Цепь с изогнутыми пластинами приводная

Цепь с изогнутыми пластинами приводная: конструкция, применение и технические аспекты

Цепь с изогнутыми пластинами приводная (также известная как цепь с изогнутыми звеньями, крючковая цепь или цепь типа «крюк и втулка») представляет собой специализированный тип приводной роликовой цепи, ключевой особенностью которой является S-образная или изогнутая форма пластин (звеньев). Эта конструктивная особенность кардинально меняет ее функциональные возможности по сравнению со стандартной роликовой цепью с прямыми пластинами. Основное назначение таких цепей – передача механической энергии в условиях значительного смещения валов и необходимости компенсации несоосности, а также работа в средах с высоким уровнем абразивного загрязнения.

Конструктивные особенности и принцип действия

В основе цепи лежат звенья, состоящие из двух типов пластин: внутренних и наружных. Внутренние пластины имеют характерный S-образный изгиб, который и дал название всей конструкции. Наружные пластины могут быть как прямыми, так и также изогнутыми, в зависимости от серии и производителя. Эти пластины соединяются между собой валиками и втулками (или только валиками в более простых модификациях), образуя шарнирные соединения.

Изогнутая форма пластин обеспечивает несколько критически важных функций:

• Угловая подвижность в дополнительной плоскости: Помимо стандартного шарнирного изгиба в плоскости, перпендикулярной оси валика, изогнутые пластины позволяют звену отклоняться и в параллельной плоскости. Это дает цепи возможность изгибаться не только для обхвата звездочки, но и для компенсации бокового смещения валов.
• Самоочищение: Изгиб пластины создает открытую конструкцию, в которой грязь, пыль, абразивные частицы и другие посторонние материалы не задерживаются, а свободно выпадают в процессе работы. Это резко снижает износ шарниров.
• Увеличенный зазор между пластинами: Пространство между изогнутыми пластинами больше, чем в стандартной цепи, что также способствует свободному прохождению загрязнений и улучшает смазку.

Основные типы и стандарты

Цепи с изогнутыми пластинами стандартизированы по ANSI (Американский национальный институт стандартов) и ISO (Международная организация по стандартизации). Наиболее распространенные серии:

Обозначение ANSI	Шаг цепи (P), мм	Внутренняя ширина (d1), мм	Диаметр валика (d2), мм	Типичная область применения
CA550 (Эквивалент 05CB)	15.875	4.80	5.08	Легкое оборудование, упаковочные машины, текстильные станки
CA555 (Эквивалент 06CB)	19.05	6.15	5.94	Станки средней мощности, конвейеры в условиях запыленности
CA556 (Эквивалент 08CB)	25.40	7.95	7.92	Сельхозтехника, строительное оборудование, приводы элеваторов
CA557 (Эквивалент 10CB)	31.75	9.55	9.53	Мощные приводы, горнодобывающая и тяжелая промышленность

Также существуют усиленные версии (например, с двойными пластинами – CA555H, CA556H) для передачи повышенных нагрузок и цепи с твердотермической обработкой валиков и втулок для работы в условиях экстремального абразивного износа.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Компенсация несоосности: Способность работать при параллельном смещении валов до 3% от межосевого расстояния и при угловом перекосе до 2-3 градусов. Это снижает требования к точности монтажа и позволяет цепи работать в условиях деформации станин или теплового расширения.
• Высокая износостойкость в загрязненной среде: Конструкция с открытым звеном минимизирует абразивный износ, что продлевает срок службы в 2-3 раза по сравнению с обычной цепью в аналогичных условиях.
• Улучшенное распределение смазки: Большие зазоры облегчают проникновение смазочного материала к трущимся парам (валик-втулка).
• Сниженный риск заклинивания: Меньшая вероятность накопления отложений, ведущих к заеданию цепи.
• Хорошая гибкость: Низкое сопротивление изгибу, особенно при реверсивном движении.

Недостатки:

• Пониженная нагрузочная способность: При одинаковом шаге и ширине цепь с изогнутыми пластинами имеет на 15-25% меньшую допустимую разрушающую нагрузку по сравнению со стандартной роликовой цепью из-за конструктивных напряжений в изогнутых пластинах.
• Повышенная стоимость: Более сложная технология изготовления пластин приводит к более высокой цене.
• Ограниченная скорость: Рекомендуемая рабочая скорость обычно не превышает 5-7 м/с из-за динамических нагрузок и инерции S-образных звеньев.
• Повышенный уровень шума: По сравнению с прецизионными роликовыми цепями работа может сопровождаться более заметным звуком.

Критерии выбора и расчет привода

Выбор цепи с изогнутыми пластинами основывается на инженерном расчете, учитывающем:

• Передаваемая мощность (P, кВт) и частота вращения ведущей звездочки (n1, об/мин): Эти параметры являются исходными для определения расчетной мощности.
• Коэффициент эксплуатации (Kэ): Определяется как произведение нескольких поправочных коэффициентов: K1 (характер нагрузки), K2 (регулировка межосевого расстояния), K3 (способ смазки), K4 (режим работы), K5 (особенности расположения передачи). Для цепей с изогнутыми пластинами в условиях загрязнения коэффициенты K3 и K4 имеют критическое значение.
• Расчетная мощность: Pрасч = P
• Kэ. По таблицам производителя, в зависимости от Pрасч и n1, выбирается шаг цепи и число рядов.
• Межосевое расстояние (a, мм): Рекомендуется в пределах 30-50 шагов цепи. Важно предусмотреть возможность регулировки для компенсации вытяжки.
• Условия окружающей среды: Наличие абразива, влаги, химически активных веществ определяет необходимость применения специальных материалов или покрытий (например, оцинкованные цепи).

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание – залог долговечности цепи. Монтаж осуществляется с помощью соединительного (замкового) звена. Необходимо обеспечить соосность валов в допустимых пределах, даже несмотря на компенсирующие свойства цепи. Натяжение должно быть таким, чтобы провисание ведомой ветви составляло 2-4% от межосевого расстояния. Чрезмерное натяжение приводит к повышенному износу и нагрузке на валы и подшипники.

Смазка является обязательным требованием. Предпочтительна регулярная капельная или циркуляционная смазка индустриальными маслами средней вязкости. В крайних случаях допускается периодическая смазка погружением или ручная, но с сокращением межсервисных интервалов. В условиях сильного абразивного загрязнения иногда применяют консистентные смазки, но они менее эффективны для проникновения в шарнир.

Техническое обслуживание включает регулярную проверку:

• Вытяжки цепи (замер увеличения шага). Критическим считается износ, приводящий к увеличению длины цепи на 3%.
• Состояния звездочек на предмет износа зубьев.
• Наличия и целостности защитных кожухов.
• Качества и наличия смазки.

Области применения

Цепи с изогнутыми пластинами находят применение в отраслях, где надежность в сложных условиях важнее максимальной мощности или КПД:

• Сельскохозяйственная техника: Приводы жаток, косилок, транспортеров кормораздатчиков, работающие в условиях пыли, почвы и растительных остатков.
• Строительное и дорожное оборудование: Приводы вибрационных плит, бетономешалок, асфальтоукладчиков.
• Горнодобывающая и перерабатывающая промышленность: Приводы конвейеров для сыпучих материалов, грохотов, дробилок малой и средней мощности.
• Промышленные вентиляторы и дымососы: Приводы с длинными межосевыми расстояниями и возможными тепловыми смещениями валов.
• Текстильная и бумагоделательная промышленность: Приводы в условиях волокнистого загрязнения.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие цепи с изогнутыми пластинами от обычной роликовой цепи?

Принципиальное отличие заключается в форме пластин (S-образный изгиб), которая обеспечивает цепи способность компенсировать несоосность валов (параллельное смещение и угловой перекос) и обладает эффектом самоочищения от абразивных загрязнений. Обычная роликовая цепь таких свойств не имеет и требует точной установки валов.

Можно ли заменить стандартную роликовую цепь на цепь с изогнутыми пластинами на существующем приводе?

Да, при условии совпадения шага и ширины цепи (по внутренним размерам). Однако необходимо пересчитать нагрузочную способность, так как цепь с изогнутыми пластинами имеет меньшую допустимую нагрузку. Также важно убедиться, что звездочки имеют соответствующий профиль зуба, совместимый с данной цепью (чаще всего профиль аналогичен).

Как правильно определить износ цепи и когда ее нужно менять?

Основной показатель износа – вытяжка цепи из-за износа шарниров. Измерьте длину N звеньев в натянутом состоянии. Если фактическая длина превышает номинальную (N x шаг цепи) более чем на 3%, цепь подлежит замене. Также признаками износа являются повышенный шум, «подскакивание» на звездочке и визуальный износ пластин и валиков.

Какая смазка является оптимальной для таких цепей?

Оптимальной является капельная или циркуляционная смазка чистым индустриальным маслом (ISO VG 68-150). Масло должно обладать хорошей проникающей способностью и антиизносными свойствами. В условиях пыли иногда используют смазки-адгезивы, но они требуют более частого применения и хуже проникают в зазоры.

Существуют ли цепи с изогнутыми пластинами из нержавеющей стали?

Да, такие цепи производятся. Они предназначены для работы в агрессивных средах (пищевая, химическая промышленность, мойки высокого давления) или в условиях повышенной влажности, где требуется коррозионная стойкость. Их нагрузочная способность обычно ниже, а стоимость существенно выше, чем у углеродистых аналогов.

Почему нельзя использовать эту цепь для высокоскоростных передач?

S-образная форма пластин создает большую инерционность и неравномерность движения центра масс звена при вращении, что приводит к значительным динамическим нагрузкам и вибрациям на высоких скоростях. Это вызывает ускоренный износ, нагрев и риск разрушения. Поэтому производители устанавливают ограничения по скорости, как правило, до 5-7 м/с.

Как компенсирующая способность влияет на ресурс подшипников валов?

Правильно. Способность цепи компенсировать несоосность снижает радиальные нагрузки на опорные подшипники валов, вызванные вынужденным перекосом. Это может положительно сказаться на ресурсе подшипниковых узлов, особенно в нежестких конструкциях.