больший запас прочности.

3. Учет условий эксплуатации

• Температура: Стандартные цепи работают в диапазоне от -10°C до +200°C. Для более высоких температур (печные конвейеры) применяются стали, устойчивые к отпуску, или специальные жаростойкие сплавы.
• Абразивный износ: При работе с рудой, песком, цементом критичен износ шарниров и роликов. Требуются цепи с повышенной твердостью деталей, защитными кожухами или системами централизованной смазки.
• Коррозия: Для влажных сред выбираются цепи из нержавеющей стали (AISI 304, 316) или с защитным покрытием.
• Ударные нагрузки: В дробильных установках, под бункерами применяются цепи увеличенной прочности, часто с упрочненными валиками и втулками.

Таблица 2. Рекомендации по выбору цепи в зависимости от условий

Условия эксплуатации	Рекомендуемый тип цепи	Ключевые особенности
Высокие ударные нагрузки (горная добыча)	MCF с увеличенным диаметром валика, цепи типа «Super»	Повышенная прочность шарнира, вязкая сердцевина валика
Высокие температуры (металлургия, обжиг)	Цепи из жаропрочной стали, возможно безроликовые	Материалы, устойчивые к окалинообразованию и потере твердости
Влажная/химически агрессивная среда (пищепром, химия)	Цепи из нержавеющей стали AISI 316, с полимерными роликами	Коррозионная стойкость, соответствие санитарным нормам
Требования к чистоте и низкому шуму (логистика, упаковка)	Цепи с полимерными роликами, со средним креплением (Тип «В»)	Сниженный шум, отсутствие смазки, гладкая поверхность транспортировки

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание напрямую влияют на ресурс цепи.

• Монтаж: Длина цепи подбирается по количеству звеньев для обеспечения правильного зацепления со звездочками. Натяжение цепи должно исключать провисание, но не создавать избыточную нагрузку на валы и подшипники. Необходима строгая соосность приводных и натяжных звездочек.
• Смазка: Наиболее важный фактор увеличения срока службы. Смазка должна проникать в зазор между валиком и втулкой. Предпочтительна автоматическая циркуляционная или капельная смазка. Для цепей в абразивной среде используют пластичные смазки с твердыми смазывающими добавками.
• Контроль износа: Основной параметр – удлинение цепи из-за износа шарниров. Замеряется на контрольном отрезке (обычно 10-20 звеньев). Допустимое удлинение обычно не более 2-3% от первоначальной длины. Превышение ведет к неправильному зацеплению со звездочкой, прыжкам и срыву.
• Регламентное обслуживание: Включает регулярную очистку от загрязнений, визуальный контроль состояния роликов и пластин, проверку крепежа настила, контроль натяжения.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие приводной роликовой цепи от пластинчатой конвейерной?

Приводная роликовая цепь (например, по ISO 606) предназначена исключительно для передачи механической мощности между валами. Пластинчатая конвейерная цепь (по ISO 1977) спроектирована как тяговый элемент для перемещения груза по стационарному пути. Ее ключевые отличия: наличие специальных пластин (лапок) для крепления настила, большая ширина и толщина пластин, повышенная разрушающая нагрузка при том же шаге, а также возможность использования роликов большого диаметра для качения по направляющим.

Как правильно определить шаг изношенной цепи для замены?

Шаг новой цепи – это номинальное расстояние между центрами двух соседних валиков. У изношенной цепи он увеличен. Для точного определения типоразмера необходимо: 1) Очистить участок цепи. 2) Измерить общую длину по центрам валиков на отрезке, например, в 10 звеньев. 3) Разделить полученную длину на 10 (количество шагов). 4) Сравнить средний шаг с ближайшим стандартным значением (M80=80мм, M100=100мм и т.д.). Также необходимо учитывать ширину цепи (b1) и диаметр ролика (d1).

Когда целесообразно использовать цепи с полимерными роликами, а когда со стальными?

Полимерные ролики (обычно полиамид): Применяются для снижения шума (до 10-15 дБ), уменьшения веса, работы без смазки в чистых зонах (пищевая, фармацевтическая промышленность). Имеют ограничения: максимальная нагрузка обычно ниже, чем у стальных, температурный диапазон от -20°C до +80°C (кратко до +120°C), чувствительны к УФ-излучению и некоторым химикатам.
Стальные закаленные ролики: Используются в условиях высоких механических нагрузок, ударных воздействий, повышенных температур (до +200°C и выше для специальных исполнений), в абразивной среде. Требуют регулярной смазки.

Что означает маркировка M100-FS-A2 и как ее расшифровать?

Это пример полной маркировки пластинчатой цепи:

• M100 – серия и шаг цепи (100 мм).
• F – тип крепления (в данном случае «Flange» – фланец, т.е. цепь с верхними лапками для крепления). Буква может быть также S (Side – боковое), K (Combi – комбинированное).
• S – тип ролика (S – Steel, стальной). Может быть P (Polymer, полимерный) или опускаться для безроликовых цепей.
• A2 – исполнение по материалу и покрытию. A2 часто обозначает нержавеющую сталь AISI 304. A4 – AISI 316. Для обычных стальных цепей может указываться на покрытие (Zn – оцинкованная).

Каковы основные причины преждевременного выхода из строя пластинчатых цепей?

• Недостаточная или неправильная смазка: Приводит к быстрому износу шарнира (валик-втулка), заеданию, перегреву и обрыву.
• Несоосность звездочек и искривление направляющих: Вызывает неравномерную нагрузку, односторонний износ пластин и роликов, повышенное сопротивление движению.
• Перегрузка: Работа с усилием, превышающим расчетное, ведет к ускоренной усталости металла, деформации пластин и валиков.
• Попадание абразива в шарниры: В условиях запыленности без защитных кожухов абразивные частицы действуют как притирочная паста, резко увеличивая износ.
• Коррозия: Разрушение поверхности, ведущее к концентраторам напряжений и снижению прочности сечения.

Заключение

Пластинчатые конвейерные цепи являются высокоспециализированным и критически важным компонентом тяжелых транспортных систем. Их корректный выбор, основанный на точном расчете нагрузок и учете всех факторов эксплуатационной среды, определяет надежность, производительность и экономическую эффективность всего конвейерного оборудования. Понимание конструктивных особенностей, стандартов, правил монтажа и обслуживания позволяет инженерно-техническому персоналу минимизировать простои, оптимизировать затраты на ремонт и обеспечить длительный безотказный ресурс работы в самых суровых промышленных условиях.