Цепи конвейерные роликовые

Цепи конвейерные роликовые: конструкция, типы, применение и критерии выбора

Цепь конвейерная роликовая представляет собой ключевой тяговый и грузонесущий элемент ленточных, пластинчатых, скребковых и иных типов конвейеров, а также используется в качестве тягового органа в элеваторах и эскалаторах. Её основная функция – передача тягового усилия от приводной звездочки и транспортировка груза либо несущих элементов (полотна, ковшей, скребков) по заданной траектории. В отличие от приводных роликовых цепей, конвейерные цепи рассчитаны на работу с постоянной нагрузкой, часто в условиях абразивного износа и запыленности, и характеризуются увеличенными размерами, повышенной прочностью и разнообразием конструктивного исполнения.

Конструкция и материалы

Базовая конструкция роликовой конвейерной цепи аналогична приводной, но с существенными усилениями. Основные элементы:

• Внутренние пластины: Служат для фиксации втулок. Изготавливаются из средне- или высокоуглеродистой стали (например, 50, 45) с последующей термообработкой (закалка, цементация) для достижения высокой твердости поверхности и вязкой сердцевины.
• Наружные пластины: Соединяют валики, проходящие через втулки соседних звеньев. Материал и обработка аналогичны внутренним пластинам.
• Втулка: Прессуется во внутренние пластины. Работает как подшипник скольжения для валика. Материал – цементируемая сталь, часто с поверхностной закалкой.
• Валик: Проходит через втулку и наружные пластины, является осью шарнира. Изготавливается из высокопрочной стали с упрочнением.
• Ролик: Свободно вращающийся элемент, установленный на втулке. Его основная функция – уменьшение трения и износа при контакте с направляющими путями и зубьями звездочки. Ролики могут быть гладкими, с буртиками (фланцевыми) или специального профиля. Материалы: сталь, легированная сталь, в отдельных случаях – износостойкие полимеры.

Для работы в особых условиях цепи производят из нержавеющих сталей (A2, A4), с гальваническими покрытиями (цинкование, никелирование) или с нанесением защитных смазок.

Классификация и основные типы

Конвейерные роликовые цепи систематизируют по нескольким ключевым признакам.

1. По типу ролика и исполнению:

• Цепи с простыми роликами (Type F, A): Стандартное исполнение. Ролик свободно вращается на втулке.
• Цепи с роликами с буртиками (Type K, B): На ролике выполнены фланцы (борты), которые предотвращают сход цепи с направляющих, удерживают груз или полотно. Критически важны для вертикальных и наклонных участков.
• Цепи с полыми роликами: Применяются для снижения массы цепи, а также в случаях, когда через ролик может проходить крепеж для навесного оборудования.
• Цепи с обрезиненными роликами: Ролик с резиновым покрытием или бандажом для снижения шума и вибрации, используется при транспортировке хрупких грузов.

2. По количеству рядов:

• Однорядные (серия RF, RK): Стандартное решение для большинства конвейеров.
• Сдвоенные и строенные (серия D, T): Состоят из двух или трех параллельных цепей, соединенных общими валиками через специальные соединительные звенья. Обеспечивают повышенную нагрузочную способность, устойчивость и используются для создания широких несущих платформ.

3. По наличию присоединительных элементов:

• Цепи общего назначения (без присоединительных элементов): Используются как тяговый орган.
• Цепи с присоединительными элементами: Имеют модифицированные наружные или внутренние пластины с отверстиями, к которым крепятся скребки, ковши, полотна, поперечные балки. Это специализированные цепи для конкретных типов конвейеров (скребковых, пластинчатых, ковшовых элеваторов).

Основные параметры и стандарты

Геометрия и прочностные характеристики цепей регламентируются стандартами ISO (ISO 1977, ISO 4348), ANSI (ASME B29.15M) и ГОСТ (ГОСТ 588-81, ГОСТ 589-85). Ключевые параметры представлены в таблице.

Таблица 1. Основные параметры конвейерных роликовых цепей (на примере стандарта ISO 1977)

Обозначение цепи (Пример)	Шаг цепи (P), мм	Диаметр ролика (d1), мм, макс.	Ширина внутреннего звена (b1), мм, мин.	Диаметр валика (d2), мм	Прочность на растяжение (Q), кН, мин.	Масса 1м, кг, ориентировочно
C 80-1R	100.00	50.00	28.00	18.00	80.00	5.8
C 224-2R	125.00	63.50	41.00	25.00	224.00	14.5
C 355-3R	160.00	80.00	52.00	32.00	355.00	25.0
M 80 (с буртиками)	100.00	50.00	28.00	18.00	80.00	6.2

Обозначение цепи обычно включает: буквенный индекс (C – калиброванная, M – с буртиками, K – калиброванная с буртиками), номер, соответствующий минимальной прочности на растяжение в десятках кгс (например, C 224 = 22400 кгс ≈ 224 кН), и количество рядов (1R, 2R, 3R).

Критерии выбора цепи для конкретного применения

Выбор конвейерной цепи – инженерный расчет, учитывающий множество факторов.

• 1. Максимальное рабочее натяжение (Smax): Определяется мощностью привода, длиной и углом наклона конвейера, массой транспортируемого груза и самого тягового органа. Цепь выбирается с запасом прочности: коэффициент запаса (n) обычно принимается равным 8-12 для нормальных условий и выше для ударных нагрузок или критичных применений. Условие: Разрушающая нагрузка цепи (Q) ≥ Smax
• n.
• 2. Тип и условия работы: Наличие абразива, влаги, высоких температур, химически активных сред диктует выбор материала и защитного покрытия. Для пищевой промышленности обязательны цепи из нержавеющей стали.
• 3. Скорость движения (V): Высокие скорости (более 1 м/с) требуют цепей с калиброванными по шагу деталями и повышенной точностью изготовления для снижения динамических нагрузок и шума.
• 4. Характер взаимодействия со звездочкой и направляющими: Определяет тип ролика (гладкий, с буртиками) и его диаметр. Больший диаметр ролика снижает износ и шум качения.
• 5. Необходимость крепления навесного оборудования: Требует выбора цепи с соответствующими присоединительными элементами (пластинами с отверстиями, перфорированными фланцами).

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание напрямую влияют на ресурс цепи и всего конвейера.

• Соединение и натяжение: Цепи соединяются с помощью соединительных (замковых) звеньев. Важно обеспечить соосность приводного и натяжного валов. Натяжение должно исключать провисание, но не создавать избыточную нагрузку на валы и подшипники. Регулировка осуществляется натяжными устройствами (винтовыми, пружинными, грузовыми).
• Смазка: Является важнейшим фактором долговечности. Смазка должна проникать в зазоры между валиком и втулкой. Рекомендуется использовать масла для цепей или пластичные смазки с антиизносными присадками. Режим смазки – регулярный, в соответствии с рекомендациями производителя, с учетом условий работы.
• Контроль и замена: В процессе эксплуатации необходимо контролировать равномерность натяжения, износ шарниров и роликов, состояние звездочек. Критический износ цепи наступает при увеличении её шага на 2-3% от номинального. Изношенная цепь приводит к ускоренному износу зубьев звездочки и сбоям в работе.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между приводной и конвейерной роликовой цепью?

Приводные цепи (по ГОСТ 13568-97) предназначены для передачи мощности между валами и рассчитаны на высокие скорости и переменные нагрузки. Конвейерные цепи (по ГОСТ 588-81) предназначены для транспортировки грузов, работают при постоянных, часто высоких нагрузках и меньших скоростях, имеют усиленную конструкцию, больший шаг и разнообразие исполнений (с буртиками, присоединительными элементами).

Как правильно определить износ цепи и момент её замены?

Основной критерий – удлинение цепи из-за износа шарниров. Измерьте длину N звеньев в натянутом состоянии. Рассчитайте фактический шаг: Pфакт = Lизм / N. Если Pфакт превышает номинальный шаг Pном более чем на 2-3%, цепь подлежит замене. Также признаками износа являются повышенный шум, «подскакивание» на звездочке, видимая деформация пластин или роликов.

Можно ли использовать сдвоенную цепь вместо однорядной большей прочности?

Технически это возможно, но требует согласования с конструкцией звездочки (ширина зубьев должна соответствовать) и системы натяжения. Сдвоенная цепь обеспечивает лучшую стабильность и распределение нагрузки, но может быть сложнее в монтаже и обслуживании. Окончательное решение должно основываться на технико-экономическом расчете.

Какие факторы наиболее сильно сокращают срок службы конвейерной цепи?

• Недостаточная или неправильная смазка (основная причина износа шарниров).
• Перекосы валов и направляющих, вызывающие неравномерную нагрузку.
• Попадание абразивных частиц в шарниры цепи.
• Эксплуатация при нагрузках, превышающих расчетные.
• Износ зубьев звездочки, который ускоряет износ цепи, и наоборот.

Как выбрать смазку для конвейерной цепи в условиях запыленного цеха?

В условиях высокой запыленности предпочтение следует отдавать пластичным (консистентным) смазкам с высокой адгезией, которые меньше собирают пыль и удерживаются на поверхности цепи. Смазка должна обладать хорошей проникающей способностью и содержать противозадирные (EP) и антикоррозионные присадки. В крайне тяжелых условиях применяют цепи с внутренними полостями для закладки графитовой или иной долговременной смазки.

Заключение

Цепь конвейерная роликовая является высоконагруженным, точным и критически важным компонентом транспортных систем. Её корректный подбор, основанный на точном расчете нагрузок и учете условий эксплуатации, а также соблюдение регламентов монтажа, смазки и технического обслуживания, являются обязательными условиями для обеспечения надежности, долговечности и экономической эффективности работы всего конвейерного оборудования. Понимание конструктивных особенностей, типоразмерного ряда и принципов взаимодействия с сопряженными элементами (звездочками, направляющими) позволяет инженерно-техническому персоналу принимать обоснованные решения как при проектировании новых систем, так и при модернизации или ремонте существующих.