Цепные передачи и их сборка.

Конструкция цепных передач.

Цепная передача состоит из двух зубчатых колес, называемых звездочками. Звездочки распо­лагаются на некотором расстоянии друг от друга и огибаются цепью. Сцепление цепи с зубьями звездочек обеспечивает передачу вращательного движения от одного вала передачи к другому. Если цепная передача работает при больших окружных скоростях, ее помещают в специальный кожух — картер, который заполняют маслом. Надежное и стабильное смазывание защищает передачу от загрязнений и уменьшает шум при ее работе. Кроме того, ко­жух, закрывая вращающиеся детали передачи, обеспечивает ее безопасную эксплуатацию.

В зависимости от назначения цепные передачи подразделяют­ся на три типа: грузовые (для подъема грузов), тяговые (для пере­мещения грузов) и приводные (для передачи движения от двигате­ля к исполнительному механизму).

По сравнению с ременными передачами цепные обладают ря­дом преимуществ:

• отсутствие проскальзывания;
• компактность;
• меньшая нагрузка на валы и подшипниковые опоры;
• высокий КПД, достигающий 0,98.

Наряду с указанными достоинствами цепная передача по срав­нению с ременной имеет ряд недостатков, которые в значитель­ной степени ограничивают ее применение:

• удлинение цепи в процессе эксплуатации, что приводит к неравномерности хода передачи;
• возникновение динамических нагрузок, возрастающих с увеличением скорости цепи и с уменьшением числа зубьев на меньшей из звездочек;
• шум при работе;
• сложность эксплуатации.

В большинстве случаев цепную передачу применяют тогда, ког­да использование зубчатой передачи невозможно из-за большого расстояния между осями валов, а ременную передачу нельзя при­менять в связи с требованиями к постоянству передаточного от­ношения. Наиболее распространено применение цепных передач для механизмов вращательного движения мощностью до 100 кВт при окружных скоростях до 15 м/с.

Типы цепей.

В зависимости от конструкции различают втулоч­ные, роликовые, зубчатые и фасоннозвенные цепи. Основными параметрами, характеризующими приводные цепи, являются шаг (расстояние между осями двух ближайших шарниров), ширина и разрушающая нагрузка, которая устанавливается опытным путем.

Втулочная цепь (рис. 1, а) в зависимости от передаваемой нагрузки может быть одно- и двухрядной. Втулочные цепи просты по конструкции, имеют небольшую массу и дешевы в изготовле­нии. Однако, вследствие недостаточной износоустойчивости их применение ограничено окружными скоростями до 10 м/с. Цепь состоит из внутренних пластин 3, напрессованных на втулку 2, ко­торая свободно вращается на валике 1 с напрессованными наруж­ными пластинами 4.

Роликовая цепь (рис. 1, б) в зависимости от условий эксплу­атации и передаваемых мощностей может иметь несколько видов исполнения: однорядная (нормальная, длиннозвенная облегчен­ная, усиленная); многорядная, с изогнутыми пластинами. Кон­структивно роликовая цепь отличается от втулочной тем, что на ее втулках 2 устанавливают свободно вращающиеся ролики 5. В результате применения роликов трение скольжения, имеющее место во втулочной цепи, в роликовой заменяется на трение качения. Роликовые цепи могут передавать вращательное движение с окружной скоростью до 15 м/с.

Зубчатая цепь (рис. 1, в) работает с меньшим шумом, чем втулочная и роликовая, так как ее конструкция обеспечивает луч­шие условия зацепления с зубьями звездочек. Недостатком таких цепей является их большая масса по сравнению с роликовыми и втулочными цепями и высокая стоимость изготовления. Использу­ют цепи этой конструкции, как правило, для передачи больших мощностей при окружных скоростях до 30 м/с.

Звенья цепи состоят из набора пластин 3 и 4, число которых определяется шириной цепи. Каждая пластина имеет два выступа и впадину между ними для зуба звездочки. Конструкция цепи обе­спечивает в шарнирах трение качения.

Фасоннозвенные цепи (рис. 1, г, д) применяют при передаче небольших мощностей и малых (3…4 м/с) окружных скоростях, как правило, в условиях, не обеспечивающих достаточную смазку и защиту от загрязнений. Эти цепи просты по конструкции и лег­ко ремонтируются, что обусловливает их широкое применение в сельскохозяйственном машиностроении.

Различают штыревые (см. рис. 1, г) и крючковые (см. рис. 1, д) фасоннозвенные цепи. В штыревых цепях соединение звеньев осуществляется штырями, изготовленными из стали марки Ст3, которые после установки шплинтуются. Крючковая цепь состоит из звеньев, отлитых из чугуна или штампованных из стальной по­лосы (сталь ЗОГ), и не содержит дополнительных соединительных деталей.

Звездочки цепных передач.

Звездочки цепной передачи в зави­симости от их размера могут изготавливаться цельными и состав­ными. Звездочки втулочных и роликовых цепей имеют небольшую ширину и выполняются обычно из двух частей: диска с зубьями и ступицы, которые соединяют между собой болтами либо заклепка­ми. Звездочки передач с зубчатыми и фасоннозвенными цепями имеют большую ширину и, как правило, выполняются цельными.

Для уменьшения изнашивания цепи и снижения шума при ра­боте цепной передачи зубчатый венец звездочки в некоторых слу­чаях изготавливают из полимерных материалов, соединяя его с металлической ступицей с помощью паза типа «ласточкин хвост».

При использовании в цепной передаче составных звездочек их необходимо предварительно собрать. Сборка составной звездочки после контроля геометрических размеров и формы посадочных мест ступицы и зубчатого венца осуществляется следующим об­разом (рис. 2):

• в зубчатом венце 4 сверлят отверстия под временные болты для соединения со ступицей, напрессовывают зубчатый венец на ступицу 3 звездочки и, используя эти отверстия в качестве кондуктора, сверлят отверстия под временные болты в ступице;
• устанавливают временные болты и закрепляют зубчатый венец на ступице, после этого собранную звездочку уста­навливают на эталонный вал, закрепляемый в центрах, и проверяют зубчатый венец звездочки на радиальное бие­ние, поворачивая вал в центрах и устанавливая поочеред­но в каждую впадину зубчатого венца калибр (величину радиального биения определяют, используя индикатор часового типа, установленный на стойке).
  

Если величина радиального биения, полученная при проведении контроля, превышает величину, ука­занную в технических условиях на сборку, то звез­дочку разбирают, венец поворачивают относительно ступицы на угол, кратный числу временных болтов, вновь собирают и повторяют проверку радиального биения зубчатого венца до тех, пор пока оно не будет соответствовать требованиям технических условий на сборку.

По окончании контроля радиального биения зубчатого венца временные болты удаляют, отверстия под них развертывают и устанавливают постоянные болты или заклепки.

Технические требования к сборке цепных передач.

При сбор­ке цепных передач необходимо обеспечить:

• параллельность валов цепной передачи с отклонением не более 0,1 мм на длине 1000 мм;
• относительное смещение звездочек в плоскости движе­ния цепи не должно превышать 2 мм на 1000 мм меж­осевого расстояния;
• пластины цепи должны быть параллельны между со­бой;
• цепь, установленная на звездочках, должна иметь стрелу прогиба не более 0,02А при горизонтальном расположе­нии передачи и не более 0,002А при ее вертикальном расположении, где А — межосевое расстояние;
• шаг цепи должен строго соответствовать шагу звездочки;
• передача должна работать плавно, без рывков.

В целях предупреждения изнашивания деталей цепной переда­чи необходимо производить их смазывание. Для ответственных силовых передач, работающих при окружных скоростях до 8 м/с, применяют картерное смазывание методом погружения в масля­ную ванну. Если окружная скорость передачи превышает 8м/с, то применяют системы принудительного циркуляционного смазыва­ния с помощью масляного насоса или смазывание консистентной смазкой шарнирных соединений цепи. При небольших окружных скоростях передачи, не превышающих 4 м/с, применяют перио­дическое (через 6…8 ч работы) смазывание ручными масленками.

Монтаж звездочек на вал.

Звездочки цепной передачи устанав­ливают на вал, используя, как правило, посадки с натягом. Для обеспечения их фиксации на валу применяют шпоночные и штиф­товые (см. рис. 2) соединения. При монтаже звездочек на вал с применением призматической шпонки звездочку напрессовыва­ют, используя, как правило, молоток и оправки, смазав предвари­тельно шейку вала для снижения усилия напрессовки. При уста­новке звездочки необходимо следить за тем, чтобы шпонка сво­бодно входила в паз ступицы. Для предупреждения возможного осевого перемещения ступицы относительно вала устанавливают стопорный винт, который стопорят от самопроизвольного отвин­чивания контргайкой.

Монтаж цепей.

Перед началом монтажа цепей необходимо удалить консервирующую смазку, затем цепь следует промыть, просушить и подогнать по длине в соответствии со сборочным чертежом передачи.

Перед подгонкой цепи освобождают от шплинтов или запира­ющей пластины замыкающего звена, которое снимают с цепи, от­соединяя группу лишних звеньев. После этого приступают к мон­тажу цепи на звездочки передачи. Соединение концов цепи про­изводится на верстаке либо непосредственно на сборочной единице. Сборка цепи непосредственно на сборочной единице производится в тех случаях, когда цепь в собранном виде не мо­жет быть установлена на звездочки передачи, например, когда звездочки находятся внутри корпуса.

При установке цепи непосредственно на сборочной единице применяют различные приспособления, выбор которых зависит от конструкции цепи.

При соединении концов роликовых и втулочных цепей приме­няют рычажные (рис. 3, а) и винтовые (рис. 3, б) стяжки. Для соединения концов зубчатых цепей также применяют специаль­ные стяжки (рис. 3, в).

Фасоннозвенные цепи собирают путем последовательного со­единения звеньев, не используя специальных крепящих устройств.

Цепь в передаче должна быть установлена так, чтобы ее веду­щая нижняя ветвь не была сильно натянута, что уменьшает удары между зубьями звездочки и звеньями цепи, обеспечивая плавную работу передачи и значительно меньший износ цепи, кроме того, позволяет снизить нагрузки на детали передачи.

Контроль качества сборки цепной передачи.

Оценка качества сборки цепной передачи осуществляется, как правило, визуально. Проворачивая передачу, проверяют плавность и легкость ее хода, при этом цепь не должна соскакивать со звездочек, а каждое звено цепи должно легко садиться на зуб звездочки и сходить с него. После провора­чивания передачи отпечатки от втулок и роликов должны быть одинаковы на всех зубьях звездочек и составлять приблизительно 1/3 их высоты.