Цепь пластинчатая приводная однорядная

Цепь пластинчатая приводная однорядная: конструкция, стандарты, применение и подбор

Цепь пластинчатая приводная однорядная представляет собой тяговый и приводной элемент, состоящий из последовательно соединенных звеньев, образованных двумя пластинами (щеками), соединенными валиками и втулками. В отличие от роликовых цепей, пластинчатые цепи не имеют роликов, а их конструкция оптимизирована для передачи значительных статических и динамических нагрузок при сравнительно низких скоростях. Основное назначение – преобразование вращательного движения в поступательное (или наоборот) в тяжелом промышленном оборудовании, конвейерных системах и приводах специальных машин.

Конструкция и материалы

Конструкция однорядной пластинчатой цепи является базовой для всего семейства пластинчатых цепей. Каждое звено состоит из следующих элементов:

• Пластины (щеки): Изготавливаются методом штамповки из высококачественных сталей (например, сталь 45, 50, 40Х, зарубежные аналоги – C45, C50). Для работы в условиях абразивного износа или агрессивных сред применяются стали с повышенной износостойкостью или нержавеющие стали (AISI 304, AISI 316). Пластины являются несущим элементом, воспринимающим основную нагрузку на растяжение.
• Валики: Цилиндрические стальные стержни, проходящие через отверстия в пластинах и втулках. Изготавливаются из цементируемых или закаленных сталей (сталь 20Х, 15ХН и др.) с последующей термообработкой для достижения высокой поверхностной твердости при вязкой сердцевине. Валики фиксируются в отверстиях наружных пластин (запрессовываются или расклепываются).
• Втулки: Полые цилиндры, устанавливаемые в отверстия внутренних пластин. Материал – аналогичен валикам. Втулка служит подшипником скольжения для валика соседнего звена, обеспечивая шарнирное соединение. Износ пары валик-втулка определяет ресурс цепи.
• Дополнительные элементы: В зависимости от модификации, на пластины могут крепиться присоединительные элементы: кронштейны, пальцы, фланцы для монтажа ковшей, скребков, полок или других рабочих органов.

Сборка цепи осуществляется методом попеременного соединения звеньев: валик, запрессованный в наружные пластины одного звена, проходит через втулку, установленную во внутренние пластины соседнего звена. Такая конструкция обеспечивает необходимую гибкость в одной плоскости.

Ключевые параметры и стандарты

Основным стандартом, регламентирующим размеры и прочностные характеристики пластинчатых приводных цепей, является ГОСТ 588-2014 (Цепи пластинчатые. Технические условия), который гармонизирован с международным стандартом ISO 1977-1:2006. Ключевым параметром является шаг цепи (P) – расстояние между осями соседних валиков. От шага зависят все остальные геометрические и прочностные характеристики.

Основные параметры стандартных цепей по ГОСТ 588-2014 представлены в таблице:

Обозначение цепи (шаг, мм)	Шаг P, мм	Ширина внутреннего звена B1 min, мм	Диаметр валика d1 max, мм	Диаметр втулки d2 max, мм	Длина втулки Lmax, мм	Разрушающая нагрузка Qmin, кН	Масса 1м, кг (прибл.)
ЦП-160	160	45	20	20	60	160	7.5
ЦП-200	200	50	25	25	70	250	12.0
ЦП-250	250	60	30	30	85	400	18.5
ЦП-315	315	70	35	35	100	630	28.0
ЦП-400	400	80	40	40	120	1000	42.0
ЦП-500	500	100	50	50	140	1600	65.0

Сферы применения в энергетике и промышленности

Однорядные пластинчатые цепи используются в установках, где требуются высокая надежность и способность выдерживать ударные нагрузки.

• Топливоподача и золоудаление на ТЭС и ТЭЦ: Являются основным тяговым элементом в скребковых и пластинчатых конвейерах (прямых и Z-образных) для транспортировки угля, сланца, шлака и золы. Цепи работают в условиях абразивного износа и запыленности.
• Мусоросжигательные заводы: В приводах колосниковых решеток, где необходима передача усилия для перемещения горящих отходов.
• Гидроэлектростанции: В механизмах сороочистки, затворах, вспомогательных подъемно-транспортных устройствах.
• Общее машиностроение: Приводы поворотных механизмов, тяжелые конвейеры для металлургической, горнодобывающей, цементной промышленности, приводы рольгангов, элеваторы.

Критерии выбора и расчет

Подбор цепи осуществляется на основе инженерного расчета, учитывающего:

1. Рабочую нагрузку (S_р): Усилие в набегающей ветви цепи, определяемое мощностью привода, скоростью, массой транспортируемого груза и сопротивлением движению.
2. Коэффициент запаса прочности (n): Отношение минимальной разрушающей нагрузки цепи (Q) к рабочей нагрузке (S_р). Для пластинчатых цепей при спокойной нагрузке n ≥ 7-9, при ударной – n ≥ 10-12. Формула: n = Q / S_р.
3. Скорость движения (V): Пластинчатые цепи рекомендуются для скоростей до 0,25-0,5 м/с. При более высоких скоростях резко возрастает износ шарниров и динамические нагрузки.
4. Условия эксплуатации: Наличие абразива, влаги, высоких температур, химически активных веществ. Это определяет материал цепи и необходимость специального покрытия или смазки.
5. Геометрия привода: Диаметры и количество зубьев ведущей и ведомой звездочек. Минимальное число зубьев малой звездочки обычно 6-8. Диаметр делительной окружности звездочки D = P / sin(180°/z), где z – число зубьев.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание критически важны для долговечности цепи.

• Монтаж: Осуществляется с использованием соединительного (замкового) звена. Необходимо обеспечить соосность валов звездочек и параллельность их рабочих плоскостей. Провисание ведомой ветви должно быть в пределах, указанных в инструкции (обычно 1-2% от межосевого расстояния).
• Смазка: Является основным фактором, снижающим износ шарниров. Применяются пластичные смазки (Литол, Солидол) или жидкие индустриальные масла. Метод смазки – периодическое нанесение кистью или капельная подача. В ответственных установках используют автоматические системы смазки.
• Контроль: Регулярный визуальный контроль на наличие трещин в пластинах, проверка износа по удлинению цепи. Допустимый износ определяется увеличением шага цепи на 3-5%. Измерение проводят под нагрузкой на участке, равном 10-20 звеньям.
• Безопасность: Все приводы с пластинчатыми цепями должны иметь ограждения. Работы по обслуживанию проводятся только при полной остановке и отключении питания с использованием средств блокировки.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами приводов

Преимущества:

• Высокая прочность и способность передавать/выдерживать большие статические и ударные нагрузки.
• Надежность и простота конструкции, ремонтопригодность (возможна замена отдельных звеньев).
• Нечувствительность к засорению, возможность работы в тяжелых условиях (пыль, грязь, высокая влажность).
• Отсутствие проскальзывания (по сравнению с ременными передачами), постоянство передаточного числа.
• Возможность передачи движения на большие расстояния (по сравнению с зубчатыми передачами).

Недостатки:

• Высокая масса и металлоемкость.
• Повышенный шум и вибрации при работе.
• Необходимость в регулярном обслуживании (смазка, регулировка натяжения).
• Ограничение по максимальной скорости из-за динамических нагрузок в шарнирах.
• Постепенное удлинение цепи из-за износа шарниров, требующее периодической регулировки натяжения или удаления звеньев.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем пластинчатая цепь принципиально отличается от роликовой?

Пластинчатая цепь не имеет роликов, а ее шарнир состоит из валика и втулки, работающих по принципу подшипника скольжения. Пластины имеют большую площадь и толщину, что обеспечивает высокую прочность на растяжение. Роликовая цепь имеет ролик, вращающийся на втулке, и оптимизирована для более высоких скоростей, но при меньших нагрузках.

Как определить степень износа пластинчатой цепи?

Основной показатель – относительное удлинение цепи из-за износа шарниров. Измеряют длину N звеньев (например, 10) в натянутом состоянии. Фактическую длину L_ф делят на номинальную (N

• P). Удлинение более 3% считается критическим и требует замены цепи. Также визуально проверяют состояние пластин (отсутствие трещин, деформаций) и люфт в шарнирах.

Можно ли использовать смазку для роликовых цепей на пластинчатых?

Да, базовые требования к смазке схожи: противозадирные и антиизносные свойства. Однако для пластинчатых цепей, работающих в условиях запыленности (например, на угольной ТЭЦ), часто предпочтительнее использовать более густые, липкие смазки, которые лучше удерживаются на поверхности и меньше притягивают абразивную пыль.

Что важнее при выборе: разрушающая нагрузка или коэффициент запаса прочности?

Оба параметра взаимосвязаны. Разрушающая нагрузка (Q) – это характеристика самой цепи. Коэффициент запаса прочности (n) – это расчетный критерий, показывающий, насколько выбранная цепь превышает расчетные эксплуатационные нагрузки с учетом динамики и условий работы. Правильный подбор подразумевает выбор цепи с Q, которая обеспечит требуемый нормами или рекомендациями коэффициент n для конкретного применения.

Как правильно хранить запасные цепи?

Цепи должны храниться в сухом, закрытом помещении, на стеллажах или поддонах, защищенными от прямого воздействия атмосферных осадков и агрессивных паров. Перед длительным хранением рекомендуется консервация: очистка от загрязнений и покрытие всех поверхностей консервационной смазкой (например, ПВК). Шарниры должны быть смазаны.

Когда требуется применение цепей из нержавеющей стали?

Цепи из аустенитных нержавеющих сталей (AISI 304, 316) применяются в условиях постоянного воздействия влаги, химических реагентов, пищевых продуктов или в средах с высокими требованиями к чистоте. Их прочностные характеристики ниже, чем у углеродистых сталей, а стоимость значительно выше. В энергетике их используют в системах водоподготовки или на объектах с морской средой.