Цепные передачи: механика, применение и обслуживание

Как и ремни, цепные передачи — метод передачи механической мощности из точки в точку. Часто используются для передачи мощности на колеса транспортных средств. Также называют приводной цепью или передаточной цепью, передающей мощность через роликовую цепь над зубчатым колесом (звездочкой), зубья которой вступают в отверстия звеньев цепи.

Что такое цепная передача?

Способ передачи механической мощности (вращательного движения) из одной точки в другую. Используются не только для передачи мощности, но и для транспортировки грузов, подъема и перетаскивания объектов. Мощность считается переданной, когда цепь вращается.

Цепная передача — серия соединенных звеньев шарнирными соединителями. Состоит из бесконечных цепей, навитых на две или более звездочек.

Обычно применяются там, где расстояние между источником мощности и точкой передачи мало. Но некоторые конструкции и типы передают мощность на большие расстояния.

Передача мощности в цепной передаче очень эффективна — потери отсутствуют, в отличие от ремненных или канатных передач, где неизбежен скольжение. Передаточное число остается постоянным, что делает цепные передачи лучшим выбором по сравнению с ремненными.

Цепь бежит по колесу — звездочке с зубьями по окружности. Не все цепи требуют звездочки.

Применение

• Передача мощности
• Подъем грузов и транспортировка материалов
• Строительное и деревообрабатывающее оборудование
• Грузоподъемно-транспортная техника
• Транспортные средства: автомобили, мотоциклы, велосипеды, грузовики
• Сельхозтехника

Компоненты цепных передач

На диаграмме показаны компоненты базовой цепной передачи.

Классификация цепных передач

По применению делятся на три типа:

• Грузоподъемные цепи
• Силовые цепи (для передачи мощности)
• Тяговые цепи

Грузоподъемные цепи

Для подвешивания, подъема и опускания грузов при грузоподъемных операциях. Цепи с овальными звеньями — самые популярные. Преимущества: гибкость во всех направлениях, бесшумность, простота конструкции и изготовления, работа на малых барабанах и шкивах.

Силовые цепи

Для передачи мощности от вала к валу. Ограничения цепей с овальными звеньями: низкие скорости, внезапный отказ, чувствительность к перегрузкам и рывкам, большой вес.

Тяговые цепи

Для непрерывного перемещения материалов скольжением, тягой или переноской.

Типы цепных передач

Подъемные цепи

Подъемник — механическое устройство для подъема/опускания грузов. Цепь для тяжелых грузов. Два подвида:

Цепи с овальными звеньями

Чаще всего в подъемниках. Состоят из овальных звеньев. Также называют спиральными цепями. Квадратные звенья легко загибаются под высокой нагрузкой. Только для низких скоростей.

Цепи со штифтами (Stud-link)

Минимизируют деформацию и запутывание. Круглые штифты внутри овальных звеньев для большей прочности. Используются на кораблях для подъема якорей, в кранах для очень тяжелых грузов.

Конвейерные цепи

В конвейерах для перемещения материалов. Хорошо оформленные для плавного хода по звездочкам. Из ковкого чугуна, для низкоскоростных механизмов. Недостаток: неравномерное движение, износ.

Два подвида:

• Съемные / крючковые конвейерные цепи: для коротких расстояний передачи мощности
• Цепи с закрытым наконечником (pintle): бочка и звено в единой литье, закалка для высокой прочности

Силовые цепные передачи

Для передачи вращательного движения валу. Из стали, иногда закаленной для износостойкости. Высокая точность, легко бегут по звездочкам.

Три подвида:

Блочные цепи (Block chain)

Для низких скоростей, шум из-за резкого контакта звездочки и цепи. Также в низкоскоростных конвейерах.

Роликовые цепи

Компоненты: втулка, внутреннее звено, пальцы, внешние и внутренние пластины, ролики. Втулка с роликом между пластинами, палец сквозь ролик. Из стали. Ролики свободно вращаются в втулке, минимизируя износ при контакте со звездочкой. Бесшумно, меньший износ, для любых условий: высокоскоростные передачи (мотоциклы). Долговечны при правильной смазке.

Бесшумные / зубчатые цепи (Silent / inverted tooth chain)

Для высокоскоростных передач. Без роликов, точно оформленные для плавного вступления в звездочку. Смазка критична — без нее быстрый износ.

Принцип работы

Работа цепной передачи проста и понятна. Текстовое описание менее наглядно, поэтому видео ниже объясняет принцип работы.

Преимущества и недостатки цепных передач

Преимущества

• Несколько валов могут приводиться в движение одной цепью
• Для длинных и коротких расстояний
• Нет пожарной опасности
• Компактные, малые габариты
• Работа не зависит от температуры и условий среды
• Простая установка
• Выдерживают абразивные условия
• Нет ударов (шлепков)
• Работают во влажных условиях
• Высокая КПД ~96%

Недостатки

• Не для применений, требующих скольжения
• Частая смазка обязательна
• Меньшая несущая способность по сравнению с зубчатыми передачами
• Шум и вибрации
• Не для точного движения
• Требуется корпус
• Не для непараллельных валов
• Регулировка при ослаблении цепи

Заключение

Цепные передачи — великое изобретение в механике для различных целей. В статье: определение, применение, схема, компоненты, типы, принцип работы, преимущества и недостатки.