Цепи серии ПРД
Цепи серии ПРД: конструкция, стандарты, применение и особенности эксплуатации
Цепи серии ПРД (Приводные Роликовые Длиннозвенные) представляют собой специализированный тип грузоподъемных и тяговых цепей, предназначенных для работы в условиях интенсивных механических нагрузок при сравнительно низких скоростях движения. Их основное функциональное назначение – передача усилия и транспортировка грузов в различных промышленных установках. Отличительной чертой цепей ПРД является конструкция пластин, которые изготавливаются не штампованными, а фрезерованными из калиброванного прутка, что обеспечивает высокую точность размеров и повышенную прочность звена.
Конструктивные особенности и отличия от других типов приводных цепей
Конструкция цепи ПРД регламентирована стандартом ГОСТ 13576-81 (цепи пластинчатые приводные типа ПРД). Каждое звено цепи состоит из следующих основных элементов:
- Пластины (щеки): Изготавливаются фрезерованием, имеют прямоугольную форму с отверстиями под валики. Толщина пластин является ключевым параметром, определяющим прочность цепи. Пластины устанавливаются парами, формируя внутренний и внешний контур звена.
- Валики: Цилиндрические детали, проходящие через отверстия пластин и втулок. Обеспечивают шарнирное соединение звеньев и передачу нагрузки.
- Втулки: Устанавливаются между внутренними пластинами, служат опорой для валиков и уменьшают износ.
- Призмы (накладки): В некоторых исполнениях цепи могут комплектоваться призмами – специальными накладками, которые крепятся к наружным пластинам. Призмы увеличивают площадь контакта с грузом или направляющими, уменьшая износ пластин и обеспечивая стабильное положение цепи на опорной поверхности.
- Шаг цепи (t): Расстояние между осями соседних валиков. Измеряется в миллиметрах.
- Ширина внутреннего звена (B): Внутреннее расстояние между внутренними пластинами, определяющее возможность зацепления с зубьями звездочки.
- Толщина пластины (S): Наиболее важный размер, напрямую влияющий на разрушающую нагрузку.
- Диаметр валика (d):
- Разрушающая нагрузка (Q): Минимальная статическая нагрузка, при которой цепь разрушается.
- Пластины: Производятся из конструкционных сталей марок 45, 50 или легированных сталей типа 40Х. После механической обработки подвергаются объемной закалке и отпуску для достижения твердости в пределах 40-50 HRC. Это обеспечивает высокую прочность и износостойкость.
- Валики и втулки: Изготавливаются из сталей 45, 40Х, 20ХН3А. Валики проходят термообработку (закалку ТВЧ) на глубину 2-4 мм до твердости 45-55 HRC, что создает твердую износостойкую поверхность при сохранении вязкой сердцевины. Втулки также цементируются или закаливаются для повышения сопротивления износу.
- Сборка и контроль: Сборка звеньев производится с натягом, что исключает самопроизвольное рассоединение. Готовые цепи проходят 100% контроль на специальных стендах, где проверяется разрушающая нагрузка (выборочно) и равномерность шага.
- Горнодобывающая и угольная промышленность: Приводы скребковых и пластинчатых конвейеров, механизмы подачи в проходческих комбайнах, элеваторы.
- Металлургия: Приводы рольгангов, транспортеры для подачи заготовок и отвода окалины, механизмы наклонных подъемников.
- Цементная и строительная промышленность: Цепные элеваторы для вертикального транспортирования сыпучих материалов (клинкера, щебня), приводы вращающихся печей.
- Лесная и деревообрабатывающая промышленность: Тяговые органы транспортеров для бревен, пиломатериалов, подающие механизмы окорочных и лесопильных станков.
- Общее машиностроение: Приводы тяжелых конвейеров, подвесных дорог, в качестве тягового элемента в различных грузоподъемных и тянущих устройствах.
- Sз), где:
- Sр – расчетное усилие в цепи, Н.
- Q – разрушающая нагрузка выбранной цепи (из таблицы), Н.
- K – коэффициент запаса прочности. Его значение зависит от условий работы, типа привода и ответственности механизма. Для цепей ПРД обычно принимается в диапазоне от 6 (для спокойных нагрузок с автоматическим управлением) до 15 и выше (для ударных нагрузок, ручного управления, повышенной опасности).
- Sз – максимальное статическое натяжение ветви цепи в рабочем режиме, Н. Определяется как сумма сил сопротивления движению, натяжения от массы груза и цепи, динамических составляющих.
- Совместимость со звездочкой: Ширина внутреннего звена (B) должна соответствовать толщине зуба звездочки. Звездочки для цепей ПРД изготавливаются по ГОСТ 13576-81, их профиль отличается от профиля для роликовых цепей.
- Износ: Долговечность цепи часто лимитируется износом шарниров. Для тяжелых условий рекомендуется применять цепи с твердостью валиков и втулок не ниже 55 HRC.
- Смазка: Наличие регулярной, предпочтительно принудительной смазки увеличивает ресурс цепи в 2-3 раза.
- Монтаж: При установке необходимо проверить соосность валов звездочек и параллельность их рабочих плоскостей. Натяжение цепи должно обеспечивать небольшой провис (обычно 1-2% от межосевого расстояния). Запрещается установка цепи с перекосом.
- Смазка: Является основным видом технического обслуживания. Рекомендуется использовать пластичные смазки (например, Литол-24) или жидкие индустриальные масла (И-Г-А, И-Г-Д) в зависимости от конструкции. Смазка должна подаваться на внутренние поверхности пластин у валиков.
- Контроль: В процессе эксплуатации необходимо регулярно проверять равномерность вытяжки цепи (удлинение из-за износа шарниров). Допустимое удлинение обычно не должно превышать 3-5% от первоначальной длины. Также контролируется состояние пластин на предмет трещин и деформаций.
- Безопасность: Все работы по монтажу, ремонту и обслуживанию должны проводиться на полностью остановленном и обесточенном оборудовании с использованием средств индивидуальной защиты.
- (t/a), где a – межосевое расстояние (мм), t – шаг цепи (мм), z1 и z2 – числа зубьев ведущей и ведомой звездочек. Полученное значение округляется до целого четного числа звеньев. На практике также учитывают возможность регулировки межосевого расстояния для компенсации вытяжки.
Ключевое отличие ПРД от более распространенных приводных роликовых цепей (например, по ГОСТ 13568-75) заключается в отсутствии ролика и в способе изготовления пластин. Фрезерованные пластины толще и прочнее штампованных, а отсутствие ролика упрощает конструкцию, делая ее более надежной в условиях запыленности, абразивного износа или при риске ударных нагрузок, где ролик может разрушиться.
Основные параметры, типоразмеры и маркировка
Маркировка цепи ПРД строится по принципу: ПРД [шаг цепи]x[ширина внутреннего звена]x[толщина пластины]. Основные параметры, определяемые стандартом:
| Обозначение цепи | Шаг t, мм | Ширина внутр. звена B, мм | Толщина пластины S, мм | Диаметр валика d, мм | Разрушающая нагрузка min (Q), кН | Масса 1м цепи, кг |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ПРД 80x46x10 | 80 | 46 | 10 | 16 | 160 | 8.2 |
| ПРД 100x56x10 | 100 | 56 | 10 | 18 | 160 | 9.5 |
| ПРД 125x72x12 | 125 | 72 | 12 | 22 | 250 | 15.0 |
| ПРД 160x90x14 | 160 | 90 | 14 | 25 | 400 | 22.5 |
| ПРД 200x110x16 | 200 | 110 | 16 | 30 | 630 | 32.0 |
Материалы и технология изготовления
Для обеспечения высоких механических характеристик все детали цепей ПРД изготавливаются из качественных сталей и проходят соответствующую термообработку:
Области применения цепей ПРД
Благодаря своей надежности и способности выдерживать значительные статические и динамические нагрузки, цепи ПРД нашли применение в различных отраслях промышленности:
Расчет и выбор цепи ПРД
Выбор типоразмера цепи осуществляется на основе расчета по допустимому рабочему усилию с учетом необходимого запаса прочности (коэффициента запаса). Основная формула для проверки:
Sр = Q / (K
Помимо проверки на прочность, необходимо учитывать:
| Условия работы привода | Характер нагрузки | Коэффициент запаса K |
|---|---|---|
| Спокойная, равномерная | Без толчков и ударов, автоматическое управление | 6 — 8 |
| Умеренные колебания | Неравномерность нагрузки до 25%, автоматическое управление | 8 — 10 |
| Значительные колебания, ударная | Частые пуски/остановки под нагрузкой, ручное управление, наличие ударов | 10 — 15 |
| Особо тяжелые условия, повышенная опасность | Сильные ударные нагрузки, работа в абразивной среде, ответственность механизма | 15 и выше |
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Правильный монтаж и обслуживание критически важны для реализации заложенного ресурса цепи ПРД.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между цепями ПРД и ПР?
Цепи ПР (Приводные Роликовые) имеют штампованные пластины и в своей конструкции обязательно содержат ролик, который обкатывается по зубу звездочки, уменьшая износ. Цепи ПРД изготавливаются с фрезерованными пластинами, имеют более массивную конструкцию и, как правило, не имеют ролика. ПРД рассчитаны на более высокие статические нагрузки и тяжелые условия эксплуатации, но при меньших скоростях. ПР – более скоростные и легкие цепи для общего машиностроения.
Можно ли использовать звездочку от роликовой цепи (ПР) с цепью ПРД?
Нет, это недопустимо. Профиль зуба, толщина и форма впадины звездочки для цепи ПРД (по ГОСТ 13576-81) отличаются от параметров звездочки для роликовой цепи (по ГОСТ 13576-81 для ПР или ISO для ANSI). Неправильное зацепление приведет к ускоренному износу, шуму, вибрациям и возможному соскакиванию цепи.
Как правильно определить износ цепи ПРД и когда ее нужно менять?
Основной критерий износа – вытяжка цепи из-за увеличения зазора в шарнире «валик-втулка». Измеряется удлинение на определенном количестве звеньев (например, на 20-40). Если фактическая длина превысила номинальную более чем на 3-5%, цепь подлежит замене. Также цепь должна быть заменена при обнаружении трещин в пластинах, заметной деформации звеньев или износе пластин по толщине более 10%.
Какие существуют модификации цепей ПРД?
Помимо стандартного исполнения, существуют цепи ПРД с призмами (обозначаются ПРД…-П), которые имеют накладки на наружных пластинах для работы по направляющим. Также выпускаются цепи из повышенной прочности (с индексом «У» или из легированных сталей), с твердостью валиков и втулок H > 55 HRC (для абразивных сред), с защитными покрытиями (оцинковка, оксидирование) для работы в агрессивных средах.
Как рассчитать необходимую длину цепи?
Длина цепи в звеньях (L) рассчитывается по формуле, аналогичной для других типов цепей: L = 2 (a/t) + (z1+z2)/2 + ((z2-z1)/(2π))^2
Заключение
Цепи серии ПРД остаются востребованным и надежным решением для тяжелонагруженных тихоходных приводов и транспортирующих машин. Их ключевые преимущества – высокая прочность фрезерованных пластин, устойчивость к ударным и статическим нагрузкам, а также способность работать в сложных производственных условиях. Правильный выбор типоразмера на основе корректного расчета, использование сопряженных звездочек, регулярное техническое обслуживание с акцентом на смазку и контроль износа – эти факторы обеспечивают длительный и безопасный срок службы цепей ПРД в ответственных промышленных применениях.