Цепи серии УТФ
Цепи серии УТФ: технические характеристики, конструкция и применение
Цепи серии УТФ (Усиленная Тяговая Цепь) представляют собой специализированный вид грузоподъемных и тяговых цепей, предназначенных для эксплуатации в условиях интенсивных механических нагрузок, абразивного износа и агрессивных сред. Их основное назначение – передача тягового усилия и перемещение грузов в механизмах конвейеров, элеваторов, норий, лебедок, а также в качестве элементов грузозахватных приспособлений. Отличительной чертой цепей УТФ является их высокая прочность и износостойкость, достигнутая за счет применения качественных сталей, особой конструкции и термообработки.
Конструктивные особенности и материалы
Цепь УТФ – это пластинчатая втулочная или роликовая цепь с увеличенными размерами деталей по сравнению со стандартными тяговыми цепями. Основными элементами конструкции являются:
- Внутренние пластины: Формируют внутренний контур звена, удерживают втулку.
- Наружные пластины: Соединяют два соседних внутренних звена через валик.
- Втулка (гильза): Прецизионная деталь, запрессованная во внутренние пластины. Обеспечивает опору для ролика и защищает валик от износа.
- Валик (оси): Проходит через втулку и наружные пластины, является основным соединительным и шарнирным элементом.
- Ролик: Устанавливается на втулку. Снижает трение и износ при контакте с зубьями звездочки, а также выполняет роль катка при движении по направляющим.
- Горнодобывающая промышленность: Скребковые и пластинчатые конвейеры, перегружатели, проходческие комплексы.
- Металлургия: Транспортировка горячих окатышей, агломерата, руды, шлака по рольгангам и в наклонных подъемниках.
- Энергетика: Топливоподача на угольных ТЭЦ и ГРЭС (скребковые питатели, забойные конвейеры).
- Цементная промышленность: Элеваторы и конвейеры для перемещения клинкера, сырьевой муки, известняка.
- Химическая промышленность: Транспортировка гранулированных и абразивных продуктов.
- Портовое хозяйство: Механизмы разгрузки судов (зернопогрузчики, нории).
- Расчетное тяговое усилие: Рабочая нагрузка на цепь должна быть в 6-10 раз меньше разрушающей нагрузки (коэффициент запаса прочности). Для ударных нагрузок коэффициент берут больше.
- Тип и размер звездочки: Шаг и профиль зубьев звездочки должны строго соответствовать параметрам цепи. Износ звездочек более 0.5% от номинального диаметра по делительной окружности недопустим.
- Условия среды: При работе в агрессивных средах (морская вода, кислотные пары) рассматривается вариант цепей из нержавеющей стали или с защитным покрытием.
- Скорость движения: Для высокоскоростных приводов (более 1.5-2 м/с) критично качество балансировки и динамические характеристики цепи.
- Наличие модификаций: Производители предлагают цепи УТФ с упрочняющими наплавками на пластинах, калеными роликами, отверстиями для крепления скребков или ковшей.
- Регулярную смазку: Использование пластичных или жидких масел, способных проникать в зазоры шарнира. Автоматические системы смазки значительно продлевают ресурс.
- Контроль износа: Основной параметр – удлинение цепи. Допустимый износ обычно не более 3-5% от первоначальной длины (на 10-20 звеньев). Измерение проводят штангенциркулем или специальным шаблоном.
- Визуальный осмотр: Выявление трещин, деформаций пластин, износа роликов и состояния шарниров.
- 100%. Также критичным является увеличение зазора в шарнире (между валиком и втулкой), которое можно измерить щупом. Удлинение на 3-5% обычно является сигналом для замены.
Для изготовления цепей УТФ применяются средне- и высокоуглеродистые стали (например, сталь 45, 50, 40Х) или легированные стали. Ключевым этапом производства является термообработка (объемная или поверхностная закалка с отпуском), которая придает деталям высокую твердость (HRC 40-50 и выше) при сохранении необходимой вязкости сердцевины. Пластины часто подвергаются упрочняющей обработке, такой как дробеструйная обработка, для повышения усталостной прочности.
Основные типоразмеры и технические характеристики
Типоразмер цепи обозначается шагом в дюймах и шириной внутреннего звена. Наиболее распространенные размеры: УТФ-200, УТФ-224, УТФ-250, УТФ-300, УТФ-350, УТФ-400. Цифра в обозначении соответствует шагу цепи в миллиметрах (приблизительно, так как исходный шаг задан в дюймах).
| Типоразмер цепи | Шаг цепи, мм (приблиз.) | Диаметр валика, мм | Ширина внутреннего звена, мм | Разрушающая нагрузка (мин.), кН (тс) | Масса 1 погонного метра, кг |
|---|---|---|---|---|---|
| УТФ-200 | 200.66 (7.92″) | 28-30 | 76-80 | 320-350 (≈32-35 тс) | 18-22 |
| УТФ-224 | 224.3 (8.83″) | 32-34 | 90-95 | 450-500 (≈45-50 тс) | 25-30 |
| УТФ-250 | 250.89 (9.88″) | 36-38 | 100-110 | 600-650 (≈60-65 тс) | 35-40 |
| УТФ-300 | 300.5 (11.83″) | 40-42 | 120-130 | 800-900 (≈80-90 тс) | 45-55 |
| УТФ-350 | 350.26 (13.79″) | 45-48 | 140-150 | 1100-1200 (≈110-120 тс) | 60-70 |
| УТФ-400 | 400.9 (15.78″) | 50-55 | 160-170 | 1400-1600 (≈140-160 тс) | 80-95 |
Примечание: Конкретные значения параметров могут незначительно отличаться у различных производителей в зависимости от применяемого металла и технологии.
Области применения и условия эксплуатации
Цепи УТФ нашли широкое применение в отраслях, где требуется надежная передача значительных усилий в условиях запыленности, влажности, перепадов температур и ударных нагрузок.
Эксплуатация цепей УТФ требует соблюдения правил монтажа, натяжения и смазки. Неправильная установка (перекосы), чрезмерное натяжение или его отсутствие, работа на изношенных звездочках приводят к ускоренному выходу цепи из строя.
Критерии выбора цепи УТФ
При подборе цепи для конкретного механизма необходимо учитывать ряд факторов:
Монтаж, обслуживание и диагностика состояния
Правильный монтаж начинается с проверки состояния звездочек и валов на соосность. Соединение концов цепи осуществляется с помощью специальных соединительных (ремонтных) звеньев, которые имеют конструктивные отличия от стандартных. Использование шплинтов или стопорных колец обязательно. Натяжение цепи должно обеспечивать провисание не более 2-4% от межосевого расстояния.
Систематическое обслуживание включает:
Сравнение с цепями других серий (М, ПРД, МС)
| Параметр / Серия цепи | УТФ (Усиленная тяговая) | М (Тяговая пластинчатая) | ПРД (Приводная роликовая) | МС (Тяговая пластинчатая со сплошными валиками) |
|---|---|---|---|---|
| Основное назначение | Тяжелые условия, высокие абразивные и ударные нагрузки | Средние нагрузки, конвейеры общего назначения | Передача мощности (привод), относительно высокие скорости | Тяговые механизмы, средние и тяжелые нагрузки |
| Конструкция | Втулочная/роликовая, массивные пластины, большой шаг | Втулочная, пластины средней толщины | Роликовая, стандартизованные размеры (ГОСТ 13568) | Втулочная со сплошными валиками, повышенная прочность шарнира |
| Термообработка | Объемная закалка или цементация деталей | Чаще нормализация, реже закалка | Закалка валиков и втулок, пластины цементированы | Закалка валиков и втулок |
| Типовой шаг | Крупный (200-400 мм) | Средний (80-250 мм) | Мелкий и средний (12.7-100 мм) | Средний (100-315 мм) |
| Преимущество | Максимальная износостойкость и ресурс в абразивной среде | Универсальность, стоимость | Высокий КПД, работа на высоких скоростях | Повышенная надежность шарнира при циклических нагрузках |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем принципиально отличается цепь УТФ от обычной тяговой цепи типа М?
Цепь УТФ отличается существенно более высокой разрушающей нагрузкой при сопоставимом шаге за счет применения более качественных марок стали, увеличенного диаметра валика и толщины пластин, а также за счет применения глубокой термообработки (объемной закалки) большинства деталей. Это обеспечивает повышенную стойкость к абразивному износу и ударным нагрузкам.
Как правильно измерить износ цепи УТФ?
Наиболее точный метод – измерение удлинения на фиксированном количестве звеньев (обычно 10 или 20). Измеряют расстояние между осями двух валиков, отстоящих друг от друга на N звеньев, в новом и изношенном состоянии. Процент износа вычисляется по формуле: ((L_изн — L_нов) / L_нов)
Можно ли использовать соединительное (ремонтное) звено для постоянной работы?
Нет, это не рекомендуется. Соединительное звено является слабым местом сборной цепи, так как его конструкция (особенно с использованием шплинта) имеет меньшую прочность и износостойкость по сравнению со стандартными звеньями. Его применение оправдано только для первоначального монтажа или экстренного ремонта. Для постоянной работы предпочтительна цепь с бесконечным контуром, собранная на прессе с запрессовкой валиков.
Какая смазка предпочтительна для цепей УТФ в условиях запыленного цеха?
В условиях сильной запыленности (цемент, угольная пыль) предпочтение следует отдавать пластичным (консистентным) смазкам с высокой адгезией и содержанием твердых антифрикционных добавок (например, дисульфид молибдена, графит). Они лучше удерживаются на поверхности, создают защитный барьер от абразива и менее склонны к налипанию пыли по сравнению с жидкими маслами. Смазка должна наноситься регулярно, на внутренние поверхности пластин и в зазор между валиком и втулкой.
Что означает маркировка «УТФ-300-76-3» на пластине цепи?
Данная маркировка расшифровывается следующим образом: «УТФ» – серия цепи; «300» – шаг цепи в миллиметрах (приблизительно); «76» – ширина внутреннего звена в миллиметрах; «3» – категория прочности или класс исполнения (может указывать на конкретную марку стали или вид термообработки согласно техническим условиям производителя). Точную спецификацию необходимо уточнять в паспорте изделия или каталоге производителя.
Как подобрать звездочку для цепи УТФ?
Звездочка должна строго соответствовать цепи по шагу, ширине по роликам/втулкам и профилю зуба. Количество зубьев звездочки влияет на плавность хода и нагрузку на шарнир. Минимальное рекомендуемое число зубьев для цепей УТФ – 6-8. Предпочтительно использование зубьев с фрезерованной или шлифованной профилированной поверхностью, закаленных до твердости не менее HRC 40-45. Работа цепи на изношенной звездочке с «крючковатыми» зубьями приводит к ускоренному износу и «подскокам» цепи.
Заключение
Цепи серии УТФ являются критически важным элементом тяжелого промышленного оборудования, от надежности которого зависит бесперебойность технологических процессов. Их правильный выбор, основанный на точном расчете нагрузок и учете условий эксплуатации, грамотный монтаж и систематическое техническое обслуживание с контролем износа – обязательные условия для достижения максимального ресурса и предотвращения внеплановых простоев. Понимание конструктивных особенностей, характеристик и отличий от других типов цепей позволяет инженерно-техническому персоналу принимать обоснованные решения при проектировании, ремонте и модернизации грузоподъемных и транспортирующих механизмов.