ЦЕПИ , система подвижно соединенных между собой металлических звеньев, образующих гибкий тяговой орган (нить). Назначение цепей, а отсюда конструкция их и размеры весьма разнообразны. Оставляя в стороне ювелирные цепи, служащие для целей украшения, надо различать следующие основные типы цепей : 1) проволочные цепи (фиг. 1); 2) кольцевые цепи (фиг. 2): а) сварные, b) с цельными звеньями; 3) шарнирные цепи (фиг. 3).

Бывают весьма различной формы (фиг. 1). Состоят из звеньев, образуемых путем загибки проволоки без сварки. Этого рода цепи служат для передачи движения в механизмах с небольшими усилиями и скоростями (гиревые часы, распределительные механизмы и т. д.) и для крепления мелких деталей в разного рода машинах, приборах и бытовых предметах. Производство проволочных цепей вообще весьма несложно и м. б. выполнено кустарным путем с помощью простых приспособлений.

При массовом производстве проволочных цепей обыкновенно применяются автоматы, выполняющие следующие основные операции: 1) правка (рихтовка) проволоки, 2) предварительная загибка звена, 3) сборка звеньев, 4) окончательная формовка звена. Цепи Вокансона (фиг. 1, а) выполняются на автоматах, действующих след. обр. (фиг. 4).

1) Проволока рихтуется, проходя через ряд роликов, и подается до упора. Эта операция производится движком, имеющим прямолинейно-возвратное движение и снабженным зажимным приспособлением. 2) Поданная до упора проволока зажимается оправкой а и обрезается ножом. 3) Рычаги б и в огибают концы проволоки вокруг оправки а до положения I и затем быстро возвращаются в исходное положение. 4) После этого рычаги г и д обжимают загнутые концы до положения II, придавая заготовке в одной плоскости форму звена. 5) Движки е и ж производят загибку крючков и возвращаются в исходное положение. 6) Оправка а и рычаги г и д возвращаются в исходное положение, освобождая готовое звено. 7) Рычаг з , вращаясь вокруг оси к , упирается собачкой л в одно из звеньев и продвигает цепь на один шаг.

При этом изготовленное звено попадает в такое положение, что проволока при подаче для следующего звена продевается в ушко предыдущего, и цикл операций начинается сначала. Все рабочие органы (инструменты) приводятся в движение системой рычагов и рядом кулаков на распределительном валу. Часовые цепи (фиг. 1, б) изготавливаются на автоматах, работа которых происходит след. образом. Выправленная в роликовом приспособлении проволока наматывается на оправку а (фиг. 5), имеющую в сечении форму звена.

На оправке сделана спиральная канавка шага t = 2,5 d (d - диаметр проволоки) глубиной 0,5 d, которая направляет проволоку при навивке. Оправка вращается во втулке б , из которой выходит конец намотанной спирали. Оправка а имеет прерывистое вращательное движение. Во время вращения оправки на 1 оборот один виток спирали сходит с оправки и входит в готовое звено цепи. Затем вращение оправки останавливается, виток обрезается ножом, сжимается зажимом до нормальной формы и устанавливается в положение предыдущего звена цепи. Зажим и нож при этом возвращаются в исходное положение, и цикл операций начинается снова. На подобных автоматах производят цепи из проволоки d до1,5 мм. Общий вид автомата схематически представлен на фиг. 6.

Состоят из овальных звеньев, взаимно связанных между собой и имеющих относительную свободу движения в трех плоскостях. По форме и характеру обработки звеньев кольцевые цепи разделяются на: 1) Простые цепи (фиг. 2, A) DIN 670, называемые также длиннозвенными, или немецкими. 2) Некалиброванные цепи для подъемных машин (фиг. 2, Б) DIN 672. 3) Калиброванные цепи для подъемных машин (фиг. 2, Б) DIN 671. Цепи DIN 671 и 672 называются также короткозвенными, или английскими. 4) Цепи с распорками (фиг. 2, В), называемые также якорными, или корабельными (ОСТ 1409-1414). Эти цепи характеризуются следующими данными. Простые цепи (DIN 670): внутренняя длина звена I = 3,5d, где d обозначает диаметр цепного железа, внутренняя ширина звена b= 1,5d, собственный вес q в кг/п.м при d, выраженном в см, q ? 2,1 d 2 . Подъемные цепи для кранов (DIN 672): l = 2,8 d; b= 1,5d; q=2,2d 2 кг/п. м. То же (DIN 671): I = 3,5 d; b= 1,5 d; q = 2 d 2 кг/п. м для ручных цепей и l= 2,8d; b = 1,5 d; q= 2,25 d 2 кг/п. м для грузовых цепей . Якорная цепь : I = 4d; b= 1,6 d; q = 2,15 d 2 кг/п. м. По нормам DIN 672 и 671 цепи должны испытываться пробной нагрузкой, равной удвоенной рабочей нагрузке. Разрывающая нагрузка должна превышать рабочую не меньше, чем в 4 раза. Звенья цепей рассчитываются на разрыв по формуле

где k b - допускаемое напряжение на разрыв - выбирается в зависимости от условий работы цепи. Для некалиброванных цепей k b = 400-600 кг/см 2 , для калиброванных цепей, k b = 375-450 кг/см 2 . Столь низкое напряжение принимается вследствие того, что при навивке на барабан или огибании блока в звеньях цепи имеет место изгиб, который доводит напряжение в наружных слоях звена до 4,1 k b . Более низкое k b для калиброванных цепей выбирают во избежание деформации звеньев, т. к. применение этих цепей в сравнительно точных механизмах не допускает изменения размеров. Материалом для изготовления кольцевых цепей служит обычно мягкая мартеновская сталь (цепное железо ОСТ 1600), удовлетворяющая следующим условиям. Сопротивление разрыву s b от 3700 до 4300 кг/см 2 , удлинение (для норм. образца) d не менее 24% (для диаметров свыше 35 мм допускается d = 22%). Сопротивление разрыву образца после сварки д. б. не меньше 80% сопротивления целого образца. Образец должен выдержать без трещин загиб на 180° вокруг оправки диаметром d 1 = 0,5 d образца. Строительные размеры звеньев выполняются с допусками по длине и ширине: для калиброванных цепей не более ±0,05 d, для некалиброванных цепей не более ±0,1 d. Короткозвенные цепи применяются в грузоподъемных механизмах с малыми скоростями движения цепей (до 6 м/мин, гл. обр. ручные тали) как рабочий орган для подъема груза. Мелкие цепи (диаметрами 5 и 6 мм) применяются лишь для вращения руками высокорасположенных тяговых колес механизмов, причем скорость движения ручных цепей доходит до 1 м/сек. Диаметр огибаемого блока или барабана грузовой цепи должен быть не менее 20 d. Этот минимальный диаметр рабочего барабана принят при расчете вышеприведенных допускаемых напряжений. Длиннозвенные цепи вследствие меньшей подвижности как активный рабочий орган в подъемных механизмах почти не применяются и служат гл. обр. для крепления (подвески) разных съемных деталей в машинах и станках, гарнитуры котлов, домен и других грузов, цепных дорог, транспортеров, сцепления повозок, привязи животных (собак, лошадей) и т. д. Простые цепи выполняются из цепного железа d = 3-50 мм, крановые цепи d = 5-50 мм. Цепи с распорками применяются гл. обр. в качестве якорных канатов. Наличие распорки предохраняет эти цепи от скручивания и спутывания и кроме того повышает жесткость звеньев, увеличивая этим грузоподъемность цепей на 12-20%. Цепи с распорками выполняются из цепного железа диаметрами 20-100 мм, а в отдельных случаях для якорей очень крупных судов до 140 мм. Для соединения отдельных смычек цепей, а также для быстрого соединения частей цепей в случае ее разрыва употребляются соединительные звенья (фиг. 7) или цепные замки (фиг. 8).

После того как обе половины соединительного звена введены в цепь и сложены вместе, шпеньки а входят в отверстия б и м. б. расклепаны. Изготовление кольцевых цепей производится следующими основными способами. 1) Автоматическая штамповка, сборка и электросварка. 2) Электросварка предварительно заготовленных и собранных звеньев. 3) Горновая (кузнечная) сварка заготовленных звеньев. 4) Поковка и штамповка звеньев из целого материала. 5) Литье.

Автоматическое изготовление кольцевых сварных цепей производят на автомате, схема действия которого представлена на фиг. 9.

Проволока выправляется в роликовом механизме а и подается периодически движком б в направляющее отверстие аппарата до упора в . Нож г отрезает мерный конец проволоки и штамп д огибает его вокруг подвижной оправки е , придавая проволоке форму, представленную на фиг. 9, А. Зажимы ж , соединенные со вторичной обмоткой сварочного трансформатора, придают звену окончательную форму, вводя при этом концы в предыдущее звено цепи, и сваривают их. Предыдущее и следующее за ним звенья удерживаются во время этой операции клещами з . После сварки звена, оправка е уходит вниз, освобождая изготовленное звено. Гильза к , в которую проходит готовая цепь, поворачивается на 90°, клещи з расходятся и цепь продвигается вдоль гильзы на 1 шаг. В следующий момент гильза занимает исходное положение, клещи з схватывают последнее звено, и весь процесс начинается сначала. Весь описанный цикл происходит в течение одного оборота вала а (фиг. 10) машины, на котором надеты кулаки, управляющие через систему рычагов рабочими органами машины.

Такого рода автоматы применяются для изготовления цепей из проволоки диаметром до 10 мм, причем конструкция их деталей изменяется в зависимости от размеров цепи; так, например, при диаметре проволоки свыше 6 мм требуются значительные усилия, и вышеописанные конструкции штампа и зажимов заменяются гидравлическими устройствами.

Электросварка звеньев предварительно собранной цепи производится на аппарате, общий вид которого представлен на фиг. 11. Подача звеньев под зажимы и сварка происходят автоматически. Такого рода автоматы сваривают звенья диаметром до 13 мм.

Изготовление звеньев методом горновой сварки весьма просто, но требует тщательного выполнения. Весь процесс распадается на следующие операции: 1) Отрезка заготовки . Прутковое железо разрезается на мерные заготовки на приводных ножницах или прессах до 40 мм диаметром в холодном состоянии, а выше - в нагретом состоянии. 2) Высадка обоих концов заготовки для сварки внахлестку . Для мелких размеров эту операцию выполняют вручную на наковальне, для крупных размеров - подмеханическим или паровым молотом. 3) Загибка звена . При этой операции заготовке придают форму U. Загибку производят на оправке или в специальной матрице под молотком. Для диаметров до 25 мм эта операция производится в холодном состоянии, для больших - с нагревом до 800-850°С (вишнево-красное каление).4) Сварка звена . Эта операция производится след. образом. U-образную заготовку нагревают т. о., чтобы концы ее достигали сварочного жара, после чего продевают ее в предыдущее звено цепи, загибают концы и сваривают внахлестку. Сварку производят под молотом в закрытых фасонных матрицах, удерживающих металл от растекания на месте сварки. После сварки, используя тот же нагрев, звену придают окончательную форму и калибруют. Производство якорных цепей отличается от описанного тем, что после сварки на внутренней стороне звена высаживают углубление для распоров, вставляют распорку, нагревают собранное звено до сварочного жара и, осаживая звено вдоль малой оси, заваривают распорку. Заварка распорки так же, как и сварка звена, производится в фасонном штампе одним ударом молота.

Железо крестообразного сечения (фиг. 12, а) штампуют под молотом, образуя ряд секций (фиг. 12, б), из которых путем последовательных штамповок и проковок (фиг. 12, в) получают взаимно связанные звенья цепи (фиг. 12, г). Этот способ изготовления исключает элемент случайности в сварке, но значительно дороже, что препятствует его широкому распространению.

Литье . При этом способе половина звеньев формуется и отливается отдельно и затем укладывается в сложную опоку, где отливаются соединительные звенья.

Состоят из звеньев, шарнирно связанных между собой, относительная свобода движения которых ограничена вращением в одной плоскости. Шарнирные цепи применяются для подъема грузов в грузоподъемных механизмах и для передачи движения в трансмиссиях. Различают следующие основные конструкции шарнирных цепей: цепи Галля (фиг. 13), цепи втулочные Цобеля (фиг. 14), цепи роликовые (фиг. 15), цепи бесшумные Ренольда (фиг. 16), блочные (элеваторные), цепи пластинчатые, цепи разборные, цепи с литыми звеньями.

На цепи Галля выработан общесоюзный стандарт, на цепи втулочные и бесшумные стандарт в настоящее время разрабатывается; остальные виды цепей еще не нормализованы. Пластинчатой шарнирной цепью Галля (фиг. 13) называется ряд звеньев, каждое из которых состоит из четного количества пластин, шарнирно соединенных валиком. Конструкция цепи Галля изменяется в зависимости от шага, как видно из приводимой спецификации.

Рабочая нагрузка этих цепей равна номинальной грузоподъемности по данным ОСТ, что соответствует примерно пятикратному запасу прочности при стали № 5. Длина отдельных кусков цепи равна 12 м. ОСТ на цепи Галля обязателен в СССР с 1 /XII 1934 г. Строительные размеры при изготовлении цепей Галля выдерживаются по 4-му классу точности; допуска в деталях - по 3-му классу точности. Большое удельное давление, возникающее при работе цепи Галля между цапфами валика и пластинами, не допускает больших скоростей движения цепи (не более 12 м/мин) и ограничивает область применения этого вида цепей грузоподъемными машинами. Во втулочных цепях Цобеля (фиг. 14) этот недостаток устранен, что позволяет применять эти цепи в трансмиссиях для передачи движения при скорости цепей до 3 м/сек. Как видно из фиг. 14, в цепи Цобеля имеется втулка - деталь, отсутствующая в цепи Галля; имеющиеся на втулке лыски запрессованы во внутренние пластины цепи, образуя т. о. внутреннее звено. Наружные пластины закреплены намертво на валике, причем благодаря наличию лыски на валике и соответствующему отверстию в наружных пластинах исключена возможность вращения наружных пластин на цапфе валика. Благодаря такой конструкции при повороте звена, неизбежном в момент изгибания цепи при набегании ее на колесо, валик вращается не на поверхности зубца, а во втулке, как в подшипнике; удельное давление на вращающиеся поверхности сильно уменьшается, и условия работы цепи облегчены. Для смазки втулки имеют раззенкованные отверстия, а валик - неглубокую лыску по всей длине. При работе цепи Цобеля требуют хорошей смазки и предохранения от грязи.

(фиг. 15) благодаря ролику, свободно вращающемуся на втулке (чем они и отличаются от цепи Цобеля), исключают трение скольжения между звеньями цепи и зубцами звездочки. Роликовые цепи служат для передачи движения со скоростями до 5,5 м/сек; они широко применяются в автомобилях (гл. обр. грузовых), мотоциклах и велосипедах, откуда и получили названия в зависимости от размера: цепи автомобильные, цепи мотоциклетные и цепи велосипедные, а также в сельскохозяйственных машинах (комбайны, сноповязалки и т. п.). Роликовые цепи и втулочные цепи, работающие при больших нагрузках, б. или м. скоро, в зависимости от качества материала и выполнения, вытягиваются и теряют свой первоначальный размер (шаг). Вытягивание цепи происходит вследствие изнашивания отверстий пластин, принимающих при износе форму эллипса. Шаг изношенной цепи не совпадает т. о. с шагом звездочки, на которой она работает, благодаря чему возникают толчки при работе цепи, сопровождающиеся шумом (стук) и ведущие к обрыву цепи. Расчет описанных цепей (Галля, Цобеля и роликовых) ведут обычно: а) на разрыв пластины в опасном сечении, ослабленной отверстием для цапфы валика или втулки, по формуле

где s b - временное сопротивление на разрыв материала пластин, Q - разрывная нагрузка в кг, b- ширина пластины в опасном сечении, d - диаметр отверстия, s - толщина пластины, i- число пластин звена. Рабочую нагрузку следует назначать с запасом прочности не менее 5. Рабочая нагрузка принимается равной окружному усилию на ведущей звездочке; б) на удельное давление р между цапфами и пластинами по формуле

и с) на срез валика по формуле

где s z - временное сопротивление срезыванию материала валика. Бесшумные цепи Ренольда (фиг. 16) по конструкции и принципу работы несколько отличаются от цепей Галля и подобных им. В бесшумных цепях рабочее усилие передастся от звездочки на зубцы цепи, которая работает, как рейка, в зацеплении с цилиндрической шестерней. При растягивании цепи, когда шаг ее увеличивается, работа цепи продолжает оставаться спокойной, т. к. зубцы цепи касаются колеса по всей его окружности, а разница в шаге компенсируется увеличением радиуса зацепления зубцов цепи с зубцами шестерни. Цепи Ренольда выполняются из нескольких звеньев в ряд по ширине в зависимости от нагрузки и применения и имеют достаточно большую поверхность соприкосновения с зубцами. Износ в шарнирных соединениях здесь не велик благодаря запрессованным в отверстия звеньев стальным закаленным втулкам. Сползание цепи с колеса предупреждается введением сплошных звеньев а особой формы, которые входят в канавку посредине колеса или захватывают колесо снаружи (фиг. 16, А и Б). Бесшумные цепи должны обязательно обильно смазываться и защищаться от грязи. При этих условиях возможна передача движения при скорости до 6,5 м/сек. При работе бесшумных цепей в масляной ванне при хорошем выполнении их возможно допустить скорость до 8 м/сек, а для мелких цепей - до 9 м/сек.

Цепи блочные (ленточные) (фиг. 3) и цепи пластинчатые (фиг. 17) б. ч. тяжелого типа, конструкция которых понятна из фигуры, применяются для элеваторов, транспортеров, экскаваторов и т. п. Работают на малых скоростях, рассчитываются так же, как и цепи Галля, но с большим запасом прочности и весьма просты в эксплуатации. Смазкой для них служит солидол. Цепи разборные получили большое распространение за последнее время за границей для трансмиссий в строительных и сельскохозяйственных машинах, конвейерах и многих других механизмах. Конструкции их весьма разнообразны. Одна из них представлена на фиг. 18.

Выполняются разборные цепи литыми из стали или ковкого чугуна. Размеры звена (шаг) 20-150 мм. Передаваемое усилие от 150 до 1600 кг. Достоинства разборных цепей - дешевизна, удобство ремонта (замена звена), большая поверхность соприкосновения шарниров. Недостатки - малая степень надежности, загрязнение открытых шарниров. Цепи неразборные с литыми звеньями (фиг. 19) выполняются из стали или ковкого чугуна, соединительные стержни - стальные.

Выполняются размером (шаг) 30-200 мм. Передаваемое усилие 150-2000 кг. Работают на малых скоростях. Все трансмиссионные цепи работают, охватывая два или больше колеса или звездочки. Крайние звенья цепи соединяются нормальными пластинами или специально конструируемыми соединительными пластинами (фиг, 20), образуя т. о. бесконечную цепь .

При работе трансмиссионных цепей усилие передается не трением, как это имеет место в ременной или канатной передаче, а сцеплением с зубцами колес, т. о. трение в цепной передаче является вредным моментом. КПД цепной передачи при хорошем выполнении достигает i = 0,94-0,98. При работе цепи нагружена только ведущая ветвь; обратная ветвь движется без натяжения. Дополнительное давление на опоры валов при цепной передаче равно окружному усилию на ведущем колесе.

Производство шарнирных цепей . Наиболее типичным (т. к. оно охватывает все процессы) производством является производство роликовых цепей. 1) Заготовка деталей : а) пластины штампуются на эксцентриковом прессе из углеродистой стали № 4, 5 и 6. Пластины для цепи штампуются прогрессивным (последовательным) штампом, выполняющим одновременно две операции - пробивка отверстий и выработка контура. Схема такого штампа представлена на фиг. 21.

Работа его происходит след. обр.: полоса подается в штамп до временного упора а 1 и прессу дается ход. При этом пунсоны б пробивают оба отверстия. После того как пунсоны вышли из пробитых ими отверстий, полоса продвигается до постоянного упора а и прессу дается ход. При этом ловители г пунсона в входят в пробитые отверстия и обеспечивают этим правильное расположение отверстий по отношению к контуру пластины. Пунсон в вырубает контур пластины. Одновременно с этим пунсоны б пробивают отверстия для следующей пластины. Так. обр. за каждый ход пресс пробивает отверстия и вырубает контур, давая в итоге одну готовую пластину. Пластины мелких цепей по техническим условиям должны иметь с одной стороны фаску. Фаска выполняется путем чеканки в матрице на эксцентриковом прессе. Если при этом пластина имеет прорубленное отверстие, то последнее деформируется, принимая овальную форму. Этот недостаток устраняется двумя способами: 1) рассверловкой пробитого отверстия после чеканки фаски и 2) пробивкой отверстия в пластине после того, как чеканка фаски уже выполнена. В последнем случае вырубка контура и пробивка отверстий ведутся простыми вырубными штампами. Усилие штамповки Р и мощность пресса P 1 определяют по формуле

где Ohm - периметр штамповки в мм, s - толщина материала в мм, s - сопротивление срезу для пластин 45-80 кг/мм 2 , i - КПД пресса. После штамповки пластины поступают в галтовочный барабан для очистки и снятия заусенец. Очищенные пластины поступают в термообработку. Для некоторых цепей требуется закалка пластин. Закалка производится в газовых или нефтяных печах с обязательным отпуском. Режим закалки зависит от химического анализа стали и требований, предъявляемых к механическим свойствам пластины. Отпуск производят в селитряной ванне при температуре 300-315°С с охлаждением в воде. Металл пластины при этом принимает цвет побежалости (Синий). После термообработки пластины поступают в сборку. Валики для цепей мелких размеров изготовляются из мягкой стали № 3. Калиброванная проволока разрезается на куски длиной, равной длине готового валика + некоторый припуск для зачистки концов. Нарезанные концы поступают для токарной обработки на револьверный станок, где двумя резцами поперечного суппорта производятся обточка цапфы и подрезка торца поочередно с обоих концов. После этого валик подвергается цементации и закалке. После закалки концы валика надо отжечь, чтобы обеспечить возможность расклепки. Отжиг концов производится на электросварочном аппарате (точечном). Валик зажимается концами между электродами, после чего включается ток (устройство электросварочных аппаратов обеспечивает автоматическое включение тока после достаточно сильного зажима электродов). После того как концы валика нагрелись до требуемой температуры, ток выключается и валик снимается с аппарата. Эта операция очень непродолжительна. Ролик и втулка м. б. изготовлены двумя способами: 1) токарной обработкой из пруткового материала на револьверном автомате или на специальном станке, 2) вытяжкой из листового материала с последующей отрезкой дна выштампованного цилиндра и подрезкой неровностей верхней кромки на токарном станке. Цилиндр требуемой формы Н = 1,5-2,0 d получается в результате ряда последовательных вытяжек (фиг. 22) с промежуточным отжигом для уничтожения внутренних напряжений и наклепа .

Для средних и мелких размеров роликовых цепей втулка изготовляется либо путем штамповки (загибка) из листа на прессе, либо путем вальцевания на волочильном станке через протяжное кольцо (фильер). Процесс волочения понятен из фиг. 23. Свальцованную трубку разрезают на автомате на мерные концы. Материалом для изготовления роликов и втулок служит мягкая сталь (сталь № 3).

Сборку цепей производят вручную с применением различных приспособлений. Некоторые операции (сборка звеньев) при массовом производстве выполняются на автоматических станках. Схема действия такого автомата представлена на фиг. 24.

Пластина а из магазина б движком в подается до уступа г , фиксирующего положение пластины. Втулки д из магазина е подаются движком ж до упора з . После этого ударом ползуна и втулка запрессовывается в отверстия пластины. Собранное т. о. полузвено выбрасывается движком (на фиг. 24 не указан) в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа. Вторая пластина внутреннего звена собирается аналогичным способом с той лишь разницей, что в магазин (конструкция которого в данном случае изменяется) взамен втулок загружаются полузвенья. Совершенно аналогичным способом происходит сборка наружного полузвена. Расклепка концов валика производится механическими или пневматическими клепальными молотками. Собранные цепи подвергают обкатке и на выдержку до 5% от каждой партии испытанию на разрыв на разрывной машине. Прочие шарнирные цепи (кроме разборных и литых) изготовляются аналогичным способом, причем процесс варьируется в зависимости от количества деталей в звене. Производство шарнирных цепей до последнего времени было сосредоточено на заводах, производящих механизмы, где эти цепи применяются. Лишь последние 10-50 лет ряд заводов специализировался на производстве цепей. Германия - Цобель, Нейберт и К°, СССР - завод «Красный металлист» в Ленинграде, завод «Красная звезда» в Москве.

• Пластины – сквозная закалка, отпуск, дробеструйная обработка для лучшей усталостной прочности.
• Валик – поверхностная закалка, отпуск, шлифование.
• Втулка – поверхностная закалка, отпуск, галтовка (очистка, используется для улучшения качества поверхности).
• Ролик – сквозная закалка, отпуск, дробеструйная обработка.

При производстве цепей и звездочек используются высококачественные углеродистые и легированные стали.

МНОГОРЯДНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ

Приводные цепи в многорядной конфигурации имеют разрушающую нагрузку, увеличенную почти пропорционально количеству рядов. По сути, многорядные цепи представляют собой набор однорядных цепей, соединенных между собой при помощи более длинных валиков.

Приводные втулочные цепи.

Втулочные цепи не имеют ролика. Главным достоинством этого типа цепей является то, что они могут применяться в условиях, где неизбежно попадание грязи и пыли на цепь. По сравнению с роликовыми цепями втулочные цепи обладают большей площадью шарнира благодаря валику и втулке большего диаметра. Увеличенная площадь шарнира уменьшает удельную нагрузку в шарнирах и их износ, что позволяет эксплуатировать втулочные цепи в тяжелых условиях.

Приводные роликовые длиннозвенные цепи.

Конструктивно идентичны стандартным роликовым цепям, но имеют увеличенный вдвое шаг. Имеют меньший вес, но и меньшую прочность. Специально разработаны для приводов с большими межосевыми расстояниями (например, в комбайнах).

Приводные роликовые цепи с изогнутыми пластинами.

Звено такой цепи также состоит из пластин, ролика, валика и втулки. Основным отличием является форма пластины. Форма пластины разработана таким образом, что при воздействии на цепь сильных ударных нагрузок пластина изменит свою форму (вытянется), но при этом не разрушиться и цепь не порвется. У цепей с изогнутыми пластинами все звенья одинаковые, т.е. нет внутренних и внешних звеньев. Такие цепи используют в сильно нагруженных приводах в тяжелой технике, чтобы обеспечить им надежную работу в самых тяжелых условиях и исключить возможность разрыва цепи.

Приводные зубчатые цепи.

Сильно отличаются от стандартных роликовых цепей. Состоят из набора пластин специальной формы и валиков, которые их соединяют. В конструкции зубчатых цепей отсутствуют втулки и ролики, что значительно повышает её надежность и толерантность к агрессивным условиям работы. Зубчатые цепи известны также как «бесшумные цепи», бесшумность работы достигается формой пластин, которая обеспечивает идеальное зацепление цепи со звездочкой и, соответственно, снижает силу удара при входе цепи в зацепление. Самое широкое распространение зубчатые цепи получили в быстроходных станках, а также в мезанизмах ГРМ автомобильных двигателей.

ПАРАМЕТРЫ ЦЕПЕЙ

Основными параметрами приводных цепей являются:

1. Шаг цепи;
2. Ширина цепи.

Шаг цепи (Р) – это расстояние между валиками звена цепи. Измеряется в миллиметрах. В обозначениях цепей по ГОСТ шаг цепи идет в начале обозначения, например: цепь приводная роликовая ПР-12,7-18,2, где 12,7 – шаг цепи в мм. В цепях, выполненных по стандарту ISO, шаг цепи измеряется в 16-ых долях дюйма. Например, цепь с шагом 12,7мм по ISO обозначается 08А или 08В в зависимости от исполнения, где 08 – 8/16 дюйма. В цепях, произведенных согласно североамериканскому стандарту ANSI, шаг обозначается в 8-ых долях дюйма. Так, цепь с шагом 12,7 мм согласно ANSI обозначается 40, т.е. шаг равен 4/8 дюйма. Приводные роликовые цепи изготавливаются с шагом от 8 до 63,5 мм. Цепи с изогнутыми пластинами могут иметь шаг до 140 мм.

Разрушающая нагрузка.

Разрушающая нагрузка вычисляется экспериментально. Это такая нагрузка, при которой происходит разрушение цепи. Разрушающая нагрузка измеряется в кН или кгс. В обозначении цепей по ГОСТ разрушающая нагрузка указывается после шага цепи, например: ПР-12,7-18,2. Где 18,2 – разрушающая нагрузка для данной цепи в кН, т.е. цепь ПР-12,7-18,2 гарантированно выдержит усилие в 18,2 кН или в 1820 кгс. В обозначении цепей по ISO и ANSI разрушающая нагрузка не указывается и её можно найти в каталогах.

Стоит также отметить, что разрушающая нагрузка, указываемая в обозначении цепей по ГОСТ (например, ПР-12,7-18,2) Qmin – это минимальное значение, при котором один из опытных образцов начал разрушаться. Т.е. фактическая разрушающая нагрузка у цепей данного ряда будет выше, но 18,2 кН – это величина нагрузки, которую гарантированно выдержит любая цепь данной модели. По этой причине некоторые производители в своих каталогах указывают не только минимальное значение разрушающей нагрузки Qmin, но и Q0 – среднюю прочность при растяжении. Средняя прочность при растяжении также вычисляется экспериментально, и является не минимальным, а средним значением нагрузки, при которой опытные образцы начали разрушаться.

На рисунке видно, что минимальная прочность при растяжении (Qmin, разрушающая нагрузка) значительно ниже средней прочности при растяжении (Q0).

И, наконец, ширина цепи. Ширина цепи (b1) это расстояние между пластинами внутреннего звена цепи. Значение ширины цепи также можно найти в каталогах производителей.

Втулочные, роликовые, зубчатые и фасоннозвенные.

Роликовые цепи

Цепи бывают однорядные и многорядные. Они состоят из наружных и внутренних пластин. В наружные пластины запрессованы валики, пропущенные через втулки, на которые запрессованы внутренние пластины. Валики и втулки образуют шарниры. На втулки свободно надеты закаленные ролики. Зацепление цепи со звездочкой происходит через ролик, который перекатывается по зубу и уменьшает его износ. Кроме того, ролик выравнивает давление зуба на втулку и предохраняет ее от изнашивания.

Втулочные цепи

Эти цепи по конструкции аналогичны предыдущим, но не имеют роликов, что удешевляет цепь, уменьшает ее массу, но увеличивает износ. Втулочные цепи применяют в неответственных передачах при v 1 м/с.

В зависимости от передаваемой мощности втулочные и роликовые цепи изготовляют однорядными и многорядными с числом рядов n=2

4.

Зубчатые цепи

Онисостоят из набора пластин зубообразной формы, шарнирно соединенных между собой. Рабочими гранями пластин являются плоскости зубьев, расположенных под углом 60 0 , которыми каждое звено садится на два зуба звездочки. Благодаря этой особенности зубчатые цепи обладают минимально возможным шагом и поэтому допускают более высокие скорости. Зубчатые цепи работают плавно, с меньшим шумом, лучше воспринимают ударную нагрузку, но тяжелы и дороги.

Шаг цепи

Расстояние между центрами двух соседних валиков – шаг цепи (обозначается р). Шаг цепи является основным параметром и принимается по ГОСТу. Чем больше шаг, тем выше нагрузочная способность цепи, но сильней удар звена о зуб в период набегания на звездочку, меньше плавность, бесшумность и долговечность передачи. При больших скоростях принимают цепи с малым шагом. В быстроходных передачах при больших мощностях рекомендуются также цепи малого шага : зубчатые большой ширины или роликовые многорядные .

Звездочки

Звездочки по конструкции отличаются от зубчатых колес лишь профилем зубьев, размеры и форма которых зависит от типа цепи. Делительная окружность звездочек проходит через центры шарниров цепи.

Диаметр делительной окружности:

, где z – число зубьев звездочки.

Шаг p у звездочек измеряется по хорде делительной окружности. Материал звездочек должен быть износостойким и хорошо сопротивляться ударным нагрузкам. Звездочки изготовляют из сталей 45, 40Х и других с закалкой или из цементируемых сталей 15, 20Х и др.

Передаточное число

Цепь за один оборот звездочки проходитпуть pz , следовательно, скорость цепи в м/с

V =

=

, где p –шаг цепи, м;

z 1 и z 2 – числа зубьев ведущей и ведомой звездочек;

1 и 2 – угловые скорости ведущей и ведомой звездочек в рад/с

Из равенства скоростей цепи на звездочках передаточное число

U =

Основные геометрические соотношения

1. Оптимальное межосевое расстояние передачи принимают из условия долговечности цепи:

а = (30

40)p, где p – шаг цепи.

2. Длина цепи l p , выраженная в шагах или число звеньев цепи:

l p = +

+

Обычно l p округляют до целого четного числа.

Зубчатая цепь (табл. 5) с одним и тем же шагом может быть использована для передачи мощностей в большом диапазоне благодаря возможности изменения ширины цепи в больших пределах.

Зубчатая цепь с шарнирами качения (рис. 6) состоит из рабочих и направляющих пластин, соединенных между собой призмами. Рабочая пластина / имеет зубообразную форму и два фасонных отверстия для сегментных призм. Направляющая пластина 2 не имеет среднего выреза и предназначена для предохранения цепи от соскакивания со звездочек. Неподвижный 3 и подвижный 4 вкладыши имеют криволинейную поверхность, очерченную одним и тем же радиусом. Длина вкладыша 4 равна ширине цепи. Соединительная призма с шайбой и шплинтом предназначена для соединения концов цепи при монтаже и разъединения при демонтаже.

Зубчатая цепь с шарнирами качения (рис. 6) составляется из рабочих и направляющих пластин, соединенных между собой призмами. Рабочая пластина / имеет зубообразную форму и два фасонных отверстия для сегментных призм. Направляющая пластина 2 не имеет среднего выреза и предназначена для предохранения цепи от соскакивания со звездочек. Неподвижный 3 и подвижный 4 вкладыши имеют криволинейную поверхность, очерченную одним и тем жерадиусом. Длина вкладыша 4 равна ширине цепи по пластинам. Соединительная призма с шайбой и шплинтом предназначена для соединения концов цепи при монтаже и разъединения при демонтаже.

Зубчатая цепь (рис. 150, д) в каждом звене имеет набор пластин / (число их определяется требуемой шириной цепи), имеющих два выступа (зуба) со впадиной между ними для зуба звездочки. Так как эти шарниры быстро изнашиваются, то зубчатые цепи с простыми шарнирами применяют только в самых неответственных случаях.

Зубчатая цепь (рис. 150, д) в каждом звене имеет набор пластин / (число их определяется требуемой шириной цепи), имеющих два выступа (зуба) со впадиной между ними для зуба звездочки. Эта цепь изготовляется с шарнирами трения качения. В отверстиях пластин каждого шарнира устанавливаются две призмы 2 и 3 с криволинейными рабочими поверхностями. Одна из призм соединяется с пластинами одного звена, а другая с пластинами соседнего звена, в результате чего в процессе движения цепи призмы перекатываются одна по другой. Применяют также и зубчатые цепи с шарнирами трения скольжения.

Зубчатая цепь (рис. 14.2 д) в каждом звене имеет набор пластин 1 (число их определяется шириной цепи) с двумя выступами (зубьями) и с впадиной между ними для зуба звездочки. Эта цепь изготовляется с шарнирами трения качения. В отверстиях пластин каждого шарнира устанавливаются две призмы 2 и 3 с криволинейными рабочими поверхностями. Одна из призм соединяется с пластинами одного звена, а другая - с пластинами соседнего звена, в результате чего в процессе движения цепи призмы перекатывают одна другую.

Зубчатая цепь (рис. 19.4, а) состоит из набора пластин с зубьями, шарнирно соединенных в определенной последовательности.

Зубчатая цепь 9 находится одновременно в зацеплении с обеими звездочками.

Зубчатая цепь (рис. 2.6.4) состоит из специально спрофилированных пластин, шарнирно соединенных с валиками. Для предотвращения схода цепи со звездочек используются боковые или внутренние направляющие.