Самое старое изображение приводной цепи найдено среди эскизов знаменитого изобретателя Леонардо да Винчи. Исследователи датируют схематичный рисунок механизма серединой 1490-х гг. Увы, гениальная мысль в очередной раз опередила технологический прогресс: до появления нержавеющей стали, необходимой для производства цепей, оставалось ещё четыре века.
Первую в мире рабочую приводную цепь изготовил выходец из Швейцарии, британский инженер и промышленник Ханс Ренольд в 1880 году. В наши дни эти устройства изготовляют предприятия во всем мире. Приобрести комплектующие для приводных цепей можно и у российского производителя «НПК «ОборонМетХим».
Больше материалов о металле, сырье и оборудовании
Просьба поставить отметку «Нравится» и подписаться на канал ООО «НПК «ОборонМетХим». Стараясь интересно рассказать о собственном производстве и логистике, мы всегда рады вашим оценкам и обратной связи!
Другая статья на тему машиностроения — о материале для тормозной системы:
Зачем нужны приводные цепи
Приводная цепь — это конструкция, посредством которой механическая энергия передается с ведущего вала на ведомый в цепных передачах. Она состоит из множества одинаковых по размеру элементов — звеньев, соединенных друг с другом шарнирами. Именно наличие шарниров обеспечивает достаточную гибкость и подвижность приводной цепи.
Кратко поясним: цепная передача — это способ передачи вращения между параллельными валами. Простейший вариант представляет собой две звездочки, на зубцы которых надета гибкая цепь. Если у вас есть велосипед, то принцип действия цепной передачи вам хорошо известен.
Различают три типа цепных передач. Грузовые нужны для перемещения грузов в вертикальном направлении со скоростью не более 0,5 м/с. Тяговые отличаются большим шагом цепи, используются в основном для горизонтальной транспортировки грузов со скоростью 2–4 м/с. Приводные — самый распространенный, универсальный и долговечный тип передач, с высокой износоустойчивостью. Он предназначен для передачи энергии в широком диапазоне скоростей с сохранением постоянной величины передаточного отношения.
Цепные передачи применяют:
- на производстве транспортировочных устройств (конвейеров, экскаваторов, эскалаторов),
- в автомобилестроении и приборостроении;
- в мебельной, фармацевтической, нефтегазовой и химической отраслях;
- в сельском хозяйстве.
Это наиболее рациональный способ передавать вращательное движение на расстояние до 8 метров без проскальзывания. Обычно цепные передачи используют при мощности двигателя до 120 кВт и скорости до 15 м/с, но некоторые связующие механизмы работают даже с источниками энергии в 5000 кВт и развивают скорость до 30 м/с.
Цепные передачи отличаются высоким КПД (96–98 %) и применяются не только в средствах передвижения, но и для перемещения, подъема и волочения тяжелых грузов.
Виды промышленных приводных цепей
В зависимости от типа конструкции приводные цепи подразделяют на три категории — зубчатые, втулочные и роликовые.
Зубчатые включают пластины двух типов: основные (сопряженные с зубцами «звездочки» за счет плоских боковых поверхностей) и направляющие (их назначение — центровка цепи относительно «звездочки»). Подвижные шарниры выполнены в форме призм. Зубчатые цепи сложнее в производстве и обладают большей массой, чем роликовые, зато они демонстрируют более высокую скорость движения (до 40 м/с), почти идеальную плавность хода и точность вращения, к тому же работают почти бесшумно. Зубчатыми цепями оснащают металлургические станки, текстильные машины, моторные транспортные средства.
Втулочные цепи похожи по конструкции на роликовые; их отличает отсутствие собственно ролика, увеличенный диаметр прутков и валиков и расширенная площадь шарнира. Они применяются в неблагоприятных условиях, где первоочередное значение имеет надежность — к таковым относятся повышенная влажность, постоянное содержание промышленной пыли и грязи в атмосфере.
Роликовые состоят из двух видов звеньев: внутренних и внешних. Многорядные роликовые цепи обладают большей несущей способностью, чем однорядные. Они отличаются хорошим сопряжением, низким расходом энергии на трение и широтой возможных модификаций (2–4 ряда, разные размеры пластин). Такие цепи устанавливают на тяжелые машины промышленного назначения, индустриальные конвейерные линии для транспортировки сыпучих и массивных цельных грузов, буровые установки, подъемную технику.
Звенья роликовой приводной цепи
Основную длину цепи роликового типа составляют внешние и внутренние звенья, расположенные через одно. Внешнее представляет собой пару параллельных пластин, жестко скрепленных двумя неподвижными валиками («пинами»). Внутреннее звено образовано парой пластин и двумя втулками, на которые надеты свободно вращающиеся ролики.
Соединительное звено — это своеобразный «замок», предназначенный для совмещения внутренних деталей передающего механизма. Именно оно превращает цепь в сплошное «кольцо». Ещё одна функция соединительного звена — монтаж роликовой цепи на «звездочки» в горизонтальных и вертикальных приводах. Благодаря наличию шплинта и пружинного зажима эти детали легко заменить в случае износа.
Переходное звено требуется для или уменьшения длины приводной цепи на один шаг в случае, если она состоит из нечетного числа элементов. Такое изделие состоит из двух пластин, переходного валика и шплинта для фиксации. Как и соединительные, переходные звенья могут быть приобретены отдельно и при необходимости встроены в роликовую цепь.
Как делают приводные цепи
Требования к качеству роликовых и втулочных приводных цепей изложены в ГОСТ 13568-2017 (взамен ГОСТ 13568-97). Для изготовления пластин используют среднеуглеродистую или легированную сталь марки 30ХН3А, 40Х, 40ХН, 45 или 50 твердостью от 40 до 50 HRC. Ролики, втулки, призмы и валики производят из цементируемых сталей 15, 15Х, 20, 20Х, 12ХНЗ, 20Х, 20ХИЗА, ЗОХНЗ, закаленных до твердости 55–65 HRC. Диффузное хромирование и газовое цианирование шарниров в несколько раз увеличивает ресурс прочности цепей. Ещё один эффективный метод улучшения качества стали — дробеструйная обработка с последующим нанесением антикоррозионного покрытия.
Рассмотрим технологию изготовления наиболее популярного типа деталей — роликовой приводной цепи:
- Пластины выпускают из стальной ленты подходящей толщины методом штамповки. Специальное оборудование (многопозиционные и многорядные штампы) позволяют добиться строгого соответствия диаметра отверстий, в которые будут вставлены втулка и валик.
- Втулки обычно производят методом сворачивания стальной ленты, но иногда (например, для цепей с широким шагом) берут готовую трубу точного размера.
- Валики делают из стальной проволоки, предварительно прошедшей обработку на волочильном станке в целях обеспечения необходимого внешнего диаметра по всей длине.
- Ролик выпасают как цельнометаллическую деталь из отрезка трубы или прутка.
Перед сборкой все элементы приводной цепи подвергают механической обработке для удаления заусенцев и шероховатостей. Термическую обработку выполняют в два этапа: сначала металл закаляют при температуре 850 °C, затем «отпускают» при 300 °C для снятия избыточного напряжения и предотвращения растрескивания. Готовые детали протирают и снимают с них окалину. Приводные цепи с небольшим шагом собирают на автоматизированных станках, с широким шагом — с помощью гидравлических прессов.
Каждая партия цепей общей протяженностью не более 1000 метров проходит приемо-сдаточные испытания. Контролеры проверяют комплектность, соответствие размерам и требуемой массе, качество термообработки и степень подвижности шарнирных соединений. Удостовериться в достаточной прочности приводных цепей помогают испытания на специальных разрывных машинах.
Как выбрать приводную цепь для конкретного оборудования
Главным критерием работоспособности приводной цепи считают износостойкость её шарниров. В ходе экспериментов было установлено, что величина нагрузки, которую может выдержать цепь, прямо пропорциональна давлению в шарнирах, а долговечность — обратно пропорциональна.
К основным параметрам приводных цепей машин и механизмов относятся:
- ширина шага (расстояние между центрами соседних штифтов);
- ширина ролика (интервал между внутренними пластинами);
- диаметр ролика;
- габариты внешней и внутренней пластин;
- предельная разрушающая нагрузка, измеренная в килоньютонах.
Иногда требуется учесть также длину и диаметр валика, размеры валика соединительного звена, а для многорядных цепей — величину поперечного шага.
Существенно продлить срок службы цепи, смягчить удары звеньев о зубья звездочки и уменьшить степень нагрева можно с помощью смазки. При скорости до 10 м/с применяют погружение цепи в масляную ванну, от 6 до 12 м/с — метод разбрызгивания (масло стекает на цепь со специальных щитков или выступов). Для высокоскоростных цепей предпочтительнее циркуляционное струйное смазывание насосом, а в стесненных условиях — центробежная циркуляционная подача масла непосредственно на цепь через валы и каналы в звездочках.
Где заказать приводные цепи и звенья по выгодной цене
Купить приводные цепи, соединительные и переходные звенья для них можно на сайте «НПК «ОборонМетХим». Качество деталей цепных передач, которые реализует наша компания, полностью соответствует российским и зарубежным стандартам качества. Мы по-человечески относимся ко всем клиентам: консультируем, подбираем оптимальный способ доставки, предоставляем рассрочку и скидки. Обращайтесь, мы всегда на связи!