1152

Цепные передачи. Строение, типы, плюсы и минусы цепных передач

Цепной передачей, или цепным приводом, называют механизмы, которые передают механическую энергию между двумя точками посредством гибкой цепи. К примеру, от мотора конвейера к ленте или от двигателя машины к её колесам. Цепная передача является одним из видов трансмиссии.

В данной статье мы расскажем, как устроена и работает цепная передача, как её используют для разных целей, укажем типы цепей, принципы работы системы, плюсы и минусы данного типа приводов.

Коротко о главном

Цепные передачи созданы, чтобы передавать механическую энергию. Такой привод устанавливают не только на автомобилях и велосипедах, но и на конвейерах, эскалаторах, подъемных механизмах.

Как правило, цепной привод используют, если нужно передать вращательное движение на расстояние до 7–8 метров и при этом исключить проскальзывание. У цепной передачи значительный КПД — от 90 до 98%. При этом система не теряет мощности, звездочки вращаются с неизменным соотношением скоростей. Цепной привод передает до 5000 кВт на скорости до 30 м/с, но обычно цепные передачи устанавливают в машины мощностью до 120 кВт, цепь при этом цепь двигается не быстрее 15 м/с.

Применение

Большой КПД, простая конструкция и другие плюсы цепных передач дают возможность применять их в разных механизмах:

  • подъемных и транспортировочных грузовых системах;
  • машинах, велосипедах, мотоциклах и другом транспорте;
  • комбайнах и другой сельскохозтехнике;
  • спецоборудовании и станках;
  • горнорудной, нефтяной, химической промышленности;
  • системах со строгими габаритными ограничениями.
Конструкция

Типичная цепная передача включает не имеющую конца и начала замкнутую цепь, один ведущий и один или несколько ведомых валов-звездочек — профилированных колес с зубьями. При понижающей передаче ведущий вал меньше ведомого, при этом крутящий момент увеличивается, а скорость движения цепи уменьшается. Если передача повышающая, размер ведущего вата больше, чем у ведомого.

В процессе работы зубья ведущей звездочки втыкаются в отверстия цепи, сообщая ей вращательное движение. Дополнительно система может быть оборудована натяжными валами, колодками или роликами, успокоителями-демпферами, системами для смазки и защищена кожухом.

Виды цепей

Выделяют 3 вида цепных передач по способу применения:

  • грузовые;
  • тяговые;
  • приводные.
Грузовые передачи

Устанавливают для подвешивания, подъема и спуска грузов и людей, погрузки и разгрузки. Цепная передача работает в составе грузоподъемного оборудования, перемещая грузы вертикально. Скорость движения цепи при этом не превышает 0,5 м/с.

Цепную передачу зачастую используют для подъема грузов, потому что цепи гибкие, малошумные, просты в производстве и недороги, могут приводиться в движение валами небольшого размера.

Для выполнения грузовых работ устанавливают высокопрочные цепи, которые могут поднимать значительные грузы:

  • Пластинчатые. Состоят из прочных продольных пластин. Подходят для всех типов подъемных механизмов, кроме блоков и лебедок: могут приводиться в движение звездочками, валами и катушками. Имеют высокую прочность и большой вес. Требуют минимального обслуживания и выгодны в эксплуатации. – это грузовые пластинчатые, либо убрать, либо ссылку поставить.

Приводные передачи

Применяются, чтобы передавать мощность между валами в обширном диапазоне скоростей, передаточное соотношение при этом остается неизменным. Для приводов используют цепи с небольшим шагом — они снижают нагрузку на звездочки и продлевают время бесперебойной работы систем.

Цепи для приводных передач выпускают из стали, подвергнутой высокотемпературному воздействию, что повышает их прочность. Цепи этого типа имеют более точную геометрию, что позволяет им без лишнего трения двигаться по зубьям звездочек.

  • Зубчатые. Конструкция таких цепей включает 2 вида пластин: с плоской поверхностью, контактирующие с зубцами звездочек, и с канавкой, контролирующие центровку цепи на звездочках. Зубчатые цепи двигаются плавно, не шумят, даже если перемещаются с большой скоростью, очень надежны, но обходятся дороже роликовых и имеют большую массу.
  • Роликовые. Собраны из пары пластин, которые прикрепляются жесткими втулками к роликам или удерживаются запрессованными валиками. Такие цепи почти не теряют энергии при прокатывании по зубьям звездочек, используя энергоэффективное трение качения.
  • Втулочные. Конструктивно схожи цепями на роликах, но у них больше площадь шарниров и отсутствуют ролики. Производятся в однорядном и двурядном исполнениях. Успешно функционируют в загрязненной среде, в пыльных помещениях. Дешевле других видов цепей, т.к. у них проще конструкция и меньше вес. Применять на высоких скоростях такие цепи нельзя.

Тяговые передачи

Придуманы для непрерывного перемещения грузов скольжением или вытягиванием. Устанавливаются на эскалаторах, транспортерах и схожих устройствах. Перемещаются в основном в горизонтальной плоскости, развивают скорость до 4 м/с.

Для данного типа передач выбирают цепи правильной формы, которые имеют высокую несущую способность. Тяговые цепи должны выдерживать большие нагрузки, не разрываясь и не деформируясь:

  • Роликовые с подшипниками. Создают небольшое трение качения. Имеют относительно простую конструкцию, передают широкий диапазон мощностей, легко собираются и разбираются.
  • Втулочные. Отличаются от роликовых отсутствием роликов, поэтому стоят дешевле. Зацепляются за зубья звездочек с помощью втулок.
  • С прямым контуром пластин для металлургической промышленности, производства кирпича и деревообработки. Используются в цехах для сборки автомобилей, подъема и перемещения листов металла, транспортировки поддонов и тд.
  • С боковыми роликами. Подходят для перемещения грузов, чей центр тяжести смещен.
  • С аттачментами. Имеют в конструкции специальные элементы (можно дополнить какие) к которым может крепиться большой спектр траверс, толкателей, планок, с помощью которых груз перемещается по конвейеру.
  • Для пищевой промышленности. Делаются из нержавеющей стали или защищены антикоррозийным покрытием от агрессивных сред.

Как работает цепная передача

Внимательно рассмотреть, как работает типичная цепная передача, вы можете на видеозаписях, представленных в этой главе. В них показана конструкция и принцип работы цепной передачи, оборудованной роликовыми цепями. Верхнее видео имеет звуковую дорожку на английском, функция перевода субтитров на YouTube поможет понять суть:

Плюсы цепной передачи

  • Небольшие расходы на эксплуатацию. Частая замена цепей не требуется.
  • Исключено проскальзывание цепи, что повышает КПД до 90–98%.
  • Узкая конструкция, занимает минимум места.
  • Дает возможность вращать несколько ведомых валов одной цепью.
  • Позволяет передавать механическую энергию расстояния до 8 метров.
  • Пожаробезопасна, не инициирует возгорание.
  • Функционирует в мороз и жару, при высокой влажности и в загрязненных условиях.
  • Легко устанавливается и снимается. Элементарная замена цепи и звеньев.
  • Поддерживает среднее передаточное число.
  • Позволяет передавать немалые мощности с большой скоростью.
  • Не нуждается в предварительном натяжении, что избавляет подшипники и звездочки от дополнительных нагрузок.

Минусы цепной передачи

  • Нуждается в частой и сильной смазке для защиты от ржавчины.
  • Имеет большой вес, увеличивает массу машины, станка, механизма.
  • Шумит и вибрирует.
  • Покупка цепи на замену обходится дороже приобретения ремня.
  • Позволяет поднимать грузы меньшего веса, чем у зубчатой передачи.
  • В ходе эксплуатации цепь растягивается, изнашивается и провисает, поэтому нуждается в регулировке.
  • В системах со звездочками с небольшим числом зубьев сложно поддерживать постоянную скорость.
  • Работает, только если звездочки параллельны друг другу.
Итоги

Цепной привод — в числе главных изобретений человека. Это многофункциональный, простой и эффективный механизм. В данной статье мы рассказали о плюсах и минусах цепных передач, перечислили виды цепей, которые в них используются.

Делитесь нашими материалами в соцсетях, если считаете их полезными.