Цепи тяговые ГОСТ
Цепи тяговые ГОСТ: технические требования, классификация и применение в электротехнических установках
Тяговая цепь – это специализированное грузоподъемное устройство, предназначенное для подвески, натяжения и перемещения токоведущих элементов контактной сети электрического транспорта (трамвай, троллейбус, железная дорога), а также для аналогичных задач в гибких токопроводах кранового оборудования, шахтных установок и других промышленных электротехнических систем. Ее ключевая функция – обеспечение надежного механического крепления с одновременной передачей электрического тока от контактного провода к токоприемнику подвижного состава или от шины к подвижному электрооборудованию. Основным нормативным документом, регламентирующим производство, параметры и приемку тяговых цепей в Российской Федерации и странах СНГ, является ГОСТ 19185-73 «Цепи тяговые. Технические условия».
Область применения и назначение
Тяговые цепи являются критически важным компонентом систем токосъема. Они применяются в следующих основных областях:
- Контактные сети электрифицированного транспорта: Для подвески контактных проводов к несущим тросам (цепная подвеска), крепления фиксаторов, изоляторов и другого сетевого оборудования. В этих условиях цепи работают на открытом воздухе при значительных температурных колебаниях, атмосферных осадках и механических нагрузках.
- Гибкие токопроводы мостовых, козловых и консольных кранов: Для питания тележек и грузозахватных механизмов, где требуется перемещение токоприемника вдоль пролета.
- Шахтное оборудование: В качестве гибкого токопровода для питающих устройств.
- Прочие промышленные установки: Любые системы, где необходимо совместить линейное перемещение с подачей электроэнергии.
- Цепи тяговые короткозвенные (ЦТК): Изготавливаются из круглой стали. Звенья имеют овальную форму и соединяются без распорок. Основное применение – такелажные работы и механические системы без передачи тока.
- Цепи тяговые длиннозвенные (ЦТД): Звенья также изготавливаются из круглой стали, но имеют вытянутую форму, что обеспечивает большую гибкость в одной плоскости. Могут использоваться в механических приводах.
- Цепи тяговые круглозвенные с распорками (ЦТР): Наиболее важный и распространенный тип для электротехнических применений. Каждое звено снабжено распоркой (втулкой), которая предотвращает деформацию звена под нагрузкой, уменьшает износ и увеличивает контактную поверхность для токосъема. Именно этот тип цепей используется в качестве гибкого токопровода.
- Качество стали: Цепи изготавливаются из качественной углеродистой стали марки 20, 20ХГ2Ц или других, обеспечивающих требуемое сочетание прочности и вязкости.
- Калибровка: Цепи могут быть калиброванными (с повышенной точностью изготовления звеньев) и некалиброванными.
- Покрытие: Для защиты от коррозии цепи могут оцинковываться (горячим или гальваническим способом), оксидироваться или покрываться лаками. В контактной сети часто применяются цепи без покрытия (светлые), так как оксидная пленка на стали обладает некоторой защитой, а износ контактных поверхностей является рабочим процессом.
- Испытание на растяжение: Проверка на разрушающую нагрузку для партии цепи. Образец цепи (не менее 5 звеньев) растягивается в испытательной машине до разрыва. Фактическая разрушающая нагрузка должна быть не ниже нормированной (см. Таблицу 1).
- Испытание на гибкость и прочность в месте сварки: Звено цепи подвергается сжатию в специальном устройстве до соприкосновения боковых сторон. После этого проверяется целостность сварного шва. Отсутствие трещин и надрывов – обязательное условие.
- Геометрия звеньев: Проверка калибра прутка, внутренних размеров звена, длины распорки.
- Качество сварки: Сварное соединение должно быть плотным, без непроваров, прожогов, пузырей и раковин. Заусенцы должны быть удалены.
- Материал: Проверка сертификатов на сталь, соответствие марке.
- Электрическое сопротивление: Хотя прямо в ГОСТ 19185-73 не нормируется, для практического применения критически важно низкое переходное сопротивление в местах контакта звеньев. Это обеспечивается качеством поверхности, геометрией и материалом распорок.
- Допустимый ток нагрузки: Определяется проектом контактной сети или токопровода и зависит от калибра цепи, материала, условий охлаждения. Подбирается по специальным расчетным таблицам, не входящим в ГОСТ.
- Производить визуальный осмотр цепи на отсутствие дефектов (трещины, непровары, сильная коррозия).
- Правильно подбирать комплектующие (серьги, скобы, изоляторы) по калибру цепи.
- Избегать перекручивания цепи при размотке и установке.
- Контролировать величину прогиба (стрелы провеса) цепи в соответствии с монтажными таблицами, так как от этого зависит натяжение и токосъем.
- Регулярно в процессе эксплуатации проводить осмотры на предмет износа распорок и боковых поверхностей звеньев в местах контакта с токоприемником. Износ более 30-50% от первоначального диаметра является основанием для замены.
- Абразивный износ: От постоянного трения токоприемника (полоза).
- Электрическая эрозия: Под воздействием искрения и электрических дуг при нарушении контакта.
- Коррозия: Особенно в агрессивных промышленных или морских атмосферах.
- Усталостные разрушения: От динамических и вибрационных нагрузок.
- Механические повреждения: От соударений или перегрузок.
Эксплуатация в условиях динамических нагрузок, вибрации и прохождения электрического тока предъявляет к тяговым цепям исключительно высокие требования по прочности, износостойкости и электропроводности.
Классификация и конструкция тяговых цепей по ГОСТ 19185-73
Стандарт классифицирует тяговые цепи по нескольким ключевым признакам.
1. По типу звена и конструкции:
2. По материалу и характеристикам:
Основные параметры и размеры
ГОСТ 19185-73 устанавливает строгий ряд размеров и параметров. Ключевым размером является калибр (d) – диаметр прутка, из которого изготовлено звено. Для цепей с распорками также важен внутренний размер звена.
Таблица 1. Основные параметры тяговых цепей с распорками (ЦТР) по ГОСТ 19185-73 (выдержка)
| Калибр цепи, d (мм) | Внутренняя ширина звена, B (мм), не менее | Внутренняя длина звена, L (мм), не менее | Длина распорки, l (мм) | Разрушающая нагрузка, не менее (кН) | Масса 1 метра цепи, ориентировочно (кг) |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 18 | 30 | 14 | 22.0 | 1.3 |
| 8 | 24 | 40 | 18 | 38.0 | 2.3 |
| 10 | 30 | 50 | 22 | 58.0 | 3.6 |
| 12 | 36 | 60 | 26 | 84.0 | 5.2 |
| 14 | 42 | 70 | 30 | 115.0 | 7.1 |
| 16 | 48 | 80 | 34 | 150.0 | 9.2 |
| 18 | 54 | 90 | 38 | 190.0 | 11.6 |
| 20 | 60 | 100 | 42 | 235.0 | 14.3 |
Технические требования и испытания
ГОСТ предъявляет комплекс требований, проверяемых в ходе приемо-сдаточных и периодических испытаний.
1. Механические испытания:
2. Контроль качества изготовления:
3. Электрические требования (для цепей, используемых как токопровод):
Маркировка, упаковка, хранение
Каждая партия цепи должна сопровождаться документом о качестве, в котором указаны: наименование завода-изготовителя, номер партии, калибр цепи, тип, марка стали, результаты механических испытаний, масса, дата изготовления, обозначение ГОСТ.
Цепи поставляются в бухтах или намотанными на барабаны. Бухты перевязываются в не менее чем четырех местах. Хранение должно осуществляться в закрытых сухих помещениях, защищающих продукцию от агрессивных сред.
Особенности монтажа и эксплуатации в электротехнических системах
При монтаже контактной сети или гибкого токопровода необходимо:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем тяговая цепь с распоркой принципиально отличается от обычной грузовой цепи?
Грузовая цепь (например, по ГОСТ 2319) рассчитана только на механическую нагрузку. Тяговая цепь с распоркой, помимо прочности, должна обеспечивать стабильный электрический контакт между звеньями. Распорка увеличивает площадь контакта, уменьшает переходное сопротивление, предотвращает деформацию и заклинивание звеньев, что критически важно для прохождения тока и снижения искрения.
Как определить износ тяговой цепи?
Основной критерий – измерение диаметра прутка в наиболее изношенном месте (обычно на внутренней поверхности звена, контактирующей с токоприемником, или на распорке). Степень износа вычисляется как процент уменьшения площади поперечного сечения. Также признаками предельного износа являются глубокие борозды, трещины, деформация звеньев и повышенное искрение при токосъеме.
Можно ли заменить цепь, соответствующую ГОСТ 19185-73, на импортный аналог?
Да, при условии, что импортная цепь имеет сертификацию или техническое заключение о соответствии требованиям, как минимум, равным ГОСТ по разрушающей нагрузке, материалу, геометрии и качеству сварки. Особое внимание необходимо уделить электрическому сопротивлению и совместимости с существующими токоприемниками и крепежными элементами.
Как выбрать калибр цепи для конкретного проекта?
Выбор осуществляется на основе двух расчетов: механического и электрического. По механическому расчету (нагрузка от веса провода, гололеда, ветра) определяется минимально допустимая разрушающая нагрузка цепи, а по ней – калибр. По электрическому расчету (длительный ток нагрузки, режим работы) проверяется, не превышает ли нагрев цепи допустимых значений (обычно +70°C). Окончательно выбирается калибр, удовлетворяющий обоим условиям.
Каковы основные причины выхода из строя тяговых цепей в контактной сети?
Существуют ли современные аналоги ГОСТ 19185-73?
ГОСТ 19185-73 остается действующим основным стандартом. Его современные аналоги – это, как правило, корпоративные технические условия (ТУ) заводов-изготовителей, которые часто ужесточают отдельные параметры базового ГОСТа (например, точность изготовления, качество поверхности). Международные стандарты прямого аналога не имеют, но могут использоваться стандарты на стальные калиброванные цепи общего назначения (например, из семейства ISO 1834, ISO 3075), которые, однако, не учитывают специфику применения в качестве токопровода.