Цепи приводные трехрядные ANSI

Цепи приводные трехрядные ANSI: конструкция, стандарты и применение

Цепи приводные трехрядные, соответствующие стандартам ANSI (Американский национальный институт стандартов), представляют собой специализированные тягово-транспортные устройства, предназначенные для передачи значительных крутящих моментов и работы в условиях высоких ударных нагрузок. Их основное отличие от однорядных и двухрядных модификаций заключается в увеличенной в три раза ширине, что достигается за счет использования трех параллельных рядов пластин. Это позволяет пропорционально увеличить допустимую нагрузку на разрыв и общую нагрузочную способность цепи без изменения шага, что критически важно для синхронной работы с существующими звездочками стандарта ANSI.

Стандарты и маркировка

Трехрядные цепи ANSI производятся в строгом соответствии со стандартом ANSI B29.1. Маркировка цепи включает в себя номер стандарта, шаг цепи в долях дюйма и тип. Ключевым параметром является шаг – расстояние между центрами соседних штифтов. Наиболее распространенные серии для тяжелых условий эксплуатации:

ANSI 60-3: Шаг 3/4″ (19.05 мм), ширина по внутренним пластинам 1.23″ (31.3 мм).
ANSI 80-3: Шаг 1″ (25.4 мм), ширина по внутренним пластинам 1.56″ (39.6 мм).

ANSI 100-3: Шаг 1.25″ (31.75 мм), ширина по внутренним пластинам 1.95″ (49.5 мм).

ANSI 120-3: Шаг 1.5″ (38.1 мм), ширина по внутренним пластинам 2.34″ (59.4 мм).
ANSI 140-3: Шаг 1.75″ (44.45 мм), ширина по внутренним пластинам 2.73″ (69.4 мм).
ANSI 160-3: Шаг 2″ (50.8 мм), ширина по внутренним пластинам 3.12″ (79.2 мм).
ANSI 200-3: Шаг 2.5″ (63.5 мм), ширина по внутренним пластинам 3.91″ (99.3 мм).

Цифра «3» в маркировке обозначает количество рядов. Минимальная прочность на разрыв для трехрядной цепи примерно в три раза выше, чем для однорядной цепи того же шага.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция трехрядной цепи ANSI включает следующие основные элементы:

Внутренние пластины: Центральный ряд пластин, которые контактируют с зубьями звездочки. Изготавливаются из высококачественной стали (часто среднеуглеродистой или легированной) с последующей термообработкой для достижения требуемой твердости и вязкости.
Наружные пластины: Два внешних ряда пластин, которые соединяют внутренние звенья в единое целое. Также подвергаются термообработке.
Штифты (пины): Проходят через все три ряда пластин и втулки, являются критическим элементом на срез и изгиб. Цементируются и шлифуются для повышения износостойкости.
Втулки: Устанавливаются во внутренних пластинах, служат опорой для штифтов и рабочей поверхностью для качения ролика.
Ролики: Надеваются на втулки, обеспечивают плавное зацепление с зубьями звездочки и снижают трение.

Для работы в агрессивных средах (повышенная влажность, химические пары, абразивная пыль) цепи могут поставляться с различными видами защитных покрытий: гальваническое цинкование, оксидирование (воронение), нанесение специальных смазочных покрытий (DuraLube и аналоги).

Таблица характеристик основных типов трехрядных цепей ANSI

Обозначение цепи (ANSI)	Шаг, мм (дюймы)	Диаметр ролика, мм	Ширина по внутренним пластинам, мм	Минимальная прочность на разрыв, кН (прибл.)	Средняя масса 1 метра, кг
60-3	19.05 (3/4″)	11.91	31.3	111.2	4.1
80-3	25.40 (1″)	15.88	39.6	200.1	7.5
100-3	31.75 (1 1/4″)	19.05	49.5	311.4	11.8
120-3	38.10 (1 1/2″)	22.23	59.4	444.8	17.0
140-3	44.45 (1 3/4″)	25.40	69.4	600.3	23.0
160-3	50.80 (2″)	28.58	79.2	778.4	29.5

Области применения и критерии выбора

Трехрядные цепи ANSI находят применение в отраслях, где требуется надежная передача высокой мощности в условиях ограниченного пространства (когда увеличение диаметра звездочки нежелательно).

Горнодобывающая и перерабатывающая промышленность: Приводы дробилок, мельниц, грохотов, конвейеров для тяжелых грузов.
Металлургия: Приводы прокатных станов, рольгангов, подъемно-транспортного оборудования.
Нефтегазовая отрасль: Приводы буровых установок, насосных агрегатов.
Энергетика: Приводы топливоподачи, золоудаления на угольных электростанциях.
Цементная промышленность: Приводы вращающихся печей, шаровых мельниц, винтовых конвейеров.

Критерии выбора включают расчет по мощности, частоте вращения, условиям эксплуатации. Основные этапы:

Определение расчетной мощности: Мощность двигателя умножается на коэффициент эксплуатации (K_э), который учитывает тип привода, характер нагрузки (равномерная, с умеренными/сильными ударами), продолжительность работы в сутки.
Выбор шага цепи: Меньший шаг обеспечивает более плавный ход и меньший шум, рекомендуется для высоких скоростей. Больший шаг позволяет передавать большие усилия на низких скоростях, но увеличивает динамические нагрузки.
Определение числа зубьев ведущей звездочки: Минимальное число зубьев зависит от передаточного числа. Меньшее число зубьев удешевляет конструкцию, но увеличивает износ и шум.
Расчет требуемой ширины (числа рядов): На основе расчетной мощности, частоты вращения малой звездочки и шага цепи по диаграммам мощности или формулам определяется необходимое количество рядов. Трехрядная цепь выбирается, когда нагрузка превышает возможности двухрядной.
Проверка на износостойкость: Расчет ожидаемого срока службы цепи по допустимому давлению в шарнирах.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание критичны для реализации полного ресурса трехрядной цепи.

Монтаж

Проверка совместимости цепи и звездочек по стандарту ANSI.
Обеспечение соосности валов и параллельности плоскостей звездочек. Перекос не должен превышать допустимых значений (обычно не более 1 мм на 1 м длины валов).
Правильное натяжение: провисание ведомой ветви должно составлять 2-4% от межосевого расстояния. Чрезмерное натяжение ведет к перегрузке подшипников и ускоренному износу шарниров.
Соединение цепи должно производиться с помощью специального соединительного звена (звено-замок). Использование шплинта или штифта, не предусмотренного конструкцией, недопустимо.

Обслуживание

Смазка: Является важнейшим фактором. Рекомендуется непрерывная подача жидкого масла в зону зацепления на внутреннюю поверхность пластин. При невозможности – регулярная ручная смазка. Консистентные смазки имеют ограниченную проникающую способность и менее эффективны.
Контроль износа: Регулярный замер удлинения цепи. Цепь подлежит замене, когда ее удлинение из-за износа шарниров достигает 3% от первоначальной длины. Измерение производится под нагрузкой или по контрольному расстоянию между звеньями.
Чистка: Очистка от абразивных загрязнений, которые действуют как абразивная паста, ускоряя износ шарниров.
Контроль состояния звездочек: Изношенные звездочки ускоряют износ новой цепи. Рекомендуется менять звездочки одновременно с цепью.

Сравнение с роликовыми цепями других стандартов (DIN/ISO)

Помимо ANSI, широко распространен европейский стандарт DIN/ISO (например, ISO 606). Ключевые отличия:

Параметр	Цепь ANSI B29.1	Цепь DIN/ISO 606	Примечание
Система измерений	Дюймовая	Метрическая	Основное отличие. Шаг ANSI выражен в долях дюйма.
Конструкция пластин	Толщина внутренних и наружных пластин может различаться.	Толщина внутренних и наружных пластин, как правило, одинакова.	Влияет на расчет прочности и совместимость с зубьями звездочки.
Каталогизируемые размеры	От ANSI 25 до ANSI 240	От 04C до 48C (и тяжелые серии)	Существуют таблицы примерного соответствия (например, ANSI 80 ~ 16B, но полной взаимозаменяемости нет).
Требования к прочности	Минимальные пределы прочности регламентированы.	Минимальные пределы прочности регламентированы.	Прямое сравнение числовых значений некорректно из-за разницы в шагах и конструкциях.

Важно: Цепи ANSI и DIN/ISO не являются взаимозаменяемыми из-за различий в шаге, ширине и профиле зубьев звездочек. Установка цепи одного стандарта на звездочку другого приведет к ускоренному износу и возможному разрушению привода.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем основное преимущество трехрядной цепи перед однорядной?

Основное преимущество — пропорциональное увеличение несущей способности (примерно в 3 раза по сравнению с однорядной цепью того же шага) без изменения кинематических параметров привода (шаг, число зубьев звездочки). Это позволяет передавать большую мощность на тех же скоростях или использовать привод с меньшим межосевым расстоянием.

Можно ли соединить три однорядные цепи ANSI, чтобы получить трехрядную?

Нет, это технически неверно и опасно. Трехрядная цепь — это цельная конструкция с общими штифтами, проходящими через все три ряда пластин. Соединение трех отдельных цепей не обеспечит равномерного распределения нагрузки между рядами, приведет к перекосу, неравномерному износу и значительно более быстрому выходу из строя.

Как правильно определить износ трехрядной цепи и момент ее замены?

Критерием износа является удлинение цепи из-за выработки шарниров (штифт-втулка). Замеряется расстояние между N количеством звеньев (например, 10 или 20) в ненагруженном состоянии и сравнивается с номинальной длиной. Если фактическая длина превышает номинальную более чем на 1.5-2% (для точных приводов) или 3% (для общих случаев), цепь подлежит замене. Также визуальными признаками являются «проседание» цепи на звездочке, повышенный шум и ударные нагрузки.

Требуется ли специальная смазка для трехрядных цепей?

Да, учитывая высокие нагрузки и площадь контакта, качественная смазка критически важна. Предпочтительна непрерывная циркуляционная смазка жидким индустриальным маслом соответствующего класса вязкости. Если это невозможно, необходимо проводить регулярную ручную смазку с частотой, указанной в руководстве по эксплуатации, специальными маслами для цепей. Консистентные смазки не рекомендуются для высоконагруженных цепей, так как не проникают глубоко в шарниры.

В чем разница между цепями ANSI и ASA?

Фактически, это обозначение одного и того же стандарта. ANSI (American National Standards Institute) — это институт, разрабатывающий стандарты. Ранее он назывался ASA (American Standards Association). В современной технической документации корректно использовать обозначение ANSI B29.1, хотя в устаревших каталогах или по привычке может встречаться обозначение ASA.

Как подобрать звездочку для трехрядной цепи ANSI?

Звездочка должна строго соответствовать цепи по трем параметрам: 1) Стандарт — ANSI B29.1; 2) Шаг (Pitch) — например, 1″, 1.5″; 3) Количество рядов — для трехрядной цепи необходима звездочка с рабочей шириной зубьев под три ряда. Использование звездочки для одно- или двухрядной цепи приведет к заклиниванию цепи и поломке.

Заключение

Трехрядные приводные роликовые цепи стандарта ANSI представляют собой надежное и проверенное решение для высокомоментных и тяжелонагруженных приводов в промышленности. Их правильный выбор, основанный на точном расчете нагрузок и условий эксплуатации, а также строгое соблюдение правил монтажа, смазки и технического обслуживания, являются залогом длительной и безотказной работы всего механизма. Понимание особенностей маркировки, конструктивных отличий от стандартов DIN/ISO и критериев износа позволяет специалистам принимать обоснованные технические решения, оптимизировать затраты на ремонт и минимизировать риски простоев критического оборудования.

Цепи приводные трехрядные ANSI