Цепные передачи, применение

Цепная передача отличается значительной нагрузочной способностью, небольшой чувствительностью к механическим воздействиям. Это возможно, благодаря особенностям ее устройства.

Цепная передача используется для того, чтобы передавать механическую энергию благодаря силам зацепления цепи. Это простая в эксплуатации, экономичная и универсальная в применении конструкция.

Область применения

Возможности цепных передач, используемых на сегодняшний день, достаточно велики. Они способны к передаче значительных мощностей (около 5 000 кВт) при довольно высокой скорости от 25 до 30 м/с.

Цепные передачи сегодня применяются в таких областях:

• при наличии строгих ограничений по размерам;
• при межосевых средних промежутках, когда зубчатым передачам нужны промежуточные ступени либо паразитные зубчатые колеса. При этом нет необходимости получить требуемое передаточное отношение;
• когда требуется работа без появления проскальзывания, поскольку оно мешает использованию клиноременной передачи.

Чаще всего цепные передачи, мощность которых не превышает 120 кВт, используются при окружной скорости не более 15 м/с.

Также повсеместное распространение получили цепные передачи в приспособлениях для транспортировки (они являются составляющей конвейеров, элеваторов, мотоциклов, велосипедов), во многих сферах машиностроения для горнорудной, нефтепромышленной, химической отрасли. Кроме того, применяются они в приводах сельхоз-оборудования, станков.

В машиностроительной отрасли используются не только цепные приводы, но и цепные устройства. Такое приспособление представляет собой цепную передачу с функционирующими элементами в различных машинах – элеваторах, экскаваторах и транспортерах.

Стандартный вид ответственной цепной передачи – конструкция, защищенная прочным корпусом, выполняющим функции масляной ванны.

Материалы цепей

Тот материал, из которого сделана цепь и вид ее термической обработки, играют главнейшую роль для возможности длительной эксплуатации.

Чаще всего материалом для изготовления пластин служат среднеуглеродистые, либо легированные закаливаемые стали. Затем они, исходя из сферы предполагаемого дальнейшего использования цепи, проходят закалку. Необходимая твердость, которая должна быть у этих элементов: от 40 до 50 HRCэ. Для изготовления валиков, призм, шарниров и втулок в основном используются цементируемые виды стали, которые затем закаляют до достижения ими твердости в пределах от 55 до 65 HRCэ.

Сегодня к цепным передачам применяются высокие требования, в связи с чем они все чаще изготавливаются из легированной стали. Для большей эффективности рабочие стороны шарниров подвергаются газовому цианированию, а диффузионное хромирование помогает во много раз усилить ресурс всей конструкции. Для набора пластинами, используемыми в роликовых цепях нужной усталостной прочности, края отверстий обжимаются. Также высокой результативности удается добиться дробеструйной обработкой.

Необходимая длительность функционирования цепных передач, которые устанавливаются в стационарные устройства, должна находиться в диапазоне 10000 -15000 часов.

Потери на трение. Конструирование передач

Функционирование цепных передач неизбежно сопровождается появлением потерь на трение:

1. в шарнирах
2. в опорах
3. между пластинами
4. между звездочкой и звеньями цепи

Первые два типа потерь можно назвать основными. Также к потерям на трение добавляются и потери, образующиеся от разбрызгивания масла, однако значительными их назвать нельзя.

Цепные передачи располагаются в устройствах таким образом, что цепь движется в определенной плоскости. Стоит отметить, что обе звездочки – как ведомая, так и ведущая, могут находиться в различном положении по высотке относительно друг друга. Лучшая конструкция цепной передачи – расположение, при котором ведущая звездочка относительно ведомой расположена в горизонтальной плоскости, но с небольшим углом наклона (менее 45°). Встречаются конструкции и с вертикально расположенными относительно друг друга элементами, но в таком случае необходимо усиленно регулировать натяжение цепи. В зависимости от особенностей оборудования, в котором используется цепная передача, ведущей может быть либо нижняя, либо верхняя ветвь.

Натяжение цепей

Обычно у цепных передач существует возможность отрегулировать их натяжение, поскольку со временем цепь удлиняется и начинает провисать. Особенно высоким первичное натяжение должно быть при вертикальной конструкции цепной передачи. При горизонтальной либо наклонных конструкций цепь натягивается под воздействием собственной силы тяжести, но нужно следить, чтобы ее провисание находилось в пределах допустимых отклонений.

Регулировать натяжение цепи можно с помощью приспособлений, схожих с теми, которые используются при натяжении ремней. Это помогает устранить растягивание цепи, не превышающее двух звеньев. Если цепь растянута сильнее, проводится удаление лишних звеньев. Стоит отметить, что если шаг цепи возрос из-за изношенных шарниров, натяжение не решит эту проблему.

Оптимально, когда местонахождение регулирующих звездочек и роликов совпадает с участками максимального провисания ведомой ветви в цепной передаче. В ряде случаев возможна установка их на ведущую ветвь, желательно – на внутреннюю поверхность. Так, они смогут функционировать в качестве оттяжных. Движение регулирующих роликов и звездочек в цепных передачах такое же, как у ременных передач. Перемещение происходит с помощью винта, пружины, либо груза. Чаще всего используются такая конструкция звездочки, в которой есть эксцентрическая ось, а ее, в свою очередь, поджимает пружина в виде спирали.

Есть данные, свидетельствующие, что вполне успешно используются цепные передачи с роликовыми цепями улучшенного качества в картерах закрытого типа, при условии нормального смазывания с зафиксированными осями звездочек. При этом не требуется использование дополнительных натяжных устройств.