Цепи приводные роликовые серии A

Цепи приводные роликовые серии A: конструкция, стандарты и применение

Цепи приводные роликовые серии A представляют собой стандартизированный тип тягово-транспортных цепей, предназначенных для передачи механической энергии в широком спектре промышленного оборудования. Их основная функция – преобразование вращательного движения ведущей звездочки во вращательное или поступательное движение ведомого звена, обеспечивая эффективную передачу мощности с постоянным передаточным отношением. Серия A, в соответствии с международными стандартами ISO 606 (европейский вариант) и ANSI B29.1 (американский), является наиболее распространенной и базовой в номенклатуре приводных цепей. Ее ключевая характеристика – дюймовая система измерений и определенные геометрические пропорции, обеспечивающие высокую универсальность и доступность комплектующих.

Конструктивные особенности и материалы

Цепь серии A состоит из последовательно соединенных одинаковых звеньев. Основные конструктивные элементы включают:

• Внутренние пластины: Прессуются на валики и удерживают ролик. Обычно имеют более сложную форму для обеспечения зацепления с зубьями звездочки.
• Внешние пластины: Прессуются на втулки и служат для соединения внутренних звеньев. Имеют более простую, часто овальную форму.
• Валики: Цилиндрические детали, проходящие через втулки и служащие осью вращения ролика. Испытывают нагрузки на изгиб и срез.
• Втулки: Цилиндрические втулки, запрессованные во внутренние пластины. Являются подшипником скольжения для валика и основой для ролика.
• Ролики: Полые цилиндры, свободно вращающиеся на втулке. Их основная функция – уменьшение трения и износа при зацеплении с зубьями звездочки, а также снижение ударных нагрузок.

Для изготовления цепей серии A используются высококачественные материалы, проходящие термообработку для повышения износостойкости и усталостной прочности. Пластины производятся из средне- или высокоуглеродистой стали (например, сталь 50, 45), подвергаются закалке и отпуску. Ролики, втулки и валики изготавливаются из цементируемых сталей (например, сталь 20, 15), с последующей цементацией и закалкой поверхностного слоя для достижения высокой твердости при сохранении вязкой сердцевины. Для работы в агрессивных средах (пищевая, химическая промышленность) цепи могут изготавливаться из нержавеющих сталей марок AISI 304, AISI 316 или иметь специальные защитные покрытия (цинкование, никелирование, оксидирование).

Основные типоразмеры и параметры

Номенклатура цепей серии A определяется шагом цепи (P) – расстоянием между центрами соседних валиков. Основные типоразмеры приведены в таблице.

Обозначение (ANSI)	Шаг (P), мм (дюйм)	Ширина внутреннего звена (W), мм	Диаметр ролика (Dr), мм	Диаметр валика (d1), мм	Средняя разрушающая нагрузка, кН (min)	Масса 1 метра, кг (прибл.)
25	6.35 (1/4″)	3.30	3.30	1.52	3.6	0.08
35	9.525 (3/8″)	4.88	5.08	2.38	8.9	0.21
40	12.70 (1/2″)	7.95	7.95	3.30	16.7	0.41
50	15.875 (5/8″)	9.53	10.16	4.17	22.7	0.76
60	19.05 (3/4″)	12.70	11.91	4.82	29.5	1.10
80	25.40 (1″)	15.88	15.88	5.59	55.6	2.20
100	31.75 (1 1/4″)	19.05	19.05	7.54	87.0	3.30
120	38.10 (1 1/2″)	25.40	22.23	8.51	124.0	5.10
140	44.45 (1 3/4″)	25.40	25.40	9.55	169.0	7.50
160	50.80 (2″)	31.75	28.58	10.34	222.0	10.10

Модификации и специальные исполнения

На базе стандартной однорядной цепи серии A разработан ряд модификаций для расширения функциональных возможностей:

• Многорядные цепи (Duplex, Triplex, etc.): Представляют собой несколько параллельно собранных однорядных цепей, соединенных общими валиками. Обозначаются как A2 (двухрядная), A3 (трехрядная) и т.д. Позволяют пропорционально увеличить нагрузочную способность без изменения шага, что критично для ограничения по габаритам.
• Цепи с удлиненным шагом (A-H): Имеют увеличенный шаг (в 1.5 раза относительно базового) при сохранении ширины и диаметра ролика. Применяются в механизмах с низкоскоростными и высоконагруженными приводами, а также в конвейерах.
• Цепи с приливами (пластинчатые): На внешние пластины таких цепей прикреплены специальные пластины-приливы (фланцы) для крепления дополнительных элементов – ковшей, скребков, полок. Широко используются в конвейерных и элеваторных системах.
• Легированные и нержавеющие цепи: Изготовлены из сталей, устойчивых к коррозии, высоким температурам или агрессивным средам.
• Цепи с твердым покрытием: Имеют гальваническое покрытие (цинк, никель) или оксидную пленку для защиты от коррозии в умеренно агрессивных условиях.

Расчет и выбор цепи серии A

Процесс выбора цепи является инженерной задачей и включает несколько этапов:

1. Определение расчетной мощности (P_расч): P_расч = P_двиг
2. K₁, где P_двиг – мощность двигателя, K₁ – коэффициент эксплуатации, учитывающий характер нагрузки (равномерная, с умеренными толчками, ударная), условия смазки, продолжительность работы в сутки.
3. Предварительный выбор шага цепи: На основе расчетной мощности и предполагаемой частоты вращения малой звездочки (n₁) по таблицам мощности производителей выбирается типоразмер цепи. Меньший шаг обеспечивает более плавный ход, меньший шум и допустимую высокую скорость, больший шаг – более высокую нагрузочную способность при низких скоростях.
4. Определение числа зубьев звездочек: Число зубьев малой звездочки (z₁) выбирается из условия обеспечения плавности хода и долговечности. Минимальное рекомендуемое значение: 17-19 зубьев для средних скоростей, 21-23 – для высоких. Число зубьев большой звездочки (z₂) рассчитывается: z₂ = z₁
5. u, где u – передаточное число. Ограничивается габаритами привода.
6. Расчет длины цепи в шагах (L_p): Проводится по формуле, учитывающей межосевое расстояние (a), шаг (P) и числа зубьев звездочек. Полученное значение округляется до ближайшего четного целого числа.
7. Проверка по удельному давлению в шарнирах: Фактическое давление (p) в шарнире не должно превышать допустимого [p] для выбранного типа цепи и условий смазки: p = (F_t
8. K_э) / A ≤ [p], где F_t – окружное усилие, K_э – коэффициент эксплуатации, A – проекция площади опоры шарнира.
9. Проверка на износостойкость и усталостную прочность: Особенно важна для высокоскоростных и тяжелонагруженных передач.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание – залог долговечности цепного привода. Монтаж включает выверку параллельности валов звездочек и соосности их установки. Натяжение цепи должно обеспечивать провисание стрелы прогиба f ≈ (0.01 – 0.02)

• a (межосевое расстояние). Избыточное натяжение ведет к повышенному износу шарниров и подшипников валов, недостаточное – к сбою зацепления и биению цепи.

Смазка является критическим фактором. Рекомендуемые методы, в порядке увеличения эффективности:

• Ручная смазка: Периодическое нанесение масла кистью или капельной лубрикацией. Применимо для низкоскоростных передач (v < 4 м/с).

Капельная или струйная смазка: Подача масла на нижнюю ветвь цепи внутри кожуха. Для скоростей до 7-8 м/с.

• Ванночная смазка: Погружение нижней части цепи в масляную ванну. Наиболее эффективный метод для высоких скоростей.
• Принудительная циркуляционная смазка: Масло подается под давлением на линию зацепления цепи со звездочкой. Используется в высокоскоростных и мощных приводах.

Регулярное техническое обслуживание включает визуальный контроль на предмет износа, загрязнения, проверку натяжения и состояния звездочек. Критический износ цепи определяется увеличением ее шага на 2-3% от номинального, что приводит к нарушению зацепления и ускоренному износу зубьев звездочек.

Области применения

Цепи серии A находят применение практически во всех отраслях промышленности: от легкого машиностроения до тяжелой и добывающей промышленности. Основные области:

• Приводы станков (металлорежущих, деревообрабатывающих).
• Конвейеры и транспортеры общего назначения.
• Приводы сельскохозяйственной техники (комбайны, косилки).
• Оборудование для пищевой и упаковочной промышленности (часто в нержавеющем исполнении).
• Приводы строительной и дорожной техники.
• Механизмы эскалаторов и движущихся дорожек.
• Вспомогательные приводы в энергетическом оборудовании (механизмы золоудаления, регенеративные теплообменники).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается серия A от серии B?

Серия A (ANSI) и серия B (BS/DIN/ISO) различаются геометрическими пропорциями. При одинаковом шаге у цепи серии A ширина внутреннего звена меньше, а диаметр ролика и валика больше, чем у цепи серии B. Например, цепь A40 (1/2″) и цепь B08B (также 12.7 мм шаг) не являются взаимозаменяемыми из-за разной ширины и диаметров. Цепи серии A, как правило, рассчитаны на более высокие нагрузки при прочих равных условиях.

Как определить износ цепи без специального инструмента?

Наиболее простой метод – измерение длины N звеньев в натянутом состоянии. Для цепи серии A обычно измеряют длину 10 или 20 звеньев. Полученное расстояние делят на (N

• шаг). Удлинение на 1.5-2% свидетельствует о значительном износе, требующем замены. Также визуальным признаком является провисание отрегулированной цепи и характерный звук при работе.

Можно ли соединять цепи разных производителей?

Теоретически, если цепи соответствуют одному стандарту (например, ANSI A40), их можно соединять. Однако на практике это не рекомендуется из-за возможных микронных отклонений в геометрии, твердости материалов и технологии сборки, что может привести к неравномерному распределению нагрузки, ускоренному износу и снижению общего ресурса привода.

Что важнее при выборе: разрушающая нагрузка или мощность по каталогу?

Для инженерного расчета критическим является значение допустимой мощности из каталогов производителей, так как оно учитывает не только статическую прочность, но и динамические нагрузки, усталостную прочность пластин, износостойкость шарниров. Разрушающая нагрузка – это справочный параметр для контроля качества и сравнения цепей одного типоразмера, но не основа для расчета рабочей нагрузки.

Как правильно хранить запасные цепи?

Цепи должны храниться в оригинальной упаковке или в чистой, сухой среде, защищенной от прямых солнечных лучей, пыли и агрессивных паров. Перед длительным хранением рекомендуется консервация – покрытие цепи тонким слоем консервационной смазки или масла. Хранение в сыром помещении без защиты приведет к коррозии, даже если цепь изготовлена из углеродистой стали.

Почему изнашиваются звездочки и как часто их нужно менять?

Износ звездочек происходит преимущественно из-за трения об изношенную (удлиненную) цепь. Работа новой цепи на изношенной звездочке (и наоборот) приводит к ускоренной деградации обоих элементов. Менять звездочки рекомендуется вместе с цепью. В случае замены только цепи на приводе со значительным временем наработки, новый комплект цепи износится в 2-3 раза быстрее из-за несоответствия профиля зубьев старой звездочки и шага новой цепи.