Цепи роликовые усиленные
Цепи роликовые усиленные: конструкция, стандарты и применение в электротехнике и энергетике
Цепь роликовая усиленная представляет собой специализированный тип приводной роликовой цепи, конструктивно рассчитанный на работу с повышенными ударными и переменными нагрузками в условиях интенсивного износа. Её ключевое отличие от стандартных приводных цепей заключается в увеличенных размерах и массе деталей, а также применении материалов и термообработки, обеспечивающих повышенный запас прочности и износостойкости. В электротехнической и энергетической отраслях такие цепи являются критически важным компонентом для механизмов топливоподачи, золо- и шлакоудаления, приводов дымососов, вентиляторов, мельничных установок и другого тяжелого промышленного оборудования.
Конструктивные особенности и отличия от стандартных цепей
Усиленная роликовая цепь сохраняет базовый принцип конструкции: она состоит из внешних и внутренних звеньев, соединенных валиками, на которых свободно вращаются ролики. Однако каждому элементу приданы увеличенные характеристики.
- Пластины: Изготавливаются из высококачественной легированной или углеродистой стали (например, 50Mn, 40Cr). Толщина пластин увеличена на 20-50% по сравнению со стандартной цепью того же шага. Для максимальной прочности применяется термообработка – закалка и отпуск, обеспечивающая твердость в пределах 40-50 HRc.
- Валики и втулки: Диаметр этих деталей увеличен для противодействия изгибающим нагрузкам и сдвигу. Используется цементация или объемная закалка, что создает твердую износостойкую поверхность при сохранении вязкой сердцевины, устойчивой к ударным нагрузкам.
- Ролики: Имеют увеличенный диаметр и ширину, что улучшает контакт с зубьями звездочки и распределение нагрузки. Часто подвергаются поверхностной закалке.
- Сборка и предварительное натяжение: Усиленные цепи часто собирают с предварительным натягом штифтов в пластинах для предотвращения расслоения пластин под высокой боковой нагрузкой.
- Определение расчетной мощности (Pрасч): Pрасч = Pдвиг K1 K2, где Pдвиг – мощность двигателя, K1 – коэффициент эксплуатации (от 1.0 для равномерной нагрузки до 1.7 для ударной), K2 – коэффициент, учитывающий количество смен работы.
- Расчет разрушающей нагрузки: Номинальная разрушающая нагрузка цепи из каталога должна превышать расчетную с запасом не менее 6-10 для приводных цепей. Для усиленных цепей в тяжелых условиях запас может быть увеличен.
- Учет износостойкости: Часто решающим фактором является не статическая прочность, а ресурс до предельного вытягивания из-за износа шарниров. Для абразивных сред выбирают цепи с упрочненными или защитными покрытиями.
- Совместимость со звездочками: Звездочки должны соответствовать не только шагу, но и серии цепи (H). Использование усиленной цепи на звездочке для стандартной серии приведет к ускоренному изнозу зубьев и цепи.
- Оцинкованные или кадмированные цепи: Покрытие цинком или кадмием обеспечивает защиту от коррозии в условиях повышенной влажности (например, в брызгальных бассейнах, на открытых участках ТЭЦ).
- Цепи с твердым покрытием (Hard Chrome, Nickel-plated): Наносятся для повышения стойкости к абразивному износу и умеренной коррозии.
- Цепи с грунтозацепами или модифицированными звеньями: Используются в механизмах транспортировки сыпучих материалов (уголь, шлак, зола). На звенья могут привариваться поперечины или пластины для улучшения тяговых качеств.
- Высокотемпературные исполнения: Применение специальных сталей и термообработки для работы в условиях повышенного теплового излучения (например, вблизи котлов).
- Монтаж: Требует точного совмещения валов звездочек. Перекос не должен превышать допустимый стандартом (обычно не более 1 мм на 1 м длины вала). Соединение концов цепи осуществляется с помощью специальных соединительных (замковых) звеньев. Использование шплинтов вместо стопорных колец предпочтительнее при ударных нагрузках.
- Смазка: Является важнейшим фактором увеличения срока службы. Рекомендуется принудительная подача пластично-смазочного материала в зазоры шарниров. Для цепей в зоне загрязнения применяются масла с адгезионными присадками.
- Контроль износа: Основной параметр – удлинение цепи из-за износа шарниров. Предельным считается вытягивание на 3% от первоначальной длины. Измерение проводят под нагрузкой или по контрольному отрезку. Также регулярно проверяют состояние звездочек на предмет износа зубьев.
Основные стандарты и типоразмеры
Наиболее распространенным стандартом для усиленных цепей является американский ANSI/ASME B29.1, где они обозначаются суффиксом «H» (Heavy Series) после стандартного номера цепи. Существует также европейский стандарт ISO 606 (DIN 8187), где усиленные цепи обозначаются суффиксом «H» или имеют отдельную нумерацию. Важно понимать, что цепь с суффиксом «H» не взаимозаменяема со стандартной цепью того же номинального шага.
| Параметр | ANSI 80 (Стандартная) | ANSI 80H (Усиленная) | Прирост, % |
|---|---|---|---|
| Шаг (P), мм | 25.40 | 25.40 | 0 |
| Ширина внутреннего звена (W), мм | 15.75 | 17.02 | ~8 |
| Диаметр ролика (Dr), мм | 15.88 | 17.48 | ~10 |
| Диаметр валика (d1), мм | 7.94 | 8.51 | ~7 |
| Толщина пластины (T), мм | 3.30 | 4.55 | ~38 |
| Средняя прочность на растяжение (мин), кН | 35.6 | 49.8 | ~40 |
| Масса 1 м, кг | 2.60 | 3.40 | ~31 |
Критерии выбора и расчет нагрузки
Выбор усиленной роликовой цепи для ответственного применения требует комплексного инженерного расчета. Основные этапы:
Специальные исполнения для энергетики
Для работы в специфических условиях энергетических объектов цепи подвергаются дополнительной обработке:
Монтаж, обслуживание и диагностика
Правильный монтаж и техническое обслуживание определяют ресурс усиленной цепи, стоимость которого существенна.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем принципиально отличается цепь 80H от цепи 80?
Цепь 80H (усиленная) имеет значительно большую толщину пластин, увеличенные диаметры валика и ролика, а следовательно, более высокую разрушающую нагрузку и массу. Она не взаимозаменяема со стандартной цепью 80, так как требует соответствующих звездочек серии «H».
Можно ли использовать стандартную смазку для усиленных цепей?
Да, но с учетом условий эксплуатации. Для усиленных цепей, работающих под высокой нагрузкой, критически важна вязкость и противозадирные свойства смазки. В абразивной среде предпочтение отдается густым консистентным смазкам, способным удерживаться на звеньях.
Как определить, что усиленную цепь пора менять?
Ключевой критерий – превышение допустимого удлинения (обычно 3%). На практике также ориентируются на увеличение шага цепи. Если измеренный шаг на 20-25 звеньях превышает номинальный более чем на 2-3%, цепь подлежит замене. Дополнительные признаки: повышенный шум, «подскакивание» на зубьях звездочки, видимый износ пластин в зоне контакта с валиком.
Что важнее при выборе: высокая разрушающая нагрузка или износостойкость?
Для большинства применений в энергетике, где нагрузки переменные, а условия загрязненные, приоритет часто имеет износостойкость. Цепь с чрезмерно высокой прочностью, но без должной термообработки и защиты шарниров, может быстро вытянуться и выйти из строя. Необходим баланс параметров.
Допустимо ли сращивание усиленных цепей с помощью отрезка стандартной цепи?
Категорически недопустимо. Это создает локальное ослабление привода, приводит к ускоренному износу и неравномерному натяжению, что чревато разрывом и аварией. Все звенья в цепи должны быть одного типа и степени износа.
Заключение
Цепи роликовые усиленные представляют собой инженерный продукт, оптимизированный для работы в наиболее тяжелых условиях промышленных предприятий, включая объекты энергетики. Их корректный выбор, основанный на расчетах и учете специфики среды, профессиональный монтаж и систематическое техническое обслуживание являются обязательными условиями для обеспечения надежности, безопасности и экономической эффективности работы всего приводного механизма. Понимание конструктивных особенностей, стандартов и правил эксплуатации позволяет специалистам принимать обоснованные решения по подбору и обслуживанию данного типа цепных передач.