Цепь втулочная конвейерная: конструкция, стандарты, применение и подбор
Цепь втулочная конвейерная представляет собой ключевой элемент механических систем непрерывного транспортировки сыпучих, штучных и единичных грузов. В отличие от приводных роликовых цепей, основная функция конвейерных цепей – не передача мощности, а непосредственное перемещение грузов по стационарным направляющим (рельсам) или настилам. Конструктивно она относится к тяговым цепям и обеспечивает высокую надежность, долговечность и устойчивость к значительным статическим и динамическим нагрузкам в условиях интенсивной эксплуатации.
Конструктивные особенности и материалы
Базовая конструкция втулочной конвейерной цепи включает несколько основных элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
- Внешние пластины: Соединяют оси соседних звеньев через втулки, воспринимают основную растягивающую нагрузку. Изготавливаются методом штамповки из высококачественных сталей (часто 50Mn, 40Cr).
- Внутренние пластины: Прессуются на втулки, образуя внутреннее звено. Материал аналогичен материалу внешних пластин.
- Втулка: Стальная закаленная деталь, запрессованная во внутренние пластины. Обеспечивает точное расстояние между пластинами и является опорной поверхностью для качения по направляющим. Внутренняя поверхность втулки служит посадочным местом для оси.
- Ось: Стальной закаленный стержень, проходящий через втулку и соединяющий внешние пластины. Фиксируется обычно стопорными кольцами или шплинтами. Воспринимает сдвигающие и изгибающие нагрузки.
- Пластинчатые конвейеры: К пластинам цепи крепятся стальные или пластиковые настилы (полотна). Применяются для транспортировки тяжелых штучных грузов, горячих заготовок, крупногабаритных объектов в машиностроении, металлургии, автомобилестроении.
- Скребковые конвейеры: К цепи присоединяются скребки различной формы. Используются для перемещения сыпучих материалов (зерно, уголь, песок) в горизонтальном или наклонном направлении.
- Элеваторы (нории): Специальные цепи с увеличенной прочностью, оснащенные ковшами, для вертикального подъема сыпучих материалов.
- Конвейеры с неподвижным настилом: Цепь движется по стационарному желобу, толкая или протаскивая груз. Часто применяется в упаковочных и разливочных линиях.
- Тип и масса транспортируемого груза (кг/м или кг/шт.).
- Производительность конвейера (т/ч или шт./ч).
- Скорость движения цепи (м/с).
- Длина конвейера (м).
- Угол наклона конвейера.
- Условия эксплуатации (температура, влажность, наличие абразива, агрессивных сред).
- Ежесменный визуальный контроль состояния цепи, звездочек и натяжения.
- Периодическую очистку от загрязнений.
- Контроль износа: измерение удлинения цепи на контрольном количестве звеньев. Превышение удлинения на 2-3% от первоначальной длины – сигнал к замене.
- Контроль состояния звездочек (износ зубьев).
- шаг). Если удлинение превысило 2-3%, цепь подлежит замене. Дальнейшая эксплуатация приведет к неравномерному зацеплению со звездочкой, рывкам, ускоренному износу звездочек и возможному обрыву.
- Отсутствие или неправильная смазка: Ведущая причина износа шарнира (ось-втулка).
- Несоосность звездочек и направляющих: Вызывает перекос цепи, неравномерную нагрузку на пластины и ускоренный износ одной стороны втулки.
- Неправильное натяжение: Слишком сильное натяжение увеличивает нагрузку на шарниры и мощность привода; слишком слабое приводит к соскакиванию со звездочек и повышенному провисанию.
- Перегрузка конвейера: Превышение расчетной массы груза.
- Попадание абразива в шарниры: Актуально для скребковых конвейеров.
Для повышения износостойкости и коррозионной стойкости применяются различные виды термообработки (объемная закалка, цементация, индукционная закалка) и покрытий (цинкование, оксидирование, нанесение никеля). В условиях агрессивных сред (пищевая, химическая промышленность) используются цепи из нержавеющих сталей марок AISI 304, AISI 316.
Классификация и основные стандарты
Конвейерные втулочные цепи стандартизированы. Наиболее распространенными являются стандарты ISO (европейский) и ANSI (американский). Основной параметр – шаг цепи (P), измеряемый в дюймах или миллиметрах.
Таблица 1. Основные типоразмеры втулочных конвейерных цепей по ISO 1977 / DIN 8165
| Обозначение | Шаг (P), мм | Внутренняя ширина (b1), мм, мин. | Диаметр втулки (d1), мм, макс. | Диаметр оси (d2), мм, макс. | Средняя разрушающая нагрузка, кН |
|---|---|---|---|---|---|
| C 2082 | 25.40 | 7.95 | 7.95 | 3.96 | 9.0 |
| C 2102 | 31.75 | 9.55 | 10.17 | 5.09 | 13.0 |
| C 2122 | 38.10 | 12.70 | 11.13 | 5.96 | 18.0 |
| C 2162 | 50.80 | 15.90 | 15.88 | 7.94 | 32.0 |
Помимо стандартных, существуют цепи с особыми исполнениями: с полыми втулками для фиксации дополнительных элементов, с приливами (галтелями) на пластинах для крепления настилов, с увеличенным диаметром втулки для работы на износ, двух- и трехшаговые для снижения скорости движения при сохранении производительности.
Сферы применения и сопутствующее оборудование
Втулочные конвейерные цепи являются основой для создания разнообразных конвейерных систем.
Для работы в системе цепь комплектуется звездочками (приводной, натяжной, холостой), направляющими шинами или рельсами, натяжными устройствами (винтовыми, пружинно-винтовыми, грузовыми), а также системами смазки.
Критерии выбора и расчет основных параметров
Правильный подбор цепи гарантирует надежность и экономическую эффективность конвейера. Расчет ведется на основе исходных данных.
Таблица 2. Коэффициенты условий эксплуатации (K)
| Условия работы | Коэффициент K |
|---|---|
| Нормальные, чистые, комнатная температура | 1.0 |
| Наличие абразивной пыли, умеренное загрязнение | 1.2 — 1.5 |
| Сильное абразивное воздействие, высокая влажность | 1.5 — 2.0 |
| Ударные нагрузки, высокая температура (>60°C) | 1.7 — 2.5 |
Основной расчет – определение рабочего натяжения цепи (S, Н) и сравнение его с допустимой нагрузкой для выбранного типоразмера с учетом коэффициента запаса прочности (n). Для простейшего горизонтального конвейера: S ≈ (Масса груза на 1 м + Масса цепи на 1 м) Длина Коэффициент трения g K. Коэффициент запаса прочности (n = Разрушающая нагрузка цепи / S) должен быть не менее 7-10 для приводных цепей и 10-12 для тяговых в тяжелых условиях.
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Монтаж цепи требует соблюдения строгой последовательности. Необходимо обеспечить соосность валов звездочек, параллельность направляющих, правильное натяжение (провисание на холостой ветви не должно превышать 2-4% от длины ветви). Соединение концов цепи осуществляется с помощью специальных соединительных (ремонтных) звеньев, которые являются слабым местом и требуют регулярного контроля.
Эксплуатационный ресурс цепи напрямую зависит от системы смазки. Рекомендуется регулярная подача пластичной смазки или жидкого масла на внутренние поверхности втулок и оси. Техническое обслуживание включает:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем втулочная конвейерная цепь принципиально отличается от приводной роликовой?
Основное отличие – отсутствие ролика. Втулка является рабочей поверхностью для качения по направляющим и взаимодействия со звездочкой. Конвейерные цепи рассчитаны на более высокие статические нагрузки и часто имеют больший шаг и усиленную конструкцию пластин. Приводные цепи предназначены для передачи крутящего момента с минимальными потерями.
Когда следует выбирать цепь с твердосмазочным покрытием (например, с дисульфидом молибдена)?
Такое покрытие целесообразно применять в условиях, где традиционная жидкая или пластичная смазка невозможна или неэффективна: в среде с сильным абразивным загрязнением (цемент, мука), при высоких температурах, в пищевой промышленности, где есть риск загрязнения продукта смазкой. Оно снижает начальный износ, но не заменяет полностью обслуживание в тяжелонагруженных узлах.
Как правильно определить момент для замены цепи?
Критическим параметром является удлинение цепи из-за износа шарниров. Замерьте длину N звеньев в сильно натянутом состоянии. Новую длину сравните с номинальной (N
Можно ли использовать соединительное (ремонтное) звено для постоянной работы?
Соединительное звено конструктивно слабее стандартного. Его допустимо использовать для монтажа и в качестве временной меры. Для постоянной работы в тяжелонагруженных конвейерах рекомендуется использовать цепи с длиной, кратной шагу, и избегать ремонтных звеньев. Если это невозможно, устанавливайте не более одного такого звена на цепь.
Каковы основные причины преждевременного выхода цепи из строя?
Заключение
Цепь втулочная конвейерная – высокотехнологичное, стандартизированное изделие, правильный выбор и эксплуатация которого определяют эффективность и бесперебойность работы всего транспортного комплекса. Ключевыми аспектами являются точный инженерный расчет на этапе проектирования, выбор качественного производителя, соблюдение правил монтажа и организация регулярного профилактического обслуживания с акцентом на контроль износа и смазку. Понимание конструкции, типоразмеров и условий применения позволяет специалистам оптимизировать затраты на эксплуатацию и минимизировать риски простоев оборудования.