Конструктивная и прочностная оценка сварных и пластинчатых цепей

Канатов.

Выбор крановых канатов. Факторы, влияющие на долговечность

Основ­ной критерий долговечности крановых канатов — срок службы — зависит от ряда переменных факторов, кото­рые можно объединить в две группы: технологические и эксплуатационные.

К первой группе относят качество проволоки, характер свивки и технологию изготовления прядей и канатов, применяемые смазочные материалы, химико-термическую обработку проволоки и каната в це­лом и т. п.;

Ко второй группе — реальные эксплуатацион­ные условия работы каната, воспринимающего статиче­ские, динамические, повторно-переменные растягивающие, изгибные и контактные нагрузки, которые вызы­вают интенсивное изнашивание наружного слоя прово­лок и их обрыв.

К эксплуатационным факторам, влия­ющим на долговечность канатов, также относятся соот­ношение D_б/d_к (D_б — диаметр барабана, d_K—диаметр каната), материал блоков, барабанов и других деталей канатно-блочной системы, профиль и размер канавок блоков (барабанов), режим работы механизма подъема, окружающая среда, соблюдение правил навешивания каната, уход за ним и т. д. Влияние эксплуатационных факторов подробно рассмотрено в гл. 2.[2]

Основными причинами постепенного разрушения ка­натов и выхода их из, строя по нормам браковки являют­ся изнашивание и обрыв (поломка от изгиба) наружных проволок, связанные с деформацией и проскальзыванием каната на блоках (барабане). Картина изнашивания — истирание с наличием пластической деформации поверхностного слоя проволок и точечная коррозия (появление пло­щадки истирания, равной 30—35% диаметра проволок наружного слоя, вмятин в проволоках). Долговечность канатов в этом случае зависит от качества материала проволок, конструктивных особенностей каната и экс­плуатационных факторов (на износостойкость канатов влияет смазывание их в процессе изготовления и экс­плуатации).

Истирание, как и усталостное разрушение канатов (поломка проволок от перегиба), является определя­ющим фактором долговечности канатов для ПТМ.

Каждая конструкция каната имеет преимущества и недостатки, которые учитывают при выборе крановых канатов для конкретных условий работы крана.

Параметрами, харак­теризующими конструкцию канатов, являются их плот­ность и гибкость.

Показатель конструктивной плотности — коэффициент плотности (заполнения)

где F — расчетная (суммарная) площадь поперечного сечения про­волок в канате, мм²; d_K — диаметр каната, мм.

Гибкость каната определяет его способность к переги­бу на блоках (барабанах) в пределах упругой деформа­ции благодаря внутреннему скольжению проволок. Гиб­кость характеризуется коэффициентом гибкости

где δ— наибольший диаметр проволок в канате, мм.

С увеличением диаметра проволоки снижается гиб­кость и значительно увеличивается жесткость каната. Выбор канатов таких конструкций целесообразен для ра­боты их в абразивной среде, т. е. когда главная причина изнашивания каната — абразивное воздействие в усло­виях эксплуатации.

При большом числе проволок малого диаметра в верх­них слоях каната гибкость увеличивается, но это приво­дит к их быстрому изнашиванию вследствие трения меж­ду блоком (барабаном) и канатом, особенно в условиях абразивного воздействия среды. Кроме того, увеличи­вается число точек и линий соприкосновения — соответ­ственно повышается внутреннее трение, что отрицатель­но сказывается на долговечности каната. Такие канаты следует применять (выбирать), если абразивное изнаши­вание сведено к минимуму.

Как показали проведенные исследования, конструкция кана­та существенно влияет на срок его службы [18, 19]. Для выбора оптимальной конструкции каната для ПТМ, ко­торая имела бы наибольший срок службы, необходимо для конкретных условий эксплуатации выявить главные причины изнашивания каната, учитывая накопленные данные по браковке канатов.

Канаты типа ЛК-Р (рис. 2.84, а) применяют в основном тогда, когда в процессе эксплуатации они подвергаются воздействию агрессивных сред, интенсивному знакопере­менному перегибу и работают на открытом воздухе. Ка­наты типа ЛК-0 (рис. 2.84, б) устойчиво работают в усло­виях интенсивного истирания (в верхнем слое проволоки большего диаметра). Для их нормальной эксплуатации требуется несколько повышенный диаметр блоков (бара­банов).

Канаты типа ЛК-3 (рис. 2.84, в) применяют в усло­виях, когда они не подвергаются воздействию агрессив­ной среды, так как тонкие проволоки заполнения легко поддаются коррозии. Канаты этого типа обладают хоро­шей гибкостью.

Канаты типа ЛК-РО (рис. 2.84, г) — уни­версальные канаты — имеют сравнительно большое число проволок в прядях, что повышает их гибкость. Нали­чие в наружном слое проволок большего диаметра поз­воляет применять канаты этого типа в условиях абразив­ного изнашивания и агрессивных сред.

Канаты типа ТЛК-0 (рис. 2.85) следует применять тогда, когда использование канатов с линейным касанием проволок в прядях невозможно, т. е. требуется большая гибкость каната на устанавливаемые барабаны (блоки) ПТМ сравнительно малого диаметра (чаще из-за нарушений отношения D_б/d_K).

Рис. 2.84. Крановые канаты с линейным касанием проволок между слоями: а — конструкции 1+6+6/6 при разных диаметрах проволок в наружном слое пряди; б — конструкции 1+9+9 при одинаковом диаметре проволок по слоям пряди: в — конструкции 1 + 6; 6+12 с проволоками заполнения; г — конструк­ции 1+7+7/7+14, имеющей в слоях проволоки разных и одинаковых диаметров

Канаты двойной свивки типа ЛК с линейным касанием проволок в прядях обладают сравнительно большой работоспособностью по сравнению с канатами типов ТК или ТЛК.

Канаты типов ПК-Р и ПК-РО (экспериментальные) изготовляют в соответствии с ТУ. Пластически обжатые пряди (рис. 2.86) этих канатов обладают достоинствами описанных канатов типа ЛК-Р и ЛК-РО, работоспособ­ность их выше [24].

Канаты типа ТК (расчалочные, различные поддержи­вающие, тормозные и др.) допускаются для эксплуата­ции в ненапряженных условиях при незначительных знакопеременных перегибах и пульсирующих нагрузках или их отсутствии.

Рис. 2.85. Крановые канаты с точечно-линейным касанием проволок: а— конструкции 1+6+9+9 с одинаковым диаметром проволок; б — конструкции I+3/3+6/6+18, имеющей в слоях проволо­ки разных и одинаковых диаметров

Рис. 2.86. Крановые канаты с пластически обжатыми прядями типа

Рекомендации для выбора канатов для грузоподъемных машин. При выборе кана­тов для грузоподъемных машин первоначально иссле­дуют технологические и эксплуатационные факторы, влияющие на долговечность каната и, учитывая изло­женные рекомендации, задаются рациональной конструк­цией каната. Но при этом обязательно следует сохранять необходимые соотношения D_б/d_K, а также необходимый запас прочности для обеспечения безаварийной рабо­ты [20].

Если отношение D_б/d_K будет уменьшать долговечность, то следует выбирать канат такой конструкции, при кото­рой возможно использование блоков (барабанов) срав­нительно малых диаметров.

При одинаковых запасах прочности наибольшей долго­вечностью обладают канаты маркировочной группы σ_в = = 1666—1764 МПа (170—180 кгс/мм²), которые рекомен­дуются для применения на грузоподъемных кранах.

Марку каната (проволоки) выбирают в зависимости от назначения машины и условий эксплуатации. Канаты марки II для кранов нежелательны. В районах с холод­ным климатом для работы при температуре — 50° С и ниже следует применять канаты с большим запасом пластичности, т. е. канаты марки В; в районах с холод­ным (до —35° С) и умеренным климатом — канаты мар­ки I. При работе канатов в условиях повышенных тем­ператур (+200÷250° С) необходимо применять канаты с асбестовым (или металлическим) сердечником.

В усло­виях повышенной влажности необходимо применять ка­наты с защитным оцинкованным покрытием или специ­альные канаты с алюминиевой протекторной защитой. Срок службы канатов из оцинкованной проволоки при низкой температуре (до —50⁰) в 2—2,5 раза меньше сро­ка службы их при +20° С. При низких температурах создается концентрация напряжений и зарождение уста­лостных трещин на поверхностях проволок, а это приво­дит к снижению срока службы канатов [25].

Номенклатура крановых канатов. По назначению стальные крановые канаты подразделяют на грузовые (подъемные), стреловые, вантовые, несущие, тяговые и чалочные.

Грузовые канаты применяют для подъема груза раз­личными кранами, а также на экскаваторах. На двух- и четырехканатных грейферных кранах грузовые канаты поддерживают груз и замыкают грейфер. Поэтому кана­ты грейферных кранов разделяют еще на поддержива­ющие и замыкающие. На одноканатном грейферном кра­не замыкание грейфера и поддержание груза осущест­вляется одним канатом.

Грузовые канаты при работе подвергаются сложной нагрузке: растяжению, чередующемуся перегибу, вибра­ции, контактным напряжениям. Поэтому они должны быть высокой прочности при наименьшем диаметре кана­та, иметь большую гибкость, сопротивляемость внешне­му и внутреннему изнашиванию проволок, воспринимать динамические нагрузки; противостоять усталостным на­пряжениям от повторных знакопеременных перегибов на блоках (барабане) и абразивному изнашиванию; обла­дать достаточно высокой работоспособностью (долговеч­ностью).

Для кранов тяжелого и среднего режима работы и экскаваторов рекомендуется выбирать канаты с линей­ным касанием проволок в пряди. При отношении (D_б/d_к)>25 целесообразно выбирать конструкцию кана­та 6х19+1 о. с, т. е. с большим диаметром проволок в пряди; при меньшем отношении D_б/d_K можно рекомен­довать канаты более гибкие, например, 6х37+1 о. с; 6х36+1 о. с.

При многослойной навивке каната на ба­рабан рекомендуется применять канаты с металлическим сердечником, для металлургических кранов — с асбесто­вым сердечником. Наибольшее применение нашли кана­ты с органическим (ГОСТ 2688—80, ГОСТ 7668—80, ГОСТ 7665—80) и металлическим (ГОСТ 7669—80, ГОСТ 7667—80) сердечниками.

Хорошие эксплуатационные показатели на подъемных установках имеют канаты из пластически обжатых пря­дей, изготовляемые со знаком качества по ТУ 14-4-1070— 80. Промышленные испытания подтвердили преимущест­ва этих канатов: при одном и том же диаметре каната на 8—12% увеличивается их разрывное усилие (путем повышения степени заполнения площади поперечного сечения металлом), снижаются контактные напряжения и уменьшается истирание проволок в прядях по винтовым полосовидным поверхностям. Срок службы канатов типа ПК повышается в 1,25—1,5 раза [24].

Применение канатов типа ТК в качестве грузовых не желательно, так как они имеют работоспособность в 1,5—2 раза меньшую, чем канаты типов ЛК, ТЛК, ПК.

В качестве грузовых следует рекомендовать канаты типа ТЛК (ГОСТ 7665—80) с органическим сердечником. Диаметры основных типов этих канатов такие же, как у канатов по ГОСТ 3071—74, что позволяет заменять их канатами типа ТЛК.

В морских и речных портах в качестве грузовых ка­натов применяли свыше 20 конструкций канатов, выпу­щенных в соответствии с ГОСТами, действовавшими до 1980 г. [18, 19].

В результате наблюдений, анализа их работы можно сделать вывод, что канаты по ГОСТ 2688—69, ГОСТ 7668—69 имеют большую наработку на отказ.

Для канатов, используемых на портальных, плавучих и других кранах (в морских и речных условиях работы), следует учитывать дополнительное требование — подъем­ные канаты должны изготовлять (поставлять) из про­волок с цинковым покрытием С, Ж вследствие того, что эти канаты подвергаются воздействию агрессивной среды (морской и речной воды), а на кранах, работа­ющих в химически активных сферах, — из проволок с цинковым покрытием ОЖ.

Для автомобильных, пневматических, гусеничных и же­лезнодорожных кранов, имеющих блоки малого диамет­ра, можно рекомендовать канаты двойной (крестовой) свивки, изготовленные по ГОСТ 2688—80, ГОСТ 7668—80, ГОСТ 3079—80, ГОСТ 3077—80, ГОСТ 7665—80, ГОСТ 7669—80.

ВНИИПТМАШ в механизмах подъема груза мостовых и козловых кранов ограничивает номенклатуру канатов (РТМ 24.090.59-80) двумя конструкциями: канатами, изготовляемыми в соответствии с ГОСТ 2688—80 и ГОСТ 7668—80 (предпочтительно).

При многослойной навивке на барабан, а также для кранов, работающих с расплавленным или раскаленным металлом и жидким шлаком, РТМ 24.090-59—80 рекомендуется применение канатов с металлическим сердечником (ГОСТ 7669—80).

В одноковшовых экскаваторах, где на канат действуют большие динамические нагрузки и абразивность среды, а также большие усилия в поперечном направлении при многослойной навивке на гладкие барабаны, желательно применять канаты, обладающие большой поперечной жесткостью в сочетании с гибкостью — канаты односто­ронней свивки (ГОСТ 7669—80, ГОСТ 7668—80, ГОСТ 7667—80 и др.).

При многослойной навивке на барабаны и на установ­ках со шкивами трения [23, 33] при больших концевых нагрузках и сильном абразивном изнашивании рекомен­дуется применять трехграннопрядные канаты (ГОСТ 3085—80). Эти канаты отличаются большим К_пл и боль­шой опорной поверхностью, но имеют недостатки — по­вышенную жесткость каната и трудоемкость изготовле­ния.

Канаты тройной свивки (ГОСТ 3089—80), хотя и обладают большой гибкостью, но применять их в качест­ве грузовых на ПТМ не рекомендуется. Их применяют, когда основным эксплуатационным требованием являет­ся гибкость и упругость каната, а его прочность и опор­ная поверхность не имеют решающего значения (букси­ровочные, швартовочные и другие канаты).

Многопрядные канаты двойной свивки (ГОСТ 3088—80) обеспечи­вают надежную и долговечную работу на механизмах со свободным подвешиванием груза. Большая опорная по­верхность и небольшое давление на наружные проволо­ки повышают работоспособность этих канатов.

Канаты тройной свивки применяют в качестве вантовых, но известны случаи применения их на порталь­ных кранах в качестве грузовых. Эти канаты как грузо­вые широкого распространения пока не имеют, так как склонны к расслоению и трудоемки в обслуживании (сложность заплетки, наблюдения за состоянием вну­тренних слоев и т. п.).

В конкретных паспортных данных грузоподъемного крана могут быть другие рекомендации по выбору кон­струкции каната для механизмов, однако при отсутствии таковых во время выбора канатов необходимо руковод­ствоваться приведенными соображениями. Предпочти­тельная номенклатура крановых грузовых канатов даётся в справочных таблицах.

Стреловые канаты, устанавливают на механизмах из­менения вылета стрелы с полиспастным исполнительным механизмом. К ним можно отнести также канаты под­вижных противовесов, уравновешивающих стрелу у пор­тальных кранов. Стреловые канаты при работе испыты­вают комплексные нагрузки, так как не только поддер­живают стрелу с грузом. У большинства конструкций автомобильных, железнодорожных и других кранов с по­мощью этих канатов изменяется вылет стрелы.

Стреловые канаты механизмов изменения вылета, как правило, имеют многоблочную подвеску, что увеличи­вает число перегибов каната в одном цикле. Поэтому эти канаты, как и грузовые, должны иметь, кроме опреде­ленной прочности, достаточную гибкость, хорошо проти­востоять внешнему и внутреннему изнашиванию про­волок.

Приведенные рекомендации по выбору грузовых кана­тов распространяются и на стреловые канаты кранов.

Вантовые канаты применяют на гибких стреловых от­тяжках портальных, башенных консольных кранов, гру­зовых стрел и мачт. К этим канатам предъявляют высо­кие требования по прочности и коррозионной стойкости. Как правило, вантовые канаты при работе не перекаты­ваются по блокам или криволинейным направляющим. Хорошие эксплуатационные показатели имеет также многопрядный канат двойной свивки (ГОСТ 3088—80). Срок службы его в 1,5—2 раза больше срока службы канатов других конструкций.

Для канатных оттяжек шарнирно-сочлененных укосин с профилированным гуськом (т. е. при чередующемся перегибе) рекомендуются канаты такие же, как и для грузовых канатов при одинарной свивке.

В качестве Байтовых также используют спиральные канаты с точечным касанием проволок (ГОСТ 7675—73, ГОСТ 7676—73), многопрядный канат с линейным каса­нием проволок (ГОСТ 7681—80).

Несущие канаты применяют в основном на кабельных кранах и канатных подвесных дорогах. Эти канаты под­вергаются большому натяжению и прогибу под дей­ствием силы тяжести катков грузовых устройств, поэто­му они должны быть очень прочными. Лучшими канатами для стационарных канатных дорог, а также стацио­нарных и других кабельных кранов являются спи­ральные закрытые канаты (ГОСТ 3090—73, ГОСТ 7675—73) и многопрядный канат (ГОСТ 7681—80). Эти канаты обладают повышенными коэффициентом К_пл и опорной поверхностью при сравнительно малых упругих и остаточных удлинениях в процессе их эксплуатации.

Для воздушно-трелевочных установок и трелевочно-по­грузочных машин в качестве несущих рекомендуются стальные трехграннопрядные канаты (ГОСТ 3085—80) и канаты с линейным касанием проволок (ГОСТ 7668—80 и ГОСТ 2688—80). Можно использовать и канаты дру­гих конструкций с большой плотностью поперечного се­чения.

Тяговые канаты служат для передачи тягового усилия на большие расстояния на подвесных канатных дорогах, трелевочных установках, а также на козловых и кабель­ных кранах некоторых типов. Обычно эти канаты изна­шиваются о поддерживающие ролики, блоки или в от­дельных случаях при трении о грунт. Тяговые канаты должны иметь большую гибкость, прочность, хорошо противостоять внешнему трению, воздействию коррозии и поперечному сдавливанию. Для передачи тягового усилия с многократным перегибом на блоках и барабане следует выбирать канаты, так же как и грузовые и от­давать предпочтение канатам с линейным касанием про­волок в пряди.

Для трелевочных установок можно выбирать тяговые канаты по действующим стандартам (ГОСТ 2688—80 ГОСТ 7668—80, ГОСТ 7665—80 и др.).

Чалочные канаты используют для буксиров, шварто­вых, якорных устройств на плавучих кранах, а также на лесосплаве. Чалочные канаты работают в основном на растяжение и должны обладать хорошей гибкостью и коррозионной стойкостью. Следует выбирать канаты оцинкованные. Можно применять новые и бывшие в упо­треблении канаты линейного и точечного касания с большим числом проволок в канате или многопрядные (имеющие большую гибкость). Рекомендуются конструк­ции канатов 6х37+1 о. с, 6х36+1 о. с. и др. Диаметр чалочного каната надо выбирать расчетным путем. Эти же канаты могут быть рекомендованы для изготовления грузозахватных приспособлений, например, стропов, под-стропников.

Для трелевки хлыстов и деревьев применяют чеке­ры — разновидность стропов. Предпочтительные кон­струкции канатов для них выбирают по ГОСТ 7668—80, ГОСТ 3071—74, ГОСТ 7665—80 [16]. Диаметр и длину рассчитывают исходя из грузоподъемности каната или его тягового усилия. Как правило для чокеров приме­няют канаты диаметром 12,5—15,5 мм, для тракторов — тяговые канаты диаметром 20—22,5 мм с временным со­противлению разрыву проволок σ_в=1372 МПа (140 кгс/мм²). Опыт эксплуатации показывает, что ка­наты таких параметров (разрывное усилие 70—100 кН для чокеров, 170—180 кН для тяговых) работают на пре­деле, без запаса прочности [16]. Увеличение же диаметра каната нежелательно, так как увеличиваются на 20— 25% масса каната и, что очень нежелательно, его жест­кость. Для повышения прочности каната при одних и тех же его диаметрах целесообразно выбирать канаты с σ_в= 1666-1764 МПа (170-180 кгс/мм²) марки I из оцинкованной проволоки для средних агрессивных усло­вий работы (С), крестовой и нераскручивающейся свив­ки. Наименьшей работоспособностью на трелевке леса обладают жесткие канаты типа ЛК-Р (ГОСТ 2688—80). У канатов типа ЛК-РО (ГОСТ 7668—80) срок службы в указанных условиях в 1,5—2 раза больше чем у кана­тов типа ЛК-Р.

В последние годы на трелевке леса находят примене­ние экспериментальные комбинированные канаты типа капрон — сталь. Эти канаты имеют хорошую гибкость и очень удобны в эксплуатации.

Сварные цепи (рис. 2.86, а) (ГОСТ 2319-81) широко ис­пользуют в качестве грузовых и тяговых элементов. Их изго­товляют из сталей марок СтЗ (σ_в = 370...450 МПа), Ст2 (σ_в = = 340... 420 МПа) и 10 (σ_в = 300 МПа).

Звенья цепи из стали СтЗ изготавляют кузнечно-горновой и контактной сваркой, из остальных материалов - контактной электросваркой. После изготовления сварные цепи испытыва­ют под нагрузкой, равной половине разрушающей. При этом не должно быть остаточных деформаций.

Рис. 2.86. Грузовые цепи: а - сварная; б, в - пластинчатые

Звенья цепи лежат во взаимно перпендикулярных плоскостях, что обеспечивает боль­шую подвижность цепи во всех направлениях. По точности изготовления сварные цепи подразделяют на калиброванные и некалиброванные. Калиброванные цепи имеют более жесткий допуск на внутреннюю длину звена t. Некалиброванные цепи предназначены для работы только с гладкими блоками и бара­банами, калиброванные - для работы со звездочкой, имеющей специальные гнезда.

Для обеспечения нормального зацепления звеньев калибро­ванной цепи с гнездами звездочки допускаемую на­грузку на калиброванную цепь (а следовательно, и напряжение смятия между звеньями и их износ) принимают на 35 % меньше, чем на некалиброванную цепь. Это способствует уменьшению вытягивания цепи и сохранению постоянства шага. При нагружении сварной цепи каждое звено вследствие его криволинейной формы испытывает напряжения от растяжения и изгиба в плос­кости звена. При огибании гладких блоков и барабанов звено подвергается также изгибу в поперечной плоскости. Существу­ющие методы расчета напряжений в звеньях не дают достаточ­но точных результатов, поэтому расчет сварной цепи ведут по уравнению, аналогичному уравнению для расчета канатов:

где S_mах- максимальная рабочая нагрузка; Z_p - запас проч­ности относительно разрушающей нагрузки, принимаемый по нормам Ростехнадзора (табл. 2.31); S_разр - разрушающая на­грузка цепи, указанная в стандарте на цепь.

Минимальное значение коэффициентов запаса Прочности цепей Z_p

Таблица 2.31.

Назначение цели	Группы классификации режима работы механизмов
Ml, M2	МЗ-М8
Сварная грузовая некалиброванная Сварная грузовая калиброванная Сварная для стропов Пластинчатая

Отношение диаметра барабана или блока, огибаемого сварной цепью, к диаметру d прутка, из которого изготовлена цепь должно быть не менее 20 для ручных грузоподъемных механиз­мов и не менее 30 для грузоподъемных машин.

Сварные цепи непригодны для работы с высокими скоростями: допускаемая скорость при работе на гладких барабанах и блоках составляет 1,5 м/с, при работе на звездочках - 0,5 м/с. При превышении этих значений скоростей увеличиваются износ участков сопри­косновений звеньев и динамические нагрузки, а также возра­стает опасность обрыва цепи. Допустимый износ звена сварной цепи ограничен значением 10 % диаметра прутка.

Недостатками сварных цепей, ограничивающими область их применения, являются относительно большая масса (по срав­нению с канатами, рассчитанными на ту же нагрузку), опас­ность внезапного обрыва цепей при высоких скоростях вслед­ствие их чувствительности к толчкам и перегрузкам, большой износ в местах соприкосновения звеньев и необходимость тща­тельного и повседневного контроля за износом звеньев.

Преимущества сварных цепей - гибкость во всех направле­ниях; возможность работы со звездочками и барабанами малых диаметров, что позволяет снизить значения крутящих момен­тов; простота конструкции и изготовления; при работе со ско­ростями υ < 0,1 м/с сварные цепи работают практически бес­шумно.

Примеры условных обозначений сварных цепей.

Цепь типа А, исполнения 1, калибра 10 мм, с шагом 28 мм: Цепь А1-10х28 ГОСТ 2319—81

Цепь типа В, исполнения 2, ка­либра 10 мм, с шагом 35 мм: Цепь В2-10х35 ГОСТ 2319—81

Основные размеры сварных цепей круглозвенных грузовых и тяговых нормальной прочности представлены на рис. 2.87 и в табл. 2.32

Рис.2.87 Основные размеры сварных цепей круглозвенных грузовых и тяговых нормальной прочности

Пластинчатые грузовые цепи (рис. 2.88, а, б, в) (ГОСТ 191 - 82) состоят из стальных пластин, соединенных валика­ми. Число пластин тем больше, чем больше разрушающая нагрузка. Элементы цепи - пластины и валики - изготавли­вают из сталей марок 40, 45, 50 и подвергают термообработ­ке (улучшению или нормализации).

Все цепи подвергают на заводе изготовителе испытанию под нагрузкой, составляющей 50 % разрушающей.

Рис. 2.88. Типы пластинчатых цепей: а — грузовые; б — приводные; в — тяговые

Так как пластинчатые цепи изготавлива­ют без применения сварки, то они более надежны, чем сварные, поскольку в них нет остаточных напряжений и деформация зве­ньев у них значительно меньше. Движение пластинчатой цепи происходит более плавно, но максимальная рабочая скорость из-за повышенной чувствительности к инерционным нагрузкам не должна превышать 0,25 м/с.

Основные размеры цепей круглозвенных грузовых и тяговых нормальной

прочности (по ГОСТ 2319—81)

Таблица 2.32

Тип А	Тип В
Калибр цепи d	Шаг цепи Р	Ширина цепи b	Нагрузка	Масса 1м цепи кг	Калибр цепи d	Шаг цепи Р	Ширина цепи b	Нагрузка	Масса 1м цепи кг
Пробная	Разру-жающая	Рабочая	Пробная	Разру- шающая	Рабочая
мм	Не менее	Не более	мм	Не менее	Не более
	18,5				2,5	0,5			16,5			2,5	0,5
	18,5				3,5	0,75						3,5	0,74
					4,5				26,5			6,5	1,3
					6,5	1,35							2,05
						1,8						16,5	3,45
9,5					8,5	1,9						25,5	5,2
						2,25						31,5	6,5
					11,5	2,7							8,2
					16,5	3,8							10,8
					25,5	5,80
					31,5	7,3		9£					16,5
													22,3
													26,3
						17,5
						24,5	-	-	-	-	-	-	-
							-	-	-	-	-	-	-
							-	-	-	-	-	-	-
							-	-	-	-	-	-	-

Пластинчатые цепи тяжелее и дороже сварных, не могут изгибаться в поперечном направлении; шарниры цепей подвер­гаются сильному износу, что требует постоянного контроля за состоянием элементов цепи. Пластинчатые цепи не могут на­виваться на барабаны и употребляются только со звездочка­ми. Зато благодаря относительно малым диаметрам приводных звездочек момент на валу звездочек и необходимое передаточное число редуктора уменьшаются.

Расчет грузовых пластинчатых цепей ведут также как и сварных цепей. Значения запаса прочности Z_p принимают по табл. 2.31. При работе со звездочкой находиться в одновремен­ном полном зацеплении с цепью должны не менее чем два зуба звездочки.

Грузовые пластинчатые шарнирные цепи (рис. 2.89, а) состоят из стальных пластин 1, шарнирно соединенных между собой валиками 2 и закрепленных расклепыванием концов валиков (при нагрузке на цепь до 10 000 кгс) или шплинтами, вставляемыми в отвер­стия валиков (при нагрузке на цепь свыше 10 000 кгс).

Диаметры и длина валиков, размеры и форма пластин одинаковы для всех звеньев цепи. Только для концевого звена 3 применяют пластины увеличен­ной длины с утолщенным валиком, при помощи которого цепь прикрепляют к деталям грузоподъемного механизма.

Выборочная характеристика гру­зовых пластинчатых цепей приведена в табл. 9.

Коэффициент запаса прочности гру­зовых пластинчатых цепей по нормам Ростехнадзора при машинном при­воде должен быть не меньше 5, а при ручном не менее 3.

Приводные пластинчатые цепи (рис. 2.89, б) отличаются от грузовых цепей тем, что здесь во внутренние пластины 4 за­прессовывают втулки 5, а наружные пластины неподвижно за­крепляют на валиках 6.

Рис.2.89. Схемы пластинчатых цепей

Во втулочных цепях валик вращается во втулке, и нагрузка распределяется на всю поверхность касания втулки и валика, благодаря чему достигается небольшое удельное давление в шар­нирах, а следовательно, и небольшой износ трущихся поверхно­стей. Помимо втулочных цепей в приводах грузоподъемных машин применяют втулочно-роликовые цепи (рис.2.89, в), в которых на втулку свободно насаживают ролик, способствующий уменьше­нию износа зубьев звездочек.

Цепи грузовые пластинчатые (по ГОСТу 191—63)

Размеры в мм

Таблица 2.33

Тип цепи	Номинальный шаг	Расстояние между внутренними пластинами Ввн	Пластина	Валик	Количество пластин в одном звене	Нагрузка в кгс в кгс	Масса 1 пог. м в кг не более
Толщина	Ширина	Длина	Наибольшая длина	Номинальный диаметр средней части	Диаметр шейки под пластины	Разрешённая, не менее	Измерения на шаге
I   II			2,5			35,0				2 500		1,4
		2,5			52,0				5 000		2,7
		3,0			59,0				8 000		3,4
		3,0			78,0				12 500		7,0
		4,0			97,0				20 000		10,5
		5,0			104,0				32 000		17,0
		5,0			146,0				50 000		23,0

Вес таких цепей несколько превы­шает вес простых втулочных при равных величинах шага звеньев и разрушающих нагрузок.

Тяговые цепи устроены так же, как и втулочные, но отличаются от приводных большим шагом и наличием ходовых роликов (см. рис.2.88, 2.89).

Дата добавления: 2017-02-01