Производство по чертежам Подбор аналогов Цены производителя Оригинальная продукция в короткие сроки
INNERпроизводство и поставка промышленных комплектующих и оборудования
Отзыв ★★★★★ Будем благодарны за отзыв в Яндексе — это помогает нам развиваться Оставить отзыв →
Правовая информация Условия использования технических материалов и калькуляторов Правовая информация →
INNER
Контакты

Цепи и звёздочки для рольгангов металлопроката

  • 12.12.2025
  • Познавательное

Введение: цепные передачи в рольгангах

Рольганг представляет собой роликовый конвейер, роликами которого перемещаются штучные грузы или грузы в таре. В приводных рольгангах ролики получают вращение от группового или индивидуального привода, при этом цепная передача является основным способом передачи крутящего момента от мотор-редуктора к роликам.

Цепные передачи в рольгангах применяются для транспортировки металлопроката, металлоконструкций, длинномерных заготовок, поддонов и других несыпучих грузов. На металлургических предприятиях рольганги обеспечивают подачу металла в валки прокатного стана, прием из валков и передвижение к вспомогательным машинам: ножницам, пилам, правильным машинам.

Приводные ролики приводятся в движение от мотор-редуктора посредством втулочно-роликовой цепи через блоки звездочек, жестко установленных на роликах рольганга. Передача вращения может осуществляться одним тяговым элементом (тангенциальный привод) или последовательно от ролика к ролику.

Для рольгангов, работающих с тяжелыми грузами в металлообработке, применяются цепи с шагом от 25,4 мм и выше. Выбор цепи определяется передаваемой мощностью, скоростью движения и массой транспортируемого груза.

Типы тяжелых роликовых цепей

Приводные роликовые цепи для рольгангов изготавливаются в соответствии с ГОСТ 13568-2017, который гармонизирован с международным стандартом ISO 606:2015. Для тяжелых промышленных применений используются цепи с шагом от 25,4 до 50,8 мм и более.

Конструкция роликовой цепи

Типовая конструкция однорядной приводной роликовой цепи включает следующие компоненты: внутренние и наружные пластины, соединительные втулки, валики (пальцы) и ролики. Втулки запрессованы во внутренние пластины, валики проходят через втулки и запрессованы в наружные пластины. Ролики свободно вращаются на втулках, обеспечивая трение качения при контакте с зубьями звездочки.

Классификация по ГОСТ 13568-2017

Обозначение цепи Шаг t, мм Диаметр ролика d1, мм Ширина между пластинами b1, мм Разрушающая нагрузка Q, кН Масса 1 м, кг
ПР-25,4-60 25,4 15,88 15,88 60,0 2,6
ПР-31,75-89 31,75 19,05 19,05 89,0 3,8
ПР-38,1-127 38,1 22,23 25,4 127,0 5,5
ПР-44,45-172,4 44,45 25,4 25,4 172,4 7,5
ПР-50,8-227 50,8 28,58 31,75 227,0 9,7

Многорядные цепи

При необходимости передачи повышенных нагрузок применяются многорядные цепи: двухрядные (2ПР), трехрядные (3ПР) и четырехрядные (4ПР). Разрушающая нагрузка многорядной цепи не пропорциональна числу рядов из-за неравномерности распределения нагрузки между рядами. Коэффициенты нагрузочной способности относительно однорядной цепи составляют: для двухрядных цепей - 1,7; для трехрядных - 2,5; для четырехрядных - 3,0.

Обозначение цепи Шаг t, мм Разрушающая нагрузка Q, кН Масса 1 м, кг
2ПР-25,4-114 25,4 114,0 5,0
2ПР-38,1-254 38,1 254,0 11,0
2ПР-50,8-453,6 50,8 453,6 19,1
3ПР-38,1-381 38,1 381,0 16,5
3ПР-50,8-680,4 50,8 680,4 28,3

Цепи с изогнутыми пластинами (ПРИ)

Для приводов, работающих в условиях значительных ударных нагрузок, применяются цепи типа ПРИ с изогнутыми пластинами. Изогнутая форма пластин обеспечивает повышенную податливость конструкции, что позволяет компенсировать пиковые нагрузки без разрушения цепи. Такие цепи используются в буровых установках, строительной технике и тяжелых промышленных механизмах.

Звездочки для рольгангов

Звездочки цепных передач проектируются в соответствии с ГОСТ 591-69, который устанавливает методы расчета и построения профиля зубьев для приводных роликовых и втулочных цепей. Профиль зубьев должен обеспечивать надежное зацепление с цепью при минимальном износе контактирующих поверхностей.

Типы профилей зубьев

ГОСТ 591-69 предусматривает два типа профиля зубьев звездочек:

Профиль без смещения центров дуг впадин рекомендуется для особо точных кинематических реверсивных передач с одно- и двухрядными цепями. Такой профиль обеспечивает минимальные колебания передаточного отношения.

Профиль со смещением центров дуг впадин применяется в остальных случаях. Впадина между зубьями очерчена из двух центров, смещенных на величину 0,03t (где t - шаг цепи). Этот профиль более технологичен и обеспечивает компенсацию износа цепи.

Звездочки с калеными зубьями

Для тяжелых условий эксплуатации в рольгангах применяются звездочки с индукционно-закаленными зубьями. Твердость поверхности зубьев после закалки составляет 45-55 HRC. Основной материал звездочек - сталь C45E (аналог стали 45 по ГОСТ 1050-2013), соответствующая стандарту EN 10083-2.

Звездочки с калеными зубьями обеспечивают повышенную износостойкость и рекомендуются для применения в приводах рольгангов с интенсивным режимом работы и абразивной средой.

Конструктивные исполнения звездочек

Тип звездочки Особенности конструкции Область применения
Со ступицей под расточку Монолитная конструкция, посадочное отверстие растачивается под конкретный диаметр вала Стационарные приводы, единичное производство
Без ступицы под расточку Плоский диск, требует дополнительной ступицы или фланца Компактные конструкции, ограниченное пространство
Под втулку тапербуш Коническое посадочное отверстие для втулки Taper Bush Универсальное применение, быстрая замена
Двойные звездочки Два венца на общей ступице Передача вращения на два вала, промежуточные опоры
Натяжные звездочки На подшипниковом узле, без фиксации на валу Натяжные устройства, направляющие элементы

Втулки тапербуш: конструкция и монтаж

Конические зажимные втулки Taper Bush (тапербуш) представляют собой универсальное решение для крепления звездочек, шкивов и муфт на валах. Втулка имеет форму усеченного конуса с углом конусности 1:16 (около 3,58 градуса на сторону) и продольный разрез, позволяющий обжимать вал при затяжке крепежных болтов.

Преимущества конструкции

Система Taper Bush обеспечивает быстрый монтаж и демонтаж без специального инструмента, позволяет использовать одну звездочку на валах различного диаметра (в пределах типоразмера втулки), исключает люфт в соединении и обеспечивает равномерное распределение нагрузки по окружности вала.

Типоразмеры втулок

Обозначение втулки Диапазон диаметров вала, мм Наружный диаметр, мм Ширина, мм
1008 9-25 35 22,3
1610 14-42 57 25,4
2012 14-50 70 31,8
2517 18-65 89 44,5
3020 22-75 108 51
3525 28-90 127 63,5
4040 35-100 146 102

Порядок монтажа

Перед установкой необходимо очистить посадочные поверхности вала, втулки и ступицы звездочки от загрязнений и консервационной смазки. Посадочные поверхности должны быть сухими и обезжиренными.

Последовательность монтажа втулки тапербуш:

1. Вставить втулку в коническое отверстие звездочки
2. Совместить монтажные отверстия втулки и звездочки
3. Вставить крепежные болты в монтажные отверстия без затяжки
4. Установить сборку на вал в требуемом положении
5. Затянуть болты равномерно, поочередно переходя от одного к другому
6. Проверить момент затяжки динамометрическим ключом

Расчет цепной передачи рольганга

Проектный расчет цепной передачи выполняется по допускаемому давлению в шарнирах цепи. Основной критерий работоспособности передачи - износостойкость шарниров.

Определение шага цепи

Расчетный шаг цепи определяется по формуле:

t = 2,8 x (T x Kэ / z1 x [p] x m)1/3

где:
t - шаг цепи, мм
T - крутящий момент на ведущей звездочке, Н*мм
Kэ - коэффициент эксплуатации
z1 - число зубьев ведущей звездочки
[p] - допускаемое давление в шарнирах, МПа
m - число рядов цепи

Коэффициент эксплуатации

Коэффициент эксплуатации учитывает условия работы передачи и определяется как произведение частных коэффициентов:

Kэ = Kд x Kа x Kн x Kр x Kсм x Kп

Kд - коэффициент динамической нагрузки: 1,0 при спокойной нагрузке; 1,2-1,5 при умеренных толчках; 1,5-1,8 при сильных ударах
Kа - коэффициент межосевого расстояния: 1,0 при a=(30-60)t; 1,1 при a менее 30t; 0,9 при a более 60t
Kн - коэффициент наклона передачи: 1,0 при угле до 60 градусов; 1,25 при угле более 60 градусов
Kр - коэффициент регулирования натяжения: 1,0 при регулируемом натяжении; 1,25 при нерегулируемом
Kсм - коэффициент смазки: 0,8 при непрерывной смазке; 1,0 при капельной; 1,3-1,5 при периодической
Kп - коэффициент периодичности работы: 1,0 при односменной; 1,25 при двухсменной; 1,45 при трехсменной

Допускаемое давление в шарнирах

Шаг цепи t, мм [p] при n1=50 об/мин, МПа [p] при n1=200 об/мин, МПа [p] при n1=400 об/мин, МПа
12,7-15,875 35 31 26
19,05-25,4 35 30 24
31,75-38,1 35 28 21
44,45-50,8 35 26 18

Пример расчета

Исходные данные:
Мощность на ведущем валу P = 7,5 кВт
Частота вращения n1 = 100 об/мин
Передаточное число u = 2
Режим работы: равномерная нагрузка, периодическая смазка, двухсменная работа

Расчет:
1. Крутящий момент: T = 9550 x P / n1 = 9550 x 7,5 / 100 = 716 Н*м = 716000 Н*мм
2. Число зубьев ведущей звездочки: z1 = 29 - 2u = 29 - 2 x 2 = 25
3. Коэффициент эксплуатации: Kэ = 1,0 x 1,0 x 1,0 x 1,0 x 1,3 x 1,25 = 1,63
4. Допускаемое давление (предварительно): [p] = 32 МПа
5. Расчетный шаг: t = 2,8 x (716000 x 1,63 / 25 x 32 x 1)1/3 = 35,2 мм

Вывод: Принимаем цепь ПР-38,1-127 по ГОСТ 13568-2017

Проверочный расчет

После выбора цепи выполняется проверка по коэффициенту запаса прочности:

S = Q / (Ft x Kд + Fц + Ff)

где:
Q - разрушающая нагрузка цепи, Н
Ft - окружная сила, Н
Kд - коэффициент динамической нагрузки
Fц - натяжение от центробежных сил, Н (Fц = q x v2)
Ff - натяжение от провисания ведомой ветви, Н (Ff = kf x a x g x q)

Рекомендуемый коэффициент запаса: S >= 7-8 для спокойной нагрузки; S >= 8-9 для умеренных толчков; S >= 9-10 для ударных нагрузок

Смазка цепных передач

Смазка является критически важным фактором, определяющим ресурс цепной передачи. Правильный выбор смазочного материала и режима смазки обеспечивает снижение износа шарниров в несколько раз.

Способы смазки

Периодическая ручная смазка применяется при скорости цепи до 4 м/с. Смазочный материал наносится на внутренние поверхности пластин с периодичностью, определяемой условиями эксплуатации. Для рольгангов общепромышленного назначения интервал составляет 150-200 часов работы.

Капельная смазка используется при скорости 4-10 м/с. Масло подается из масленки на ведомую ветвь цепи с расходом 5-20 капель в минуту на каждый ряд цепи.

Смазка погружением (в масляной ванне) применяется при скорости до 10 м/с. Цепь погружается в масло на глубину высоты пластины или звена.

Циркуляционная смазка обязательна при скорости более 10 м/с. Масло подается насосом на ведомую ветвь через форсунки.

Выбор смазочного материала

Класс вязкости смазочного масла определяется температурой окружающей среды:

Температура окружающей среды Класс вязкости по ISO Примеры масел
от -10 до +10 C ISO VG 32-46 И-30А, Mobil DTE Light
от +10 до +40 C ISO VG 68-100 И-50А, Mobil DTE Heavy Medium
от +40 до +60 C ISO VG 150-220 ИГП-72, трансмиссионные масла
Смазочное масло не должно содержать механических примесей. Абразивные частицы в смазке ускоряют износ шарниров цепи в несколько раз. При работе в запыленной среде рекомендуется применять системы фильтрации масла.

Периодичность смазки

Для приводов рольгангов с периодической смазкой рекомендуется следующая периодичность:

Условия работы Интервал смазки
Нормальные условия, малая запыленность Каждые 150-200 часов работы
Повышенная запыленность Каждые 80-120 часов работы
Агрессивная среда, влажность Каждые 40-80 часов работы
Высокие температуры (более 60 C) Каждые 40-60 часов работы

Техническое обслуживание

От качественного монтажа и регулярного обслуживания зависит надежность и долговечность цепной передачи рольганга.

Требования к монтажу

При монтаже цепной передачи необходимо обеспечить:

Параллельность валов: отклонение не более 0,2 мм на каждые 100 мм межосевого расстояния.

Соосность звездочек: смещение венцов звездочек (отклонение от плоскостности) не более 0,15 мм на каждые 100 мм межосевого расстояния.

Радиальное биение звездочек: не более 0,3 мм для звездочек диаметром до 150 мм согласно ГОСТ 591-69.

Натяжение цепи

Правильное натяжение цепи критически важно для работы передачи. Чрезмерное натяжение вызывает повышенный износ и нагрузку на подшипники. Недостаточное натяжение приводит к вибрации, соскакиванию цепи и ударным нагрузкам.

Рекомендуемая стрела провисания ведомой ветви:

f = (0,01...0,02) x a

где a - межосевое расстояние

Для горизонтальных передач: f = 0,02a
Для наклонных передач (до 45 градусов): f = 0,015a
Для вертикальных и крутонаклонных передач: f = 0,01a

Контроль износа цепи

Критерием предельного износа цепи является увеличение шага (удлинение). Предельное удлинение цепи:

Тип передачи Предельное удлинение, %
Ответственные передачи (z1 > 30) 1,5
Передачи общего назначения 2,5
Тихоходные передачи (z1 менее 17) 3,0

Контроль удлинения выполняется измерением длины участка цепи из 10-20 звеньев и сравнением с номинальным значением.

Регламент технического обслуживания

Операция Периодичность
Визуальный осмотр Ежесменно
Проверка натяжения Еженедельно
Смазка (периодическая) Каждые 150-200 часов
Контроль износа цепи Ежемесячно
Проверка соосности звездочек Каждые 6 месяцев
Замена смазки (для масляной ванны) Каждые 3000-5000 часов

Вопросы и ответы

Какой шаг цепи выбрать для привода рольганга? +

Выбор шага цепи зависит от передаваемой мощности и частоты вращения. Для рольгангов с грузоподъемностью до 1 тонны и скоростью до 0,5 м/с обычно применяют цепи с шагом 19,05-25,4 мм. Для тяжелых рольгангов в металлургии используют цепи с шагом 38,1-50,8 мм. Расчетный шаг определяется по допускаемому давлению в шарнирах с учетом коэффициента эксплуатации.

Когда применяются звездочки с калеными зубьями? +

Звездочки с индукционно-закаленными зубьями (45-55 HRC) рекомендуются для интенсивного режима работы, при высоких нагрузках и в абразивной среде. Закаленные зубья обеспечивают повышенную износостойкость и увеличенный ресурс звездочки. Для рольгангов металлургических предприятий, работающих с окалиной и пылью, применение звездочек с калеными зубьями обязательно.

Как часто нужно смазывать цепь рольганга? +

При периодической смазке интервал составляет 150-200 часов работы в нормальных условиях. При повышенной запыленности интервал сокращается до 80-120 часов, в агрессивной среде или при высокой влажности - до 40-80 часов. Признаки необходимости смазки: повышение шума при работе, снижение подвижности шарниров, визуальное отсутствие масляной пленки на элементах цепи.

В чем преимущество втулок тапербуш перед шпоночным соединением? +

Втулки тапербуш обеспечивают быстрый монтаж и демонтаж без специального инструмента, позволяют использовать одну звездочку на валах разного диаметра, исключают люфт в соединении и обеспечивают равномерное распределение нагрузки. При перегрузке втулка проскальзывает, защищая вал от повреждения. Шпоночное соединение требует точной обработки паза, может иметь люфт и концентрирует напряжения в зоне паза.

Какое предельное удлинение цепи допускается? +

Предельное удлинение зависит от типа передачи: для ответственных передач с числом зубьев малой звездочки более 30 допускается 1,5%; для передач общего назначения - 2,5%; для тихоходных передач с числом зубьев менее 17 допускается 3,0%. При достижении предельного удлинения цепь подлежит замене. Контроль выполняется измерением участка из 10-20 звеньев.

Какой минимальный коэффициент запаса прочности цепи? +

Рекомендуемый коэффициент запаса прочности составляет 7-8 для спокойной нагрузки, 8-9 для умеренных толчков и 9-10 для значительных ударных нагрузок. Коэффициент запаса определяется как отношение разрушающей нагрузки цепи к сумме окружной силы (с учетом динамического коэффициента), натяжения от центробежных сил и натяжения от провисания.

Когда применяются многорядные цепи? +

Многорядные цепи (2ПР, 3ПР, 4ПР) применяются при необходимости передачи повышенных нагрузок без увеличения шага цепи. Это актуально при ограниченных габаритах передачи или высоких требованиях к плавности работы. Следует учитывать, что нагрузочная способность многорядной цепи не пропорциональна числу рядов: для двухрядной цепи коэффициент составляет 1,7; для трехрядной - 2,5; для четырехрядной - 3,0.

Какие требования к параллельности валов при монтаже? +

Непараллельность валов не должна превышать 0,2 мм на каждые 100 мм межосевого расстояния. Смещение венцов звездочек (отклонение от плоскостности) допускается не более 0,15 мм на каждые 100 мм. Радиальное биение звездочек не должно превышать 0,3 мм. Нарушение этих требований приводит к неравномерному износу цепи и зубьев, повышенному шуму и сокращению ресурса передачи.

Отказ от ответственности

Данная статья носит исключительно информационно-ознакомительный характер. Информация предоставлена в образовательных целях и не является руководством к действию. Автор и издатель не несут ответственности за любые последствия использования данной информации. Перед применением изложенных методик и рекомендаций необходима консультация квалифицированного специалиста. Расчеты и проектирование цепных передач должны выполняться профессиональными инженерами с учетом конкретных условий эксплуатации.

Источники

  • ГОСТ 13568-2017 Цепи приводные роликовые и втулочные. Общие технические условия
  • ГОСТ 591-69 Звездочки к приводным роликовым и втулочным цепям. Методы расчета и построения профиля зуба и инструмента. Допуски (с Изменениями N 1, 2, 3)
  • ISO 606:2015 Short-pitch transmission precision roller and bush chains, attachments and associated chain sprockets
  • DIN 8187 Roller chains, type B
  • Решетов Д.Н. Детали машин. Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. - М.: Машиностроение
  • Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. - М.: Высшая школа
  • Справочник конструктора-машиностроителя. Том 2. Под ред. Анурьева В.И. - М.: Машиностроение

© 2025 Компания Иннер Инжиниринг. Все права защищены.

Появились вопросы?

Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.