Цепь приводная многорядная

Цепь приводная многорядная: конструкция, стандарты, применение и расчет

Цепь приводная многорядная представляет собой ключевой компонент в системах механической передачи мощности, предназначенный для передачи значительных крутящих моментов при ограниченных габаритных размерах и невысоких скоростях. В отличие от однорядных цепей, многорядные конструкции состоят из нескольких параллельных рядов пластин, соединенных общими валиками (оси) и втулками. Это позволяет пропорционально увеличить нагрузочную способность: двухрядная цепь теоретически выдерживает вдвое большую нагрузку, чем однорядная той же шага, трехрядная – втрое и так далее. Основная сфера применения – тяжелое промышленное оборудование, где требуются высокая надежность и долговечность.

Конструктивные особенности и составные элементы

Конструкция многорядной приводной роликовой цепи стандартизирована (ГОСТ 13568-97, ISO 606:2015) и является логическим развитием однорядной. Ее основные элементы:

• Внешние пластины: Находятся с обеих сторон цепи. В многорядных цепях крайние ряды состоят из парных внешних пластин.
• Внутренние пластины: Расположены между рядами. Соединяют соседние ряды в единое целое через общие валики.
• Валик (Ось): Сквозной стальной стержень, проходящий через всю ширину цепи. Он запрессован во внешние пластины и свободно вращается во втулках внутренних звеньев.
• Втулка: Цилиндрическая деталь, запрессованная в отверстия внутренних пластин. Образует с валиком вращательную пару.
• Ролик: Надет на втулку и свободно вращается на ней. Ролик контактирует с зубьями звездочки, уменьшая трение и износ.
• Призматические штифты или шплинты: Используются для фиксации валиков от осевого смещения в некоторых типах цепей, особенно больших серий.

Критически важным является точность изготовления и параллельности всех рядов. Несоосность приводит к неравномерному распределению нагрузки между рядами, перекосу и преждевременному выходу цепи из строя.

Стандарты, маркировка и основные параметры

Наиболее распространенным является стандарт ISO 606 (европейский и американский ряд). Российский аналог – ГОСТ 13568-97. Маркировка цепи включает в себя:

• Обозначение типа (например, ПР – приводная роликовая).
• Шаг цепи в миллиметрах, деленный на 25,4 (для цепей с шагом по дюймовой системе).
• Буква, обозначающая тип: без буквы или «П» – однорядная, «Д» – двухрядная, «Т» – трехрядная, «Ч» – четырехрядная.
• Класс прочности (например, 8, 10, 16, 20).

Пример маркировки: Цепь 32-3-80 ГОСТ 13568-97 расшифровывается как: приводная роликовая, шаг 25,4 (32/8) = 101,6 мм (где 32 – это номер цепи, 8 – постоянный делитель), трехрядная (цифра 3), с разрушающей нагрузкой 80 9,81 ≈ 785 кН.

Таблица 1. Основные параметры некоторых многорядных цепей по ГОСТ 13568-97 (выборка)

Обозначение цепи	Шаг, мм	Ширина внутр., мм	Диаметр ролика, мм	Разрушающая нагрузка (мин), кН	Масса 1м, кг
16-2-28	25,40	17,02	15,88	274,6	3,8
20-2-56	31,75	19,56	19,05	549,2	7,5
24-3-100	38,10	25,22	25,40	981,0	16,1
32-3-160	50,80	30,99	28,58	1569,6	29,5

Критерии выбора и инженерный расчет

Выбор многорядной цепи – инженерная задача, основанная на расчете по передаваемой мощности и условиям эксплуатации. Базовый расчет включает следующие этапы:

1. Определение расчетной мощности (P_р): P_р = P K₁ K₂
2. K₃, где P – номинальная мощность на ведущем валу; K₁ – коэффициент динамичности нагрузки (для равномерной – 1,0; для умеренных ударов – 1,2-1,4; для ударной – 1,5-1,8); K₂ – коэффициент, учитывающий межосевое расстояние (оптимально a = (30…50)t); K₃ – коэффициент, учитывающий способ смазки (непрерывная картерная – 0,8, капельная – 1,0, периодическая – 1,5).
3. Выбор шага цепи: Меньший шаг обеспечивает более плавный ход, меньший шум и износ, но для передачи большой мощности требует большей ширины (количества рядов). Шаг выбирают по частоте вращения малой звездочки и расчетной мощности, используя таблицы номинальных мощностей, предоставляемые производителями.
4. Определение числа рядов (m): m = P_р / [P₁], где [P₁] – допускаемая мощность для однорядной цепи выбранного шага в данных условиях. Полученное значение округляется в большую сторону до целого числа рядов.
5. Проверка по давлению в шарнирах и частоте пробегов: Обеспечивает долговечность. Давление p = (F_t
6. K_э) / A должно быть меньше допускаемого [p], где F_t – окружное усилие, K_э – эксплуатационный коэффициент, A – проекция опорной поверхности шарнира.
7. Геометрический расчет передачи: Определение числа зубьев звездочек, межосевого расстояния, длины цепи в шагах, фактического межосевого расстояния с учетом провисания.

Особенности монтажа, эксплуатации и обслуживания

Правильная установка и обслуживание напрямую влияют на ресурс многорядной цепи.

• Выравнивание валов: Несоосность ведущего и ведомого валов не должна превышать допусков, указанных в нормативной документации. Используются лазерные или индикаторные инструменты для точной настройки.
• Натяжение: Цепь должна иметь оптимальное провисание (обычно 2-4% от межосевого расстояния). Чрезмерное натяжение увеличивает нагрузку на валы и подшипники, недостаточное – приводит к сбою зацепления и ударам.
• Смазка: Является критическим фактором. Для многорядных цепей, работающих под высокой нагрузкой, предпочтительна непрерывная циркуляционная смазка очищенным маслом. Минимально допустимый режим – регулярная капельная подача масла или погружение нижней ветви цепи в масляную ванну. Пластичные смазки не рекомендуются для высокоскоростных передач, так как не проникают глубоко в шарниры.
• Защита: Установка защитных кожухов обязательна по технике безопасности и для защиты от попадания абразивной пыли, влаги и посторонних предметов.
• Контроль износа: Основной показатель – увеличение шага цепи из-за износа шарниров. Измеряется путем приложения к натянутой цепи контрольного усилия и замера длины N звеньев. При удлинении на 3% от исходного цепь подлежит замене.

Области применения и сопутствующее оборудование

Многорядные цепи применяются в отраслях, где необходима передача высокой мощности в условиях ударных и переменных нагрузок:

• Горнодобывающая промышленность: конвейеры, питатели, дробилки.
• Металлургия: прокатные станы, транспортеры горячего металла.
• Нефтегазовая отрасль: приводы буровых установок, насосные агрегаты.
• Цементная промышленность: приводы вращающихся печей, шаровых мельниц.
• Судостроение: вспомогательные механизмы.
• Сельхозмашиностроение: приводы комбайнов, косилок.

Сопутствующее оборудование: Звездочки (изготавливаются из сталей 45, 40Х, 40ХН с закалкой), натяжные устройства (автоматические пружинные или винтовые, направляющие шины), предохранительные муфты, системы автоматической смазки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается двухрядная цепь от сдвоенной однорядной?

Двухрядная цепь – это единая конструкция с общими валиками, проходящими через оба ряда пластин. Сдвоенная однорядная цепь – это две независимые однорядные цепи, установленные параллельно на общие звездочки. Многорядная цепь обеспечивает лучшее распределение нагрузки и синхронность работы рядов, тогда как в сдвоенной возможна неравномерность нагрузки из-за минимальных различий в длинах или износе.

Как правильно определить износ цепи и когда ее менять?

Критическим считается износ, приводящий к удлинению цепи на 3% от первоначальной длины. Для измерения цепь натягивают с усилием, эквивалентным 1% от минимальной разрушающей нагрузки. Замеряют длину N звеньев (обычно 20-40). Новую длину сравнивают с номинальной (N

• шаг). Превышение на 3% – сигнал к замене. Также визуальными признаками являются износ пластин у отверстий, трещины, деформация, повышенный шум при работе.

Можно ли соединять многорядные цепи с помощью соединительных (ремонтных) звеньев?

Да, но с существенными ограничениями. Соединительное звено (замковое или на штифте с пружинным стопором) является слабым местом и имеет пониженную нагрузочную способность. Его использование допускается только для цепей, работающих на умеренных скоростях и нагрузках, и, как правило, не более одного на цепь. Для ответственных высоконагруженных приводов рекомендуется использовать только цепи с четным числом звеньев, собранные на прессованных валиках.

Какой тип смазки является оптимальным для многорядных цепей?

Наиболее эффективна принудительная циркуляционная смазка под давлением, когда масло подается непосредственно на внутренние поверхности пластин у валиков. Это обеспечивает отвод тепла и попадание смазки в зону трения шарнира. Для средних условий подходит капельная смазка или смазка погружением. Пластичные смазки (типа Литол-24) применяются только для тихоходных передач (скорость цепи до 4 м/с) при невозможности организовать масляную смазку, но их эффективность значительно ниже.

Как выбрать класс прочности цепи?

Класс прочности (например, 8, 10, 16, 20, 24) указывает на минимальную разрушающую нагрузку в десятках МПа для материала пластин. Более высокий класс означает использование более прочной стали и термообработки. Выбор зависит от расчетной нагрузки и требуемого коэффициента запаса прочности. Для ударных и переменных нагрузок выбирают цепи более высокого класса, даже если по номинальной мощности подходит цепь стандартного класса.

Заключение

Многорядная приводная цепь – это высокотехнологичное изделие, правильный выбор, монтаж и обслуживание которого определяют надежность и экономическую эффективность всего приводного механизма. Ключевыми аспектами являются точный инженерный расчет с учетом реальных условий эксплуатации, соблюдение правил монтажа (соосность, натяжение) и организация качественной системы смазки. Регулярный контроль состояния цепи и своевременная замена изношенных элементов позволяют избежать внеплановых простоев оборудования и серьезных ремонтов. При работе с многорядными цепями необходимо строго следовать рекомендациям производителей и действующим нормативным документам.