Цепь роликовая серия ПРД

Цепь роликовая приводная серии ПРД: технические характеристики, стандарты и применение

Цепь роликовая приводная серии ПРД (Приводная Роликовая Длиннозвенная) представляет собой стандартизированное изделие, предназначенное для передачи механической энергии в приводах промышленного оборудования. Конструктивно она относится к роликовым приводным цепям с шагом 38,1 мм (1.5 дюйма) и является базовым типом по ГОСТ 13568-97 (аналог ANSI/ASME B29.1). Серия ПРД характеризуется увеличенным, по сравнению с базовой серией ПР, межосевым расстоянием между пластинами, что обеспечивает повышенную ударную вязкость и способность воспринимать переменные нагрузки. Основное назначение – работа на тихоходных валах с большими крутящими моментами в условиях ударных и вибрационных нагрузок.

Конструктивные особенности и материалы

Цепь ПРД состоит из последовательно соединенных звеньев. Основные элементы конструкции:

• Валики и втулки: Изготавливаются из цементируемых сталей марок 20ХН3А, 20Х2Н4А, 20ХГНТР. После механической обработки подвергаются цементации и закалке, достигая твердости 55-62 HRC, что обеспечивает высокую износостойкость контактных поверхностей.
• Ролики: Стальные, устанавливаются свободно на втулку. Функция ролика – уменьшение износа зубьев звездочки и потерь на трение при зацеплении.
• Пластины (щеки): Контурные, изготавливаются из высококачественной конструкционной стали (например, 50ХН, 45ХНМФА) методом штамповки с последующей термообработкой (закалка и отпуск). Твердость пластин составляет 40-50 HRC, что гарантирует высокую прочность на растяжение и сопротивление усталости. Удлиненная форма пластин в серии ПРД увеличивает запас упругости звена.
• Соединение: Валик расклепывается с обеих сторон, образуя неразборное соединение. Для цепей большой ширины (многорядных) используются соединительные (переходные) звенья.

Основные параметры и размеры (ГОСТ 13568-97)

Ключевым параметром цепи ПРД является шаг (P) – расстояние между осями соседних валиков, который составляет 38,1 мм. Маркировка цепи включает тип (ПРД), шаг в миллиметрах и число рядов. Например, ПРД-38,1-1 – однорядная цепь, ПРД-38,1-2 – двухрядная.

Обозначение цепи	Шаг P, мм	Диаметр ролика d1 max, мм	Ширина внутреннего звена b1 min, мм	Диаметр валика d2 max, мм	Длина звена L max, мм	Разрушающая нагрузка Q min, кН	Масса 1м, кг (однорядной)
ПРД-38,1-1	38,10	22,23	25,22	11,91	55,09	68,90	5,60
ПРД-38,1-2	38,10	22,23	25,22	11,91	55,09	124,00	10,30
ПРД-38,1-3	38,10	22,23	25,22	11,91	55,09	179,20	14,90

Область применения в энергетике и промышленности

Цепи серии ПРД находят применение в тяжелом промышленном оборудовании, где требуются надежность и стойкость к динамическим нагрузкам:

• Приводы конвейеров и транспортеров: Особенно скребковых, пластинчатых и ковшовых элеваторов, где возможны заклинивания груза и ударные пусковые нагрузки.
• Приводы механизмов очистки золоуловителей и дымоходов: В условиях высокой запыленности и абразивного износа.
• Приводы насосных агрегатов, дымососов и вентиляторов большой мощности на ТЭЦ и ГРЭС.
• Станки ударного действия: Ковочные молоты, прессы.
• Сельхозтехника и горнодобывающее оборудование: Комбайны, буровые установки, питатели.

Выбор цепи ПРД вместо стандартной ПР обоснован в случаях, когда расчетные нагрузки носят переменный характер с высокими пиковыми значениями. Удлиненные пластины работают как упругие элементы, частично демпфируя удары.

Критерии выбора и расчет приводного цепного механизма

Выбор цепи ПРД осуществляется на основе кинематического и силового расчета.

1. Определение передаточного числа (i): i = n₁ / n₂, где n₁ и n₂ – частота вращения ведущей и ведомой звездочек.
2. Предварительный выбор числа зубьев малой звездочки (z₁): Для цепей с шагом 38,1 мм рекомендуется z₁ ≥ 19-23 зуба. Меньшее число зубьев ведет к увеличению динамических нагрузок и шума.
3. Расчет числа зубьев большой звездочки (z₂): z₂ = i
4. z₁ (округлить до целого, желательно нечетного). Максимальное z₂ для ПРД – 114 зубьев.
5. Определение расчетной мощности (P_p): P_p = P
6. K_э, где P – передаваемая мощность на ведущем валу, К_э – эксплуатационный коэффициент.

K_э = K₁ K₂ K₃ K₄ K₅

7. K₆, где:

• K₁ – коэффициент характера нагрузки (равномерная = 1.0, с умеренными ударами = 1.3, с сильными ударами = 1.7).
• K₂ – коэффициент межосевого расстояния (оптимальное a = (30-50)P).
• K₃ – коэффициент способа смазки (регулярная капельная = 1.0, ванна = 0.8).
• K₄ – коэффициент угла наклона линии центров к горизонту.
• K₅ – коэффициент режима работы (односменная = 1.0, трехсменная = 1.5).
• K₆ – коэффициент способа регулирования натяжения цепи.
8. Выбор цепи по мощности: По таблицам номинальной мощности (предоставляемым производителем) для выбранной z₁ и скорости малой звездочки находят типоразмер цепи (одно-, двух- или трехрядную). Условие: P_табл ≥ P_p.
9. Проверка на износостойкость по удельному давлению в шарнирах: p = (F_t
10. K_э) / A ≤ [p], где F_t – окружное усилие, A – проекция опорной поверхности шарнира, [p] – допускаемое давление (для ПРД при средних условиях ~ 30 МПа).
11. Проверка на статическую прочность по коэффициенту запаса: n = Q / (F_t + F_v + F_f) ≥ [n], где Q – разрушающая нагрузка из таблицы, F_v – центробежная сила, F_f – сила от провисания, [n] – нормируемый запас (обычно 7-10 для приводов).

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание критически важны для ресурса цепи ПРД.

• Монтаж: Проверить соосность валов и параллельность плоскостей звездочек. Натяжение цепи должно обеспечивать стрелу провисания примерно 2-4% от межосевого расстояния. Соединительное звено (замок) устанавливается наружной пластиной в направлении вращения.
• Смазка: Наиболее важный фактор для снижения износа. Для ПРД рекомендуется:
  • При скоростях до 5 м/с – периодическая смазка густыми пластичными смазками (солидол, литол) или окунание цепи в масляную ванну с интервалом 100-200 часов.
  • При скоростях выше 5 м/с – непрерывная подача жидкого масла струйным или циркуляционным методом на внутреннюю поверхность нижних ветвей цепи.
• Контроль: Регулярный визуальный контроль на наличие усталостных трещин в пластинах, проверка износа по удлинению цепи. Максимально допустимое удлинение – 3% от первоначальной длины. Измеряется по 10-20 звеньям под нагрузкой.
• Хранение: Цепи должны храниться в сухом помещении, в заводской смазке, на стеллажах, исключающих деформацию.

Сравнение с другими типами приводных цепей

Параметр	ПРД (ГОСТ 13568-97)	ПР (ГОСТ 13568-97)	ПРИ (ISO 606/ DIN 8187)
Назначение	Тяжелые ударные нагрузки, тихоходные передачи	Общего назначения, средние нагрузки	Высокоскоростные и точные передачи, повышенная износостойкость
Конструкция пластин	Удлиненные (длиннозвенные)	Стандартные	Узкие, с высокой точностью изготовления
Шаг для аналога 38.1 мм	38,1 мм (ПРД-38,1)	38,1 мм (ПР-38,1)	38,1 мм (24B-1)
Прочность (разруш. нагрузка 1 ряд)	Высокая (68.9 кН)	Стандартная (~68.9 кН)	Высокая, сопоставима (~70 кН для 24B)
Стоимость	Выше, чем у ПР	Стандартная	Наиболее высокая

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие цепи ПРД от ПР?

Основное отличие – в геометрии пластин. У цепи ПРД пластины удлинены, что увеличивает их податливость на изгиб и способность амортизировать ударные и переменные нагрузки. При одинаковом шаге и диаметре валика цепь ПРД имеет больший ресурс в условиях динамического нагружения, но может быть менее жесткой на растяжение в абсолютном значении при одинаковой разрушающей нагрузке.

Можно ли использовать звездочки от цепи ПР для цепи ПРД?

Да, можно. Поскольку шаг (P), диаметр ролика (d₁) и диаметр валика (d₂) у цепей ПР и ПРД одного типоразмера (например, ПР-38,1 и ПРД-38,1) совпадают, они совместимы с одними и теми же звездочками по ГОСТ 592-81. Однако, при проектировании нового привода под ударные нагрузки рекомендуется выбирать цепь ПРД изначально.

Как правильно определить степень износа цепи ПРД?

Наиболее объективный метод – измерение удлинения цепи вследствие износа шарниров. Измерьте длину N звеньев (например, 10 или 20) в натянутом состоянии. Рассчитайте фактический шаг: P_факт = L / N. Процент удлинения = ((P_факт — P_ном) / P_ном)

• 100%. Замене подлежат цепи с удлинением более 3%. Также признаками износа являются увеличение шума, «подскакивание» цепи на звездочке и видимое повреждение роликов или пластин.

Какая смазка является оптимальной для цепи ПРД в условиях ТЭЦ?

В условиях высокой запыленности (зола, угольная пыль) предпочтение следует отдавать густым, адгезионным смазкам, которые меньше смываются и лучше защищают от абразива. Подходят тугоплавкие солидолы С, литол-24, смазки на основе бентонита. При наличии защитного кожуха и возможности организации ванны можно использовать жидкие индустриальные масла (И-Г-А, И-Г-В) средней вязкости. Критически важно соблюдать периодичность смазывания.

Какой запас прочности (коэффициент запаса) считается нормальным для привода с цепью ПРД?

Для цепных передач общего назначения с учетом динамических нагрузок нормативный коэффициент запаса прочности [n] по разрушающей нагрузке обычно принимается в диапазоне от 7 до 15. Для цепей ПРД, работающих в условиях ударных нагрузок, рекомендуется принимать [n] не менее 10. Это обеспечивает запас на пиковые нагрузки и постепенное снижение прочности из-за износа.

Заключение

Цепь роликовая приводная серии ПРД является специализированным решением для тяжелонагруженных тихоходных передач, эксплуатируемых в условиях значительных динамических и ударных нагрузок. Ее выбор обоснован в приводах конвейерного, транспортного, дробильного и энергетического оборудования. Корректный подбор по расчетной мощности с учетом эксплуатационного коэффициента, соблюдение правил монтажа и, прежде всего, организация регулярного и качественного смазывания – ключевые факторы, определяющие долговечность и надежность цепного привода. При работе с цепями ПРД необходимо руководствоваться актуальными стандартами ГОСТ 13568-97 и технической документацией производителя.