Цепь пластинчатая на транспортер
Цепь пластинчатая на транспортер: конструкция, типы, расчет и эксплуатация
Пластинчатая цепь является ключевым тяговым и грузонесущим элементом пластинчатых конвейеров, широко применяемых в горнодобывающей, металлургической, энергетической, цементной и других отраслях промышленности для транспортировки тяжелых, абразивных, горячих или крупнокусковых материалов. Ее основная функция – передача тягового усилия от приводной звездочки и непосредственное перемещение груза по стационарному настилу (полотну).
Конструкция и составные элементы
Пластинчатая цепь представляет собой сборное изделие, состоящее из последовательно соединенных звеньев. Основные компоненты стандартной пластинчатой цепи:
- Пластины (щеки): Основной несущий элемент. Изготавливаются методом штамповки из высококачественных сталей (часто марки 40Х, 45, 65Г или износостойких марок с последующей термообработкой). Бывают плоскими, с бортами, перфорированными, со специальными выступами. Количество пластин в звене определяет ширину цепи и ее несущую способность.
- Валик (ось): Стальной цилиндрический стержень, проходящий через отверстия в пластинах и втулке. Воспринимает основные нагрузки на срез и изгиб. Изготавливается из цементируемых или закаливаемых сталей, поверхность часто упрочняется.
- Втулка (гильза): Устанавливается между пластинами на валик. Служит для уменьшения трения между валиком и роликом, а также для защиты валика от износа. Материал – цементируемая сталь.
- Ролик: Надевается на втулку и контактирует с зубьями приводной звездочки, а также может катиться по направляющим путям. Ролик снижает трение и износ. Может быть гладким, ребордчатым или фланцевым. Изготавливается из высокопрочных сталей, иногда с резиновым бандажом для снижения шума.
- Призонная шайба и шплинт/стопорное кольцо: Элементы фиксации, предотвращающие самопроизвольное раскрытие звена.
- Цепи катковые (роликовые): Ролик свободно вращается на втулке. Применяются на средних и высоких скоростях (до 1,5 м/с), где необходимо снижение трения и износа звездочки.
- Цепи втулочные: Ролик отсутствует, на валике непосредственно посажена втулка. Используются при малых скоростях (до 0,5 м/с) и больших нагрузках, где вращение ролика не критично, а важна простота и надежность конструкции.
- Цепи скользящие (бесприводные): Не имеют ни ролика, ни втулки. Пластины скользят по направляющим. Применяются в условиях сильного загрязнения, где вращающиеся элементы могут заклинить, а также на очень малых скоростях.
- Цепи с плоскими пластинами (ГОСТ 588-81, ISO 1977): Универсальные, наиболее распространенные. Пластины без бортов. Груз перемещается непосредственно на них или на настиле, закрепленном на них.
- Цепи с бортовыми пластинами: Пластины имеют вертикальные борта, образующие желоб. Позволяют транспортировать сыпучие материалы без дополнительного настила.
- Цепи с перфорированными пластинами: Отверстия в пластинах служат для крепления специального настила, скребков, ковшей или других рабочих органов.
- Цепи пространственные (костровые): Состоят из двух параллельных рядов цепей, соединенных поперечными валиками, на которые монтируется настил. Обеспечивают высокую устойчивость и равномерное распределение нагрузки.
- Однорядные (одна пластина с каждой стороны)
- Двухрядные
- Многорядные (три, четыре и более пластин). Увеличение количества пластин повышает тяговую способность цепи.
- Определение тягового усилия (F, Н) на цепи: Рассчитывается как сумма сопротивлений движению: подъему груза, трению груза и цепи о направляющие, сопротивлению в загрузочном устройстве, сопротивлению в отклоняющих и натяжных устройствах. Используются стандартные методики (СНиП, справочники по конвейерам).
- Выбор типа цепи: На основе условий работы (скорость, характер груза, температура, запыленность) выбирается тип цепи (роликовая, втулочная, скользящая).
- Определение требуемого запаса прочности (коэффициента запаса) [n]: Для пластинчатых цепей он принимается в зависимости от условий работы и ответственности механизма. Обычно n = 8…12, для тяжелых условий может достигать 15-20.
- Расчет минимальной разрушающей нагрузки цепи (Sразр, Н): Sразр = F
- [n].
- Подбор цепи по каталогу: Из таблиц производителя или стандарта выбирается цепь, у которой разрушающая нагрузка (испытательная) равна или превышает расчетное значение Sразр. При этом учитывается шаг цепи, который должен соответствовать расчетному диаметру делительной окружности приводной звездочки.
- Проверка цепи на износ (по удельному давлению в шарнирах): p = Fр / (d
- b) ≤ [p], где Fр – расчетная нагрузка на одну цепь (для многорядных), d – диаметр валика, b – длина втулки, [p] – допустимое удельное давление (для стальных цепей обычно 15-30 МПа).
- Монтаж: Осуществляется с помощью соединительных (ремонтных) звеньев. Необходимо обеспечить соосность валов приводной, натяжной и отклоняющих звездочек, параллельность их осей. Цепь должна быть правильно натянута – провисание на холостой ветви должно быть в пределах 2-4% от длины пролета.
- Смазка: Является важнейшим фактором увеличения срока службы шарниров. Рекомендуется регулярная, в идеале – автоматическая подача пластичной или жидкой смазки в зазоры между валиком и втулкой. При абразивной среде частота смазки увеличивается.
- Контроль: Регулярный визуальный контроль на наличие трещин в пластинах, изгиба валиков, равномерности износа. Замер удлинения цепи (износ шарниров) – основной показатель для замены. Обычно цепь подлежит замене при удлинении на 3-5% от первоначальной длины.
- Обкатка: Новую цепь следует эксплуатировать первые 50-100 часов при пониженной нагрузке (60-70% от номинальной) для приработки шарниров.
- Запас прочности). Пренебрежение запасом прочности – частая причина поломок.
Классификация и типы пластинчатых цепей
Классификация осуществляется по нескольким ключевым признакам.
1. По типу ролика и характеру работы:
2. По конструкции и расположению пластин:
3. По количеству пластин в звене (ширине):
Основные параметры и маркировка
Параметры пластинчатых цепей стандартизированы. Основным размером является шаг цепи (t) – расстояние между осями соседних валиков. Шаг определяет габариты цепи и размеры звездочки.
| Обозначение цепи | Шаг t, мм | Диаметр валика d, мм | Длина втулки b, мм | Ширина пластины B, мм | Разрушающая нагрузка, кН (min) | Масса 1м, кг (прибл.) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2ПР-200 | 200 | 30 | 70 | 140 | 320 | 32 |
| 4ПР-250 | 250 | 38 | 110 | 220 | 800 | 78 |
| 3ПР-400 | 400 | 58 | 145 | 290 | 1600 | 165 |
Маркировка расшифровывается следующим образом: [Количество рядов пластин][Тип][Шаг]. Пример: 2ПР-200 – Двухрядная пластинчатая роликовая цепь с шагом 200 мм. Типы: ПР – пластинчатая роликовая, ПВ – пластинчатая втулочная, П – пластинчатая (скользящая).
Расчет и выбор пластинчатой цепи для транспортера
Выбор цепи является критическим этапом проектирования конвейера. Неправильный расчет ведет к ускоренному износу, обрывам и простоям.
Основные этапы расчета:
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Правильный монтаж и обслуживание напрямую влияют на ресурс цепи.
Основные причины выхода из строя и методы их предотвращения
| Неисправность (вид износа) | Вероятная причина | Метод предотвращения/устранения |
|---|---|---|
| Удлинение цепи (износ шарниров) | Недостаточная или неправильная смазка; перегрузка; попадание абразива в шарниры. | Организация регулярной смазки; установка защитных уплотнений; контроль нагрузки. |
| Излом пластин | Ударные нагрузки; усталостные трещины; коррозионное растрескивание; брак материала. | Плавная загрузка материала; применение цепей из более вязких сталей; контроль качества. |
| Износ и деформация роликов | Неправильное зацепление со звездочкой; перекос цепи; работа без вращения ролика. | Правильная установка и центровка звездочек; использование роликов с бандажом. |
| Износ зубьев звездочки | Работа с сильно изношенной цепью; несоответствие профиля зуба и ролика. | Своевременная замена цепи; совместная замена цепи и звездочек. |
| Коррозия | Работа во влажной или химически агрессивной среде. | Применение цепей с защитным покрытием (оцинковка, кадмирование); использование нержавеющих сталей. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Как определить, что пластинчатую цепь пора менять?
Критерии замены: удлинение цепи более чем на 3-5% от номинальной длины (замеряется по 10-20 звеньям под нагрузкой); наличие видимых трещин, особенно в зонах отверстий под валики; критический износ роликов (снижение диаметра более чем на 10%); деформация (изгиб) валиков; неравномерный износ, свидетельствующий о перекосах.
2. Можно ли соединять цепи разных производителей или с разным износом?
Категорически не рекомендуется. Цепи разных производителей могут иметь различия в геометрии и твердости деталей, что приведет к неравномерному распределению нагрузки и ускоренному износу. Запрещено соединять старую и новую цепи на одной ветви конвейера – новая цепь будет натянута сильнее и примет на себя большую нагрузку, что может привести к ее быстрому обрыву.
3. Что важнее при выборе: разрушающая нагрузка или запас прочности?
Оба параметра взаимосвязаны. Разрушающая нагрузка – это характеристика самой цепи. Запас прочности – это расчетный коэффициент, учитывающий динамические и пиковые нагрузки, которые не всегда можно точно определить. Выбор цепи осуществляется именно по расчетному значению (Разрушающая нагрузка ≥ Тяговое усилие
4. Как правильно хранить запасные пластинчатые цепи?
Цепи должны храниться в сухом, закрытом помещении, в оригинальной упаковке или под навесом. Перед длительным хранением все шарниры необходимо обильно смазать консервационной смазкой. Цепи должны быть уложены на деревянные поддоны или полки, не допускается их контакт с землей или бетонным полом. Нельзя хранить цепи в натянутом или деформированном состоянии.
5. Чем отличаются приводные роликовые цепи (по ГОСТ 13568) от пластинчатых транспортерных?
Приводные роликовые цепи предназначены для передачи мощности между валами на высоких скоростях при относительно небольших нагрузках. Пластинчатые транспортерные цепи – это тяговые цепи, рассчитанные на значительные статические и динамические нагрузки при низких и средних скоростях. Они имеют массивные пластины, большие диаметры валиков и втулок, и, как правило, более высокий запас прочности.
6. Какие существуют современные материалы и покрытия для работы в особых условиях?
Для повышенных температур (до 550°C) применяются цепи из жаропрочных сталей (например, 40Х10С2М). Для работы в морской воде или химически агрессивных средах – цепи из нержавеющих сталей (AISI 304, 316). Для снижения износа в абразивной среде используются цепи с упрочненными поверхностями (объемная закалка, цементация, наплавка твердыми сплавами), а также цепи с полимерными втулками, обладающими эффектом самосмазывания.
Заключение
Пластинчатая цепь – высоконагруженный, ответственный компонент конвейерной линии. Ее корректный выбор, основанный на точном расчете нагрузок и условий эксплуатации, а также систематическое техническое обслуживание с акцентом на смазку и контроль износа, являются залогом надежной и долговечной работы всего транспортирующего оборудования. Понимание конструкции, типов и принципов работы пластинчатых цепей позволяет инженерно-техническому персоналу принимать обоснованные решения при проектировании, модернизации и ремонте конвейерных систем, минимизируя риски простоев и повышая общую эффективность производства.