Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Приводные цепи и звездочки являются критически важными элементами трансмиссии гусеничной дорожной техники, включая асфальтоукладчики, дорожные фрезы и ресайклеры. Эти машины работают в условиях высоких нагрузок, постоянного воздействия вибраций, абразивной среды и требуют особо прочных приводных механизмов. В отличие от быстроходных передач, привод гусениц дорожной техники характеризуется низкими скоростями вращения при значительных крутящих моментах, что предъявляет специфические требования к конструкции и материалам цепей и звездочек.
Тяжелые роликовые цепи для гусеничного привода должны обеспечивать надежную передачу мощности в диапазоне от 100 до 450 кВт при скоростях перемещения машины от 0,5 до 15 км/ч. При этом цепная передача подвергается значительным динамическим нагрузкам, вызванным неровностями рабочей поверхности, пуском и остановкой под нагрузкой, а также реверсивными режимами работы.
Приводные роликовые цепи для гусеничной дорожной техники представляют собой многорядные цепные передачи повышенной прочности, изготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 13568-2017. Конструктивно цепь состоит из чередующихся внутренних и наружных звеньев, соединенных через шарниры. Основными элементами конструкции являются пластины, валики, втулки и ролики.
Внутреннее звено состоит из двух внутренних пластин, запрессованных на втулки. Наружное звено включает две наружные пластины, через которые проходят валики. Ролики свободно вращаются на втулках, обеспечивая зацепление с зубьями звездочки и снижая износ как цепи, так и звездочки.
Роликовые цепи обладают рядом технических преимуществ, критически важных для дорожной техники. Свободно вращающиеся ролики минимизируют трение при контакте с зубьями звездочек, что особенно важно при низких скоростях, характерных для гусеничных механизмов. Шарнирное соединение обеспечивает гибкость цепи при огибании звездочек, а высокопрочные материалы позволяют выдерживать разрушающие нагрузки до 650 кН и более.
Для привода гусениц дорожной техники широко применяются приводные роликовые цепи с изогнутыми пластинами типа ПРИ. Изогнутая форма пластин обеспечивает повышенную продольную податливость цепи, что критически важно при работе в условиях ударных нагрузок, характерных для дорожно-строительных машин. При резких пусках, остановках и реверсах изогнутые пластины деформируются, поглощая энергию удара и предотвращая разрушение цепи.
Для передачи больших мощностей в приводе гусениц применяются двух-, трех- и четырехрядные цепи. Многорядная конструкция позволяет пропорционально увеличить нагрузочную способность при сохранении компактных габаритов передачи. Звенья многорядных цепей изготавливаются из тех же элементов, что и однорядные, но с удлиненными валиками.
Разрушающая нагрузка многорядной цепи приближенно равна произведению разрушающей нагрузки однорядной цепи на число рядов с коэффициентом 0,85-0,95, учитывающим неравномерность распределения нагрузки между рядами:
Fразр.многоряд = k × n × Fразр.одноряд
где k = 0,85-0,95 — коэффициент неравномерности, n — число рядов.
Звездочки для привода гусениц дорожной техники представляют собой зубчатые колеса, профиль зубьев которых соответствует требованиям ГОСТ 591-69. Зубья звездочки имеют специальную форму с вогнуто-выпуклым основным профилем, обеспечивающим плавное зацепление с роликами цепи, минимальные контактные давления и предотвращение соскакивания цепи при ее удлинении в процессе эксплуатации.
Конструкция звездочек зависит от их размеров и назначения. Малые звездочки с числом зубьев до 30 изготавливаются цельными. Крупные звездочки выполняются составными: зубчатый венец изготавливается отдельно и крепится к ступице болтовым соединением или сваркой. Это позволяет при износе зубьев заменять только венец, не меняя всю звездочку.
Элементы тяжелых роликовых цепей изготавливаются из высококачественных легированных сталей с последующей термической обработкой для обеспечения требуемых механических свойств и износостойкости.
Звездочки для привода гусениц работают в условиях высоких контактных нагрузок и интенсивного абразивного износа. Зубья звездочек изготавливаются из конструкционных и легированных сталей с обязательной термической обработкой.
Ведущие звездочки (малое число зубьев, z менее 30):
Ведомые звездочки (большое число зубьев, z более 50):
Зубья звездочек для дорожной техники часто подвергаются поверхностной закалке токами высокой частоты, что обеспечивает высокую твердость рабочих поверхностей до 55-60 HRC при сохранении вязкой сердцевины зуба. Это предотвращает хрупкое разрушение при ударных нагрузках.
Гусеничные асфальтоукладчики используют тяжелые роликовые цепи для привода гусеничных тележек. Типичная конфигурация включает две пары гусеничных тележек, каждая из которых приводится через индивидуальный гидромотор и цепную передачу. Применяются двух- и трехрядные цепи с шагом 31,75-38,1 мм, обеспечивающие надежную работу при массе машины до 20 тонн и мощности двигателя 100-150 кВт.
Асфальтоукладчик шириной укладки 2,5-9 м, масса 12 тонн:
Самоходные дорожные фрезы на гусеничном ходу работают в особо тяжелых условиях: постоянные динамические нагрузки при фрезеровании асфальта, вибрации от работающего фрезерного барабана, движение по неровной поверхности со снятым покрытием. Гусеничный привод фрез использует тяжелые многорядные цепи с шагом 38,1-50,8 мм.
При работе дорожной фрезы шириной фрезерования 2000 мм, глубине резания 300 мм и мощности двигателя 448 кВт, на привод гусениц приходится значительная часть веса машины (до 35 тонн) плюс тяговое усилие для перемещения. Скорость фрезерования составляет 0-30 м/мин.
Тяговое усилие одной гусеничной тележки может достигать 80-100 кН, что требует применения трехрядных цепей типа 3ПР-38,1 или цепей с изогнутыми пластинами ПРИ-50,8.
Ресайклеры, сочетающие функции фрезы и смесителя, являются наиболее тяжелым типом гусеничной дорожной техники. Масса ресайклера достигает 40-50 тонн при ширине обработки до 4,2 м. Привод четырех гусеничных тележек осуществляется через гидравлические моторы и тяжелые цепные передачи с цепями типа ПРИ-50,8 или ПРИ-103,2.
Привод гусениц дорожной техники характеризуется низкими скоростями при высоких крутящих моментах. Линейная скорость цепи обычно не превышает 1-2 м/с, что значительно ниже типичных значений для промышленных цепных передач (до 15 м/с). При таких скоростях динамические нагрузки минимальны, но возрастает роль контактных напряжений в шарнирах и износа от абразивных частиц.
При низких скоростях вращения смазка не разбрызгивается центробежными силами, что затрудняет естественное распределение смазочного материала. Для тяжелых роликовых цепей гусеничного привода применяются специальные системы смазки:
Консистентная смазка закладывается в шарниры цепи при сборке и удерживается сальниковыми уплотнениями. Применяются цепи с уплотнительными кольцами O-ring или X-ring, которые предотвращают вытекание смазки и проникновение загрязнений. Такие цепи имеют увеличенный ресурс (в 3-5 раз по сравнению с обычными), но более высокие потери на трение при изгибе.
Капельная смазка осуществляется через форсунки, установленные над участком набегания цепи на ведущую звездочку. Расход масла составляет 5-10 капель в минуту на одну цепь. Применяются масла класса вязкости SAE 90-140 или специальные масла для открытых передач.
Правильное натяжение цепи критически важно для надежной работы привода. Недостаточное натяжение приводит к провисанию цепи, ударам роликов о зубья звездочки и перескакиванию цепи. Избыточное натяжение увеличивает нагрузку на валы и подшипники, ускоряет износ шарниров цепи.
Стрела провисания f измеряется в середине свободной ветви цепи при горизонтальном расположении валов:
f = (0,02...0,04) × a
где a — межосевое расстояние передачи, мм.
Для межосевого расстояния a = 1500 мм оптимальная стрела провисания составляет f = 30-60 мм.
Натяжение цепи регулируется перемещением одной из звездочек или установкой натяжного устройства. В гусеничных приводах часто используются автоматические натяжители с пружинами или гидроцилиндрами, компенсирующие удлинение цепи при износе.
Основным критерием износа цепи является ее удлинение вследствие износа шарниров. Допустимое удлинение составляет 2-3 процента от первоначальной длины. При большем удлинении цепь начинает подниматься по зубьям звездочки, что приводит к неправильному зацеплению и риску соскакивания.
Износ звездочек проявляется в изменении профиля зубьев: зубья становятся тоньше, изменяется радиус впадины, появляются заусенцы на кромках. Типичным признаком износа является проседание цепи на зубьях звездочки — ролики цепи располагаются не на делительной окружности, а ближе к основанию зуба.
Для асфальтоукладчика массой 15 тонн рекомендуются двух- или трехрядные роликовые цепи с шагом 31,75 мм. Конкретный выбор зависит от мощности двигателя и условий эксплуатации. При мощности до 120 кВт достаточно двухрядной цепи 2ПР-31,75-177 с разрушающей нагрузкой 177 кН. При более высокой мощности или частых пусках-остановках под нагрузкой целесообразно применение трехрядной цепи 3ПР-31,75 или цепи с изогнутыми пластинами ПРИ-38,1.
Цепи типа ПРИ имеют пластины специальной изогнутой формы, которые при перегрузках деформируются, поглощая энергию ударов. Это предотвращает разрушение цепи при резких динамических нагрузках, частых реверсах и пусках под нагрузкой. Все звенья цепи ПРИ однотипные, что позволяет использовать нечетное число звеньев и упрощает ремонт. Такие цепи особенно рекомендуются для дорожных фрез и ресайклеров, работающих в тяжелых условиях с высокими вибрациями.
Периодичность смазки зависит от типа цепи и условий эксплуатации. Цепи с уплотнительными кольцами (O-ring, X-ring) не требуют внешней смазки в течение всего срока службы, так как консистентная смазка заложена в шарниры при сборке. Обычные цепи без уплотнений требуют смазки через каждые 8-10 часов работы при нормальных условиях или через 4-6 часов при работе в запыленной среде. Применяется капельная смазка со скоростью 5-10 капель в минуту или периодическая смазка вручную специальными маслами для открытых передач.
Оптимальная твердость зубьев ведущих звездочек составляет 45-55 HRC при использовании поверхностной закалки. Такая твердость обеспечивает высокую износостойкость рабочих поверхностей при сохранении вязкой сердцевины зуба, что предотвращает хрупкое разрушение при ударных нагрузках. Звездочки из стали 40Х, 45Х подвергаются объемной закалке до 42-52 HRC. Цементируемые стали 20Х, 20ХН после цементации и закалки обеспечивают твердость поверхностного слоя 50-60 HRC при сохранении вязкой сердцевины с твердостью 30-35 HRC.
Цепь подлежит замене при удлинении более 2,5-3 процентов от первоначальной длины. На практике это определяется измерением длины участка из 20-30 звеньев. Например, для цепи с шагом 31,75 мм длина 20 звеньев в новом состоянии составляет 635 мм. При удлинении до 645 мм (1,6 процента) цепь еще работоспособна, но требует усиленного контроля. При удлинении до 655 мм (3,1 процента) цепь необходимо заменить. Превышение предельного удлинения приводит к подъему цепи по зубьям звездочки, неправильному зацеплению и риску соскакивания цепи.
Обычные многорядные роликовые цепи типа 2ПР, 3ПР, 4ПР имеют два типа звеньев — внутренние и наружные, поэтому число звеньев в контуре должно быть четным. При нечетном числе звеньев используется специальное переходное звено, но это снижает прочность цепи на 10-15 процентов. Для приводов, где требуется нечетное число звеньев, рекомендуется применение цепей с изогнутыми пластинами типа ПРИ, у которых все звенья однотипные и нечетное число звеньев не создает проблем.
При низких скоростях вращения в шарнирах цепи реализуется граничный режим трения, когда масляная пленка между трущимися поверхностями очень тонкая или отсутствует. Это приводит к непосредственному контакту металлических поверхностей и повышенному износу. При высоких скоростях формируется гидродинамическая масляная пленка, разделяющая поверхности. Кроме того, при низких скоростях смазка хуже распределяется по цепи, а абразивные частицы дольше остаются в зоне трения. Для снижения износа при низкоскоростной работе применяют цепи с уплотнительными кольцами и специальные противозадирные смазки.
Для гусеничных приводов, работающих с ударными нагрузками, минимальное число зубьев ведущей звездочки должно быть не менее 23, независимо от частоты вращения. Это обеспечивает достаточное число зубьев в зацеплении (не менее 6-8) для равномерного распределения нагрузки. При меньшем числе зубьев резко возрастает нагрузка на каждый зуб и увеличивается неравномерность хода цепи. Оптимальный диапазон для ведущей звездочки — 19-25 зубьев. При большем числе зубьев увеличиваются габариты передачи без существенного улучшения характеристик.
Правильный подбор всех компонентов системы привода обеспечивает надежную и долговечную работу гусеничной дорожной техники в тяжелых условиях эксплуатации. Специалисты компании Иннер Инжиниринг помогут подобрать оптимальную конфигурацию оборудования для конкретных условий применения.
Приводные цепи и звездочки для гусеничной дорожной техники представляют собой высокотехнологичные изделия, работающие в условиях значительных нагрузок при низких скоростях. Правильный выбор типа цепи, материалов и термообработки звездочек, а также соблюдение требований по эксплуатации и техническому обслуживанию обеспечивают надежную работу привода на протяжении всего срока службы машины. Применение тяжелых роликовых цепей с изогнутыми пластинами, многорядных конструкций и закаленных звездочек позволяет гусеничной технике эффективно работать при выполнении сложных дорожно-строительных операций.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.