Цепи пластинчатые тяговые ГОСТ

Цепи пластинчатые тяговые: конструкция, стандарты, применение и выбор

Цепи пластинчатые тяговые (ЦПТ) представляют собой высоконагруженные грузоподъемные и тяговые устройства, состоящие из шарнирно соединенных звеньев, выполненных в виде стальных пластин. Их основное назначение – передача значительных усилий в условиях интенсивной эксплуатации, ударных нагрузок и абразивного износа. В отличие от калиброванных и приводных роликовых цепей, пластинчатые цепи характеризуются большей площадью контакта и, как следствие, повышенной износостойкостью и способностью воспринимать высокие статические и динамические нагрузки. Ключевым нормативным документом, регламентирующим их производство и параметры на территории ряда стран, является ГОСТ 588-2018 «Цепи пластинчатые. Технические условия».

ГОСТ 588-2018: основные положения и классификация

Действующий стандарт ГОСТ 588-2018 заменил ранее использовавшиеся ГОСТ 588-81 и другие устаревшие редакции. Он устанавливает технические требования, классификацию, методы контроля, правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения пластинчатых цепей общего назначения. Стандарт распространяется на цепи с разрушающей нагрузкой от 9 до 1600 кН.

Согласно ГОСТ, цепи классифицируются по следующим основным признакам:

• По типу конструкции: Цепи с валиками (исполнение А) и цепи с втулками (исполнение Б). Цепи исполнения Б (втулочные) обладают большей износостойкостью за счет увеличенной площади контакта между втулкой и валиком.
• По количеству пластин в звене: Однорядные (нормальные и длиннозвенные) и многорядные (двух-, трех- и четырехрядные). Увеличение количества рядов позволяет пропорционально повысить разрушающую нагрузку цепи.
• По форме пластин: С прямыми, изогнутыми и S-образными пластинами. Форма пластины определяет возможность сопряжения цепи с различными типами звездочек и конфигурациями трасс.
• По виду обработки шарниров: Необработанные, с термической обработкой (цементация, закалка) валиков и втулок, что существенно повышает ресурс.
• По точности изготовления: Нормальной (П) и повышенной (ПП) точности.

Конструкция и основные параметры

Базовым элементом цепи является звено, состоящее из двух пар пластин (внутренних и наружных), шарнирно соединенных валиком и, в случае втулочного исполнения, втулкой. Соединение пластин на валике обеспечивает возможность изгиба цепи в одной плоскости, что определяет ее траекторию движения.

Основные параметры, регламентируемые ГОСТ 588-2018 и указываемые в обозначении цепи:

• Шаг цепи (t): Расстояние между осями соседних валиков. Основной размер, определяющий габариты цепи и размеры звездочки.
• Ширина цепи (B): Расстояние между внешними плоскостями пластин внутреннего звена.
• Диаметр валика (d): Определяет прочность шарнира.
• Длина пластины (L): Влияет на общую жесткость и вес звена.
• Разрушающая нагрузка (Q): Минимальная статическая нагрузка, при которой цепь не должна разрушаться. Является ключевым показателем прочности.
• Испытательная нагрузка (Q_исп): Нагрузка, применяемая при контрольных испытаниях готовой цепи (обычно 50% от Q).
• Рабочая нагрузка (S_раб): Максимальная допустимая нагрузка в эксплуатации. Определяется с учетом коэффициента запаса прочности (k), который, в зависимости от условий работы, обычно принимается от 6 до 12 и более.

Формула для определения допустимой рабочей нагрузки: S_раб = Q / k

Таблица 1. Примеры типоразмеров пластинчатых тяговых цепей по ГОСТ 588-2018 (исполнение А, однорядные)

Обозначение цепи	Шаг t, мм	Ширина B, мм	Диаметр валика d, мм	Разрушающая нагрузка Q, кН (тс), не менее	Масса 1 м, кг
Цепь ПТ-20-80-1	80	20	10	63 (6.3)	3.2
Цепь ПТ-32-100-1	100	32	14	100 (10.0)	5.8
Цепь ПТ-38-160-1	160	38	18	160 (16.0)	9.5
Цепь ПТ-54-200-1	200	54	25	250 (25.0)	16.2
Цепь ПТ-65-250-1	250	65	30	400 (40.0)	24.0

Материалы и технология изготовления

Качество и долговечность ЦПТ напрямую зависят от применяемых материалов и технологий.

• Пластины: Изготавливаются из качественных конструкционных сталей (например, сталь 45, 50, 40Х) методом штамповки с последующей термической обработкой (закалка и отпуск) для достижения требуемой твердости (обычно 40-50 HRc) и прочности.
• Валики и втулки: Производятся из сталей, подвергаемых цементации и закалке (стали 15Х, 20Х, 20ХН). Это позволяет получить твердую износостойкую поверхность (55-65 HRc) и вязкую сердцевину, устойчивую к ударным нагрузкам. Шлифование рабочих поверхностей снижает трение и износ.
• Сборка и запрессовка: Сборка звеньев осуществляется на специальных прессах с обеспечением заданного натяга. Качественная запрессовка валиков в отверстия пластин – залог отсутствия саморазборки цепи под нагрузкой.
• Смазка: На этапе сборки шарниры заполняются консистентной смазкой, обеспечивающей начальную приработку и защиту от коррозии.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Пластинчатые тяговые цепи находят широкое применение в качестве основного тягового органа в механизмах с линейным перемещением грузов.

• Скребковые и пластинчатые конвейеры: Для транспортировки угля, руды, шлака, топливных гранул и других сыпучих материалов в котельных, на ТЭЦ и угольных складах.
• Элеваторы и полочные подъемники: Для вертикального подъема штучных грузов, комплектующих, топливных брикетов.
• Приводы поворотных механизмов и манипуляторов: В качестве силового звена в механизмах с большим вылетом и усилием.
• Оборудование для золо- и шлакоудаления: В системах гидрозолоудаления и цепных граблях, работающих в условиях абразивного износа и влажной среды.
• Мусоросжигательные заводы и системы обработки отходов: В топочных устройствах и транспортерах.

Критерии выбора и расчет цепи

Выбор типоразмера ЦПТ – инженерная задача, основанная на расчете.

1. Определение рабочей нагрузки (S_раб): Учитывается максимальное статическое и динамическое усилие в ветви цепи, вызванное весом груза, сопротивлением движению, пусковыми моментами.
2. Выбор коэффициента запаса прочности (k):
   • k = 6-8 – для цепей, работающих на тихоходных приводах с плавным включением и равномерной нагрузкой.
   • k = 8-10 – для приводов со средними скоростями и умеренными динамическими нагрузками.
   • k = 10-12 и более – для цепей, работающих на высокоскоростных приводах, с ударными нагрузками, в абразивной среде или при повышенных температурах.
3. Расчет требуемой разрушающей нагрузки: Q_треб = S_раб
4. k.
5. Подбор по каталогу: Выбирается цепь, у которой паспортная разрушающая нагрузка (Q) равна или превышает Q_треб.
6. Проверка по износостойкости: Для длительно работающих цепей выполняется расчет на удельное давление в шарнире, который должен быть ниже допустимого для данных условий.
7. Сопряжение со звездочкой: Выбранная цепь должна соответствовать зубчатому венцу звездочки по шагу и ширине.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание критически важны для ресурса цепи.

• Монтаж: Должен обеспечивать соосность валов звездочек, параллельность их рабочих плоскостей. Натяжение цепи регулируется для предотвращения провисания и схода, но без создания излишнего натяга.
• Смазка: Регулярная смазка – основной фактор увеличения срока службы. Рекомендуется использовать масла с противозадирными присадками или консистентные смазки, подаваемые в зону шарнира. Периодичность смазки определяется условиями работы (от нескольких часов до суток).
• Контроль износа: Основной параметр – удлинение цепи из-за износа шарниров. Допустимый износ обычно не более 3-5% от первоначальной длины. Измеряется по увеличению шага на определенном количестве звеньев.
• Осмотр: Регулярный визуальный осмотр на наличие трещин в пластинах, деформаций, выхода валиков, признаков коррозии.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие цепи исполнения А (валиковой) от исполнения Б (втулочной)?

В цепи исполнения А валик непосредственно контактирует с отверстиями внутренних пластин. В цепи исполнения Б между валиком и внутренними пластинами установлена закаленная втулка. Это увеличивает площадь контакта в шарнире, снижает удельное давление и, как следствие, повышает износостойкость и ресурс цепи на 30-50%. Цепи исполнения Б рекомендуются для интенсивной работы.

Как правильно расшифровать обозначение цепи ПТ-38-160-2 по ГОСТ?

«ПТ» – пластинчатая тяговая. «38» – ширина внутреннего звена в мм. «160» – шаг цепи в мм. «2» – количество рядов (двухрядная). Таким образом, это двухрядная пластинчатая тяговая цепь с шагом 160 мм и шириной 38 мм.

Какой коэффициент запаса прочности (k) выбрать для цепи скребкового конвейера на углеперегрузочном пункте?

Для скребковых конвейеров, работающих с абразивными материалами (уголь, зола) и испытывающих значительные пусковые нагрузки и неравномерность хода, рекомендуется выбирать повышенный коэффициент запаса прочности. В данном случае k следует принимать в диапазоне 10-12.

Каковы признаки критического износа цепи, при котором ее необходимо заменить?

• Удлинение цепи на 3-5% и более от первоначальной длины (измеряется по контрольному числу звеньев).
• Заметный люфт в шарнирах при ручном раздвигании соседних звеньев в плоскости пластин.
• Появление трещин, сколов или остаточной деформации (вытяжки) пластин.
• Выпадение или значительное смещение валиков, стопорных колец.
• Разрушение или сильная коррозия соединительных (концевых) звеньев.

Можно ли соединять цепи разных производителей, но с одинаковым обозначением по ГОСТ?

Категорически не рекомендуется. Несмотря на соответствие одного ГОСТ, допуски на геометрические параметры (толщина пластин, диаметр валика, твердость) у разных производителей могут отличаться. Соединение таких цепей приведет к неравномерному распределению нагрузки, ускоренному износу и риску разрушения. Следует использовать цепи и соединительные звенья одного производителя и одной партии.

Как бороться с коррозией цепей, работающих во влажной среде (например, в системе гидрозолоудаления)?

Необходимо применять цепи с дополнительными видами защиты:

1. Изготовление деталей цепи из коррозионностойких сталей (например, 30Х13).
2. Нанесение гальванических покрытий (оцинковка, кадмирование).
3. Использование густых водоотталкивающих смазок с антикоррозионными присадками и увеличение частоты смазки.
4. Регулярная промывка и очистка цепи от агрессивных отложений.

Заключение

Пластинчатые тяговые цепи, регламентируемые ГОСТ 588-2018, являются надежным и проверенным решением для передачи больших усилий в тяжелых условиях эксплуатации. Их правильный выбор, основанный на точном расчете нагрузок и учете условий работы, качественный монтаж и дисциплинированное техническое обслуживание, включающее регулярную смазку и контроль износа, являются залогом длительной и безопасной работы всего технологического оборудования. Понимание конструктивных особенностей, материалов и принципов стандартизации позволяет инженерно-техническому персоналу эффективно эксплуатировать и обслуживать эти ответственные механические передачи.