Цепь роликовая с выступающими валиками

Цепь роликовая с выступающими валиками: конструкция, стандарты и применение в электротехнике

Цепь роликовая с выступающими валиками, часто обозначаемая в каталогах и стандартах как «тяговая роликовая цепь с выступающими валиками» или «цепи с приподнятыми валиками» (англ. extended pitch conveyor chain, chains with extended pins), представляет собой специализированный тип приводных и тяговых цепей, ключевой конструктивной особенностью которых является удлинение (выступ) проушин внутренних пластин и, соответственно, валиков за пределы внешних пластин. Данная модификация не является случайной: выступающие концы валиков служат универсальным и надежным элементом крепления для различных навесных деталей – скребков, ковшей, полок, кронштейнов и других рабочих органов. Это предопределяет их основную сферу применения – конвейерные и транспортирующие системы, где необходимо не только передавать движение, но и непосредственно перемещать, поднимать или позиционировать груз.

Конструктивные особенности и отличия от стандартных роликовых цепей

Конструктивно цепь роликовая с выступающими валиками базируется на классической роликовой цепи. Основными компонентами являются:

Внутренние пластины (звенья): Имеют проушины увеличенной длины, что позволяет валику выходить за их внешний край.
Внешние пластины (звенья): Стандартной конфигурации, прижимаются к валику с обеих сторон.
Валики (оси) Цилиндрические детали, проходящие через ролик и внутренние пластины. Их концы выступают на заданную длину (обычно от нескольких миллиметров до 2-3 см) за габарит внешних пластин.
Ролики: Насажены на валики между внутренними пластинами, уменьшают трение при контакте с зубьями звездочки.
Втулки: Расположены между внутренними пластинами, служат опорой для ролика и обеспечивают точное расстояние между пластинами.
Шплинты или стопорные кольца: Фиксируют внешние пластины на валиках, предотвращая сброс цепи.

Ключевое отличие от стандартной приводной цепи (например, по ГОСТ 13568-97 или ISO 606) заключается именно в наличии этих выступающих валиков. Стандартная цепь имеет гладкий боковой профиль, где все детали утоплены между пластинами. В цепи с выступающими валиками концы валиков образуют готовые монтажные площадки. Это избавляет от необходимости использования сложных переходных элементов или сварки, значительно упрощая и ускоряя сборку конвейерной линии.

Основные технические параметры и стандарты

Данные цепи производятся в соответствии с рядом международных и национальных стандартов, которые регламентируют шаг цепи, диаметры валиков и роликов, ширину внутреннего звена и предельные нагрузки. Наиболее распространенным стандартом для цепей с увеличенным шагом является ISO 1275 (ГОСТ 13568-97, тип ПВ) – «Цепи приводные роликовые повышенной точности и тяговые с увеличенным шагом». Однако, непосредственно конфигурация с выступающими валиками часто является модификацией базового стандарта, предлагаемой производителями.

Основные параметры для выбора цепи:

Шаг цепи (P): Расстояние между центрами соседних валиков. Определяет размерность цепи и совместимость со звездочкой. Стандартные ряды: 1.5″, 2.0″, 2.5″, 3.0″ и т.д. (часто в дюймах).
Диаметр валика (d1): Критичен для прочности цепи и монтажа навесных элементов.
Длина выступа валика (L_ext): Определяет максимально возможную толщину крепления навесного оборудования.
Диаметр ролика (d2): Влияет на износостойкость и плавность работы на звездочке.
Внутренняя ширина (b1): Расстояние между внутренними пластинами, куда входит звездочка.
Разрушающая нагрузка (Q): Минимальная статическая нагрузка, при которой происходит разрушение цепи. Рабочая нагрузка должна быть в 6-10 раз меньше.

**Таблица 1. Пример основных параметров цепей с выступающими валиками (на основе аналогов ISO 1275)**
Обозначение (Шаг, дюйм)	Шаг (P), мм	Диаметр валика (d1), мм	Диаметр ролика (d2), мм	Внутренняя ширина (b1), мм	Средняя разрушающая нагрузка (Q), кН	Типовое применение (грузоподъемность)
C2082EP (2″)	50.80	10.16	22.23	15.75	60	Легкие и средние конвейеры, упаковочные линии
C2122EP (2.5″)	63.50	11.10	25.40	19.05	85	Транспортеры сыпучих материалов, средние нагрузки
C2162EP (3″)	76.20	12.70	28.58	25.40	120	Тяжелые скребковые конвейеры, подъемно-транспортное оборудование

Материалы и покрытия

Для обеспечения долговечности в различных условиях эксплуатации цепи изготавливаются из следующих материалов:

Пластины: Углеродистая сталь (Ст45, Ст50) или легированная сталь (40Х, 40ХН), подвергнутая термообработке (закалка, отпуск) для достижения высокой прочности и износостойкости.
Валики, втулки, ролики: Цементуемые или упрочняемые стали (например, 15Х, 20Х). Валики часто подвергаются поверхностной закалке для сопротивления изгибу и срезу.
Покрытия: Для работы в агрессивных средах (повышенная влажность, химические пары, морская атмосфера) цепи могут иметь защитные покрытия:
- Оцинковка (горячая или гальваническая) – базовая защита от коррозии.
- Кадмирование – улучшенная коррозионная стойкость и износостойкость (применяется реже из-за экологических норм).
- Никелирование – декоративная и защитная функция.
- Нанесение сухих смазок (тефлон) – для пищевой промышленности или сред, где недопустимо загрязнение смазочными материалами.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

В электроэнергетике и на энергоемких производствах цепи с выступающими валиками находят применение в следующих системах:

Топливоподача на ТЭС и котельных: Скребковые конвейеры (цепные скребки), построенные на базе таких цепей, используются для транспортировки угля, сланца, топливных пеллет из бункеров-накопителей к дробильным установкам и далее – в топки котлов. На выступающие валики крепятся высокопрочные скребки, которые перемещают сыпучий материал по желобу.
Системы золо- и шлакоудаления: Транспортировка горячего шлака и золы из-под котлов к местам перегрузки или утилизации. Здесь критически важна стойкость цепи и навесных элементов к абразивному износу и высоким температурам.
Конвейеры сырья на производстве строительных материалов: Перемещение щебня, гравия, песка, цемента, гипса.
Линии погрузки-разгрузки сыпучих продуктов: В портах, на складах, в логистических центрах.
Мусоросжигательные заводы и системы рекуперации отходов: Цепи работают в условиях экстремального износа и агрессивной среды.
Общее машиностроение: Приводы тяжелых дверей, шиберов, заслонок; подъемно-транспортные механизмы.

Расчет и подбор цепи для конкретного применения

Выбор цепи является инженерной задачей и должен учитывать:

Рабочую нагрузку (F_р): Суммарное усилие, включающее вес перемещаемого груза, сопротивление движению, ускорение, трение в направляющих. Для скребковых конвейеров рассчитывается отдельно тяговое усилие.
Коэффициент запаса прочности (n): n = Q / F_р. Для цепей с приводом от электродвигателя, работающих с ударными нагрузками, рекомендуется n = 7-10. Для тихоходных конвейеров с равномерной нагрузкой может быть снижен до 6.
Скорость движения (V): Высокие скорости (более 1-1.5 м/с) требуют применения цепей повышенной точности, эффективной смазки и могут лимитировать выбор по критерию износостойкости.
Условия эксплуатации: Температура, наличие абразива, влаги, химически активных веществ определяют выбор материала и типа покрытия.
Совместимость со звездочкой: Звездочка должна соответствовать цепи по шагу, диаметру ролика и ширине. Количество зубьев звездочки влияет на плавность хода и нагрузку на шарниры цепи.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание – залог долговечности цепи.

Монтаж: Осуществляется с помощью соединительного (замкового) звена. Необходимо обеспечить соосность валов звездочек и параллельность их рабочих плоскостей. Натяжение цепи должно исключать провисание, но не создавать излишней нагрузки на валы и подшипники. После монтажа проводится обкатка на холостом ходу под минимальной нагрузкой.
Смазка: Наиболее важный фактор для снижения износа шарниров (валик-втулка-ролик). Рекомендуется регулярная подача пластичной или жидкой смазки на внутренние поверхности пластин у валиков. Для высокоскоростных или критичных применений используются системы автоматической циркуляционной или капельной смазки.
Контроль: Регулярный визуальный осмотр на предмет выявления трещин в пластинах, критического износа шарниров (удлинение цепи более 3% от первоначальной длины на отрезке), повреждения роликов, коррозии. Измерение удлинения цепи – ключевой параметр для планирования замены.
Хранение: Цепи должны храниться в сухом помещении, в смазанном состоянии, желательно в заводской упаковке.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается цепь с выступающими валиками от катковой (приводной) цепи?

Катковая (стандартная приводная) цепь предназначена исключительно для передачи механической мощности от ведущего вала к ведомому. Ее профиль гладкий. Цепь с выступающими валиками является тяговой и предназначена для перемещения грузов. Выступающие валики – это конструктивный элемент для монтажа дополнительного оборудования (скребков, полок), что делает ее основой для конвейерных систем.

Можно ли использовать цепь с выступающими валиками в качестве приводной?

Технически – да, если ее шаг и ширина соответствуют звездочке. Однако это нерационально и может привести к повышенному шуму, износу и риску зацепления выступающих частей за элементы конструкции. Для чистого привода всегда следует выбирать специализированную приводную цепь (например, по ISO 606).

Как правильно подобрать навесное оборудование (скребок) к валику?

Навесной элемент должен иметь проушину или отверстие, диаметр которого на 0.1-0.3 мм превышает диаметр выступающей части валика (d1). Крепление осуществляется с помощью гаек, стопорных шайб или шплинтов. Необходимо обеспечить плотное прилегание скребка к внешней пластине цепи, чтобы избежать его перекоса и вибрации.

Что означает маркировка, например, «C2082EP»?

Это условное обозначение производителя. «C» – часто обозначает цепь (Chain), «208» – номер серии, где первая цифра (2) может указывать на ряд прочности, а «08» – на шаг в восьмых долях дюйма (08 = 8/8 = 1″). Таким образом, 208 часто соответствует шагу 1″. Однако «2» после 208 в данном случае может указывать на тип (с выступающими валиками). «EP» – Extended Pitch (увеличенный шаг) или Extended Pin (выступающий валик). Точную расшифровку необходимо уточнять в каталоге конкретного производителя.

Как бороться с удлинением цепи в процессе эксплуатации?

Удлинение (вытяжка) цепи – естественный процесс износа шарниров. Меры борьбы:

Качественная регулярная смазка для минимизации износа.
Наличие регулировочного устройства (натяжной звездочки или салазок) в конвейере для компенсации вытяжки.
Своевременная замена цепи при достижении предельного удлинения (обычно 2-3% от первоначальной длины). Эксплуатация перерастянутой цепи приводит к ускоренному износу звездочек, сбою в зацеплении и обрыву.

Каковы альтернативы цепям с выступающими валиками?

Альтернативами могут служить:

Цепи специального исполнения с прикрепленными планками: Где навесной элемент уже приварен или приклепан производителем.
Ленточные конвейеры: Для транспортировки сыпучих и штучных грузов на большие расстояния с высокой скоростью.
Винтовые (шнековые) конвейеры: Для сыпучих материалов в закрытых желобах.
Грузорейки и пластинчатые конвейеры: На основе пластин, закрепленных на стандартных или специальных цепях.

Выбор зависит от типа груза, производительности, трассы и экономической эффективности.

Заключение

Цепь роликовая с выступающими валиками является высокоспециализированным, надежным и технологичным компонентом для создания тяговых и конвейерных систем. Ее универсальность, обусловленная простотой крепления навесных элементов, обеспечивает широкое применение в энергетике, горнодобывающей промышленности, металлургии и других отраслях, требующих транспортировки сыпучих и штучных грузов в тяжелых условиях. Правильный подбор по параметрам нагрузки и шага, учет условий эксплуатации для выбора материала и покрытия, а также организация регулярного технического обслуживания с акцентом на смазку – ключевые факторы, определяющие долгий срок службы и безотказную работу как самой цепи, так и всей конвейерной системы в целом.

Цепь роликовая с выступающими валиками