Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Скиповые подъёмники являются ключевым элементом бетоносмесительных установок, обеспечивая вертикальную транспортировку инертных материалов – щебня, песка и других заполнителей бетонной смеси. Надёжность работы этих подъёмников напрямую зависит от качества применяемых роликовых цепей, которые работают в экстремальных условиях с высокими нагрузками, абразивным износом и загрязнением.
Компания Tsubaki, основанная в 1917 году, разработала специализированные серии усиленных роликовых цепей, которые обеспечивают повышенную долговечность и надёжность в условиях эксплуатации на бетонных заводах. Цепи RS серии HT специально спроектированы для тяжёлых условий работы скиповых подъёмников и других подобных механизмов.
Скиповый подъёмник представляет собой механизм вертикальной транспортировки сыпучих материалов, состоящий из следующих основных элементов:
Скип перемещается по вертикальным или наклонным направляющим, поднимая инертные материалы на высоту загрузки бетоносмесителя. Типичная высота подъёма составляет от 4 до 12 метров, скорость движения – 18-20 метров в минуту. Цикл работы включает загрузку ковша в нижнем положении, подъём по направляющим, автоматическую разгрузку в верхней точке и возврат в исходное положение.
Применение скиповых подъёмников на бетонных заводах обусловлено рядом технических и экономических преимуществ:
Цепи скиповых подъёмников работают в режиме повторно-кратковременных нагрузок с высокой частотой циклов. За рабочую смену подъёмник выполняет от 200 до 400 циклов подъёма-опускания, что соответствует производительности бетонного завода 50-180 м³/час. При загрузке ковша массой 2-3 тонны инертных материалов цепь испытывает существенные динамические нагрузки при разгоне и торможении.
Эксплуатация цепей на бетонных заводах осуществляется в крайне неблагоприятных условиях, которые значительно ускоряют износ:
Цементная и минеральная пыль, образующаяся при транспортировке щебня и песка, проникает в зазоры между роликами, втулками и штифтами цепи. Твёрдые частицы размером от 10 до 100 мкм действуют как абразив, вызывая интенсивное истирание контактных поверхностей шарниров. Абразивный износ является основной причиной удлинения цепи и потери работоспособности.
Концентрация пыли в зоне работы скипового подъёмника может достигать 50-150 мг/м³, что в десятки раз превышает допустимые санитарные нормы для производственных помещений. При отсутствии защитных кожухов и эффективных систем пылеулавливания пыль беспрепятственно проникает во все узлы цепной передачи.
При загрузке ковша крупнофракционным щебнем возникают ударные воздействия на конструкцию подъёмника и цепь. Многократные ударные нагрузки вызывают усталостное разрушение пластин и заклёпочных соединений.
Запылённая среда затрудняет эффективную смазку цепи. Пыль, смешиваясь со смазочным материалом, образует абразивную пасту, которая ускоряет износ вместо его замедления. Открытое расположение цепи способствует быстрому вымыванию и высыханию смазки.
Компания Tsubaki разработала линейку усиленных роликовых цепей стандарта ANSI, специально предназначенных для работы в условиях высоких нагрузок, абразивного износа и ограниченного технического обслуживания. Для скиповых подъёмников бетонных заводов рекомендуются следующие серии:
Все показатели приведены относительно стандартных цепей серии ANSI G8. Для скиповых подъёмников наиболее оптимальным соотношением характеристик обладает серия HT, которая обеспечивает достаточный запас прочности при умеренной стоимости.
Цепи серии HT разработаны специально для низкоскоростных применений в условиях высоких нагрузок и абразивного износа. Серия обеспечивает на 19% более высокую прочность на растяжение по сравнению со стандартными цепями ANSI G8 благодаря применению следующих технологических решений:
Толщина пластин соответствует пластинам цепи следующего большего размера в серии ANSI G8. Например, цепь RS80-HT имеет толщину пластин, равную толщине пластин цепи RS100 стандартной серии. Это обеспечивает повышенную усталостную прочность и стойкость к ударным нагрузкам.
Штифты цепей серии HT подвергаются объёмной термической обработке – закалке насквозь, что повышает их износостойкость и прочность. Применяется высокоуглеродистая сталь с последующей закалкой при высоких температурах. Штифты выполняются с четырёхсторонней заклёпкой для надёжной фиксации пластин.
В отличие от стандартных цепей, где применяются гнутые втулки, серия HT использует сплошные бесшовные втулки. Втулки изготавливаются с высокой точностью для обеспечения идеальной цилиндрической формы, что минимизирует зазоры и снижает износ в шарнирах. Применение сплошных втулок удваивает срок службы цепи до износа по сравнению с предыдущими сериями.
Для цепи RS100-HT (шаг 31,75 мм):
Запас прочности рассчитывается как отношение разрушающей нагрузки к максимальной рабочей нагрузке. При массе груженого скипа 3 тонны и двухветвевой подвеске запас прочности составит: 130900 Н / (30000 Н / 2) = 8,7, что обеспечивает безопасную эксплуатацию с учётом динамических нагрузок.
Серия HT производится в широком диапазоне размеров для различных применений на бетонных заводах:
Для скиповых подъёмников средней производительности (50-100 м³/час) наиболее часто применяются цепи RS100-HT и RS120-HT. Для крупных установок с производительностью выше 150 м³/час рекомендуются цепи RS140-HT и RS160-HT.
Приводная роликовая цепь состоит из последовательно соединённых звеньев двух типов – внутренних и наружных, образующих гибкую замкнутую систему. Каждое звено выполняет определённую функцию в передаче усилия и обеспечении надёжности цепной передачи.
Состоят из двух наружных пластин и двух штифтов (валиков), запрессованных в отверстия пластин. Штифты являются основными нагруженными элементами, воспринимающими растягивающее усилие. Наружные пластины выполняют функцию жёсткого каркаса, удерживающего штифты на заданном расстоянии и передающего усилие между звеньями.
Образованы двумя внутренними пластинами, в которые запрессованы втулки. Втулки надеваются на штифты наружных звеньев с минимальным зазором, образуя шарнирное соединение. На каждую втулку свободно посажен ролик, который при зацеплении цепи со звёздочкой катится по поверхности зуба, снижая трение и износ.
Втулки в цепях серии HT изготавливаются сплошными (бесшовными) с применением точной механической обработки. Внутренняя поверхность втулки обрабатывается до достижения высокой чистоты, что минимизирует трение в паре штифт-втулка. Наружная поверхность втулки служит опорой для ролика.
Ролики свободно вращаются на втулках и имеют термически обработанную поверхность для повышения износостойкости. При работе цепи ролики катятся по впадинам зубьев звёздочки, обеспечивая трение качения вместо трения скольжения. Это значительно снижает износ как самой цепи, так и звёздочек.
Для замыкания цепи в кольцо применяются специальные соединительные звенья. Цепи серии HT комплектуются полузапрессованными соединительными звеньями, которые позволяют производить сборку и разборку цепи без специального оборудования. Для размеров от RS80-HT до RS200-HT используются соединительные звенья со шплинтами. Для цепи RS240-HT применяется пружинный штифт для фиксации соединительного звена.
Для передачи повышенных нагрузок применяются многорядные цепи, состоящие из двух, трёх или четырёх параллельных рядов, соединённых общими штифтами. Многорядные цепи серии HT изготавливаются по специальному заказу с указанием требуемой рядности. Применение многорядных цепей позволяет распределить нагрузку между несколькими рядами и увеличить передаваемую мощность без изменения габаритов привода.
Для работы с цепями серии HT необходимо применять звёздочки, соответствующие следующим требованиям:
Закалка зубьев звёздочек является критически важным требованием при работе с усиленными цепями. Применяется технология закалки токами высокой частоты (ТВЧ), которая обеспечивает следующие преимущества:
Для звёздочек с малым числом зубьев (менее 20) закалка зубьев является обязательной, так как каждый зуб чаще входит в зацепление с цепью и испытывает повышенные циклические нагрузки. При работе с абразивной пылью незакалённые зубья быстро изнашиваются, что приводит к проскакиванию цепи и аварийной остановке подъёмника.
При проектировании цепной передачи скипового подъёмника необходимо правильно подобрать число зубьев ведущей и ведомой звёздочек. Меньшее число зубьев обеспечивает большее передаточное отношение, но ускоряет износ цепи из-за большего угла изгиба в зоне зацепления. Рекомендуемое минимальное число зубьев ведущей звёздочки:
Для низкоскоростных приводов скиповых подъёмников:
Диаметр делительной окружности звёздочки рассчитывается по формуле:
D = p / sin(180° / z)
где p – шаг цепи (мм), z – число зубьев
Пример: для цепи RS100-HT (p = 31,75 мм) при z = 19:
D = 31,75 / sin(180° / 19) = 31,75 / 0,163 = 194,8 мм
Помимо цепных передач, в конструкции скиповых подъёмников и другого оборудования бетонных заводов применяются различные типы подшипников, обеспечивающих надёжную работу вращающихся узлов:
Для конвейерного оборудования:
При подборе роликовой цепи для скипового подъёмника необходимо учитывать следующие факторы:
Рассчитывается исходя из максимальной массы груженого скипа с учётом динамических коэффициентов. Для подъёмников с плавным пуском динамический коэффициент составляет 1,3-1,5, для систем с резким стартом – 1,8-2,0. Цепь должна выдерживать максимальную нагрузку с запасом прочности не менее 7-10.
Цепи серии HT оптимизированы для работы на скоростях до 50 метров в минуту. Скиповые подъёмники обычно работают в диапазоне 15-25 м/мин, что находится в рекомендуемом диапазоне. При более высоких скоростях следует рассматривать другие серии цепей.
Степень запылённости, температурный режим, возможность регулярного технического обслуживания. Для особо тяжёлых условий с высокой концентрацией абразивной пыли рекомендуется применение цепей SUPER или SUPER-H серий.
Правильный монтаж цепи имеет критическое значение для обеспечения надёжной работы скипового подъёмника:
Натяжение цепи регулируется изменением межосевого расстояния или с помощью натяжного устройства. Правильное натяжение обеспечивает стрелу провисания ненагруженной ветви цепи в пределах 2-4% от межосевого расстояния. Чрезмерное натяжение увеличивает нагрузку на подшипники и ускоряет износ цепи. Недостаточное натяжение приводит к проскакиванию цепи на звёздочках и ударным нагрузкам.
Регулярное техническое обслуживание значительно продлевает срок службы цепи:
Несмотря на запылённую среду, смазка цепи остаётся необходимой операцией. Рекомендуется применение густых смазочных материалов с высокой адгезией и противозадирными присадками. Смазка наносится на внутренние поверхности роликов и втулок, избегая попадания на наружные пластины, чтобы минимизировать налипание пыли. Периодичность смазки – каждые 100-150 моточасов работы или еженедельно при интенсивной эксплуатации.
Износ цепи контролируется измерением удлинения участка цепи под нагрузкой. Предельно допустимое удлинение составляет 1,5-2% от первоначальной длины. При достижении этого значения цепь подлежит замене, так как дальнейшая эксплуатация приведёт к ускоренному износу звёздочек и возможному разрыву.
Периодическая очистка цепи от налипших загрязнений продлевает её ресурс. Очистку следует производить с помощью щётки и растворителя, удаляя абразивную пасту из зоны шарниров. После очистки обязательно нанесение свежей смазки.
Цепь подлежит немедленной замене при обнаружении следующих дефектов:
Цепи серии HT имеют три ключевых отличия от стандартных цепей ANSI G8. Первое – это увеличенная толщина пластин звеньев, соответствующая пластинам цепи следующего большего размера, что обеспечивает на 19% более высокую прочность на разрыв. Второе – применение закалённых насквозь штифтов из высокоуглеродистой стали, что повышает износостойкость шарниров. Третье – использование сплошных прецизионных втулок вместо гнутых, что удваивает срок службы цепи до износа. Эти конструктивные решения делают серию HT оптимальной для низкоскоростных тяжёлых применений, таких как скиповые подъёмники бетонных заводов.
Закалка зубьев звёздочек необходима из-за специфических условий работы на бетонных заводах. Абразивная пыль, содержащая твёрдые частицы цемента и минералов, постоянно присутствует в рабочей зоне и попадает в зону контакта между роликами цепи и зубьями звёздочек. Незакалённые зубья из стали марки C45 имеют твёрдость около HB 200, что недостаточно для сопротивления абразивному износу. Закалка токами высокой частоты повышает твёрдость поверхности зубьев до HRC 42-48 на глубину 2-4 мм, что в 2-3 раза увеличивает срок службы звёздочек. Особенно критична закалка для ведущих звёздочек с малым числом зубьев, где каждый зуб испытывает повышенные циклические нагрузки.
Износ цепи определяется измерением её удлинения под натяжением. Рабочий участок цепи длиной 1 метр измеряется в начале эксплуатации и периодически контролируется в процессе работы. Предельно допустимое удлинение для приводных роликовых цепей составляет 1,5-2% от первоначальной длины. Для участка длиной 1000 мм это означает увеличение до 1015-1020 мм. При достижении этого значения цепь подлежит обязательной замене, так как дальнейшая эксплуатация приведёт к нарушению зацепления со звёздочками, проскакиванию и возможному разрыву под нагрузкой. Дополнительными признаками критического износа являются видимые трещины на пластинах, деформация роликов, повышенный уровень шума и вибрации при работе.
Для однорядных цепей серии HT допускается использование стандартных звёздочек ANSI, так как размеры цепи HT соответствуют стандарту. Однако необходимо соблюдать два важных требования. Первое – материал звёздочек должен быть конструкционная сталь марки C45 или выше, что обеспечивает достаточную прочность для работы с усиленной цепью. Второе – зубья звёздочек, особенно при малом их числе (менее 20), должны быть подвергнуты термической обработке до твёрдости HRC 42-48. Использование незакалённых звёздочек приведёт к быстрому износу зубьев в условиях абразивной пыли. Для многорядных цепей HT требуются специальные звёздочки увеличенной ширины, которые изготавливаются по индивидуальному заказу.
Для смазки цепей скиповых подъёмников рекомендуются густые пластичные смазки с высокой адгезией и противозадирными присадками. Оптимальными являются литиевые смазки класса NLGI 2 с добавлением дисульфида молибдена или графита, например Литол-24, Фиол-2У или их импортные аналоги. Эти смазки обладают хорошей устойчивостью к вымыванию и высыханию, сохраняют работоспособность в широком диапазоне температур. Жидкие масла для данных условий не рекомендуются, так как они быстро стекают с цепи и смешиваются с пылью, образуя абразивную пасту. Важно наносить смазку точечно на внутренние поверхности шарниров, избегая покрытия наружных элементов, что минимизирует налипание пыли. Периодичность смазки – каждые 100-150 моточасов или еженедельно при интенсивной эксплуатации.
Запас прочности цепи определяется как отношение разрушающей нагрузки к максимальной рабочей нагрузке с учётом динамических коэффициентов. Для скиповых подъёмников с плавным пуском рекомендуемый запас прочности составляет не менее 7-10. При резком пуске или частых реверсах запас должен быть увеличен до 10-12. Например, при максимальной массе груженого скипа 3 тонны, двухветвевой подвеске и динамическом коэффициенте 1,5, максимальная нагрузка на одну ветвь составит 3000 кг × 1,5 / 2 = 2250 кг или 22,5 кН. Для обеспечения запаса прочности 8-10 требуется цепь с разрушающей нагрузкой не менее 180-225 кН, что соответствует цепи RS100-HT или RS120-HT. Недостаточный запас прочности может привести к разрыву цепи при перегрузке или заклинивании механизма.
Цепи серии HT оптимизированы для работы на скоростях до 50 метров в минуту, что связано с их конструктивными особенностями. Увеличенная толщина пластин и массивные штифты повышают общую массу цепи, что при высоких скоростях приводит к увеличению центробежных сил и динамических нагрузок в зоне набегания цепи на звёздочку. Сплошные втулки, обеспечивающие высокую износостойкость, имеют большую площадь контакта со штифтами, что увеличивает потери на трение при высокочастотном шарнирном движении. При низких скоростях, типичных для скиповых подъёмников (15-25 м/мин), эти факторы не критичны, и серия HT демонстрирует оптимальное сочетание высокой прочности, износостойкости и долговечности. Для высокоскоростных применений рекомендуются облегчённые серии цепей с оптимизированной геометрией шарниров.
Замена звёздочек при установке новой цепи зависит от степени их износа. Если износ зубьев звёздочек не превышает 10% от первоначальных размеров, допускается установка новой цепи на имеющиеся звёздочки. Износ оценивается визуально по изменению профиля зубьев – появлению острых кромок, несимметричности профиля, увеличению шага между зубьями. Однако работа новой цепи на изношенных звёздочках приведёт к ускоренному износу цепи, так как изменённый профиль зубьев создаёт неравномерную нагрузку на ролики и шарниры. При значительном износе звёздочек (более 10-15%) рекомендуется их замена одновременно с заменой цепи. Это обеспечит оптимальное зацепление, минимальный уровень шума и вибрации, максимальный срок службы новой цепи. Особенно важна замена ведущих звёздочек с малым числом зубьев, которые испытывают наибольшие нагрузки.
Роликовые цепи Tsubaki серии HT представляют собой оптимальное решение для скиповых подъёмников бетонных заводов, работающих в условиях высоких нагрузок, абразивного износа и запылённости. Усиленная конструкция с увеличенной толщиной пластин, закалёнными штифтами и сплошными втулками обеспечивает на 19% более высокую прочность и двукратное увеличение срока службы по сравнению со стандартными цепями.
Правильный подбор типоразмера цепи с учётом рабочих нагрузок, применение закалённых звёздочек из качественной стали, регулярное техническое обслуживание с контролем износа и своевременной смазкой позволяют обеспечить надёжную безаварийную работу скипового подъёмника на протяжении всего расчётного срока службы оборудования.
Отказ от ответственности:
Данная статья носит исключительно ознакомительный и информационно-справочный характер. Представленная информация основана на общедоступных технических данных и предназначена для ознакомления специалистов с конструктивными особенностями и областями применения роликовых цепей Tsubaki.
Автор не несёт ответственности за любые последствия, возникшие в результате использования информации из данной статьи. Все расчёты, подбор оборудования, проектирование и монтаж цепных передач должны выполняться квалифицированными инженерами с учётом конкретных условий эксплуатации, требований нормативной документации и рекомендаций производителей оборудования.
Перед принятием технических решений необходимо обратиться к официальной технической документации производителей, действующим стандартам и нормативам, а также проконсультироваться со специалистами в области проектирования приводных систем.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.