Цепь роликовая с прикреплениями
Цепь роликовая с прикреплениями: конструкция, стандарты, применение и подбор
Цепь роликовая с прикреплениями (прикрепная цепь) представляет собой специализированную модификацию стандартной приводной роликовой цепи, оснащенную дополнительными конструктивными элементами – прикреплениями (пластинами, фланцами, кронштейнами). Эти элементы монтируются на наружные пластины цепи и служат для крепления, фиксации или взаимодействия с транспортируемыми изделиями, толкателями, ковшами или другими рабочими органами. В энергетике и смежных отраслях такие цепи являются ключевым компонентом конвейерных, элеваторных и транспортирующих систем, где требуется не только передача механической мощности, но и перемещение грузов.
Конструктивные особенности и основные элементы
Базовая конструкция заимствована у приводной роликовой цепи по стандарту ANSI/ISO. Основными компонентами являются внутренние и наружные звенья, соединительные валики, втулки и ролики. Отличие заключается в наличии прикреплений – пластин особой формы, которые приклепываются, привариваются или иным способом жестко фиксируются к наружным пластинам одного или обоих рядов цепи. Прикрепления изготавливаются из той же высокопрочной стали, что и сама цепь (часто из легированных сталей с последующей термообработкой), и могут иметь различную геометрию: прямые, изогнутые, с отверстиями разного диаметра и расположения, фланцы под болтовое соединение, специальные крюки или площадки.
- Цепное полотно: Основа цепи. Может быть однорядным (серии ANSI 35, 41, 40, 50, 60, 80 и т.д.), двухрядным или многорядным для увеличения несущей способности.
- Прикрепления (Attachments): Классифицируются по типу (A, B, C, D, F и др.) и расположению на пластине. Тип определяет форму и ориентацию прикрепления (например, A – на наружной пластине, B – на внутренней, C – на внутренней пластине со смещением).
- Валики и втулки: Обеспечивают шарнирное соединение звеньев. Для работ в условиях абразивного износа или коррозии могут применяться цепи с упрочненными или нержавеющими валиками.
- Ролики: Стандартные или увеличенного диаметра (серия F), уменьшающие трение при зацеплении со звездочкой.
- Соединительные звенья: Для сборки и разборки цепи. В высоконагруженных системах предпочтение отдается бесшарнирным пресс-соединениям.
- C: Серия цепи (тяжелая серия, соответствует ANSI 40).
- 208: Шаг цепи в восьмых долях дюйма (20/8 = 2.5 дюйма или 63.5 мм).
- B: Тип прикрепления (в данном случае – прикрепление типа B на внутренней пластине).
- Тип A: Прикрепление на наружной пластине цепи. Имеет отверстие для крепления. Наиболее распространенный тип для общего применения.
- Тип B: Прикрепление на внутренней пластине цепи. Обеспечивает более компактное крепление, часто используется при двустороннем расположении прикреплений.
- Тип C: Прикрепление на внутренней пластине со смещением (обычно в сторону). Применяется для создания специфических траекторий или крепления широких элементов.
- Тип D: Прикрепление на наружной пластине с отверстием, смещенным вперед. Используется для крепления элементов, требующих выноса вперед относительно оси цепи.
- Тип F: Прикрепление (фланец) на наружной пластине без отверстия, предназначенное для приварки или иного монтажа рабочего органа непосредственно на месте.
- Тип K: Сквозной болт или шпилька, проходящая через оба валика звена. Обеспечивает максимальную прочность крепления для тяжелых условий.
- Тип AV, BV (вертикальные): Прикрепления, ориентированные вертикально вверх или вниз относительно плоскости цепи. Используются в элеваторах и подъемных системах.
- Скребковые и пластинчатые конвейеры: Прикрепления служат для монтажа скребков или несущих пластин, которые перемещают сыпучие или штучные грузы по желобу или настилу. Применяются на угольных складах, ТЭЦ, в системах золошлакоудаления.
- Ковшовые элеваторы: К прикреплениям (часто типа K или AV/BV) крепятся ковши для вертикального или крутонаклонного подъема сыпучих материалов (уголь, щебень, зерно). Цепи работают под значительными ударными и растягивающими нагрузками.
- Конвейеры с толкателями: В сборочных и упаковочных линиях прикрепления используются для монтажа толкателей, которые перемещают изделия между технологическими операциями.
- Машины для лесопиления и деревообработки: Цепи с прикреплениями типа F или специальными крюками применяются в окорочных станках, подающих бревна, и в транспортерах для пиломатериалов.
- Системы водоподготовки и очистки сточных вод: В механических решетках-дробилках цепи с прикреплениями перемещают скребки для сбора и удаления мусора с поверхности воды.
- Печатные и бумагоделательные машины: Специализированные цепи с прецизионными прикреплениями используются для точной транспортировки бумажного полотна.
- количество звеньев). Превышение длины на 1.5% свидетельствует о значительном износе, требующем повышенного внимания. Удлинение более 3% – основание для замены цепи. Также визуально проверяется износ роликов, трещины в пластинах и люфт в шарнирах.
Стандарты, маркировка и типоразмеры
Основным стандартом для роликовых цепей с прикреплениями является ANSI B29.1 (аналогичный ISO 606). Маркировка цепи содержит информацию о шаге, ширине, серии и типе прикрепления. Например, цепь С208B расшифровывается следующим образом:
Таблица 1. Основные типоразмеры и параметры цепей с прикреплениями (на примере серии ANSI/ISO)
| Обозначение цепи | Шаг, мм | Диаметр ролика, мм | Ширина внутри, мм | Мин. разрушающая нагрузка, кН | Типовые прикрепления |
|---|---|---|---|---|---|
| 40-1 (С-1) | 12.70 | 7.95 | 7.40 | 9.3 | A, B, K |
| 50-1 (С-2) | 15.875 | 10.16 | 9.53 | 13.8 | A, B, C, D, F |
| 60-1 (С-3) | 19.05 | 11.91 | 12.57 | 18.7 | A, B, AV, BV |
| 80-1 (С-4) | 25.40 | 15.88 | 15.75 | 29.0 | A, B, F, M |
| 100-1 (С-5) | 31.75 | 19.05 | 18.90 | 44.5 | A, B, H |
| 120-1 (С-6) | 38.10 | 22.23 | 25.22 | 57.8 | A, B |
| 140-1 (С-7) | 44.45 | 25.40 | 25.22 | 74.6 | A, B |
Классификация по типу прикреплений и их назначение
Тип прикрепления определяет его расположение и конфигурацию. Стандартные типы обозначаются буквами.
Выбор типа зависит от геометрии крепления рабочего органа, требуемого вылета, направления прилагаемой нагрузки и необходимости компенсации углов поворота цепи на звездочках.
Сферы применения в энергетике и промышленности
Роликовые цепи с прикреплениями являются основой для создания тягового органа в разнообразных машинах непрерывного транспорта и технологических линиях.
Критерии выбора и инженерный расчет
Правильный подбор цепи с прикреплениями – критически важная задача, от которой зависит надежность и безопасность всей системы. Расчет ведется по нескольким ключевым параметрам.
1. Определение рабочей нагрузки: Учитывается не только вес транспортируемого груза, но и динамические, ударные нагрузки, сопротивление движению в желобе, трение, а также собственная масса цепи с прикреплениями и рабочими органами. Вводится коэффициент запаса прочности (обычно от 7 до 10 для стандартных условий, до 15 и выше для ударных и абразивных сред).
2. Выбор шага и ширины цепи: Больший шаг увеличивает несущую способность, но приводит к более крупным габаритам звездочек и менее плавному ходу. Ширина цепи влияет на устойчивость к боковым нагрузкам. Для тяжелых условий предпочтительны цепи большего шага (от 60 и выше).
3. Выбор типа и материала прикрепления: Определяется способом крепления рабочего органа. Материал должен соответствовать условиям эксплуатации: углеродистая сталь для нормальных условий, термообработанная – для износостойкости, нержавеющая (AISI 304, 316) – для коррозионных и пищевых сред.
4. Расчет срока службы (износ шарниров): Основной причиной выхода цепи из строя является износ шарнира (валик-втулка), приводящий к удлинению цепи. Скорость износа зависит от давления в шарнире, скорости вращения, наличия смазки и загрязнений. Расчетный ресурс определяется по каталогам производителей на основе давления в шарнире и частоты вращения.
Таблица 2. Коэффициенты условий эксплуатации (Kэ) для расчета нагрузки
| Условия работы | Коэффициент Kэ |
|---|---|
| Равномерная нагрузка, чистые условия, хорошая смазка | 1.0 — 1.2 |
| Умеренные удары, запыленная среда, регулярная смазка | 1.3 — 1.5 |
| Сильные удары, абразивная среда (уголь, руда, цемент), влажность | 1.6 — 2.0 и более |
| Коррозионная среда, высокая температура (>60°C) | 1.8 — 2.5 (требуется спецсталь) |
Монтаж, обслуживание и безопасность
Монтаж цепи должен производиться на правильно соосных валах с параллельными посадочными местами под звездочки. Натяжение цепи регулируется для обеспечения оптимального провисания (обычно 2-4% от межосевого расстояния). Обязательным условием долговечности является регулярная смазка. Предпочтительна подача пластичной смазки или жидкого масла непосредственно в зазоры шарниров. В абразивных средах необходимы лабиринтные или иные уплотнения для защиты пар трения. Систематический контроль включает измерение удлинения цепи (запрещается эксплуатация при удлинении более 3% от первоначальной длины), проверку состояния роликов, прикреплений и звездочек на предмет износа и трещин. Все работы по обслуживанию должны проводиться при полной остановке оборудования с соблюдением правил lockout/tagout.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается цепь с прикреплениями от катковой (грузовой) пластинчатой цепи?
Катковая (пластинчатая) цепь (Pintle Chain, Detachable Chain) имеет иную, часто разборную конструкцию шарнира и, как правило, большую массу и шаг. Она предназначена в первую очередь для низкоскоростных тяжелых конвейеров. Роликовая цепь с прикреплениями – это более скоростная и точная конструкция (за счет ролика), используемая там, где важна плавность зацепления со звездочкой и высокая частота вращения.
Как правильно определить износ цепи?
Основной показатель – удлинение. Измеряется длина 10 или 20 звеньев в натянутом состоянии и сравнивается с номинальной длиной (номинальный шаг
Можно ли использовать стандартные звездочки для приводных цепей с цепями, имеющими прикрепления?
Да, если прикрепления не мешают зацеплению и сбегу цепи со звездочки. Однако необходимо проверить геометрическую совместимость: прикрепления не должны задевать зубья звездочки или ее ступицу. В некоторых случаях требуются звездочки с увеличенным диаметром впадин или специальным профилем.
Какие факторы наиболее критичны для срока службы такой цепи?
1. Отсутствие смазки – приводит к быстрому износу шарнира. 2. Попадание абразива в зазоры шарнира (абразивный износ). 3. Перегрузки и ударные нагрузки, превышающие расчетные. 4. Несоосность звездочек, вызывающая неравномерный износ и боковой изгиб. 5. Коррозия, приводящая к хрупкому разрушению и увеличению трения.
Как выбрать между цепью из углеродистой и нержавеющей стали?
Цепи из углеродистой стали с защитным покрытием (цинк, кадмий) или без него применяются в нормальных атмосферных условиях. Нержавеющая сталь (марки 304, 316) необходима в условиях постоянной влажности, химических паров, в пищевой и фармацевтической промышленности, где есть требования к чистоте и коррозионной стойкости. Следует помнить, что механическая прочность нержавеющих цепей может быть несколько ниже, чем у термообработанных углеродистых аналогов.
Что означает маркировка «H» в обозначении цепи (например, С50H)?
Буква «H» (Heavy, тяжелая) или «X» указывает на усиленную конструкцию цепи: более толстые пластины, увеличенный диаметр валика и втулки, термообработанные детали. Такие цепи имеют повышенную разрушающую нагрузку и износостойкость, но и большую массу и стоимость. Применяются для высоконагруженных и ответственных применений.
Заключение
Цепь роликовая с прикреплениями – высокофункциональный и надежный механический компонент, преобразующий вращательное движение в линейное перемещение с возможностью крепления рабочих органов. Ее корректный выбор, основанный на точном расчете нагрузок, учете условий эксплуатации и соблюдении правил монтажа и обслуживания, является залогом долговечной и бесперебойной работы конвейерных, элеваторных и транспортирующих систем в энергетике и промышленности. Понимание стандартов маркировки, типов прикреплений и факторов износа позволяет инженерно-техническому персоналу принимать обоснованные решения при проектировании и техническом обслуживании оборудования.