3.4. Цепи

На кранах и других подъемных механизмах применяются сварные и пластинчатые цепи в различных механизмах (передачи, подвески, такелаж, тяговые органы).

3.4.1. Сварные цепи

В промышленном рыболовстве и при погрузочно-разгрузочных работах сварные цепи применяют значительно реже канатов. Это обусловлено тем, что по эксплуатационным показателям они значительно уступают канатам. Спокойная и бесшумная работа их может быть обеспечена лишь при скоростях до 0,1 м/сек. Надежность их также ниже, чем у канатов, так как не обнаруженное вовремя ослабленное звено цепи может послужить причиной ее внезапного обрыва в момент подъема груза. Сварная цепь в 7–11 раз тяжелее равнопрочного ей стального каната.

При постройке орудий лова цепи используют для изготовления .небольших гибких деталей или в качестве грузил, в подъемно-транспортных устройствах – в качестве чалочных, грузовых и тяговых гибких элементов, так как по гибкости они превосходят все остальные типы гибких элементов. Это позволяет при одинаковом тяговом усилии применять при работе с цепями приводные звездочки значительно меньшего диаметра, чем канатные барабаны. Таким образом, когда требуются максимальная компактность и малая масса механизма, цепи различных конструкций обычно являются незаменимым типом гибкого элемента.

Поэтому сварные цепи применяют в качестве грузовых гибких элементов в талях, тельферах, лебедках и кранах с ручным приводом. Но чаще их используют как чалочные цепи.

Сварные цепи собирают из овальных звеньев, сгибаемых из круглой или полосовой стали и свариваемых кузнечной или контактной сваркой. Цепи, изготовляемые из круглой стали, называются круглозвенными (рис. 3.8., а), а состоящие из чередующихся звеньев из круглой и полосовой стали – ко м б и н и-р о в а н и ы м и (рис. 3.8., б). Последние по сравнению с круглозвенными имеют меньший удельный износ, благодаря касанию звена из круглой стали по всей ширине пластинчатого звена. Комбинированные цепи иногда используют в качестве тягового элемента в машинах непрерывного транспорта. Изготовляют сварные цепи из стали марок ст. 2, ст. 3.

В зависимости от соотношения между шагом (t) цепи и диаметром (d) цепной стали (см. рис. 3.8., а) различают круглозвенные цепи длиннозвенные (t ≥3d) и короткозвенные (t<3d). В грузоподъемных машинах используют исключительно короткозвенные цепи, чтобы снизить напряжения изгиба при огибании блоков и барабанов цепью.

Рисунок 3.3. Грузовые и тяговые цепи:

а–сврная круглозвенная, б–сварная комбинированная, в–грузовая пластинчатая шарнирная, г–тяговая пластинчатая втулочная; д–тяговая пластинчатая катковая.

По степени точности изготовления сварные цепи подразделяются на некалиброванные и калиброванные.

Некалиброванные цепи имеют отклонения в размерах звеньев до ± 10% и применяются в тех случаях, когда цепь наматывается на гладкие барабаны или блоки, или используются как чалочное приспособление.

Калиброванные цепи при изготовлении правят в штампах, отклонения в размерах звеньев этих цепей составляют ± 3%. Их применяют в тех случаях, когда цепь должна укладываться в ячейки на блоке или барабане.

При работе на растяжение звено цепи испытывает напряжение растяжения, и изгиба. Кроме того, в местах соприкосновения звеньев возникают напряжения сжатия. Расчет звена с учетом всех деформаций достаточно сложен, поэтому сварные цепи подбираются по разрушающей нагрузке S_раз,

Запас прочности установлен правилами Госгортехнадзора для некалиброванной цепи при ручном приводе k = 3, при машинном k = 6; для калиброванной цепи при ручном приводе k = 3, при машинном k = 8.

Наибольшее натяжение в цепи определяется по формуле:

(3.2)

где d – диаметр цепной стали, мм;

[σ] – допускаемое напряжение растяжения, кгс/см².

Так как трудно точно определить вызываемые растяжением и изгибом действительные напряжения в звеньях сварной цепи, по правилам Госгортехнадзора цепи выбирают по максимальной допустимой нагрузке по формуле (3.2).

В целях лучшего сохранения цепей выбирают соотношение между диаметром D барабана и блока и диаметром прутка: при ручном приводе D ≥20d, при машинном – D ≥30d.

Для прикрепления цепей к деталям грузоподъемных механизмов применяются концевые соединительные звенья специальной формы. Основные размеры калиброванных и некалиброванных сварных цепей даны в табл. 6.

Таблица 6. Сварные цепи