Цепи втулочно-роликовые ISO

Добавлено 30.10.2025

Цепи втулочно-роликовые ISO: технические характеристики, стандартизация и применение в промышленности

Цепи втулочно-роликовые, стандартизированные по нормам ISO (International Organization for Standardization), представляют собой ключевой элемент приводных систем в современной промышленности. Их конструкция, геометрия и механические свойства строго регламентированы международными стандартами, в первую очередь ISO 606:2015 (BS/ DIN). Это обеспечивает полную взаимозаменяемость цепей и звездочек от различных производителей, гарантирует предсказуемость работы и позволяет проводить точные инженерные расчеты. Основное назначение данных цепей – передача механической мощности от ведущего вала к ведомому в условиях значительных нагрузок, ударных воздействий и при необходимости обеспечения постоянного передаточного числа.

Конструкция и основные компоненты цепи ISO

Конструкция цепи является результатом многолетней эволюции и оптимизации для работы на высоких скоростях и под нагрузкой. Каждое звено состоит из следующих деталей:

Внешние пластины: Соединяют оси двух соседних звеньев через втулки. Выполняют функцию несущего элемента, воспринимающего растягивающую нагрузку.
Внутренние пластины: Прессуются на втулки, образуя внутреннее звено. Чередование внутренних и внешних звеньев обеспечивает гибкость цепи.
Втулка: Неподвижно запрессована во внутренние пластины. Служит опорой для ролика и посадочным местом для вращения на оси.
Ролик: Свободно вращается на втулке. При вхождении в зацепление со звездочкой ролик перекатывается по зубу, уменьшая трение и износ как цепи, так и звездочки.
Ось (пин): Проходит через втулку, соединяет внешние пластины и является осью вращения звена. Фиксируется в отверстиях внешних пластин, как правило, методом развальцовки или с помощью стопорных колец.

Такая конструкция обеспечивает высокий КПД передачи (до 98%) и долгий срок службы за счет замены трения скольжения в зоне контакта цепи и зуба на трение качения.

Стандарты и система обозначений

Стандарт ISO 606 определяет два основных ряда цепей: Американский (ANSI) и Европейский (BS/DIN). В мировой промышленности, включая энергетику и тяжелое машиностроение, наиболее распространен европейский ряд, обозначаемый буквой B. Американский ряд (A) имеет отличия в конструкции пластин (более толстые при одинаковом шаге) и применяется реже.

Типовое обозначение цепи: ISO 606 B – 16B – 1 или просто 16B-1.

ISO 606 – номер стандарта.

B – обозначение европейского ряда.

16 – код шага цепи в 1/16 дюйма (16/16 = 1 дюйм или 25.4 мм).
B – повторное указание ряда.
1 – число рядов (однорядная). Для двухрядной будет 16B-2, для трехрядной 16B-3 и т.д.

Основные параметры и таблица характеристик

Ключевые параметры, определяющие выбор цепи:

Шаг цепи (P): Расстояние между центрами соседних осей. Основной размер, определяющий габариты цепи и звездочки.
Ширина внутреннего звена (b1): Минимальное расстояние между внутренними пластинами. Определяет ширину зуба звездочки и толщину многорядных цепей.
Диаметр ролика (d1): Внешний диаметр ролика.
Диаметр оси (d2): Диаметр пина.
Длина звена (L): Общая длина звена, приблизительно равная шагу.
Прочность на растяжение (Q): Минимальная статическая нагрузка, при которой происходит разрушение цепи. Не является рабочей нагрузкой.
Испытательная нагрузка (Qпр): Нагрузка, применяемая при контроле качества для проверки шарнирных соединений.

**Таблица 1. Основные параметры однорядных втулочно-роликовых цепей ряда B (ISO 606)**
Обозначение цепи	Шаг (P), мм	Ширина внутр. звена (b1), мм	Диаметр ролика (d1), мм	Диаметр оси (d2), мм	Прочность на растяжение (Q) мин., кН	Средняя масса 1м, кг
06B-1	9.525	5.72	6.35	3.28	8.9	0.37
08B-1	12.70	7.75	8.51	4.45	17.8	0.68
10B-1	15.875	9.65	10.16	5.08	22.2	1.01
12B-1	19.05	12.57	12.07	5.94	28.9	1.50
16B-1	25.40	15.75	15.88	7.92	52.7	2.57
20B-1	31.75	19.56	19.05	9.53	85.0	4.20
24B-1	38.10	25.40	25.40	12.70	124.6	6.30
28B-1	44.45	25.40	27.94	14.27	172.4	8.40

Материалы и термообработка

Для обеспечения требуемых стандартом прочностных характеристик и износостойкости все компоненты цепи подвергаются строгому контролю материалов и обработки.

Пластины: Изготавливаются из средне- или высокоуглеродистой стали (например, сталь 50, 65Mn). Для повышения усталостной прочности применяется цементация или закалка с последующим отпуском. Пластины часто проходят дробеструйную обработку для создания остаточных напряжений сжатия.
Ролики и втулки: Производятся из цементируемых сталей. После цементации и закалки достигается высокая твердость поверхности (55-62 HRC) при вязкой сердцевине, что необходимо для сопротивления ударным нагрузкам и износу.
Оси (пины): Изготавливаются из легированных сталей, подвергаются сквозной закалке или цементации на большую глубину, так как воспринимают значительные нагрузки на срез и изгиб.

Критерии выбора и инженерный расчет

Выбор цепи ISO для конкретного привода осуществляется на основе расчета по мощности. Основными исходными данными являются: передаваемая мощность (P, кВт), частота вращения ведущей звездочки (n1, об/мин), передаточное число (i), условия эксплуатации (нагрузка, смазка, расположение).

Основные этапы расчета:

Определение расчетной мощности: Pрасч = P K1 K2
K3, где K1 – коэффициент динамичности нагрузки (равномерная, ударная), K2 – коэффициент, учитывающий межосевое расстояние и длину цепи, K3 – коэффициент, учитывающий способ смазки.
Выбор шага цепи: По таблицам номограмм производителя или стандарта, исходя из Pрасч и n1. Меньший шаг обеспечивает более плавный ход, меньший шум и допустимую высокую скорость, но меньшую нагрузочную способность. Больший шаг – наоборот.
Определение числа зубьев звездочек: Минимальное число зубьев малой звездочки (z1) ограничено из-за увеличения угла поворота шарнира и износа. Рекомендуется z1 ≥ 17-19 для нормальных скоростей. Число зубьев большой звездочки: z2 = z1
i.
Проверка по частоте вращения и давлению в шарнире: Фактическая скорость цепи (v, м/с) не должна превышать допустимую для выбранного шага. Давление в шарнире (p) рассчитывается и сравнивается с допустимым [p] для обеспечения необходимого ресурса.
Определение длины цепи в шагах и межосевого расстояния.

Особенности монтажа, натяжения и смазки

Правильный монтаж и обслуживание критически важны для ресурса цепи.

Монтаж: Цепь соединяется с помощью соединительного (замкового) звена. Для цепей больших шагов (от 16B и выше) предпочтительна установка бесконечной цепи или использование заклепочного звена, где ось расклепывается, а не фиксируется пружинным стопором.
Натяжение: Цепь не должна быть перетянута или иметь чрезмерный провес. Нормальный провес (f) для горизонтальной передачи составляет 2-4% от межосевого расстояния (a). Регулировка осуществляется перемещением вала одной из звездочек или с помощью натяжного ролика.
Смазка: Является главным фактором, определяющим износ. Стандарт ISO определяет четыре метода смазки в порядке увеличения эффективности: ручная, капельная, картерная (окунанием), циркуляционная. Выбор метода зависит от скорости цепи. Используются масла с противозадирными (EP) присадками и хорошей адгезией.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Втулочно-роликовые цепи ISO находят широкое применение благодаря надежности и стандартизации:

Топливоподача и золоудаление на ТЭС и ТЭЦ: Приводы скребковых и пластинчатых транспортеров, питатели угля, шлаковые конвейеры.
Водоподготовка и химическая обработка: Приводы механических решеток, смесителей, мешалок.
Вспомогательное оборудование энергоблоков: Приводы шиберов, заслонок, дозаторов.
Общепромышленное применение: Конвейеры всех типов, элеваторы, приводы станков, насосов, компрессоров, рольганги.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между цепями ряда A (ANSI) и ряда B (ISO/BS/DIN)?

Цепи ряда А (например, ASA 80) имеют более толстые пластины при сопоставимом шаге, больший диаметр ролика и, как правило, более высокую разрушающую нагрузку. Они не являются взаимозаменяемыми с цепями ряда B (например, 16B) ни по звездочкам, ни по ширине. В Европе и России доминирует ряд B.

Как правильно определить износ цепи и когда ее необходимо заменять?

Критерием износа является удлинение цепи из-за выработки шарниров. Замеряется длина N звеньев (обычно 10 или 20) в натянутом состоянии. Если фактическая длина превышает номинальную более чем на 2-3%, цепь подлежит замене. Работа на сильно изношенной цепи приводит к ускоренному износу звездочек, нарушению зацепления и срыву цепи.

Можно ли использовать цепь с бОльшим шагом, чем рассчитано, для увеличения прочности?

Нет, это недопустимо. Увеличение шага приведет к росту динамических нагрузок из-за увеличения массы и полигонального эффекта, повышению шума и вибраций. Мощностные характеристики привода определяются не только прочностью на разрыв, но и ресурсом шарнира. Цепь должна выбираться по расчетной мощности и частоте вращения.

Какие существуют варианты защиты цепи от коррозии в агрессивных средах?

Помимо стандартных цепей из углеродистой стали с масляным покрытием, применяются:
— Цепи из нержавеющей стали (AISI 304, 316). Обладают меньшей прочностью, но высокой коррозионной стойкостью.
— Цепи с гальваническим покрытием (цинкование, никелирование).
— Цепи с химическим покрытием (фосфатирование, оксидирование).
— Цепи с нанесением специальных полимерных или консервационных смазок.

Что такое «тяговая» цепь и чем она отличается от «приводной» ISO?

Тяговые (грузовые) цепи (например, по стандарту ISO 1977) предназначены в первую очередь для перемещения грузов (конвейеры, элеваторы). Они имеют другую геометрию (чаще без роликов, с увеличенной толщиной пластин), рассчитаны на меньшие скорости, но на значительные статические нагрузки. Приводные цепи ISO оптимизированы для передачи кинетической энергии на относительно высоких скоростях.

Как правильно хранить цепи до монтажа?

Цепи должны храниться в оригинальной упаковке в сухом, проветриваемом помещении. При длительном хранении (более 6 месяцев) необходимо обеспечить консервацию шарниров смазкой. Перед монтажом цепь следует очистить от консервационной смазки растворителем и заново смазать маслом, применяемым в эксплуатации.

Цепи втулочно-роликовые ISO