Цепи самосмазывающиеся

Цепи самосмазывающиеся: конструкция, принцип действия и применение в электротехнике

Самосмазывающиеся цепи представляют собой специализированный тип приводных и тяговых цепей, в конструкцию которых интегрирован резервуар со смазочным материалом. Основное назначение – обеспечение длительной и надежной работы без необходимости регулярного технического обслуживания и внешней смазки в условиях, где последняя затруднена, нежелательна или невозможна. В электротехнической и энергетической отраслях они нашли ключевое применение в механизмах коммутационного оборудования, таких как приводы силовых выключателей, разъединителей, отделителей и короткозамыкателей высокого напряжения.

Конструктивные особенности и принцип работы

Ключевое отличие самосмазывающейся цепи от стандартной заключается в наличии специальных втулок или вкладышей, изготовленных из пористого материала (чаще всего спеченного металлопорошка, например, бронзы или композитного материала). Эти элементы пропитаны смазкой на весь срок службы. В процессе работы цепи, при относительном движении валика и втулки, возникает трение и локальный нагрев. Под воздействием температуры смазочный материал расширяется и выделяется из пор на поверхность трения, создавая стабильную смазывающую пленку. При остановке и остывании избыток смазки втягивается обратно в поры за счет капиллярного эффекта.

Основные компоненты самосмазывающейся цепи:

    • Внешние пластины: Обычно изготавливаются из высокопрочной стали, обеспечивают структурную целостность.
    • Внутренние пластины: Удерживают втулку и работают в паре с роликом.
    • Пористая самосмазывающаяся втулка: Сердцевина технологии. Изготовлена методом порошковой металлургии, имеет микропористую структуру, заполненную смазкой (часто на основе дисульфида молибдена или комплексных высокотемпературных составов).
    • Валик (пин): Проходит через втулку, обеспечивает шарнирное соединение звеньев.
    • Ролик: Надевается на втулку, контактирует с зубьями звездочки.
    • Запорные кольца/шплинты: Фиксируют валик в пластинах.

    Преимущества и недостатки

    Применение самосмазывающихся цепей обусловлено четким перечнем эксплуатационных преимуществ и осознанием их ограничений.

    Преимущества:

    • Минимальное обслуживание: Отсутствие необходимости в периодической смазке снижает затраты на обслуживание и риск человеческой ошибки.
    • Надежность в тяжелых условиях: Эффективная работа в запыленной, агрессивной среде, при экстремальных температурах (как высоких, так и низких), где традиционная смазка может высыхать, вымываться или застывать.
    • Чистота процесса: Исключается разбрызгивание и капание смазки, что критически важно для электрооборудования, где загрязнение изоляторов может привести к пробою.
    • Длительный срок службы: Постоянное наличие оптимального количества смазки в узле трения значительно снижает износ, особенно в условиях прерывистого или редко повторяющегося цикла работы (характерно для приводов коммутационной аппаратуры).
    • Снижение энергопотерь: Стабильный коэффициент трения способствует поддержанию постоянного усилия на приводе.

    Недостатки:

    • Высокая начальная стоимость: Цена цепи существенно выше, чем у стандартных аналогов.
    • Ограниченный ресурс смазки: Запас смазки в порах конечен. После его истощения цепь теряет свои ключевые свойства и требует замены.
    • Чувствительность к мойке под высоким давлением и агрессивным растворителям: Они могут вымыть смазку из пор или забить их, безвозвратно нарушив работу системы.
    • Специфические условия хранения: Требуют защиты от длительного воздействия влаги и прямых солнечных лучей до установки.

    Ключевые параметры выбора и маркировка

    Выбор самосмазывающейся цепи для ответственных применений, таких как приводы выключателей, основывается на точном расчете и соответствии параметрам.

    Таблица 1. Основные параметры для выбора самосмазывающейся цепи
    ПараметрОписаниеВлияние на работу
    Шаг цепи (P)Расстояние между центрами валиков в соседних звеньях, мм или дюймы.Определяет совместимость со звездочкой, габариты и плавность хода.
    Разрушающая нагрузка (Min Ultimate Tensile Strength)Максимальная статическая нагрузка, приводящая к разрыву цепи, кН.Критичен для обеспечения запаса прочности. Рабочая нагрузка обычно не превышает 1/6 — 1/10 от разрушающей.
    Тип смазки в порахСостав, закачанный в пористую структуру втулки (MoS2, синтетические масла и т.д.).Определяет температурный диапазон работы, антикоррозионные и противоизносные свойства.
    Температурный диапазон работыМинимальная и максимальная температура окружающей среды и узла трения, при которой цепь сохраняет заявленные характеристики.Для уличных подстанций диапазон может составлять от -50°C до +120°C.
    Класс точности (ISO/DIN)Допуски на размеры. Для приводов используется класс точности «А» или прецизионный.Влияет на уровень шума, вибрации, равномерность передачи усилия и износ звездочки.
    Материал пластинОбычно сталь с термической обработкой (закалка, отпуск).Определяет прочность, усталостную выносливость и стойкость к ударным нагрузкам.

    Маркировка цепи, например, 08B-1-88L расшифровывается следующим образом: 08B – стандарт и шаг (12.7 мм), 1 – рядность (однорядная), 88 – количество звеньев, L – обозначение самосмазывающейся версии (от «Lubricated» или «Lube»).

    Области применения в электроэнергетике

    • Приводы высоковольтных выключателей (масляных, вакуумных, элегазовых): Обеспечивают кинематическую связь между двигателем привода (пружинным, электромагнитным, гидравлическим) и полюсами выключателя. Надежность цепи напрямую влияет на скорость и гарантированность операции «включить»/»отключить», что критично для селективности защиты и безопасности сети.
    • Приводы разъединителей и отделителей: Используются в механизмах поворотного или линейного перемещения ножей. Работают в условиях открытого воздуха, подвергаясь воздействию атмосферных явлений, что делает функцию самосмазывания незаменимой.
    • Механизмы переключателей ответвлений РПН (Регулирование Под Нагрузкой) силовых трансформаторов: Требуют высокой точности и безотказности в течение тысяч переключений.
    • Вспомогательные механизмы в КРУЭ и КСО: Системы задвижки шторок, блокировок, дистанционного управления.

    Монтаж, эксплуатация и диагностика состояния

    Монтаж должен производиться с чистыми руками, избегая попадания абразивных частиц в шарниры. Запрещается промывка цепи в растворителях. Натяжение цепи устанавливается в соответствии с паспортом механизма, обычно прогиб на середине ветви составляет 2-4% от межосевого расстояния звездочек. В процессе эксплуатации диагностика сводится к:

    • Визуальному контролю на наличие механических повреждений пластин (трещины, деформации).
    • Проверке износа по удлинению шага. Критичным считается удлинение на 3% от первоначального шага. Измеряется путем приложения к цепи контрольного усилия и замера длины N звеньев.
    • Контролю плавности хода, отсутствию заеданий и посторонних шумов.
    • Наблюдению за состоянием звездочки: износ зубьев указывает на чрезмерный износ цепи.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Можно ли повторно смазать самосмазывающуюся цепь после того, как она перестала работать плавно?

Нет, это неэффективно и временная мера. Наружное нанесение смазки не восстановит механизм капиллярной подачи из пор втулки. Если цепь износилась или смазка в порах истощилась, ее необходимо заменить. Внешняя смазка может даже навредить, притягивая пыль и создавая абразивную пасту.

Какой срок службы у такой цепи в приводе выключателя?

Срок службы не нормируется временем, а зависит от количества и интенсивности рабочих циклов, условий эксплуатации. Производители часто указывают ресурс в количестве циклов или в процентах удлинения. В малоподвижных приложениях с редкими срабатываниями (несколько раз в день) цепь может служить десятилетиями. Решающий фактор – измерение фактического удлинения.

Чем отличаются цепи для приводов выключателей от стандартных приводных цепей?

Цепи для ВЭ обладают повышенным классом точности (минимальные допуски на размеры), специальными материалами втулок, рассчитанными на работу в широком температурном диапазоне, и часто имеют особую конструкцию (например, увеличенные диаметры валиков и втулок) для передачи высоких ударных нагрузок при отключении КЗ. Их испытания и приемка регламентированы более строго.

Что будет, если установить обычную цепь вместо самосмазывающейся в привод разъединителя?

В краткосрочной перспективе механизм будет работать. Однако через относительно короткое время (от нескольких месяцев до года, в зависимости от частоты операций и погоды) смазка высохнет, вымоется или загрязнится. Это приведет к резкому увеличению трения, износу, заеданию, а в критическом случае – к отказу при выполнении операции. Риск невыполнения команды в энергосистеме недопустим, поэтому такая замена считается грубым нарушением эксплуатационных требований.

Как правильно хранить запасные самосмазывающиеся цепи?

Цепи должны храниться в оригинальной упаковке, в сухом помещении при стабильной температуре, вдали от химических реагентов и прямых солнечных лучей. Не допускается их хранение в натянутом или деформированном состоянии. Рекомендуется периодически (раз в 1-2 года) проверять состояние упаковки и следов коррозии.

Заключение

Самосмазывающиеся цепи являются критически важным компонентом в кинематических схемах высоковольтного коммутационного оборудования, обеспечивая его безотказность и долговечность в условиях минимального обслуживания. Их применение экономически и технически обосновано, несмотря на высокую первоначальную стоимость. Правильный выбор на основе расчетных нагрузок и условий эксплуатации, корректный монтаж и регулярный контроль фактического износа позволяют максимально реализовать потенциал этих изделий, гарантируя надежную работу приводных механизмов распределительных устройств на протяжении всего жизненного цикла.

Войти

Зарегистрироваться

Сбросить пароль

Пожалуйста, введите ваше имя пользователя или эл. адрес, вы получите письмо со ссылкой для сброса пароля.