Цепи приводные роликовые двухрядные

Цепи приводные роликовые двухрядные: конструкция, стандарты и применение

Цепь приводная роликовая двухрядная представляет собой ключевой элемент механических приводов, предназначенный для передачи мощности между двумя или более валами с постоянным передаточным отношением. В отличие от однорядных цепей, двухрядная конструкция состоит из двух параллельных рядов пластин, соединенных общими валиками, что обеспечивает повышенную нагрузочную способность и надежность при работе в условиях значительных крутящих моментов и ударных нагрузок. Основная сфера применения включает мощное промышленное оборудование: конвейеры, элеваторы, дробильные установки, прокатные станы, лесозаготовительную и сельскохозяйственную технику.

Конструктивные особенности и материалы

Двухрядная роликовая цепь формируется из последовательно соединенных одинаковых звеньев. Каждое звено включает следующие компоненты:

• Внутренние пластины: Прессуются на втулки, образуя внутреннее звено. В двухрядной цепи таких пластин четыре на каждое звено (по две на ряд).
• Внешние пластины: Соединяются с помощью запрессованных в них валиков, образуя внешнее звено. Количество также увеличено.
• Втулки: Цилиндрические элементы, запрессованные во внутренние пластины, служат подшипниками скольжения для валиков и основой для роликов.
• Валики: Сквозные элементы, проходящие через втулки обоих рядов, жестко соединяющие внешние пластины. Являются общим элементом для двух рядов, что критически важно для синхронности работы.
• Ролики: Надеваются на втулки, уменьшают трение и износ при входе в зацепление с зубьями звездочки.

Материалы изготовления регламентированы стандартами. Пластины производятся из средне- или высокоуглеродистой стали (например, сталь 45, 50, 40Х) с последующей термообработкой (закалка и отпуск) для достижения высокой прочности и износостойкости. Втулки, валики и ролики изготавливаются из цементируемых сталей (сталь 20, 20Х) с поверхностной закалкой на большую глубину для сопротивления ударным нагрузкам и истиранию. Для работы в агрессивных средах применяются цепи из нержавеющих сталей (например, AISI 304, AISI 316) или с защитными покрытиями (цинкование, оксидирование, никелирование).

Стандарты и основные параметры

Наиболее распространенным мировым стандартом для приводных роликовых цепей является ISO 606 (также известный как ANSI B29.1 или DIN 8187). Стандарт определяет геометрию, размеры и предельные нагрузки. Основные параметры цепи:

• Шаг цепи (P): Расстояние между центрами соседних валиков. Основной размер, определяющий габариты цепи и звездочки.
• Ширина внутреннего звена (b1): Минимальная ширина между внутренними пластинами, определяющая требуемую толщину зуба звездочки.
• Диаметр ролика (d1): Наружный диаметр ролика.
• Диаметр валика (d2): Диаметр валика, на котором вращается ролик.
• Прочность на растяжение: Минимальная нагрузка, при которой происходит разрушение цепи.
• Предел текучести: Практически важный параметр, нагрузка, после которой цепь получает необратимую деформацию (обычно составляет ~1/3 от прочности на растяжение).

Таблица 1. Основные параметры двухрядных роликовых цепей по ISO 606 (выборочно)

Обозначение цепи	Шаг (P), мм	Ширина внутр. звена (b1), мм	Диаметр ролика (d1), мм	Диаметр валика (d2), мм	Прочность на растяжение (мин.), кН	Масса 1м, кг (прибл.)
08B-2	12.70	7.75	8.51	4.45	17.8	1.10
10A-2	15.875	9.40	10.16	5.08	22.2	1.78
12B-2	19.05	11.68	12.07	5.72	31.1	2.50
16A-2	25.40	15.75	15.88	7.92	55.6	4.20
20B-2	31.75	19.56	19.05	10.13	98.1	7.50

Обозначение «B-2» или «A-2» указывает на тип (Американский ряд A или B) и количество рядов (2). Существуют также усиленные серии (например, 16AH), отличающиеся увеличенной толщиной пластин и, как следствие, более высокой нагрузочной способностью.

Расчет и выбор двухрядной приводной цепи

Выбор цепи осуществляется на основе расчетной мощности, частот вращения ведущей и ведомой звездочек, условий эксплуатации и монтажа. Базовый расчетный алгоритм включает:

1. Определение расчетной мощности (P_расч): P_расч = P_дв K₁ K₂, где P_дв – мощность двигателя; K₁ – коэффициент, учитывающий условия эксплуатации (равномерная, ударная нагрузка); K₂ – коэффициент, учитывающий способ смазки (непрерывная, капельная, периодическая).
2. Выбор шага цепи: По таблицам номограмм стандарта ISO или каталогам производителя, исходя из P_расч и частоты вращения малой звездочки (n₁). Меньший шаг обеспечивает более плавный ход и меньший шум, но для передачи большой мощности при ограниченных габаритах требуется цепь с большим шагом.
3. Определение числа зубьев звездочек: Число зубьев малой звездочки (z₁) принимается в зависимости от передаточного числа. Для двухрядных цепей минимальное z₁ обычно не менее 17-19 зубьев для обеспечения плавности хода и снижения износа. Число зубьев большой звездочки: z₂ = z₁
4. u, где u – передаточное число (рекомендуется u ≤ 7).
5. Расчет длины цепи в шагах (L_p): L_p = 2a₀/P + (z₁+z₂)/2 + ((z₂ — z₁)/2π)²
6. P/a₀, где a₀ – предварительное межосевое расстояние. Полученное значение округляется до ближайшего четного целого числа.
7. Проверка на долговечность по удельному давлению в шарнирах: p = (F_t K_э) / A ≤ [p], где F_t – окружное усилие, K_э – эксплуатационный коэффициент, A – проекция площади опоры шарнира (d2 b1 для двух рядов), [p] – допускаемое давление.

Критически важным является правильный монтаж: обеспечение соосности валов, регулировка натяжения (провисание ветви под собственным весом обычно в пределах 2-4% от межосевого расстояния), установка защитных кожухов и организация системы смазки.

Смазка, монтаж и техническое обслуживание

Эффективная смазка – главный фактор увеличения ресурса цепи. Механизм износа – усталостное выкрашивание и истирание поверхностей шарнира (валик-втулка). Рекомендуемые методы смазки в порядке увеличения эффективности:

• Ручная или капельная смазка: Применяется для цепей со скоростью до 4 м/с. Периодичность – каждые 6-8 часов работы.
• Картерная (окунанием) или струйная смазка: Наиболее эффективный метод для скоростей 4-10 м/с. Масляная ванна или принудительная подача струи на сбегающую ветвь цепи перед входом в зацепление со звездочкой.

Для двухрядных цепей необходимо обеспечить проникновение смазочного материала между рядами. Используются масла с высокой адгезией и противозадирными присадками (вязкость по ISO VG 68-150 в зависимости от температуры). Техническое обслуживание включает регулярную проверку натяжения, износ, состояние звездочек и очистку от загрязнений. Критический износ цепи (удлинение более 3% от исходной длины) приводит к нарушению зацепления и требует замены.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие двухрядной цепи от двух однорядных, установленных параллельно?

Двухрядная цепь конструктивно представляет собой единое целое с общими валиками, что гарантирует абсолютно синхронную работу обоих рядов и равномерное распределение нагрузки. Две отдельные однорядные цепи, даже при идеальном монтаже, неизбежно будут иметь разное натяжение и изнашиваться неравномерно, что приводит к перекосу и перегрузке одной из них.

Как правильно определить износ двухрядной приводной цепи?

Наиболее точный метод – измерение длины N звеньев в натянутом состоянии и сравнение с номинальной длиной (N

• шаг P). Удлинение на 1.5-2% указывает на значительный износ шарниров, требующий повышенного внимания. Удлинение более 3% является основанием для замены цепи. Также визуальными признаками являются увеличение зазоров между валиками и втулками, форма растянутых отверстий в пластинах и повышенный шум при работе.

Можно ли соединять двухрядную цепь с помощью соединительного (замкового) звена?

Да, для монтажа и обслуживания используются специальные двухрядные соединительные звенья. Однако они считаются слабым местом конструкции. В ответственных высоконагруженных приводах с большими скоростями рекомендуется применять бесзамковые цепи, где соединение выполняется прессованием пластин на валиках, что обеспечивает равнопрочность с базовыми звеньями.

Как выбрать между рядами A и B по стандарту ISO 606?

Ряд A (бывший ANSI) и ряд B (бывший British) исторически развивались в разных стандартах. Ряд A имеет более узкие внутренние пластины и больший диаметр ролика при том же шаге. Ряд B – более широкие пластины и меньший ролиок. Для взаимозаменяемости необходимо использовать звездочку, точно соответствующую ряду цепи. В глобальных поставках ряд B (например, 16B) получил более широкое распространение для тяжелых условий эксплуатации. Выбор часто зависит от региона и спецификации оборудования-изготовителя.

Каковы основные причины преждевременного выхода из строя двухрядных цепей?

• Недостаточная или неправильная смазка: Приводит к быстрому абразивному и адгезионному износу шарниров.
• Несоосность валов: Вызывает неравномерную нагрузку на ряды цепи, поперечный износ пластин и повышенный шум.
• Неправильное натяжение: Слишком сильное натяжение увеличивает нагрузку на валы и подшипники, слабое – приводит к биению и срыву цепи со звездочек.
• Износ зубьев звездочек: Работа на изношенных звездочках ускоряет износ цепи и наоборот. Менять рекомендуется комплектом.
• Работа в абразивной среде без защиты: Попадание частиц вызывает интенсивный абразивный износ шарниров.

Заключение

Двухрядные роликовые приводные цепи являются надежным и эффективным решением для передачи высоких мощностей в условиях тяжелого промышленного цикла. Их правильный выбор, основанный на расчетах в соответствии со стандартами ISO, качественный монтаж с обеспечением соосности и, что наиболее важно, организация регулярного технического обслуживания с эффективной системой смазки – являются обязательными условиями для достижения заявленного производителем ресурса. Понимание конструкции, параметров и механизмов износа позволяет специалистам эксплуатировать данные узлы с максимальной отдачей, минимизируя простои и затраты на ремонт.