Особенности конструкции, размеры и обозначения роликовых приводных цепей

 В конструкции многих машин и механизмов в качестве привода используют роликовые цепи. Гибкая тяга соединяет звездочку на ведущем валу и ведомую звездочку на исполнительном механизме. Размеры звездочек могут быть разными, но шаг зубьев одинаковый. Если ведомая звездочка больше, чем ведущая, то скорость вращения ведомого вала меньше, чем ведущего, но зато получается выигрыш в силе. При обратном соотношении достигается выигрыш в скорости, но усилие уменьшается.

Цепи приводные роликовые используют машиностроители всего мира. Существует три популярных стандарта, нормирующих эксплуатационные характеристики:

• ГОСТ13568-97;

• ISO/R606;

• ANSIB29.1M.

Первый документ используется в России и странах СНГ, второй регламентирует продукцию европейских заводов, а ANSI применим в Америке и Канаде. Но четко разграничить географию применения цепей сложно. Глобализация экономики привела к тому, что, например, машины и механизмы американского производства широко используются в Европе и России, а российские также можно встретить в любой стране мира. Некоторые модели, изготовленных по разным стандартам, взаимозаменяемые. Если возникла необходимость замены цепи, нужно проверить по специальной таблице, можно ли использовать аналог, или заказывать оригинальную запчасть.

Особенности устройства

Цепи на роликах выпускают в однорядном, двухрядном и многорядном вариантах (до 5 рядов). Один из главных параметров выбора — шаг приводной цепи. Он должен идеально совпадать с шагом звездочки, иначе привод работать не будет. Цепь состоит из чередующихся звеньев соединенных последовательно. Узкие звенья расположены внутри, широкие — снаружи. Замыкает цепь соединительный элемент, по форме не отличающийся от звена (одинарного, или двойного). Звенья соединены штифтами, принимающими нагрузку от зубьев звездочки.

На штифтах расположены втулки и ролики, обеспечивающие плавное скольжение. Материал изготовления — специальные марки легированных или углеродистых сталей. Чем больше рядов, тем выше допустимая нагрузка. Для скоростных приводов выбирают преимущественно цепи в один или два ряда. У них меньше момент инерции, что снижает нагрузку на звездочки и валы.

Двухрядные цепи представляют собой две одинарные, звенья которых проходят параллельно и соединены удлиненным штифтом. Шаг цепи приводной роликовой двухрядной идентичный однорядной, регламентируется одним и тем же стандартом. Цепи с коротким шагом более гибкие, используются в механизмах с высокой скоростью движения, а длиннозвенные, в основном, устанавливают на машины, где требуется большое тяговое усилие.

Двухрядные цепи прочнее и позволяют развить бо́льшую скорость вращения. Преимущества перед однорядной:

• сниженный коэффициент трения;

• увеличенный КПД;

• возможность эксплуатации при температуре до +300 ^оС;

• скорость вращения до 30 м/с;

• низкое растяжение;

• увеличенная стойкость к нагрузкам на привод.

Сфера использования цепей на два рядя — промышленное оборудование, где необходима передача значительных усилий при сохранении высоких скоростей вращения валов. Но используют цепи приводные и в тихоходных механизмах — конвейерах и транспортерах, сельскохозяйственных машинах.

Как выбрать цепь по ГОСТ

В каждом из общепринятых стандартов, по которым изготавливают приводные цепи, применяют собственную систему обозначений. ГОСТ нормирует несколько параметров:

• шаг звена;

• диаметр ролика;

• расстояние внутреннее между пластинами;

• высоту пластины внутренней;

• предел допустимой нагрузки.

Для примера рассмотрим цепь ПР-8-4.6. Символы обозначают:

• ПР – цепь приводная роликовая;

• 8 – шаг 8 мм;

• 4,6 – предельная нагрузка на звено 4,6 кгс.

Специальные таблицы, по которым выбирают цепь, также показывают диаметры ролика и валика, толщину пластины и расстояние между пластинами. Фрагмент такой таблицы показан ниже:

Цепи ПР-12.7-18.2-1 и ПР-12.7-18.2 однорядные, отличаются только вариантом исполнения, который необходимо учитывать при выборе для конкретного механизма. Для ремонта привода часто возникает необходимость заказать комплектующие детали. Их также маркируют особым кодом, в котором прописаны главные характеристики. Например:

• СПР-12.7-900-2 — звено для соединения, шаг 12,7 мм;

• ППР-12.7-900-2 – переходное звено;

• П2ПР-12.7-900-2 — переходное сдвоенное звено.

Аналогичные таблицы разработаны для цепей в два ряда. На рядность указывает цифра 2 в начале кода. К примеру, 2ПР-12.7-31.8. Запасные части и комплектующие маркируют таким же кодом, как и для однорядных, например С-2ПР-15.875-4540. Диапазон шага цепи, изготовленной по ГОСТ, лежит в пределах 8 – 103,2 мм, что перекрывает практически все запросы производителей машин и механизмов самого разного назначения.

Обозначение приводов стандарта ISO606

Стандарт ISO606 в разных странах известный под кодами DIN8187 или BS. Основные характеристики цепей, выпущенных по одному из этих нормативов, полностью аналогичны другим. Диапазон шага европейских приводов роликового типа — 6 – 114,3 мм (0,236 – 4,5 дюйма). Диаметр штифтов несколько больше, чем у изделий по ГОСТ или американскому ANSI. Увеличенный диаметр соединительного штифта приводит к повышению прочности и износостойкости цепи.

В коде обозначения модели цепи используют три знака. Первый указывает на шаг, второй — на стандарт, третий описывает рядность. Для примера приведем цепь12В-2. Цифра 12 — это шаг в 12/16 дюйма, В – стандарт ISO606, 2 – два ряда. Размерность шага выбрана в долях дюйма, разделенного на 16 частей. Стандарт разрабатывался в Великобритании, где до сих пор используется так называемая «имперская» система мер, которая плохо соотносится с метрической, которая применяется в ГОСТ. Но ряд цепей все же взаимозаменяемые.

ANSI B29.1M

Это американский стандарт, который тоже базируется на имперской системе мер. Но не все цепи, изготовленные по ANSI B29.1M, аналогичны сделанным по DIN8187 и ISO606. Есть ряд существенных отличий:

• шаг от 0,25 до 3 дюймов;

• меньший диаметр штифта;

• более низкая износостойкость.

Также отличается маркировка цепи. Американцы выбрали единицей измерения не 16, а восьмую часть дюйма. Кроме того, указывается вариант изготовления (с роликом, или втулкой). Ролик маркируется цифрой 0, а втулка — 5. Код выглядит так: 60-2, что обозначает:

• шаг 6/8 дюйма (19,05 мм);

• 0 – роликовая цепь;

• 2 – два ряда.

При выборе цепи для замены привода на импортных и отечественных машинах пользуются специальной таблицей, показывающей наличие аналогов и соответствие размеров. Фрагмент такой таблицы приведен ниже:

Особенности применения

Приводные роликовые цепи — исключительно надежная и удобная в использовании конструкция. Высокая гибкость и прочность придают приводу гибкость и динамичность. Кроме передачи значительного усилия, приводная цепь позволяет быстро изменять скорость вращения вала, менять направление движения на противоположное, останавливать механизм под нагрузкой.

Одна из особенностей роликовых цепей — открытые пары трения. Для увеличения долговечности привода необходимо регулярно очищать звенья от грязи и смазывать их. Для ухода за цепью используют специальные консистентные смазки, проникающие внутрь роликов и валиков. Внешнюю сторону цепи вытирают насухо, чтобы снизить риск разбрызгивания масла и загрязнения за счет оседания пыли на поверхность.

При сильном загрязнении перед смазкой поверхность цепи промывают растворителями, или водным раствором поверхностно активных веществ (ПАВ). Ресурс цепи увеличивает использование специальных защитных кожухов, ограничивающих попадание грязи и пыли на поверхность звеньев и роликов. Для работы в сложных условиях изготавливают специальные цепи со стандартным шагом, но оснащенные сальниками двух видов: O-ring и X-ring. В первом варианте используются круглые резиновые кольца, во втором — фасонные уплотнители.

Такая конструкция увеличивает ресурс цепи, но и удорожает ее. Наличие сальниковых уплотнителей снижает гибкость привода, соответственно увеличивается диаметр ведущей и ведомой звездочек. Применимость таких моделей несколько ограничена, возможность использования привода в конкретном механизме необходимо проверять.

Все виды роликовых цепей требуют определенной силы натяжения и полного соответствия шагу звездочек. Если натяжение ослаблено, то удары роликов о зубья звездочки могут деформировать элементы звена. Это приводит к уменьшению скорости работы и увеличению потерь на преодоление силы трения. Роликовые приводы, преимущественно, используют в механизмах с относительно небольшой скоростью работы, хотя КПД их выше, чем втулочных.

В ассортименте изделий можно выбрать как разборные, так и неразборные виды. Первые используют в механизмах, где доступ к приводу затруднен. Они отличаются от неразборных тем, что наружные пластины замкнуты шплинтом или штифтом.