Цепь с боковым изгибом: криволинейные трассы конвейера без передаточных узлов
На большинстве конвейерных линий смена направления означает передачу: поворотный стол, передаточный узел под прямым углом, толкатель или второй конвейер с собственным приводом. Каждый из них добавляет точку заклинивания, последовательность управления, риск для продукта, занимаемую площадь и единицу обслуживания. Цепь с боковым изгибом — также называемая роликовой цепью с боковым изгибом или боково-гибкой цепью — устраняет передачу, позволяя самой цепи шарнирно поворачиваться по горизонтальной кривой, так что один непрерывный контур может поворачивать на 90°, 180° или идти по S-образной трассе.
В этом руководстве рассматриваются геометрия, случаи, когда компромиссы оправданы, и что проверять при подборе.
Почему стандартная роликовая цепь не может поворачивать
Стандартная роликовая цепь шарнирно поворачивается только вокруг одной оси: оси оси. Наружные щеки запрессованы на оси, а внутренние щеки опираются на втулки с малыми зазорами, поэтому пакет щек практически полностью сопротивляется боковому перемещению. Любое боковое шарнирное движение, навязанное стандартной цепи, нагружает щеки и оси в направлениях, на которые они не рассчитаны, и шарниры этого не выдержат.
Именно это одноосное шарнирное движение делает стандартную цепь эффективной на прямых участках и вокруг звездочек — но оно же означает, что цепь не может следовать кривой в горизонтальной плоскости.
Как работает геометрия бокового изгиба
Цепь с боковым изгибом получает боковое шарнирное движение за счет намеренно увеличенных зазоров в шарнирах. В зависимости от изготовителя и конструкции это достигается специальными конструкциями осей, контролируемым зазором между осью и втулкой и дополнительным зазором между внутренними и наружными щеками — некоторые конструкции также используют измененную геометрию отверстий щек. Точная конструкция различается у разных производителей, поэтому всегда уточняйте механизм и номинальный боковой угол по чертежу конкретной цепи.
Типовые конструкции допускают примерно 2°–3° бокового шарнирного движения на шарнир, с более высокими значениями для некоторых шагов и конструкций. Это звучит незначительно, но накапливается: 60 шарниров по 3° каждый — это 180° обхвата. Кривая создается не одним специальным компонентом, а множеством малых углов шарниров.
Практическое следствие: минимальный радиус кривой является функцией шага и угла на шарнир, а не одного каталожного числа. Геометрическое соотношение приблизительно таково:
R ≈ шаг ÷ (2 × sin(θ/2)), где θ — боковой угол на шарнир.
- 2° на шарнир → радиус ≈ 29 × шаг
- 3° на шарнир → радиус ≈ 19 × шаг
- 4° на шарнир → радиус ≈ 14 × шаг
Для цепи с шагом 12,7 мм (1/2 дюйма) при 3° на шарнир это радиус по осевой линии около 245 мм. Больший шаг означает пропорционально больший минимальный радиус при том же угле шарнира — одна из причин, по которой криволинейные компоновки тяготеют к меньшим шагам и большему числу звеньев в кривой.
Цепь также нуждается в опоре по всей кривой. Трассы с боковым изгибом обычно направляются в канале с износостойкими накладками с обеих сторон, рассчитанными так, чтобы цепь фиксировалась в боковом направлении, но не зажималась. Радиус направляющей, зазор направляющей и материал направляющей — все влияет на срок службы по износу.
Цепь с боковым изгибом против стандартной роликовой цепи
- Посадка оси в наружной щеке: посадка с натягом (стандартная) против пазовой посадки с зазором (боковой изгиб). Удержание обеспечивается другими конструктивными средствами, поэтому фиксацию оси всегда следует уточнять по чертежу.
- Боковое шарнирное движение: заблокировано (стандартная) против разрешенного в пределах номинального угла шарнира (боковой изгиб).
- Путь нагрузки: в цепи с боковым изгибом опорная площадь оси в пазе уменьшена, а боковые щеки испытывают изгибающие нагрузки, когда цепь находится в кривой. Поэтому допустимое рабочее натяжение ниже, чем у эквивалентной базовой серии.
- Чувствительность к загрязнению: дополнительный зазор означает больше точек проникновения абразива и большую зависимость от правильной смазки.
- Звездочки: цепь с боковым изгибом обычно строится на стандартной базовой серии (например, 40/50/60 или 08B/10B/12B пропорционально), поэтому она обычно зацепляется со стандартными звездочками этой серии. Проверяйте число зубьев и делительный диаметр, а не предполагайте.
- Выравнивание: геометрия бокового изгиба не компенсирует несоосность привода. Допуски на выравнивание валов и трассы по-прежнему применяются.
Поскольку геометрия бокового изгиба не охватывается ANSI B29.1 или ISO 606 так же, как размеры базовой роликовой цепи, номиналы прочности на растяжение все равно следует приводить к минимумам базовой серии по ANSI B29.1 / ISO 606, а способность к кривой должна исходить из данных изготовителя цепи для данной конкретной конструкции.
Где концепция оправдывает себя
- Повороты на 90° и 180° внутри одного контура цепи, устраняющие передаточный узел и его привод.
- Многокриволинейные компоновки — S-образные изгибы, замкнутые контуры и большие углы обхвата, где иначе потребовалось бы несколько передач.
- Продукты, плохо переносящие передачи: высокие, неустойчивые, мягкие, горячие или хрупкие изделия, которые опрокидываются, истираются или заклинивают в зазоре передачи.
- Цели по скорости и простоте: меньше приводов, меньше точек управления, меньше шума, меньше восстановления после заклинивания.
Где это не подходит: очень малые радиусы, очень высокое рабочее натяжение, высокие скорости цепи и сильно абразивные среды без проработанного плана износа и смазки.
Контрольный список подбора
1. Базовая серия и шаг. Это задает минимальный радиус и ориентир по прочности на растяжение. Криволинейные компоновки обычно предпочитают меньший шаг с большим числом шарниров в кривой. 2. Радиус кривой и общий угол обхвата. Преобразуйте компоновку в требуемый угол на шарнир и оставляйте запас ниже номинального максимума, а не проектируйте на пределе. 3. Снижение нагрузки. Стандартная конвейерная практика поддерживает рабочее натяжение значительно ниже номинальной прочности на растяжение — обычно в диапазоне от одной шестой до одной восьмой номинала. В кривой применяйте дополнительное снижение, поскольку звенья в кривой несут растяжение и боковую нагрузку одновременно. Рабочее значение примерно 60–75% от допустимого натяжения для эквивалентной цепи прямого участка — разумная отправная точка для обсуждения с изготовителем, а не замена его данных. 4. Скорость. Криволинейные трассы с боковым изгибом обычно относятся к применениям с умеренной скоростью; многие — ниже примерно 1 м/с. Более высокие скорости ускоряют боковой износ и требуют более внимательного отношения к зазору направляющей. 5. Звездочки и направляющие. Уточните серию звездочки, минимальное число зубьев, материал направляющей и зазор направляющей. См. варианты звездочек для соответствующей оснастки. 6. Присоединительные элементы. Цепь с боковым изгибом часто оснащается толкающими собачками, скребками или специальными присоединительными элементами для перемещаемого продукта; шаг присоединительных элементов и конфигурация щек входят в чертеж. Типы конвейерных цепей охватывает распространенные семейства присоединительных элементов, а роликовая цепь — размеры базовых серий. 7. Среда и материал. Углеродистая сталь, нержавеющая сталь и варианты с покрытием ведут себя по-разному при мойке, нагреве и во влажных условиях; см. цепь из нержавеющей стали.
Спецификация для реального проекта
Цепь с боковым изгибом обычно является customized-вариацией базовой роликовой или конвейерной цепи, а не складской каталожной позицией. Полезный запрос включает: базовую серию и шаг, число звеньев, радиусы кривых и углы обхвата, чертеж трассы цепи с компоновкой направляющих, рабочее натяжение, скорость, тип и шаг присоединительных элементов, данные звездочки и среду.
Hangzhou Vision Chain Transmission Co., Ltd. (TV chain / Vision group), основанная в 2004 году, работает как производитель и торговая компания в Hangzhou, Zhejiang, China, выпуская роликовую цепь, конвейерную цепь, конвейерную цепь с присоединительными элементами, двухшаговую и двухскоростную цепь, цепь с полой осью, цепь из нержавеющей стали, пластинчатую цепь, кованую цепь, эскалаторную цепь, сельскохозяйственную цепь и тяжелую цепь инженерного класса FV/M, а также звездочки, шкивы, муфты, зубчатые рейки и конические втулки. Цепь котируется от 1 метра, звездочки — за штуку; поддерживаются ODM и customization по образцам или чертежам. Готовая продукция проходит 100% визуальный и функциональный контроль с прослеживаемостью сырья; завод работает на четырех производственных линиях с тремя инспекторами QA/QC. Компания является поставщиком, прошедшим аудит TUV Rheinland, и Diamond Member Made-in-China с 2013 года; сертификация ISO/SGS заявлена компанией, сертификаты предоставляются по запросу. Типовой срок поставки — около одного месяца, условия FOB/CIF/CFR/EXW, отгрузка через Shanghai или Ningbo. Дополнительные сведения доступны в разделах нестандартная цепь, контроль качества и информация о заводе.
Пришлите вашу компоновку кривой и случай нагрузки, и угол шарнира, снижение нагрузки и схема направляющих могут быть проверены по чертежу до котировки.
Запросить предложение на цепь — свяжитесь с экспортным отделом, указав трассу цепи, шаг и рабочее натяжение.