Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Пластинчатые питатели представляют собой важнейший элемент технологических линий горнодобывающих и обогатительных предприятий, предназначенный для равномерной подачи крупнокусковых материалов из бункеров в дробильное оборудование. Тяговый орган таких питателей — специализированные высокопрочные цепи, работающие в экстремальных условиях ударных и абразивных нагрузок. Согласно ГОСТ 588-81, номинальная разрушающая нагрузка тяговых пластинчатых цепей составляет от 28 до 900 кН, при этом для особо тяжелых условий эксплуатации производители изготавливают специальные кованые цепи с повышенной прочностью.
Пластинчатые цепи для карьерных питателей должны выдерживать динамические нагрузки от падения горной массы с высоты до 10 метров при массе отдельных глыб до 6 тонн, работать в условиях высокой запыленности, абразивного износа и температурных перепадов. Производители FB Chain и Tsubaki предлагают специализированные решения для тяжелонагруженного горнорудного оборудования.
Пластинчато-втулочные цепи типа 1 по ГОСТ 588-81 состоят из внутренних и наружных пластин, соединенных валиками через втулки. Конструкция обеспечивает распределение нагрузки между элементами шарнира и снижение износа трущихся поверхностей. Втулки изготавливаются из легированных сталей с последующей термической обработкой до твердости 45-52 HRC.
Роликовые цепи типа 2 по ГОСТ 588-81 дополнительно оснащены роликами, вращающимися на втулках. Ролики снижают коэффициент трения при движении цепи по направляющим и звездочкам, что особенно важно для питателей средней категории с производительностью до 1500 м³/час. Диаметр ролика выбирается из условия обеспечения площади контакта с беговой дорожкой и минимизации удельного давления.
Катковые цепи типов 3 и 4 применяются в тяжелых пластинчатых питателях для транспортировки крупнокускового материала плотностью до 2400 кг/м³. Катки большого диаметра обеспечивают стабильность движения полотна и равномерное распределение нагрузки на опорные ролики. Цепи типа 4 оснащены катками с ребордами, предотвращающими боковое смещение при работе питателя с углом наклона до 15 градусов.
Для особо тяжелых карьерных питателей с шириной полотна свыше 2000 мм применяются кованые цепи конструкции, аналогичной гусеничным цепям тяжелой техники. Звенья изготавливаются методом горячей ковки из высокопрочных легированных сталей с содержанием углерода 0,35-0,45%. Пальцы и втулки подвергаются объемной закалке с последующим отпуском. Такие цепи изготавливаются по техническим условиям производителей и могут превышать стандартный диапазон разрушающих нагрузок по ГОСТ 588-81, достигая значений 1000-1500 кН для специальных применений в горнодобывающей промышленности.
Компания FB Chain производит широкую номенклатуру конвейерных и тяговых цепей, включая кованые конструкции для карьерного оборудования. Продукция FB Chain характеризуется применением высокопрочных сталей с пределом прочности на растяжение свыше 800 МПа и использованием передовых технологий термической обработки.
Кованые цепи FB Chain для пластинчатых питателей изготавливаются из заготовок, полученных горячей штамповкой, что обеспечивает мелкозернистую структуру металла и отсутствие внутренних дефектов. Все компоненты проходят контроль качества, а готовые цепи испытываются при нагрузках, составляющих 120% от номинальной разрушающей нагрузки.
Tsubaki является одним из мировых лидеров в производстве приводных и тяговых цепей, предлагая решения серий Super и Super-H для тяжелонагруженных применений. Цепи Tsubaki для пластинчатых питателей отличаются применением технологии кольцевой чеканки внутренних пластин, создающей пластическую деформацию вокруг отверстий и повышающей усталостную прочность.
Втулки цепей Tsubaki оснащены продольными канавками для смазки, обеспечивающими равномерное распределение смазочного материала по всей длине шарнира. Пальцы подвергаются сквозной закалке с последующей высокотемпературной обработкой, повышающей вязкость и стойкость к ударным нагрузкам.
На дробильно-сортировочном комплексе карьера по добыче известняка установлены пластинчатые питатели тяжелого типа с цепями Tsubaki шагом 315 мм и разрушающей нагрузкой 630 кН. После 24 месяцев непрерывной эксплуатации при транспортировке материала крупностью до 900 мм износ пальцев составил 8%, что соответствует остаточному ресурсу более 250 тысяч моточасов.
Разрушающая нагрузка — основной параметр тяговой цепи, определяющий максимальное усилие, при котором происходит разрыв цепи. Согласно ГОСТ 588-81, номинальная разрушающая нагрузка тяговых пластинчатых цепей варьируется от 28 до 900 кН. Специализированные цепи для карьерных питателей, изготавливаемые по техническим условиям производителей, могут иметь более высокие показатели разрушающей нагрузки.
Формула: Sр = k · Smax
где:
Пример расчета: При максимальном натяжении цепи 120 кН и коэффициенте запаса 6, требуемая разрушающая нагрузка составляет Sр = 6 × 120 = 720 кН. Выбирается цепь с номинальной разрушающей нагрузкой 800 кН.
Шаг цепи определяет расстояние между осями соседних шарниров и выбирается в соответствии с нормальным рядом по ГОСТ 588-81: 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000 мм. Увеличение шага позволяет повысить разрушающую нагрузку при сохранении общей массы цепи, но требует применения звездочек с большим числом зубьев для обеспечения плавности хода.
ГОСТ 588-81 «Цепи тяговые пластинчатые. Технические условия» устанавливает четыре типа цепей в зависимости от конструкции шарнира: тип 1 — втулочные, тип 2 — роликовые, тип 3 — катковые с гладкими катками с подшипниками скольжения, тип 4 — катковые с ребордами на катках с подшипниками скольжения. По конструкции каждый тип может изготавливаться в трех исполнениях:
Неразборные цепи соединяются клепкой валиков, разборные — с помощью разрезных штифтов или ригелей. Для соединения отрезков неразборных цепей применяются соединительные звенья со съемными пластинами.
Пластины цепей изготавливаются из конструкционных сталей марок 40, 45, 50 по ГОСТ 1050 или легированных сталей 40Х, 45Г по ГОСТ 4543. Для повышения прочности и износостойкости пластины подвергаются закалке с последующим отпуском до твердости 40-48 HRC. Валики, втулки и ролики изготавливаются из сталей 20Х, 20ХН с цементацией и закалкой поверхностного слоя на глубину 1,5-2,5 мм до твердости 56-62 HRC.
Каждая партия цепей подвергается испытаниям на разрыв на универсальных разрывных машинах. Фактическая разрушающая нагрузка должна быть не менее номинальной. Длина отрезка цепи измеряется при нагрузке, равной 2% от разрушающей нагрузки. Отклонение длины десятизвенного отрезка не должно превышать 0,3% от номинального значения.
Звездочки для пластинчатых цепей рассчитываются и проектируются согласно ГОСТ 592-81 «Звездочки для пластинчатых цепей. Методы расчета и построения профиля зубьев. Предельные отклонения». Стандарт устанавливает три типа звездочек в зависимости от геометрической характеристики зацепления: одноходовые с λ ≤ 2,2, одноходовые с λ > 2,2 и двухходовые с λ ≥ 3,5.
Профиль зуба звездочки формируется таким образом, чтобы обеспечить плавное набегание и сбегание цепи, минимизировать ударные нагрузки и износ шарниров. Радиус впадины зуба выбирается с учетом диаметра ролика или катка цепи, а высота зуба определяется из условия надежного зацепления при максимальном износе цепи.
Приводные и натяжные звездочки пластинчатых питателей работают в условиях высоких контактных нагрузок и абразивного износа, что требует применения износостойких материалов. Основным материалом для изготовления звездочек карьерных питателей является марганцовистая сталь 110Г13Л по ГОСТ 977-88.
Сталь 110Г13Л содержит 0,9-1,5% углерода и 11,5-15% марганца, что обеспечивает аустенитную структуру материала. После закалки с температуры 1050-1100°C сталь имеет твердость 190-220 НВ, однако под воздействием ударных нагрузок происходит явление самоупрочнения — твердость поверхностного слоя возрастает до 500-600 НВ за счет деформационного наклепа.
Число зубьев приводной звездочки выбирается в зависимости от типа цепи и условий эксплуатации. Для тяжелых питателей с катковыми цепями рекомендуется:
Пример: Для пластинчатого питателя с катковой цепью шагом 315 мм обычно применяется приводная звездочка с 10-12 зубьями. Точный расчет профиля зубьев производится согласно ГОСТ 592-81.
Звездочки для тяжелых пластинчатых питателей выполняются сборными из отдельных секторов, что облегчает транспортировку, монтаж и замену изношенных элементов. Сектора фиксируются на ступице с помощью призонных болтов или шпонок. Приводной вал со звездочками устанавливается на подшипниках качения или скольжения в зависимости от величины радиальных нагрузок.
Пластинчатые цепи работают при низких скоростях (0,1-0,5 м/с), что затрудняет проникновение смазки в зазоры между трущимися поверхностями. Для смазки шарниров применяются пластичные смазки класса вязкости NLGI 2 на литиевой или кальциевой основе с противозадирными присадками.
Смазка подается вручную через пресс-масленки, установленные на соединительных звеньях, или автоматически посредством капельных лубрикаторов. Периодичность смазки составляет 200-400 моточасов в зависимости от запыленности и температурных условий эксплуатации. При работе в условиях высокой загрязненности применяются самосмазывающиеся втулки с пропиткой графитом или использованием полимерных подшипников скольжения.
Натяжение цепи осуществляется с помощью натяжного устройства, расположенного на хвостовом валу питателя. Устройство представляет собой винтовой механизм с гайками большого диаметра, позволяющий перемещать натяжной вал вдоль рамы питателя на расстояние до 500 мм. Правильное натяжение обеспечивает стрелу провисания нижней ветви цепи в пределах 1,5-2,5% от длины пролета между опорными роликами.
Основными видами износа пластинчатых цепей являются увеличение шага вследствие износа шарниров, уменьшение диаметра валиков и роликов, растрескивание пластин. Измерение шага цепи производится на 10-звенном отрезке под нагрузкой 2% от разрушающей. Увеличение шага более чем на 3% является критерием для замены цепи.
Износ диаметра валиков контролируется штангенциркулем в нескольких точках по длине. Допустимый износ составляет 10-12% от номинального диаметра. При превышении этого значения происходит резкое снижение прочности цепи и высока вероятность внезапного разрыва. Визуальный осмотр цепи на предмет трещин в пластинах производится ежесменно.
Тяжелые пластинчатые питатели типа 1 устанавливаются непосредственно под разгрузочными бункерами карьерных самосвалов для подачи материала в щековые дробилки или гирационные дробилки первичного дробления. Такие питатели рассчитаны на транспортировку материала плотностью до 2600 кг/м³ с максимальной крупностью кусков до 1200 мм и массой отдельных глыб до 6 тонн.
Для тяжелых питателей шириной полотна 1600-2400 мм применяются кованые тракторные цепи с шагом 400-630 мм и разрушающей нагрузкой 800-900 кН по ГОСТ 588-81, либо специальные кованые цепи с повышенной прочностью до 1200 кН. Цепи опираются на стационарные тракторные ролики, установленные с шагом 600-700 мм в зоне бункера и 1000-1200 мм в зоне транспортирования. Скорость движения полотна составляет 0,05-0,25 м/с, что обеспечивает производительность до 3000 м³/час.
Питатели среднего типа применяются для подачи материала из-под дробилок первичного дробления в конусные дробилки вторичного дробления. Максимальная крупность кусков составляет 300-500 мм, динамические нагрузки значительно ниже по сравнению с тяжелыми питателями. Ширина полотна 800-1500 мм, длина 3-12 метров.
Применяются роликовые пластинчатые цепи типа 2 с шагом 200-315 мм и разрушающей нагрузкой 280-630 кН. Цепи могут опираться как на стационарные ролики, так и на катки, закрепленные на пластинах цепи и перемещающиеся по рельсовым направляющим. Скорость движения 0,1-0,4 м/с обеспечивает производительность до 1500 м³/час.
Легкие пластинчатые питатели используются для дозированной подачи материала крупностью до 200 мм из промежуточных бункеров на ленточные конвейеры. Ширина полотна 500-1000 мм, применяются втулочные или роликовые цепи с шагом 100-200 мм и разрушающей нагрузкой 112-280 кН. Скорость движения может достигать 0,5 м/с.
* Кованые цепи с разрушающей нагрузкой свыше 900 кН изготавливаются по техническим условиям производителей для особо тяжелых применений.
Срок службы пластинчатых цепей зависит от типа конструкции, условий эксплуатации и регулярности технического обслуживания. Втулочные цепи типа 1 при работе на легких и средних питателях обеспечивают ресурс 15000-25000 моточасов. Роликовые цепи типа 2 служат 20000-35000 моточасов благодаря снижению трения в шарнирах. Катковые цепи типов 3 и 4 для тяжелых питателей имеют ресурс 25000-40000 моточасов при соблюдении режима смазки и своевременной замене изношенных роликов. Кованые тракторные цепи при правильной эксплуатации могут работать до 50000 моточасов.
FB Chain специализируется на производстве кованых цепей для особо тяжелых условий эксплуатации, применяя технологии горячей штамповки и глубокой термической обработки. Цепи FB Chain характеризуются высокой разрушающей нагрузкой и стойкостью к ударным нагрузкам. Tsubaki предлагает широкую линейку цепей серий Super и Super-H с применением запатентованных технологий повышения усталостной прочности, таких как кольцевая чеканка внутренних пластин и втулки с канавками для смазки. Продукция Tsubaki отличается увеличенным ресурсом при работе в условиях регулярной смазки и умеренной запыленности.
Расчет ведется исходя из максимального натяжения цепи в точке набегания на приводную звездочку. Максимальное натяжение включает тяговое усилие для преодоления сопротивлений движению, усилие для подъема груза на наклонном участке и дополнительные усилия от инерционных нагрузок при пуске. Требуемая разрушающая нагрузка определяется умножением максимального натяжения на коэффициент запаса прочности, который для карьерных питателей составляет 5-7. При наличии ударных нагрузок от падения крупных кусков коэффициент увеличивается до 8-10. Рекомендуется выполнять расчет по методике, изложенной в нормативно-технической документации производителя питателя.
Марганцовистая сталь 110Г13Л обладает уникальным свойством самоупрочнения под воздействием ударных и абразивных нагрузок. В процессе эксплуатации поверхностный слой звездочки из стали 110Г13Л упрочняется с начальной твердости 190-220 НВ до 500-600 НВ за счет деформационного наклепа. Это обеспечивает высокую износостойкость при работе с крупнокусковым абразивным материалом. Аустенитная структура стали сохраняет высокую вязкость сердцевины зуба, предотвращая хрупкое разрушение при ударных нагрузках. Альтернативные материалы, такие как термообработанные углеродистые стали, не обеспечивают сопоставимого ресурса в карьерных условиях.
Выбор шага цепи определяется требуемой разрушающей нагрузкой, скоростью движения полотна и габаритными ограничениями. Увеличение шага позволяет повысить разрушающую нагрузку при сохранении диаметра валиков и массы цепи, но приводит к увеличению многоугольности движения цепи на звездочках и усилению динамических нагрузок. При высоких скоростях движения рекомендуется применять цепи с меньшим шагом и звездочки с большим числом зубьев для обеспечения плавности хода. Для тяжелых низкоскоростных питателей экономически целесообразно использовать цепи с большим шагом, что снижает количество звеньев на единицу длины и упрощает конструкцию.
Основными критериями для замены цепи являются увеличение шага более чем на 3% от номинального значения, износ диаметра валиков более чем на 10-12%, наличие трещин в пластинах, деформация звеньев. Измерение шага производится на 10-звенном отрезке под нагрузкой 2% от разрушающей нагрузки согласно требованиям ГОСТ 588-81. При достижении предельного износа продолжение эксплуатации цепи недопустимо из-за высокого риска внезапного разрыва с остановкой технологической линии и возможным повреждением сопряженного оборудования. Рекомендуется вести журнал учета наработки и периодических измерений износа для планирования замены цепей.
Использование цепей разных производителей на одном питателе технически возможно при условии полного соответствия основных размеров: шага цепи, диаметра валиков, расстояния между внутренними пластинами. Однако различия в технологии изготовления, материалах и термообработке приводят к неравномерному распределению нагрузки между параллельными цепями. Цепь с меньшей жесткостью будет воспринимать большую долю нагрузки и изнашиваться ускоренными темпами. Для обеспечения максимального срока службы рекомендуется применять комплект цепей одного производителя и желательно одной партии изготовления. При замене отдельных изношенных цепей следует контролировать равномерность натяжения всех цепей питателя.
При эксплуатации пластинчатых питателей в условиях отрицательных температур необходимо применять морозостойкие смазки, сохраняющие работоспособность до минус 40-50 градусов Цельсия. Обычные литиевые смазки при низких температурах густеют, что затрудняет проникновение в зазоры шарниров и приводит к сухому трению с ускоренным износом. Для северных регионов рекомендуется использовать синтетические смазки на полиальфаолефиновой основе. При температурах ниже минус 30 градусов Цельсия возрастает хрупкость конструкционных сталей, что требует увеличения коэффициента запаса прочности на 15-20%. Перед пуском питателя после длительного простоя на морозе рекомендуется прокрутка цепи вручную для распределения смазки.
Пластинчатые цепи являются критически важным элементом карьерных пластинчатых питателей, обеспечивающих бесперебойную работу дробильно-сортировочных комплексов. Правильный выбор типа цепи, производителя и своевременное техническое обслуживание определяют эффективность и экономичность технологического процесса переработки горной массы.
Продукция ведущих производителей FB Chain и Tsubaki соответствует требованиям международных стандартов и ГОСТ 588-81, обеспечивая высокую надежность и длительный срок службы в тяжелых условиях эксплуатации карьерного оборудования.
Отказ от ответственности: Данная статья носит исключительно информационно-ознакомительный характер и предназначена для технических специалистов, работающих в области горнодобывающей промышленности и эксплуатации дробильно-сортировочного оборудования. Информация в статье не может служить основанием для принятия проектных решений без дополнительного изучения технической документации производителей оборудования и проведения инженерных расчетов.
Автор не несет ответственности за любые последствия, возникшие в результате использования информации, содержащейся в данной статье, включая, но не ограничиваясь, выбором оборудования, проведением монтажных и ремонтных работ, эксплуатацией технических систем. Все решения должны приниматься квалифицированными специалистами с учетом конкретных условий эксплуатации и действующих нормативно-технических документов.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.